乙苯脱氢工艺 ppt课件

OOH
②
CH CH3 + CH3－CH＝CH2
+ OH
CH CH3
H H3C C CH2
O
（α-苯乙醇） （环氧丙烷）
OH
③
CH CH3
CH CH2 + H2O
特点：可同时得到两种化工产品，成本低，污染少， 但工艺复杂，副产物多，流程长。
苯乙烯生产工艺
第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺原理
一、反应原理及特点
苯乙烯的性质和用途
2、苯乙烯的化学性质
C CH2 H 由于C=C的存在，化学性质相当活泼。（styrene）
3、苯乙烯的用途 nS 自聚 PS 聚苯乙烯树脂 S+AN 共聚 AS塑料 S+丁二烯 共聚 丁苯橡胶 S+丁二烯+AN 共聚 ABS塑料
聚苯乙烯
AS塑料
杯盖 食品级AS塑料 AS塑料透明管 外壳为AS塑料
H2O（g）
C＋H2O（g） CO＋H2
（稀释剂） ③为反应提供热量；（H2O（g）热容大）
④易于分离。（水与反应产物不互溶）
在一定T下，nH2O↑，XEB↑；
但nH2O↑ ↑， XEB不再升高；此时 nH2O↑ 能耗↑
工业上，水蒸气用量与所采用的脱氢反应器的形式 有关，故应综合考虑各因素而定。
工艺条件的确定——SV
rHm 105kJ
rHm 54.4kJ rHm 31.5kJ
C H 2C H 3
一、反应原理及特点
二、副反应
2、连串副反应
CH CH2
CH CH2
+ 2H2
+ 2H2
CH CH2
CH CH2
+H2
+H2
CH3
CH3
+ CH4
+ CH4
+ C2H4
+ C2H4
3、水蒸气转化反应
CH2CH3 + 2H2O
温度K
700
Kp
3.30×10—2
热力学分析
800
900
4.71×10—2 3.75×10—1
1000 1100 2.00 7.87
热力学分析
反应压力的确定
2、反应压力 （略高于常压）
△n＞0
加操压作（有利于提高反应速率）
减压（有利于平衡向右移动） 操作
高温
加入惰性气体降低乙苯分压
稀释剂 H2O（g）
一、主反应
CH2CH3 cat
CH CH2 ＋H2
1、可逆反应
H 11 .8k7Jmo 1
？ 2、吸热反应 ——高温操作 不安全
3、△n＞0的反应 ——减压操作
一、反应原理及特点
乙苯脱氢反应平衡 常数与温度的关系
乙苯脱氢平衡转化 率与温度的关系
一、反应原理及特点
二、副反应
1、平行副反应
裂解
C H 2C H 3 C H C2 CH H2 C3 H 3
第九章 苯乙烯生产工艺
第一节 概述
LOGO
苯乙烯的性质和用途
1、苯乙烯的物理性质： ❖带辛辣味的无色至黄色油状液体，
有高折射性和特殊的芳香气味；溶 于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮等，不 溶于水。
❖在空气中最大允许浓度为100ppm（百万分之 一），在空气中的爆炸极限为：上限：6.1% （体积），下限：1.1%（体积） 。
CH3 +CO2+3H2
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乙苯脱氢反应产物称为脱氢液，也称炉油，其组 成为：苯、甲苯、乙苯、苯乙烯。
乙苯催化脱氢反应原理
三、催化剂
铁系催化剂 ——能自行再生
Fe2O3－Cr2O3－KOH
主cat
稳定剂 增加热稳定性
助cat
生炭反应：
C2H5
8C＋5H2 催化剂失活
消炭反应： C ＋ H2O（g） KOH CO ＋ H2 催化剂再生
苯乙烯生产工艺
第三节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺条件
反应温度的确定
1、反应温度 升高温度
（有利于提高平衡转化率）
利 （有利于提高反应速率）
弊 （有利于副反应）
可逆 吸热
T↑，X乙苯↑，S苯乙烯↓， cat失活
利 副反应少，S苯乙烯↑ 降低温度
弊 反应速率低，产率低
工业上一般控制在580～620℃之间,反应初期,催化剂活 性好,反应温度可以低些,反应后期,反应温度则要高些。
❖沸点：146℃
❖熔点：－33℃
❖比重：0.909
爆炸极限
烃+空气（O2） 明火、高温 引燃
C1~C2（爆炸极限） 静电火花
分支链 锁反应
火焰迅速传布 dt
T↑↑↑ ， P↑↑↑
爆炸
可燃物质与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀 混合，形成预混气，遇到火源才会发生爆炸，这个浓度 范围称为爆炸极限。
第四节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程
工艺流程
一、反应过程
乙苯脱氢的化学反应是强吸热反应，因此工艺过 程的基本要求是要连续向反应系统供给大量热量，并 保证化学反应在高温条件下进行。根据供给热能方式 的不同，乙苯脱氢的反应过程按反应器型式的不同分 为列管式等温反应器和绝热式反应器两种。
4、空速
X乙苯↑
小 τ长 S苯乙烯↓ ——连串副反应增加
cat表面结焦量增加,催化剂运转
SV
周期缩短 ——完全氧化副反应
副反应少，S苯乙烯↑
大 τ短 XEB↓， Y↓
原料循环量大,能耗高。
工艺条件的确定
5、原料纯度 二乙苯 （－H2） 二乙烯基苯（易聚合堵塔）
二乙苯含量＜0.04％
苯乙烯生产工艺
加氢 裂解
C H 2C H 3
C C
H H
C2
2
C
H
C
HH2+C33HH
+H
3
2
2
+H 2
CC HH 22 CC HH 33 C H 2CC HH 23C H 3
+H 2
+ C 2H 4
+ + CC2 2HH44
CH3
C
H
C
H3
3
+
+
C
C
H
H
4
4
+
C+ 2
H
C
4
H
4
CH3
+ CC 22HH 66 + +C HC 42 H 6
热力学分析
压力对乙苯脱氢反应平衡转化率的影响
压力：l01.3 kPa
压力：10.1 kPa
温度/K 平衡转化率/％ 温度/K 平衡转化率/％
465
10
390
10
565
30
455
30
620
50
505
50
675
70
565
70
780
90
630
90
水蒸气用量的确定
3、
①P乙苯↓，有利于热力学平衡； ②消炭，再生cat；
苯乙烯的生产方法
4、生产方法
（1）乙苯催化脱氢法
+H 2 CC H 2
C H 2 C H 3
CH2CH3
CH CH2
+H2
（2）乙苯氧化脱氢法
C H 2C H 3+0.5O 2
CH CH2
+H2O
苯乙烯的生产方法
（3）共氧化法（哈康法）
OOH
①
CH2CH3 + O2
CH CH3 （过氧化氢乙苯）
丁苯橡胶
丁苯橡胶垫片
丁苯橡胶板
ABS塑料
ABS塑料管道 板材
苯乙烯的性质和用途
❖苯乙烯是重要的有机化工原料, 广泛用于生 产塑料、树脂和合成橡胶。它是仅次于PE、 PVC、EO 的第四大乙烯衍生产品, 苯乙烯 系列树脂的产量在合成树脂中仅次于PE、 PVC 而名列第三。目前, 世界苯乙烯年生产 能力达2200万吨, 国内生产能力也在80 万 吨/年左右。