乙苯脱氢生产苯乙烯工艺
实验一 乙苯脱氢制苯乙烯
4.2 实验一 乙苯脱氢制苯乙烯一 实验目的（1）了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
（2）学会稳定工艺操作条件的方法。
二 实验原理1．本实验的主副反应 主反应：副反应：在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：此外还有芳烃脱氢缩合苯乙烯聚合生成焦油和焦等。
这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。
（1）影响本反应的因素 1）温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应，00>∆H，从平衡常数与温度的关系式20ln RT H T K pp ∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。
但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。
本实验的反应温度为：540~600℃。
2）压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式n p K K =γ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑i nP 总可知，当γ∆>时，降低总压总P 可使n K 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。
本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。
较适宜的水蒸气用量为：水∶乙苯=1.5∶1（体积比）或8∶1（摩尔比）。
3）空速的影响乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。
（2）催化剂本实验采用氧化铁系催化剂其组成为：Fe2O3—CuO—K2O3—CeO2。
三预习与思考（1）乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？实验室是如何来实现的？工业上又是如何实现的？（2）对本反应而言是体积增大还是减小？加压有利还是减压有利？工业上是如何来实现加减压操作的？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸气可以降低烃分压？（3）在本实验中你认为有哪几种液体产物生成？哪几种气体产物生成？如何分析？四实验装置及流程见图4.2-1。
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
乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程
（二）绝热型反应器脱氢部分的工艺流程 1.工艺流程组织
图4-11（P183）是单段绝热反应器脱氢的工艺流程。 循环乙苯和新鲜的乙苯与部分水蒸气混合以后（这部分水 蒸气约占总加入水蒸气量的10%左右），与高温脱氢产物进行 热交换，温度升到520～550℃，再与过热水蒸气混合（这部分 水蒸气的量占总加入水蒸气量的90%左右），然后进入脱氢反 应器，脱氢产物离开反应器时的温度为585℃左右，经过热交 换，降低温度后，再进一步冷凝冷却，凝液分出水后，进入粗 苯乙烯贮槽，尾气含氢气90%左右，可以作为燃料用，也可以 用来制氢气。 绝热反应器脱氢，反应所需要的热量是由过热水蒸气带入 的，所以水蒸气的用量，要比等温式反应器大１倍左右。 绝热反应器脱氢的工艺条件为：
水蒸气/乙苯=(6~12)/1(摩尔比)， 最终转化率为77~93%， 选择性为92~96%。 综上所述，改进后的绝热反应器，对前面提到的过热水蒸 气消耗量大、乙苯转化率低和苯乙烯选择性差等缺点，得到了 比较好的解决。
（三）脱氢产物粗苯乙烯的分离与精制
高。现在采用林德公司开发的筛板塔，筛板塔效率高、压力损 失比较小，能用一台精馏塔进行分离，不仅简化了流程，而且 水蒸气用量也减少了一半。
20 聚合速度，%每小时 10 8 6 4 2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.1 60 70 80 90 100 110 120130 140 温度，°C
脱氢反应： 强吸热反应； 反应需要在高温下进行； 反应需要在高温条件下向反应系统供给大量的热量。 由于供热方式不同，采用的反应器型式也不同。 工业上采用的反应器型式有两种： 一种是多管等温型反应器，是以烟道气为热载体，反应器 放在加热炉内，由高温烟道气，将反应所需要的热量通过管壁 传递给催化剂床层。 另一种是绝热型反应器，所需要的热源是由过热水蒸气直 接带入反应系统。
乙苯脱氢制苯乙烯实验注意事项
乙苯脱氢制苯乙烯实验注意事项
一、实验原理
乙苯脱氢是利用催化剂将乙苯加热至高温，使其分解成苯和乙烯的过程。
该反应是工业上制取苯乙烯的重要方法。
二、实验步骤
1.将催化剂（如氧化钒或氧化铁）加入反应釜中。
2.加入适量的乙苯，并通入氢气。
3.升温至500℃左右，持续反应2-3小时。
4.冷却后，收集产物并进行分析。
三、注意事项
1.实验操作时需佩戴防护手套、护目镜等个人防护装备，以免受到反应物或产物的伤害。
2.反应釜应选择耐高温、耐腐蚀的材料制成，如不锈钢或玻璃等，并保持清洁干燥。
3.催化剂的选择要根据实验需要进行调整，以保证反应效果和产物纯度。
4.通入氢气时需注意控制流量和压力，避免因过高压力导致爆炸事故发生。
5.加热时要慢慢升温，避免温度过高引起反应釜爆炸。
6.收集产物时要使用合适的容器，并进行标记和储存，以免产生混淆或误用。
7.实验结束后，要及时清洗反应釜和设备，并进行妥善保管。
四、实验安全提示
1.实验室内禁止吸烟、饮食等行为，以免引起火灾或中毒事故。
2.实验前要对设备进行检查和试运行，确保其正常工作。
3.实验操作时要严格按照操作规程进行，不得随意更改或省略步骤。
4.如遇到异常情况（如气味异常、产物颜色变化等），应立即停止操作并向有关人员报告。
苯乙烯生产工艺
课题：乙苯脱氢生产苯乙烯第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯一、概述１.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下：或者苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。
具有高折射性和特殊芳香气味。
沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。
苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。
苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。
苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。
苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。
苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。
也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。
苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。
此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。
2．生产方法工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。
迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。
本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。
二、反应原理1.主、副反应 主反应：CH=CH 2 CH=CH 2＋H2 △HΦ298=117.6KJ/mol在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应：＋H 2 ＋C H 4+C 2H 4+H 2+C 2H 6在水蒸气存在下，还可发生水蒸气的转化反应 +2H 2O +2CO 2+3H 2高温下生碳8C+5H 2此外，产物苯乙烯还可能发生聚合，生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物等。
2．催化剂乙苯脱氢反应是吸热反应，在常温常压下其反应速度是小的，只有在高温下才具有一定的反应速度，且裂解反应比脱氢反应更为有利，于是得到的产物主要是裂解产物。
乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯引言。
苯乙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于合成树脂、塑料、橡胶等工业中。
乙苯脱氢制苯乙烯是目前主要的生产工艺之一，其具有高效、低成本等优点，因此备受关注。
本文将对乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程、反应机理、影响因素以及发展趋势进行探讨。
一、乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程。
乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程主要包括催化剂的选择、反应条件的控制以及产品的分离纯化等步骤。
一般而言，该工艺流程可以分为以下几个步骤，乙苯的预热、蒸汽和空气的混合、催化剂的加入、反应器的加热、产物的冷却和分离等。
其中，催化剂的选择对反应的效率和产物的纯度具有重要影响，目前常用的催化剂有铬酸钠、钼酸钠、氧化铝等。
二、乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理主要涉及乙苯分子的脱氢反应。
在催化剂的作用下，乙苯分子中的氢原子被去除，形成苯乙烯分子和水蒸气。
具体而言，乙苯分子首先吸附在催化剂表面，然后发生脱氢反应，生成苯乙烯和水蒸气。
反应机理的研究有助于优化工艺条件，提高反应效率和产物纯度。
三、乙苯脱氢制苯乙烯的影响因素。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应受到多种因素的影响，包括温度、压力、催化剂种类和用量、乙苯浓度等。
其中，温度是影响反应速率和产物选择性的重要因素，一般而言，较高的温度有利于提高反应速率，但过高的温度可能导致副反应的发生。
此外，催化剂的种类和用量也对反应的效果有显著影响，不同的催化剂具有不同的活性和选择性，因此需要进行合理选择和控制。
四、乙苯脱氢制苯乙烯的发展趋势。
乙苯脱氢制苯乙烯作为一种重要的有机合成工艺，其发展趋势主要包括提高反应效率、降低生产成本、减少环境污染等方面。
为了提高反应效率，可以通过优化催化剂的性能、改进反应条件、提高乙苯转化率等途径。
同时，降低生产成本也是当前研究的重点之一，可以通过提高催化剂的稳定性和循环利用率、优化产品分离纯化工艺等手段来实现。
此外，减少环境污染也是乙苯脱氢制苯乙烯发展的重要方向，可以通过减少废水排放、提高产物纯度等途径来实现。
苯乙烯生产工艺
苯乙烯生产工艺苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚苯乙烯树脂（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯（ABS）树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）树脂、丁苯橡胶和丁苯胶乳（SBR/SBR胶乳）、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体（如SBS）等。
此外，还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。
目前，世界上苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、环氧丙烷-苯乙烯联产法、热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等。
1 乙苯脱氢法乙苯脱氢法生产苯乙烯的原料是乙苯。
乙苯脱氢制苯乙烯是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90%。
它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺。
主反应：C6H5C2H5---C6H5C2H3+H2乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow化学公司首次开发成功。
目前典型的生产工艺主要有Fina/Badger工艺、ABB鲁姆斯/UOP工艺以及BASF 工艺等。
乙苯催化脱氢法的技术关键是寻找高活性和高选择性的催化剂。
我国已经开发出了此种催化剂。
乙苯氧化脱氢技术是用较低温度下的放热反应代替高温下的乙苯脱氢吸热反应，从而大大降低了能耗，提高了效率。
氧化脱氢反应为强放热反应，在热力学上有利于苯乙烯的生成。
典型的生产工艺为苯乙烯单体先进反应器技术，简称Smart工艺。
是UOP公司开发的乙苯脱氢选择性氧化技术（Styro-Plus工艺）与Lummus、Monsanto以及UOP三家公司开发的Lummus/UOP乙苯绝热脱氢技术的集成。
目前，世界上有5套苯乙烯生产装置采用乙苯氧化脱氢工艺进行生产，另外一些新建生产装置大都准备采用该方法进行生产。
2、环氧丙烷-苯乙烯联产法环氧丙烷-苯乙烯（简称PO/SM）联产法又称共氧化法，由Halcon公司开发成功，并于1973年在西班牙首次实现工业化生产。
在130-160℃、0.3-0.5MPa下，乙苯先在液相反应器中用氧气氧化生成乙苯过氧化物，生成的乙苯过氧化物经提浓到35%后进入环氧化工序，在反应温度为110℃、压力为4.05MPa条件下，与丙烯发生环氧化反应成环氧丙烷和甲基苄醇。
乙苯脱氢制取苯乙烯
、实验目的1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
2、学会稳定工艺操作条件的方法。
二、实验原理1、本实验的主副反应主反应：乙苯? 苯乙烯+ 氢气mol 副反应：乙苯? 苯+ 乙烯mol 乙苯+氢气? 苯+乙烷mol乙苯+ 氢气? 甲苯+ 乙烯mol在水蒸汽存在的条件下，还可能发生下列反应：乙苯+ 2水? 甲苯+ 二氧化碳+ 3氢气此外，还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。
这些连串反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。
2、影响反应的因素（1）温度的影响乙苯脱氢为吸热反应，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。
但是温度过高副反应增加，使苯乙烯的选择性下降，能耗增加，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。
本实验的反应温度为540~600oC。
（2）压力的影响乙苯脱氢为体积增大的反应，降低总压可使平衡常数增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。
本实验加水蒸汽的目的是降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。
较适宜的水蒸汽用量为：水/乙苯二1 （体积比）（3）空速的影响乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以为止。
3、本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。
三、实验装置及流程实验装置及流程如图1 所示。
图1 乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验流程图1－乙苯流量计；2、4－加料泵；3－水计量管；5－混合器；6－汽化器；7－反应器；8－电热夹套；9、11－冷凝器；10－分离器；12－热电偶四、反应条件控制汽化温度300oC,脱氢反应温度540〜600OC,水：乙苯二：1 （体积比），相当于乙苯加料min，蒸馏水min （50ml催化剂）。
五、实验步骤1、注入原料乙苯和水，接通电源，使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度，同时打开循环冷却水。
10万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计与实现可行性方案
一、引言乙苯脱氢制苯乙烯是一种常见的化工生产工艺，苯乙烯是一种重要的有机合成原料，广泛应用于橡胶、塑料、合成纤维等领域。
本文针对一座10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置的工艺设计与实现可行性进行研究，通过详细的工艺流程设计和技术方案分析，探讨了装置的生产能力、能源消耗，以及环境保护等方面的可行性。
二、工艺设计1.原料储备及预处理：本装置的原料为乙苯，通过管道输送至储罐进行储备，并进行预处理，包括除水、除杂质等工序，以确保原料质量符合要求。
2.脱氢反应：乙苯在脱氢反应器中与催化剂发生反应，生成苯乙烯和副产物苯。
脱氢反应器采用固定床催化剂技术，通过控制反应温度、压力、气体流速等参数，使得反应达到最佳效果。
3.产物分离与精馏：脱氢反应产生的混合气体经过冷凝器冷却后，进行分离，得到苯乙烯和苯的混合物。
随后进行精馏分离，得到纯苯乙烯和纯苯产品。
4.尾气处理：脱氢反应后的尾气含有少量有害气体，需要进行处理，采用干式废气处理技术，通过吸附剂吸附有害气体，使废气排放符合环保标准。
5.产品储存与出库：生产的苯乙烯和苯产品经过质量检验后，分别储存在相应的产品罐中，并按照客户需求进行出库。
三、可行性分析1.技术可行性：乙苯脱氢制苯乙烯是一种成熟的化工生产工艺，本装置工艺设计合理，技术成熟，具有较高的可操作性和稳定性。
2.生产能力：本装置设计生产能力为10万吨/年，可满足市场需求，并具有一定的扩展潜力。
3.能源消耗：乙苯脱氢制苯乙烯是一种高能耗的工艺，装置生产过程中需要大量的能源，需要优化运行参数和设备，降低能源消耗。
4.环境保护：装置运行过程中会产生少量废气和废水，需要采取有效的处理措施，保护环境，符合环保要求。
四、结论本文对一座10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置的工艺设计与实现可行性进行了分析，通过详细的工艺流程设计和技术方案研究，揭示了装置的生产能力、能源消耗，以及环境保护等方面的可行性。
通过合理的工艺设计和管理措施，可以确保装置稳定高效地运行，生产出优质的苯乙烯产品。
乙苯脱氢制苯乙烯
工艺原理以乙苯为原料，按1.3~1.8水比加入过热水蒸汽，在轴径向反应器内，于高温、负压条件下，通过催化剂床层进行乙苯脱氢反应，生成苯乙烯主产品；副反应生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、H2、CO和CO2。
主反应：这是一个强吸热可逆增分子反应。
副反应是热裂解、氢化裂解和蒸汽裂解反应：C6H5CH2CH3→ C6H6＋C2H4C6H5CH2CH3＋H2→ C6H5CH3＋CH4C6H5CH2CH3＋H2→ C6H6＋C2H6C ＋2H2O → 2H2＋CO2CH4＋H2O → 3H2＋COC2H4＋2H2O → 2CO ＋4H2水蒸汽变换反应：CO ＋H2O → H2＋CO2在水蒸汽浓度很高时，生成苯、甲苯的反应式可能被下列反应所代替：C6H5CH2CH3＋2H2O → C6H5 CH3＋CO2＋3H2C6H5CH2CH3＋2H2O → C6H6＋CH4＋CO2＋2H2在乙苯脱氢反应中，原料乙苯中的化学杂质也发生反应，生成物还会进一步发生反应，为此，最终生成物中还含有另一些副产物，如二甲苯、异丙苯、α-甲基苯乙烯、焦油等。
影响化学反应的因素主要有：反应温度、反应压力和水蒸汽/乙苯比（简称水比）。
此外，该反应还受到反应物通过催化剂床层的液体体积时空速度（LHSV）、催化剂性能、原料乙苯中含杂质情况等影响。
反应温度乙苯脱氢生成苯乙烯的反应为吸热反应，故乙苯转化率随着反应温度的升高而增加。
当温度升高后，不但生成苯乙烯的正反应增加，而且消耗苯乙烯的逆反应以更高的速度增加。
另外，当反应温度提高后，虽然乙苯转化率提高，但副反应（指吸热的副反应）也将加剧，故生成苯乙烯的选择性将降低，因而反应温度不宜过高。
从降低能耗和延长催化剂寿命出发，希望在保证苯乙烯单程收率的前提下，尽量采用较低的反应温度。
反应压力对于给定的反应温度和水比，乙苯的转化率随着反应压力的降低而显著增加。
在相同的乙苯液体空速和水比下，随着反应压力降低，可相应降低反应温度，而苯乙烯的单程收率维持不变，苯乙烯选择性提高。
年产20万吨乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计毕业设计 精品
毕业设计20万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计摘要苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。
本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。
本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。
根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。
在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。
由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。
关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化AbstractStyrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at home and abroad, styrene reaction conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes.This design is based on the annual handling capacity of 200,000 tons of ethylbenzene production targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device .This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis has important practical significance.Keywords：Ethylbenzene，Styrene，dehydrogenation，Aspen Plus，Simulation and optimization目录1 前言 (1)1.1 苯乙烯现状及发展概况 (2)1.2 乙苯脱氢制取苯乙烯反应工艺条件研究 (2)1.2.2 温度 (2)1.2.3 进料比 (3)1.2.4 压力 (3)1.3 乙苯脱氢制苯乙烯催化剂研究 (3)1.3.1 国内外苯乙烯催化剂研究现状 (4)1.3.2 国内催化剂研发的建议 (5)1.4 苯乙烯生产方法概述 (7)1.4.1 乙苯脱氢法 (7)1.4.2 乙苯共氧化法 (7)1.4.3 甲苯为原料合成苯乙烯 (8)1.4.4 乙烯和苯直接合成苯乙烯 (8)1.4.5 乙苯氧化脱氢 (8)1.5 乙苯脱氢制苯乙烯工艺方法概述 (9)1.5.1 Lummus／UOP乙苯脱氢工艺 (9)1.5.2 Fina／Badger乙苯脱氢工艺 (9)1.5.3 乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺） (10)1.6 Aspen Plus软件及功能简介 (10)1.7 本设计方案主要内容及意义 (12)2 设计部分 (13)2.3 设计任务书 (13)2.3.1 乙苯催化脱氢主、副反应 (13)2.3.2 乙苯脱氢催化剂 (13)2.3.3 乙苯脱氢反应条件 (13)2.3.4 乙苯脱氢工艺流程 (14)2.4 物料衡算 (14)2.4.1 脱氢绝热反应器 (15)2.4.2 油水分离器 (17)2.4.3 乙苯—苯乙烯精馏塔 (20)2.4.4 甲苯—乙苯精馏塔 (21)2.4.5 苯—甲苯精馏塔 (21)2.4.6 苯乙烯精馏塔 (22)2.5 Aspen Plus模拟工艺流程设计 (22)2.3.1 状态方程及模块的选择 (22)2.3.2 动力学方程选择 (23)2.3.3 反应部分操作参数和关键控制 (24)2.3.4 精馏部分操作参数 (34)3 设计结果与讨论 (42)3.1 苯乙烯工艺流程图及流程概述 (42)3.2 Aspen Plus软件模拟流程及其简述 (43)3.2.1 反应部分概述 (43)3.2.2 分离部分模拟 (44)3.3 主要设备工艺参数汇总 (44)3.3.1 换热器组 (44)3.3.2 反应器 (45)3.3.3 精馏分离部分 (45)3.4 公用工程一览 (45)3.4.1 加热蒸汽 (45)3.4.2 生产用电 (45)3.4.3 冷却用水 (46)3.5 讨论 (46)符号说明 (48)致谢 (49)参考文献 (50)1前言苯乙烯是一种重要的石油化工基本原料，是除聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧乙烷(EO)以外的第四大乙烯衍生产品。
乙苯脱氢制苯乙烯生产线工艺流程
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绝热式乙苯脱氢工艺流程
绝热式乙苯脱氢工艺流程概述本文将介绍绝热式乙苯脱氢工艺流程的详细步骤和操作要点，以及该工艺的原理和应用方向。
1.工艺介绍1.1工艺背景乙苯脱氢是一种重要的有机合成工艺，广泛应用于石油化工领域。
绝热式乙苯脱氢工艺是其中一种常用的生产方法。
1.2工艺原理绝热式乙苯脱氢工艺利用催化剂在高温和高压条件下使乙苯脱氢生成苯乙烯，同时产生副产物苯。
1.3工艺优势绝热式乙苯脱氢工艺具有以下优势：-反应效率高，产物纯度高-反应过程控制简单，易于工业化生产-对催化剂的要求相对较低2.工艺流程绝热式乙苯脱氢工艺的具体流程如下：1.原料准备：准备充足的乙苯和催化剂，并确保其纯度符合要求。
2.进料预热：将乙苯预热至设定温度。
3.催化剂注入：将预热后的乙苯和催化剂混合注入反应釜中。
4.反应过程：控制反应釜中的温度和压力，使乙苯脱氢反应进行。
5.分离产物：分离产物中的苯乙烯和苯，并进行进一步处理和提纯。
6.反应结束处理：对反应釜进行冷却，并清理反应过程中产生的废气和废液。
3.工艺要点在绝热式乙苯脱氢工艺中，应注意以下要点：-原料准备：确保乙苯和催化剂的纯度，避免杂质对反应的影响。
-温度控制：根据工艺要求，精确控制反应过程中的温度，以保证产物的质量。
-压力控制：根据工艺要求，准确控制反应釜中的压力，以提高反应效率。
-分离处理：采用合适的分离技术，将产物中的苯乙烯和苯进行有效分离和提纯。
-安全措施：在操作过程中，严格遵守安全操作规程，确保人员和设备的安全。
4.应用领域绝热式乙苯脱氢工艺广泛应用于以下领域：-石油化工：用于生产苯乙烯等有机化学产品。
-光电材料：用于生产聚苯乙烯等高分子材料。
-化学制药：用于生产某些药物原料。
结论绝热式乙苯脱氢工艺是一种常用的有机合成工艺，其工艺流程简单、高效，并具有广泛的应用前景。
在实际生产中，应严格按照工艺要求进行操作，并加强安全管理措施，以确保工艺的稳定和安全。
以上就是关于绝热式乙苯脱氢工艺流程的详细介绍，希望对您有所帮助。
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺(特制材料)
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课程知识
3. 乙苯脱氢工艺流程和反应器
（1）反应器型式与结构
根据供热方式不同
列管式固定床反应器：高 温烟道气
绝热式反应器：过热蒸汽
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课程知识
（2）乙苯脱氢工艺流程
1）列管式等温反应器脱氢部分工艺流程
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课程知识
等温反应器工艺流程特点： a.乙苯转化率高、苯乙烯选择性高； b.水蒸气用量较少。 c.反应器制造费用高。
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课程知识
第二讲 乙苯脱氢制苯乙烯
学习目标
1.理解乙苯脱氢的反应原理。 2.掌握乙苯脱氢工艺条件、水蒸气的作用。 3.掌握外加热式列管反应器和绝热反应器工艺流 程，能绘制工艺流程方框图。 4.掌握苯乙烯精制流程图。 5.理解乙苯脱氢反应器的特点。
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课程知识
一、概述 苯乙烯 （styrene），C8H8 ， 1.用途
Tb(℃ ) 145 136.2
80.1 110.6 >520
可采用精馏方法分离。
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课程知识
苯、甲苯 乙苯 苯乙烯 焦油
A
B
C
D
②
①
③
操作顺序： ① ② ③ ， ① ③减压蒸馏
苯乙烯物系：塔釜温度<90 ℃，加阻聚剂，
减压作
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课程知识
需要减压操 作的精馏塔 是乙苯蒸出 塔和苯乙烯
精馏塔。
温度不应太高。 常选823-873K。
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课程知识
反应的平衡常数和平衡转化率随反应温度变 化曲线。
5
课程知识
（2）压力
乙苯脱氢生成苯乙烯的反应是分子数增大的反应， 降低压力对生成苯乙烯有利。苯乙烯的工业生产 采用负压脱氢工艺，操作压力40-60 kPa。
年产16万吨乙苯脱氢制苯乙烯精馏工艺设计(可编辑)
年产16万吨乙苯脱氢制苯乙烯精馏工艺设计第一章绪论1.1原料的主要性质与用途1.1.1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。
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)或催化剂作用下,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。
乙苯的其它性质如下表所示:表1 乙苯的相关性质序号常数名称计量单位常数值备注1 分子量106.1672 液体比重0.882 0℃3 沸点℃ 136.2 101325Pa4 熔点℃ -94.4 101325Pa5 液体热容量kJ/(kg K) 1.754 298.15K6 蒸汽热容量Kcal/(kg K) 0.285 27℃7 蒸发热kJ /mol 35.59 正常沸点下8 液体粘度 104kgSee/M2 0.679 20℃9 生成热Kcal/mol 2.98 20℃10 在水中溶解度11 燃烧热Kcal/mol 1101.1 气体12 闪点℃ 1513 自然点℃ 553.014 爆炸范围 %体积2.3~7.41.1.2乙苯的主要用途乙苯是一个重要的中间体,主要用来生产苯乙烯,其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等;同时它又是制药工业的主要原料。
1.2 苯乙烯的性质和用途苯乙烯(SM)是含有饱和侧链的一种简单芳烃,是基本有机化工的重要产品之一。
苯乙烯为无色透明液体,常温下具有辛辣香味,易燃。
苯乙烯难溶于水,25℃时其溶解度为0.066%。
苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。
苯乙烯在空气中允许浓度为0.1ml/l。
浓度过高、接触时间过长则对人体有一定的危害。
苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧。
苯乙烯蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物,其爆炸范围为1.1~6.01%(体积分数)。
乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计
摘要苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。
本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。
本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。
根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。
在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。
由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。
关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化AbstractStyrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at home and abroad, styrene reaction conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes.This design is based on the annual handling capacity of 200,000 tons of ethylbenzene production targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device .This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis has important practical significance.Keywords：Ethylbenzene，Styrene，dehydrogenation，Aspen Plus，Simulation and optimization目录1 前言 (1)1.1 苯乙烯现状及发展概况 (2)1.2 乙苯脱氢制取苯乙烯反应工艺条件研究 (2)1.2.2 温度 (2)1.2.3 进料比 (3)1.2.4 压力 (3)1.3 乙苯脱氢制苯乙烯催化剂研究 (3)1.3.1 国内外苯乙烯催化剂研究现状 (4)1.3.2 国内催化剂研发的建议 (5)1.4 苯乙烯生产方法概述 (7)1.4.1 乙苯脱氢法 (7)1.4.2 乙苯共氧化法 (7)1.4.3 甲苯为原料合成苯乙烯 (8)1.4.4 乙烯和苯直接合成苯乙烯 (8)1.4.5 乙苯氧化脱氢 (8)1.5 乙苯脱氢制苯乙烯工艺方法概述 (9)1.5.1 Lummus／UOP乙苯脱氢工艺 (9)1.5.2 Fina／Badger乙苯脱氢工艺 (9)1.5.3 乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺） (10)1.6 Aspen Plus软件及功能简介 (10)1.7 本设计方案主要内容及意义 (12)2 设计部分 (13)2.3 设计任务书 (13)2.3.1 乙苯催化脱氢主、副反应 (13)2.3.2 乙苯脱氢催化剂 (13)2.3.3 乙苯脱氢反应条件 (13)2.3.4 乙苯脱氢工艺流程 (14)2.4 物料衡算 (14)2.4.1 脱氢绝热反应器 (15)2.4.2 油水分离器 (17)2.4.3 乙苯—苯乙烯精馏塔 (20)2.4.4 甲苯—乙苯精馏塔 (21)2.4.5 苯—甲苯精馏塔 (21)2.4.6 苯乙烯精馏塔 (22)2.5 Aspen Plus模拟工艺流程设计 (22)2.3.1 状态方程及模块的选择 (22)2.3.2 动力学方程选择 (23)2.3.3 反应部分操作参数和关键控制 (24)2.3.4 精馏部分操作参数 (34)3 设计结果与讨论 (42)3.1 苯乙烯工艺流程图及流程概述 (42)3.2 Aspen Plus软件模拟流程及其简述 (43)3.2.1 反应部分概述 (43)3.2.2 分离部分模拟 (44)3.3 主要设备工艺参数汇总 (44)3.3.1 换热器组 (44)3.3.2 反应器 (45)3.3.3 精馏分离部分 (45)3.4 公用工程一览 (45)3.4.1 加热蒸汽 (45)3.4.2 生产用电 (46)3.4.3 冷却用水 (46)3.5 讨论 (46)符号说明 (48)致谢 (49)参考文献 (50)1前言苯乙烯是一种重要的石油化工基本原料，是除聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧乙烷(EO)以外的第四大乙烯衍生产品。
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A
应选择适宜的水蒸气与乙苯的比例，通常 水蒸气：乙苯=（6-9）：1。8ຫໍສະໝຸດ A（4）乙苯液空速
应采用高空速，以提高选择性，常选0.6 h-1。
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A
3. 乙苯脱氢工艺流程和反应器
（1）反应器型式与结构
根据供热方式不同
列管式固定床反应器：高 温烟道气
绝热式反应器：过热蒸汽
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A
（2）乙苯脱氢工艺流程
1）列管式等温反应器脱氢部分工艺流程
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等温反应器工艺流程特点： a.乙苯转化率高、苯乙烯选择性高； b.水蒸气用量较少。 c.反应器制造费用高。
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A
2）绝热反应器反应工艺流程
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绝热反应器工艺流程特点： a.反应器结构简单，制造费用低，生产能 力大，检修方便。 b.乙苯转化率低、苯乙烯选择性低； c.水蒸气用量多，工业废水多。
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反应的平衡常数和平衡转化率随反应温度变 化曲线。
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A
（2）压力
乙苯脱氢生成苯乙烯的反应是分子数增大的反应， 降低压力对生成苯乙烯有利。苯乙烯的工业生产 采用负压脱氢工艺，操作压力40-60 kPa。
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A
（3）惰性气体 用水蒸气作脱氢反应的稀释剂具有下列优
点： ①降低了乙苯的分压，利于提高乙苯脱氢的平 衡转化率； ②可以抑制催化剂表面的结焦，具有消炭作用； ③提供反应所需的热量，且易与产物的分离。 ④阻止催化剂被还原成低价氧化态。
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A
3.苯乙烯的回收精制
组成 苯乙烯 乙苯 苯、甲苯 焦油
含量 >60% 15～ 30％ <5% 少量
Tb(℃ ) 145 136.2
80.1 110.6 >520
可采用精馏方法分离。
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苯、甲苯 乙苯 苯乙烯 焦油
A
B
C
D
②
①
③
操作顺序： ① ② ③ ， ① ③减压蒸馏
苯乙烯物系：塔釜温度<90 ℃，加阻聚剂，
是高分子材料合成的重要单体。
共聚：聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂 （ABS树脂）； 与丁二烯反应：乳胶、合成橡胶。
CH CH2
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A
二、乙苯脱氢法
1.乙苯催化脱氢的主副反应 主反应：
副反应：
3
A
2.乙苯脱氢工艺条件选择
（1）温度 平衡常数随温度的升高而增大，为避免副反应，
温度不应太高。 常选823-873K。
第二讲 乙苯脱氢制苯乙烯
学习目标
1.理解乙苯脱氢的反应原理。 2.掌握乙苯脱氢工艺条件、水蒸气的作用。 3.掌握外加热式列管反应器和绝热反应器工艺流 程，能绘制工艺流程方框图。 4.掌握苯乙烯精制流程图。 5.理解乙苯脱氢反应器的特点。
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A
一、概述 苯乙烯 （styrene），C8H8 ， 1.用途
减压操作
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A
需要减压操 作的精馏塔 是乙苯蒸出 塔和苯乙烯
精馏塔。
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