苯烷基化生产乙苯解析(20201115083003)
苯乙烯生产—乙苯催化脱氢生产苯乙烯的工艺参数
本讲学习了苯烷基化和乙苯催化脱氢两个反应过程中的工艺参数及确 定，理解工艺参数对反应过程产生的影响，对学习乙苯脱氢生成苯乙烯 的工艺流程有重要帮助。 思考题： 请根据生产原理确定乙苯催化脱氢过程的工艺参数。
2、脱氢反应工艺参数
（3）水蒸气用量 目的：降低原料乙苯的分压，有利于主反应的进行。 选用水蒸气做稀释剂的好处： ①降低乙苯分压，改善化学平衡，提高平衡转化率； ②热容大，利于反应温度稳定； ③脱除催化剂表面的积炭，恢复催化剂活性，延长催化剂再生周期； ④置换吸附在催化剂表面的产物，有利于产物脱离催化剂表面，加快产品生成速度； ⑤容易与反应物分离。
1、苯烷基化反应工艺参数
（2）反应压力
压力对气液相反应平衡影响不大。 热力学计算：乙烯在接近常压5～6MPa下操作。 使用AlCl3催化剂：乙烯与苯通常在常压下进行反应。
（3）原料配比
1、苯烷基化反应工艺参数
乙烯对苯摩尔比增加，乙苯的生成 量增加，多乙苯的生成量也增加。
原料配比超过0.6，乙苯生成量增 加不显著，多乙苯生成量显著加大。
1、苯烷基化反应工艺参数
苯中的硫化物：总质量含量＜0.1%。 甲苯：在AlCl3作用下生成甲乙苯，造成乙苯分离困难，且增加原料乙烯 的消耗。 过量水：将AlCl3水解，HCl腐蚀设备，Al(OH)3堵塞管道和设备。苯中 含水量一定要精确计算，一般含水量应小于500～700mg/kg。
2、脱氢反应工艺参数
2、脱氢反应工艺参数
转化率 反应温度/K
853 873 893 913
0 0.35 0.41 0.48 0.55
n(水蒸气)：n(乙苯) 16
0.76 0.82 0.86 0.90
18 0.77 0.83 0.87 0.90
苯烷基化生产乙苯
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反应过程中，烷基化剂首先与催化剂生成碳正离子，然后碳正离子与苯环发生亲电取代反应，生成乙 苯。
反应条件与催化剂
反应条件
烷基化反应通常在高温、高压下进行， 反应温度一般在200-400℃，反应压力在 1-10MPa之间。反应时间和搅拌速度也 是影响反应效果的重要因素。
VS
催化剂
常用的催化剂有酸性催化剂和金属催化剂 两类。酸性催化剂如硫酸、氢氟酸等，能 够促进碳正离子的生成，从而加速烷基化 反应的进行。金属催化剂如铝、锌等，能 够提高烷基化剂的活性，降低反应活化能 ，促进反应的进行。
在苯烷基化生产乙苯过程中， 会产生多种废弃物，应严格按 照废弃物性质进行分类，确保
各类废弃物得到妥善处理。
污染物排放控制
采用先进的污染处理技术，对生产 过程中产生的废气、废水进行严格 处理，确保污染物排放达到国家及 地方环保标准。
环保设备投入
加大对环保设备的投入，提升环保 设施的处理能力，为降低环境污染 提供有力保障。
03
工艺流程详解
原料准备与预处理
原料选择
生产乙苯的主要原料为苯和乙烯。这两种原 料需要满足一定的纯度要求，以保证反应的 高效进行。
原料预处理
在进料之前，需要对苯和乙烯进行预处理， 如脱水、脱硫等，以去除其中的杂质，防止 对反应造成不良影响。
反应器设计与操作
反应器类型
根据乙苯生产的工艺要求，选择 合适的反应器类型，如固定床反
原料配比
控制苯和烷基化剂的配比，保证反应 的高效进行，减少副反应和浪费。
催化剂管理
选择合适的催化剂，并定期更换或再 生，以保持反应的活性和选择性。
安全防护
在生产过程中，要注意防止泄漏和火 灾等安全事故的发生，配备相应的安 全设施和应急措施。
催化干气法生产乙苯的反应机理及影响因素
催化干气法生产乙苯的反应机理及影响因素苯乙烯是一种重要的化工产品，苯乙烯的生产由干气制乙苯和乙苯脱氢制苯乙烯两部分组成，除生产的产品苯乙烯外，还副产富丙烯干气、丙苯馏分、多乙苯残油、烃化尾气、甲苯、苯乙烯焦油等。
其中，乙苯作为乙苯单元的产品，同时也为苯乙烯单元提供反应原料。
催化裂化干气与苯烃化制乙苯技术是利用催化裂化干气中乙烯这一宝贵资源的一种工艺先进、经济可靠的技术。
干气制乙苯一烃化/反烃化反应机理1生成乙苯: C2H4+C6H6= C6H5C2H5在沸石催化剂上存在Lewis酸中心，可以吸附干气中的乙烯分子，生成正碳离子L-CH2CH2＋，再与苯进行加成反应生成乙苯。
这一反应是可逆反应，但是在反应条件下，正向反应(烃化)比逆反应(反烃化)更有利。
烃化反应是放热反应。
反应热△H=-106.2KJ/ mol。
2 生成多乙苯:如：C6H5C2H5+C2H4=C6H4(C2H5)2乙苯可以进一步烷基化生成二乙苯、三乙苯等。
（有邻、间、对三种异构体）3 多乙苯反烃化:C6H4(C2H5)2+C6H6=2C6H5C2H5在反烃化反应器中，在沸石催化剂上同样存在Lewis酸中心，吸附多乙苯分子生成正碳离子，发生烷基转移反应生成乙苯，并达到稳态浓度。
4 生成丙苯和丁苯:C2H6+C6H6=C6H5C3H7C4H8+C6H6=C6H5C4H9干气中除含10～30(V)%的乙烯外，还含有少量的丙烯和丁烯，在烃化催化剂上，同样发生烷基化反应，生成同相应组分呈平衡的丙苯（异丙苯和正丙苯）和丁苯（4个异构体：正丁苯、异丁苯仲丁苯和叔丁基苯）；丙苯和丁苯之类较高级的烷基苯不像乙苯那样稳定，在反烃化反应器中，在Lewis酸中心作用下，它们较易脱烷基，也能较容易发生相互转变，而且在低空速时，较易经过烯烃聚合和裂解转变为乙苯。
C6H5C3H7+C6H6→C6H5C2H5+C6H5CH3+C3H6C6H5C4H9+C6H6→C6H5C2H5+C6H5C3H7+C6H5CH3+C4H85 生成甲苯:甲苯可以由非芳烃、乙苯和二甲苯生成的，且主要是由丙苯和丁苯之类较高级烷基苯生成的。
乙苯生产技术
3 乙烯浓度旳影响
由表2可知,乙烯浓度对催化精馏过程有 影响。干气中乙烯浓度提升,乙烯旳转化 率提升,乙苯选择性降低。这是因为在反 应压力一定旳情况下,干气中乙烯浓度增 长,乙烯分压增大,有利于乙烯在液相中 旳溶解吸收,提升了乙烯旳转化率。又因 为乙烯在液相中旳溶解度增长,继续烷基 化反应速率增大,生成更多旳二乙苯和多 烷基苯等,降低了乙苯旳选择性
4 催化剂
该工艺采用ZSM-5沸石催化剂,完全防止了 AlCl3催化剂带来旳一系列问题。但因为 ZSM-5催化剂旳活性温度较高,所以反应要 在较高温度下进行。在较高温度下,烷基化 反应速率较快,该催化剂对苯和乙烯旳烃化 反应及多乙苯与苯旳反烃化反应均具有较 强旳催化剂活性和良好旳选择性,可达 99.5%。此工艺催化剂用量少,轻易结焦而 失活,但轻易再生,使用寿命长,生产中不存 在环境污染和设备腐蚀问题。
任务点05 经典设备旳选择
乙苯单元由烷基化反应、烷基转移反应和乙苯精馏部分 构成。烷基化反应部分旳任务是在分子筛催化剂旳作用 下使乙烯和苯烷基化生成乙苯、多乙苯等物质。烷基转 移反应部分旳任务则是在分子筛催化剂旳作用下使苯、 多乙苯发生烷基转移反应，生成乙苯。烷基化反应和烷 基转移反应部分旳出料中具有乙苯、多乙苯、重质物及 未反应旳原料苯，都被送到乙苯精馏预分馏塔。由预分 馏塔、苯塔、乙苯塔、多乙苯塔、脱非芳塔将反应产物 分离成苯、乙苯、多乙苯和重质物。其中回收旳苯返回 到烷基化反应器和烷基转移反应器，多乙苯返回到烷基 转移反应器。脱非芳塔则用于脱除进料和反应过程中生 成旳轻组分和轻非芳烃
• 用旳比较多旳是磁力泵和屏蔽泵 另外还有大功率离心泵 反烃化反 应进料泵是高速齿轮泵。
任务点06 乙苯生产中安全、环境保护、节能 措施
1.1应严格监视反应器旳温度、压力，进料苯和多乙苯 中旳水含量应不大于10ppm。反应器开停车应严格 控制开、降温速度；反应器系统旳联锁必须正常投 入使用，定时校验联锁并有统计。
年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计
济南大学化工设计题目：年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计学生姓名：王宗浩张军同组人：王子铖王维肖蕾杨文革姚甜慧岳晓菲张广文赵连雨指导教师：陈中合学院：化学化工学院班级：化工1201提交日期：2014.12.16小组具体分工王宗浩、王维、杨文革:设备计算及一览表、管道计算及一览表、管道布置图、尾气处理。
张军、姚甜慧：物料流程图、带控制点的物料流程图、车间布置图、生产操作制度。
赵连雨、岳晓菲：工艺设计计算书、工程预算及环境监测保护。
肖蕾、张广文、王子铖：相关技术概况、可行性报告、文献检索、选址、市场分析。
目录1.概述 (5)1.1乙苯的简介 (5)乙苯的主要性质 (5)乙苯的主要用途 (6)1.2 AlCl3液相法制乙苯 (6)1.3 生产技术现状与开发动向 (7)1.3.1 生产技术现状 (7)1.3. 2 技术开发动向 (9)1.3.3 国内技术开发现状 (10)1.3.4 结语 (11)2 可行性报告 (11)2.1市场供需状况 (11)2.2建厂条件 (15)2.2.1 地理环境 (15)2.2.2 自然资源 (16)2.2.3 气候 (16)2.2.4 交通条件 (16)2.2.5 配套设施 (16)2.3 结语 (17)3 乙苯的工艺设计 (18)3.1 工艺计算书 (18)3.1.1 计算条件及基准 (18)3.1.2. 物料衡算 (19)3.1.3 热量衡算 (25)3.2 设备计算 (30)3.2.1烷基化反应器烃化塔取设计裕量为5% (30)3.2.2苯蒸出塔 (31)3.2.3 乙苯精馏塔 (40)3.2.4 管道计算 (41)3.2.5设备设计成果一览表 (41)3.2.6 管道设计成果一览表 (42)3.3 化工设计图 (43)3.3.1 物料流程图 (43)3.3.2 带控制点的物料流程图 (44)3.3.3管道布置图 (45)3.3.4车间布置图 (45)4 生产操作制度 (46)4.1 获取和识别法律、法规及其他要求程序 (46)4.2安全投入保障制度 (47)4.3 安全生产目标责任制考核制度 (48)4.4 安全培训教育制度 (49)4.5 安全生产检查制度 (50)(一)任务与要求 (50)(二)形式与内容 (50)4.6 防火防爆安全管理制度 (51)(一)生产装置 (51)(二)动火、用火安全管理制度 (52)4.7 安全设施管理制度 (54)4.8 关键装置和重点部位（岗位）管理制度 (56)4.9 生产设施安全拆除和报废管理制度 (57)4.10 应急救援管理制度 (59)4.11 环境应急监测方案 (61)5 环境检测保护 (61)5.1 环境空气现状评价及影响评价表明： (61)5.2 地表水环境现状评价及影响分析表明： (62)5.3 地下水环境现状评价及影响分析表明： (63)5.4 噪声环境影响评价表明： (63)5.5 固体废物环境影响分析表明： (63)5.6 施工期环境影响分析表明： (63)5.7 环境风险影响评价表明： (63)5.8 生态环境影响分析表明： (64)5.9 污染防治措施及其经济技术论证表明： (64)5.10 清洁生产分析表明： (64)5.11 污染物总量控制分析表明： (64)5.12 环境经济损益分析表明： (64)5.13 环境管理及监测计划表明： (65)5.14 厂址选择及项目建设的合理性分析 (65)5.15 评价总结论 (65)6 尾气废物处理 (65)6.1 废气 (65)6.2 废水 (66)6.3 固体废物 (66)6.4 噪声 (67)7 化工设计预算 (67)7.1车间成本估算 (67)7.2设备预算 (68)7.3 地皮及水电估算 (68)7.4 收益估算 (69)7.5 投资与成本分析 (69)8 参考文献 (69)1.概述1.1乙苯的简介乙苯的主要性质乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。
年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计
济南大学化工设计题目：年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计学生姓名：王宗浩张军同组人：王子铖王维肖蕾杨文革姚甜慧岳晓菲张广文赵连雨指导教师：陈中合学院：化学化工学院班级：化工1201提交日期：2014.12.16小组具体分工王宗浩、王维、杨文革:设备计算及一览表、管道计算及一览表、管道布置图、尾气处理。
张军、姚甜慧：物料流程图、带控制点的物料流程图、车间布置图、生产操作制度。
赵连雨、岳晓菲：工艺设计计算书、工程预算及环境监测保护。
肖蕾、张广文、王子铖：相关技术概况、可行性报告、文献检索、选址、市场分析。
目录1.概述 (5)1.1乙苯的简介 (5)乙苯的主要性质 (5)乙苯的主要用途 (6)1.2 AlCl3液相法制乙苯 (6)1.3 生产技术现状与开发动向 (7)1.3.1 生产技术现状 (7)1.3. 2 技术开发动向 (9)1.3.3 国内技术开发现状 (10)1.3.4 结语 (11)2 可行性报告 (11)2.1市场供需状况 (11)2.2建厂条件 (15)2.2.1 地理环境 (15)2.2.2 自然资源 (16)2.2.3 气候 (16)2.2.4 交通条件 (16)2.2.5 配套设施 (16)2.3 结语 (17)3 乙苯的工艺设计 (18)3.1 工艺计算书 (18)3.1.1 计算条件及基准 (18)3.1.2. 物料衡算 (19)3.1.3 热量衡算 (25)3.2 设备计算 (30)3.2.1烷基化反应器烃化塔取设计裕量为5% (30)3.2.2苯蒸出塔 (31)3.2.3 乙苯精馏塔 (40)3.2.4 管道计算 (41)3.2.5设备设计成果一览表 (41)3.2.6 管道设计成果一览表 (42)3.3 化工设计图 (43)3.3.1 物料流程图 (43)3.3.2 带控制点的物料流程图 (44)3.3.3管道布置图 (45)3.3.4车间布置图 (45)4 生产操作制度 (46)4.1 获取和识别法律、法规及其他要求程序 (46)4.2安全投入保障制度 (47)4.3 安全生产目标责任制考核制度 (48)4.4 安全培训教育制度 (49)4.5 安全生产检查制度 (50)(一)任务与要求 (50)(二)形式与内容 (50)4.6 防火防爆安全管理制度 (51)(一)生产装置 (51)(二)动火、用火安全管理制度 (52)4.7 安全设施管理制度 (54)4.8 关键装置和重点部位（岗位）管理制度 (56)4.9 生产设施安全拆除和报废管理制度 (57)4.10 应急救援管理制度 (59)4.11 环境应急监测方案 (61)5 环境检测保护 (61)5.1 环境空气现状评价及影响评价表明： (61)5.2 地表水环境现状评价及影响分析表明： (62)5.3 地下水环境现状评价及影响分析表明： (63)5.4 噪声环境影响评价表明： (63)5.5 固体废物环境影响分析表明： (63)5.6 施工期环境影响分析表明： (63)5.7 环境风险影响评价表明： (63)5.8 生态环境影响分析表明： (64)5.9 污染防治措施及其经济技术论证表明： (64)5.10 清洁生产分析表明： (64)5.11 污染物总量控制分析表明： (64)5.12 环境经济损益分析表明： (64)5.13 环境管理及监测计划表明： (65)5.14 厂址选择及项目建设的合理性分析 (65)5.15 评价总结论 (65)6 尾气废物处理 (65)6.1 废气 (65)6.2 废水 (66)6.3 固体废物 (66)6.4 噪声 (67)7 化工设计预算 (67)7.1车间成本估算 (67)7.2设备预算 (68)7.3 地皮及水电估算 (68)7.4 收益估算 (69)7.5 投资与成本分析 (69)8 参考文献 (69)1.概述1.1乙苯的简介乙苯的主要性质乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。
苯烷基化生产乙苯教学课件
生产现场应配备相应的安全设施，如 紧急停车系统、安全阀、压力表、温 度计等，并确保其正常运行。
严格控制工艺参数，如温度、压力、 流量等，避免因超温、超压、超流量 等导致安全事故。
环保要求与处理措施
苯烷基化生产乙苯过程中产生 的废气、废水和固废应严格按 照国家和地方环保法规进行处
物质的浓度，促进反应的进行。但过高的压力可能导致设备成本增加和
安全性问题。
03
催化剂
催化剂是影响苯烷基化生产乙苯的重要因素之一。不同类型的催化剂对
反应速率和乙苯的产率有不同的影响。选择合适的催化剂可以提高乙苯
的产率和纯度，降低副产物的生成。
03
苯烷基化生产乙苯的工艺流程
原料准备与预处理
原料选择
选择纯度较高的苯作为原料，确 保生产出的乙苯质量稳定。
定期检查
定期对设备进行检查，发现并 解决潜在问题。
清洗与清理
定期清洗设备，去除积聚的杂 质和副产物。
更换磨损件
及时更换磨损的设备和零件， 确保设备的正常运行。
记录与报告
对设备的维护和保养情况进行 记录和报告，为设备的长期运
行提供保障。
05
苯烷基化生产乙苯的安全与环保
安全注意事项
操作人员需经过专业培训，熟悉苯烷 基化生产乙苯的工艺流程和安全操作 规程。
技术进步推动市场拓展
02
苯烷基化生产乙苯技术的不断进步，将进一步拓展市场应用领
域和规模。
国际市场竞争加剧
03
随着全球经济一体化的深入发展，国际市场竞争将更加激烈，
对苯烷基化生产乙苯技术的要求也将越来越高。
政策法规影响
乙苯的特点及烷基化工业生产方法 唐军凯
乙苯的特点及烷基化工业生产方法唐军凯发表时间：2018-05-16T10:34:56.633Z 来源：《基层建设》2018年第2期作者：唐军凯[导读] 摘要：乙苯是无色透明的液体，易燃。
中海石油宁波大榭石化有限公司浙江宁波 315812摘要：乙苯是无色透明的液体，易燃。
易被氧化，氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
乙苯是生产苯乙烯的原料，我国日前采用苯和乙烯的烷基化反应生产乙苯，近年来，我国对乙苯/苯乙烯需求量增长迅速，供求矛盾突出。
世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生产制得，其余是由芳烃生产过程的C8芳烃分离得到，苯和乙烯烷基化是在酸性催化剂存在下进行，其生产工艺多种多样。
本文对乙苯的特点及烷基化工业生产方法进行简单的探讨。
关键词：乙苯；特点；烷基化工业生产引言乙苯工业生产技术主要有六种，它们是：传统的三氯化铝液相法、Monsanto/Lummus法、UOP的Alkar气相法、Mobil，/Badger法和Lummus/Unoca，l法。
目前普遍使用的是Monsanto/Lummrs法和Prlobil/Badger法，最近开发成功的Lummus/Unocal法，因其无污染和无腐蚀的特点，正在乙苯生产技术市场上占有一席之地。
下面就乙苯主要生产技术进展作一介绍，对我国发展乙苯生产技术谈一些看法。
一、乙苯的特点乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不容于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯侧链易被氧化，氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
在强氧化剂（如高锰酸钾）或催化剂下，用空气或氧气氧化，生成苯甲酸；若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化，则生成苯乙酮。
乙苯装置的工艺流程主要特点是通过控制烷基化反应条件，使催化反应系统由两相变为单相（均相），从而提高了乙苯收率，减少了三氯化铝催化剂用量，简化了流程，节省了生产费用；由于提高了烷基化反应温度（180℃），使反应热得到回收和利用；加强回收尾气中的部分氯化氢，既减少了污染，又提高了经济效益。