苯乙烯生产技术总结报告—王健.doc

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1、苯乙烯生产技术总结报告化工1021王健2010323238任务点01苯乙烯生产工艺路线选择生产方法（一）乙苯氧化脱氢生产苯乙烯生产方法（二）乙苯催化脱氢生产苯乙烯生产方法（三）哈康法生产苯乙烯（乙苯与丙烯氧化）生产方法（四）苯乙酮法根据以上四种方法，我们组选用乙苯催化脱氢生产苯乙烯。现在的催化剂的性能、反应器的结构和工艺操作条件都良好，而且是现在生产苯乙烯的主要方法任务点02生产工艺条件影响因素分析温度热力学分析反应是吸热反应，因此，高温有利于化学反应。对于反应气态平衡常数Kp=P苯乙烯*P氢气

2、/P乙苯，所以对于所有的吸热气相反应Kp随温度的升高而增加。所以高温有利于反应，但高温带来副反应会使乙苯分解为苯和乙烯，或者甲苯和甲烷，从而使副反应的选择性增加。动力学分析温度升高，也有利于化学反应速率升高。适宜的温度选择600℃左右。压力热力学分析压力增大有利于化学反应。动力学分析Kp=Ky（p）n，而题中的n>0，p减小，Ky增大，则有利于产物浓度的提高。所以在热力学和动力学的综合分析中，我们以有利于产物增加为原则，则压力低有利于化学反应。但压力则采用略高于常压以克服系统阻力，同时为了维持低

3、压操作，尽可能减少系统的压力降。催化剂目前国内大多选择Fe-K系类催化剂，其中三氧化二铁为活性组分，氧化钾为活性促进剂，氧化钾的引入使铁系催化剂的活性提高，而氧化钾的含量增加，使钾离子的流失浪费。我们则选用氧化铁系催化剂-高铁低钾氧化铁，具有低活性，高选择性。既减少了钾的流失，又不降低选择性。蒸汽的稀释蒸汽的稀释能减少乙苯、苯乙烯和氢气的分压，其实就是与降低压力一样。但除降压之外还有其他作用。1、蒸汽提供热量，使乙苯的分压降低，改善化学平衡，使乙苯转化率增加。2、少量的蒸汽可以使催化剂保持氧化状

4、态，具有活性。而蒸汽量随催化剂的活性的变化而用量变化。3、蒸汽能够抑制高沸物沉积在催化剂表面。如沉积，会使催化剂活性下降，无法使用。4、反应物和蒸汽易分离。所以在工业上，乙苯与蒸汽摩尔比一般为（6-9）:1左右。任务点03典型设备的选择反应设备选择两段绝热固定床反应器因为该反应为吸热反应，反应器结构简单，反应空间利用率大，不需耐热金属材料，检修方便，投资低。而对于反应而言，不需要额外增加热量只需蒸汽提供。如温度过高，会使乙苯蒸气过热而裂解，绝热式反应器直接传热，温度均匀。选择两段绝热是因为单级反

5、应器的乙苯转化率只有40-50%。但是如果在加热到一级入口的温度，混合物无法平衡，所以混合物送往到第二催化剂床层，进一步转化为苯乙烯，直至再次接近平衡。由于受其他因素影响乙苯转化率可达到70-85%。若在增加催化剂床层，要综合考虑经济效益。总之，我们选用两段绝热固定床反应器。薄膜蒸发器筛板式精馏塔任务点04苯乙烯生产中安全、环保、节能措施一、苯乙烯生产安全技术方案物料闪点℃爆炸极限危险特性安全对策乙苯151.0-6.7燃烧爆炸储罐氮封装置苯乙烯34.41.1-6.1高压易燃气体储存需氮封，储存运

6、输时需加入阻聚剂H2  高压易燃气体管线安全阀；超压连锁跳车；驰放气火炬放空。工艺参数温度℃压力MPa危险特性安全对策固定床6005-10高压设备、管线合成塔进料管线安全阀或塔装安全阀；超压、超温连锁跳车压缩机 5-10高压设备、管线出口管线安全阀；超压连锁跳车二、苯乙烯生产节能方案1、采用高效规整填料高效规整填料MellaPack-250Y是一种新型填料，它具有传质效率高、比压降小、处理能力大、放大效应小等优点。用于乙苯/苯乙烯精馏塔可使精馏塔的处理能力增大，塔压降减小，塔底温度降低，最重要的

7、是由于传质效率高于板式塔，因此，用于该填料改造板式塔可减小回流，从而减少再沸器的蒸汽消耗量和冷却水的用量。2、回收塔顶冷凝潜热由于乙苯/苯乙烯塔必须再负压下进行操作，因此，塔顶操作温度较低。传统苯乙烯装置的塔顶温度仅60℃左右，该低温热源只能以肺热形式排入大气。使用高效填料能够减少塔顶与塔底的温差，可将塔顶温度提高到102~104℃.另一方面，苯乙烯装置的乙苯脱氢单元采用负压操作，并采用乙苯和水共沸蒸发（共沸点为92℃），这就可以采用一种高效热交换器使乙苯/苯乙烯塔顶的冷凝潜热来蒸发脱氢系统的乙

8、苯。任务点05苯乙烯生产工艺流程组织苯乙烯装置的工艺流程简述苯乙烯生产装置主要由烷基化单元、乙苯精馏单元、乙苯脱氢单元和苯乙烯精馏单元四个工段组成，这次主要介绍乙苯脱氢单元，苯乙烯径流单元、烷基化单元和乙苯精馏就不详细说明了。乙苯催化脱氢制苯乙烯的过程，就脱氢反应器的类型不同可分为等温床脱氢工艺和绝热床脱氢工艺。我们组采用二级绝热床脱氢工艺，两个反应器中间的热交换是独立的，故反应器系统的总压降较高，为0.0309MPa。分离流程为4塔流程，先将苯、甲苯与乙苯，苯乙烯分开，后分乙苯，苯乙烯，苯乙烯