苯乙烯工艺流程图
C8苯乙烯抽提蒸馏工艺简介
C8苯乙烯抽提工艺（1）工艺流程总框图（2）C8切割单元1.原料组成2.工艺流程3.质量要求4.操作指标5.操作难点（3）苯乙炔加氢单元1. 原料要求2.工艺流程3.质量要求C8加氢油中苯乙炔含量＜30PPm 4.操作指标（4）苯乙烯抽提蒸馏单元1.抽提蒸馏单元工艺流程总框图2.原料组成●由C8馏分组成表，可知其的主要组分有：乙苯(136℃)对二甲苯(138.4℃)间二甲苯(139.1℃)邻二甲苯(144.4℃)苯乙烯(145.15℃)●苯乙烯和邻二甲苯的沸点差只有0.75℃●因此一般蒸馏不能把苯乙烯从C8 组分中分离出来。
3.抽提蒸馏(萃取精馏)原理利用环丁砜复合溶剂对不饱和的烯烃族有极强的亲和力，从而使苯乙烯与二甲苯和乙苯相比较，具有低的挥发性。
基于这种特性，苯乙烯在抽提蒸馏(萃取精馏)塔中被分离出来。
4.C8苯乙烯抽提蒸馏单元主要设备●抽提蒸馏塔(T-301)●溶剂回收塔(T-302)●溶剂再生塔(T-303)●抽余油反萃塔(T-304)●水汽提塔(T-305)5.抽提蒸馏塔(T-301)●该塔是利用溶剂分离苯乙烯和C8芳烃的主要设备。
●抽提蒸馏塔(T-301)可划分为三部分：A、溶剂回收段：塔的顶段（溶剂进料口以上）B、抽提精馏段：塔的中段（C8馏分进料口与溶剂进料口之间）C、苯乙烯提浓段：塔的下段（C8馏分进料口以下）●抽提蒸馏塔(T-301)可划分为三部分：贫溶剂C8溶剂回收段抽提精馏段苯乙烯提浓段●抽提蒸馏塔(T-301)进料流程●抽提蒸馏塔(T-301) 流程●T-301主要操作参数●塔顶压力塔顶的气相压力。
塔压高，塔内物料沸点高，操作温度高；塔压低，塔内物料沸点低，操作温度低；塔压波动，直接影响塔内物料蒸发的难、易程度，影响操作温度与塔的操作稳定。
●溶剂比溶剂比是溶剂量与进料量之比。
溶剂比的大小应根据苯乙烯产品纯度（邻二甲苯的含量）及抽余油中含苯乙烯量的大小来决定。
溶剂比大，苯乙烯收率高，但能耗高，产品纯度低；溶剂比小，苯乙烯收率低，但产品纯度高，能耗低。
苯乙烯的合成工艺
二、乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程脱氢反应：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。
采用这两种不同型式反应器的工艺流程，主要差别：脱氢部分的水蒸气用量不同；热量的供给和回收利用方式不同。
（一）多管等温反应器脱氢部分的工艺流程反应器构成：是由许多耐高温的镍铬不锈钢钢管组成；或者内衬以铜锰合金的耐热钢管组成；管径为100～185mm；管长为3m；管内装填催化剂；管外用烟道气加热（见图4-9，P182）。
多管等温反应器脱氢部分的工艺流程图见图4-10（P182）所示。
反应条件及流程：1.原料乙苯蒸气和一定量的水蒸气混合；2.预热温度(反应进口)：540℃；3.反应温度(反应出口)：580～620℃；4.反应产物冷却冷凝：液体分去水后送到粗苯乙烯贮槽；不凝气体含有90%左右的H2，其余为CO2和少量C1及C2 可作为燃料气，也可以用作氢源。
5.水蒸气与乙苯的用量比（摩尔比）为6～9:1； (等温反应器脱氢，水蒸气仅作为稀释剂用)。
6.讨论：(1)等温反应器:要使反应器达到等温，沿反应器的反应管传热速率的改变，必须与反应所需要吸收热量的递减速率的改变同步。
(2)一般情况下，出口温度可能比进口温度高出几十度(传递给催化剂床层的热量，大于反应时需要吸收的热量。
)(3)催化剂床层的最佳温度分布以保持等温为好。
(4)在反应初期, 温度比较低有利:在反应初期,乙苯浓度高，平行副反应竞争激烈。
温度比较低，有利于抑制活化能比较高的裂解和水蒸气转化等副反应的进行。
(5) 接近反应器的出口，温度比较高有利:接近反应器的出口，乙苯浓度降低，反应的推动力减小，提高反应温度，不仅可以增大反应速度常数，也可以提高反应的推动力，从而加快脱氢反应速度，使乙苯能达到比较高的转化率。
苯乙烯工艺
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苯。
H2
高压易燃气体
工艺参数
温度℃
压力MPa
危险特性
安全对策
固定床
600
5-10
高压设备、管 线
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
精馏塔
5-10
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。
Hale Waihona Puke 2、苯乙烯精馏单元粗苯乙烯先进入乙苯蒸出塔，将没有反应的乙苯、 副产物苯和甲苯与苯乙烯进行分离。塔顶蒸出的乙苯、 苯和甲苯经过冷凝后，一部分回流，其余送入苯、甲苯 回收塔，将乙苯与苯、甲苯分离，塔底分出的乙苯可循 环作脱氢原料用。塔顶分出的苯和甲苯，送入苯、甲苯 分馏塔，将苯和甲苯进行分离。乙苯蒸出塔塔底液体主 要是苯乙烯，还含有少量焦油，送入苯乙烯精馏塔，塔 顶蒸出聚合级成品苯乙烯，纯度为99.6%（质量）。塔 底液体为焦油，焦油里面含有苯乙烯，可进一步进行回 收。上述流程中，乙苯蒸出塔和苯乙烯精馏塔均应当在 减压下操作，为了防止苯乙烯的聚合，塔底需要加入阻 聚剂，例如二硝基苯酚、叔丁基邻苯二酚等。
苯乙烯工艺流程
1.10 生产方法、技术来源和节能措施1.10.1 生产方法本装置以苯和乙烯为原料，采用分子筛催化剂，在液相条件下进行烷基化反应生成乙苯，经乙苯精馏制得中间产品乙苯；苯乙烯单元采用乙苯负压绝热脱氢制苯乙烯反应工艺，经高真空低釜温精馏工艺而制取高纯度的聚合级苯乙烯单体。
1.10.2 技术来源和技术路线1.10.2.1 乙苯单元本装置乙苯单元采用中国石化集团石油化工科学研究院开发的分子筛液相循环烃化工艺技术。
其主要特点如下：a.采用了分子筛催化剂循环烃化工艺，具有催化剂再生周期长，反应条件缓和，无设备腐蚀和环境污染，乙苯产品中二甲苯含量较低，只有50ppm,乙苯纯度达到99.8%。
b.采用三反六段加一反循环烃化新工艺，使乙烯进料位置苯/烯比高，更好控制反应器的温升，保证乙烯溶解，减少催化剂的积碳，延长催化剂的使用寿命。
烃化反应总的苯／乙烯分子比较低（ 3.5），装置能耗较低。
c.生产过程中无特殊“三废”排出，分子筛催化剂呈惰性，当其完全丧失活性后，经吹扫置换后可作为填土埋掉，对环境无污染。
d.设备及管道材质主要为碳钢材料，投资低。
e.反应器结构简单，操作方便。
1.10.2.2 苯乙烯单元苯乙烯单元采用上海石油化工研究院、华东理工大学和中国石化集团上海工程有限公司联合开发的乙苯负压绝热脱氢制苯乙烯工艺技术，该工艺技术已成功应用于大连石化公司10 万吨／年苯乙烯装置、齐鲁石化公司20 万吨／年苯乙烯装置改造和江苏利士德化工有限公司的一期和二期15万吨／年苯乙烯装置。
其主要特点如下：a.采用国内开发的具有级间换热器的负压绝热脱氢反应工艺技术；b.采用国产GS 系列乙苯脱氢催化剂；c.脱氢反应器采用两段中间再热式轴径向反应器。
它合理利用流体流动技术，优化集流和分流流道设计，使流体分布更均匀，使反应器压降满足负压反应要求，反应器容积利用率和催化剂利用率较高；d.脱氢液分馏工艺采用苯乙烯只经历两次加热的三塔流程，采用高真/、空低温精馏工艺技术，减少了苯乙烯的聚合损失；e.脱氢尾气采用低温吸收工艺技术，充分回收脱氢尾气中的芳烃物质，提高脱氢尾气中的芳烃回收率；f.焦油中苯乙烯的回收采用负压绝热闪蒸工艺技术，充分回收焦油中的苯乙烯；g.对工艺凝液和尾气进行充分的处理，使“三废”排放量减少，环境污染控制在最低程度。
苯乙烯流程图
授课内容：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程知识目标：●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程能力目标：●分析和判断影响反应过程的主要因素●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图授课班级：授课时间：年月日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动手查资料：查“高分子化工”方面资料了解苯乙烯作为高聚物合成的单体，地位如何？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。
苯乙烯工艺流程
苯乙烯工艺流程苯乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等领域。
下面将介绍苯乙烯的生产工艺流程。
苯乙烯的生产工艺主要通过烯烃合成法进行，具体步骤如下：1. 原料准备：生产苯乙烯的主要原料包括苯和乙烯。
苯是一种由石油加工或煤炭转化得到的化工原料，乙烯则是石化行业的重要产品。
2. 催化剂制备：苯乙烯的生产需要使用特定的催化剂，常用的催化剂是磷酸镏（H3PO4）。
3. 反应器装填：将催化剂装填进反应器中，并控制好反应器的温度和压力。
4. 原料进料：将苯和乙烯以一定比例进料到反应器中进行反应。
在加料的过程中需要控制好进料的速度和比例，以保证反应的顺利进行。
5. 反应过程：在合适的温度和压力下，苯和乙烯通过催化剂的作用发生反应，生成苯乙烯。
这个反应的化学方程式为：C6H6 + C2H4 → C6H5CH=CH2该反应是一个烯烃聚合反应，生成的苯乙烯分子会逐渐聚合成长链状结构。
6. 产物分离：将反应器产出的混合物进行分离，分离出苯乙烯和未反应的原料苯和乙烯。
常用的分离方法是蒸馏和萃取。
7. 苯乙烯提纯：经过分离后得到的苯乙烯还含有杂质，需要进行进一步的提纯处理。
常用的提纯方法包括结晶、萃取和蒸馏等。
8. 产品包装：经过提纯处理的苯乙烯可以进行包装，以便运输和销售。
总的来说，苯乙烯的生产工艺流程包括原料准备、催化剂制备、反应器装填、原料进料、反应过程、产物分离、苯乙烯提纯和产品包装等步骤。
这个工艺流程经过多年的发展和改进，已经成为一个相对成熟的工业化生产过程。
通过科学的控制和优化参数，可以高效地生产出高质量的苯乙烯产品，满足市场的需求。
年产量50万吨苯乙烯工艺设计
年产量50万吨苯乙烯工艺设计1.1 苯乙烯的性质和用途苯乙烯，分子式88H C ，结构式256CH CH H C ,是不饱和芳烃最简单、最重要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。
如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS ）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN ）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA ）和丁苯橡胶(SBR)。
苯乙烯（SM ）是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是差不多有机化工的重要产品之一。
苯乙烯为无色透亮液体，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。
苯乙烯在空气中承诺浓度为0.1ml/L 。
浓度过高、接触时刻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，其爆炸范畴为1.1～6.01%（体积分数）。
苯乙烯（SM ）具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，苯乙烯暴露于空气中，易被氧化而成为醛及酮类。
苯乙烯从结构上看是不对称取代物，乙烯基因带有极性而易于聚合。
在高于100℃时即进行聚合，甚至在室温下也可产生缓慢的聚合。
因此，苯乙烯单体在贮存和运输中都必须加入阻聚剂，并注意用惰性气体密封，不使其与空气接触。
苯乙烯（SM ）是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS 塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS 塑料，还能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。
由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。
目前，其生产总量的三分之二用于生产聚苯乙烯，三分之一用于生产各种塑料和橡胶。
世界苯乙烯生产能力在1996年已达1900万吨，目前全世界苯乙烯产能约为2150～2250万吨。
1.2 原料的要紧性质与用途1.2.1 乙苯的要紧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，在空气中最大承诺浓度为100PPM。
苯乙烯生产工艺ppt课件
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适宜的反应温度必须在催化剂活性的起始温度以上。 而且应在低于终极温度。
升高温度
利（有利于提高平衡转化率）
（有利于提高反应速率）
弊（有利于副反应）
吸热
T↑， XEB↑， SS↓， cat失活
降低温度
利 副反应少，SS↑。
弊 反应速率低，产率低。
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在一定的温度下，随着水蒸汽用量的增加，乙苯的转化 率也随之提高，但增加到一定用量之后，乙苯转化率的提高 就不太明显，而且水蒸汽用量过大，能量消耗也增加，产物 分离时用来使水蒸汽冷凝耗用的冷却水量也很大，因此水蒸 汽与乙苯的比例应综合考虑。如工艺路线、能耗等。
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乙苯液空速
乙苯液空速是指每小时单位体积催化剂通过的乙苯液体 体积。液空速小，停留时间长，原料乙苯转化率可以提高， 但同时因为连串副反应增加，会使选择性下降，而且催化剂 表面结焦的量增加，致使催化剂运转周期缩短；但若空速过 大，又会降低转化率，导致产物收率太低，未转化原料的循 环量大，分离、回收消耗的能量也上升。所以最佳空速范围 应综合原料单耗、能量消耗及催化剂再生周期等因素选择确 定。
苯乙烯生产工艺
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1、苯乙烯的性质
苯乙烯（又名：乙烯基苯；乙烯苯，SM等。），分子式 C6H5-CH=CH2。三维模型芳烃的一种，在常温下为为带辛辣味 无色至黄色油状液体，有高折射性和特殊芳香气味；溶于乙 醇、乙醚、甲醇、丙酮、二硫化碳，不溶于水(<1%) ；毒性 中等，在空气中最大允许浓度为100ppm。在空气中的爆炸极 限上限为6.1%（体积），下限为1.1%（体积）。
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乙苯脱氢法
苯
环氧丙烷联产法
乙
热解汽油回收法
烯
丁二烯合成法
苯乙烯生产—苯乙烯生产工艺流程
• (1)外加热列管反应器优点是反应器纵向温度较 均匀，易于控制，不需要高温过热蒸汽，蒸汽 耗量低，能量消耗少。其缺点在于需要特殊合 金钢（如铜猛合金），结构较复杂，检修不方 便。
• (2)绝热式反应器的优点是结构比较简单，反应 空间利用率高，不需耐热金属材料，检修方便， 基建投资低。其缺点是温度波动大，操作不稳 定，消耗大量的高温（约983K）蒸汽并需用水 蒸气过热设备。
小结 结合化工设计说明工艺流程布置原则，说明苯 乙烯生产工艺流程；说出生产工艺中的关键设
备及特点；哪些地方有待改进。
• 四、 乙苯催化脱氢制苯乙烯的工艺流程
• 乙苯催化脱氢是吸热反应，供热方式不同，采 用的反应器形式不同，工艺流程的组织也不 同。
• 乙苯脱氢生产苯乙烯通常有外加热列管式等温 反应器和绝热式反应器。目前大型新建生产装 置均采用绝热式反应器。
二、粗苯乙烯分离与精制方案的选择
• 粗产物组成及沸点 见下表
组分名称 乙苯 苯乙烯 苯 甲苯 焦油 含量/% 55～60 35～45 约 1.5 约 2.5 少量 沸点/℃ 136.2 145.2 80.1 110.7
二、粗苯乙烯分离与精制方案的选择
• 粗苯乙烯分离和精制流程组织方案
第一种方案是按粗苯乙烯中各组分的挥发度顺序，先轻组分 ，后重组分，逐个蒸出各组分进行的。此方案的特点是可节 省能量，但目的产物苯乙烯被加热的次数较多，聚合的可能 性较大，对生产不太有利。
要达到绝热式脱氢反应的最佳工艺参数，就必须稳定设 置乙苯的流量、稀释水蒸气流量和原料气及脱氢产物进出口 温度四个基本调节回路
图10-3 乙苯脱氢控制方案 1-脱氢反应器， 2-换热器
• 苯脱氢流程 1—乙苯蒸发塔；2—乙苯加热炉；3—水蒸汽过热炉；4—反应器；5— 洗涤塔；6—废热锅炉；7—油水分离器； 8—汽提塔；9—过滤器；10— 透平泵；11—真空器
苯乙烯装置脱氢反应工艺及常见问题
苯乙烯装置脱氢反应工艺及常见问题摘要：苯乙烯装置操作过程常出现仪表指示不准、设备聚堵等情况。
正确判断异常原因对快速采取措施起重要作用。
配合模拟计算可协助判断关键词:苯乙烯；仪表问题；1引言苯乙烯是石油化工的重要的有机化工原料，目前国内外乙苯催化脱氢法工艺主要有Lummus工艺、Badger工艺和瑞华工艺。
上述脱氢工艺原理基本相同，都采用了具有级间换热的负压反应技术。
但工艺及仪表流程安排上各具特点。
2脱氢反应工艺2.1 Lummus工艺图1为Lummus工艺流程。
该技术使用两段径相床,负压脱氢反应器。
乙苯转化率 64%,苯乙烯选择性 96.5%(mol),水油比 1.0-1.1(质量)。
脱氢废热回收采用卧式三联换热器,用于过热乙苯进料。
图1 Lummus工艺2.2 Badger 工艺图2为 Badger工艺流程图。
该技术采用具有级间二次加热的两级串联负压径向固定床反应器。
设有立式三联换热器。
脱氢反应温度 615-635℃,脱氢反应压力40-60kPa(A)。
图2 Badger工艺2.3 瑞华工艺图3为瑞华工艺流程图。
该技术脱氢反应器采用国内开发的独特的径向反应器,流体均布采用双曲锥形导流器,消除了多孔板过孔压降。
脱氢反应温度在610℃-640℃，脱氢反应压力 36-58kPa(A)。
级间二次加热换热器是一个列管换热器,它与传统一体化反应器不同,采用单独设立。
图3 瑞华工艺3乙苯脱氢法生产苯乙烯脱氢反应高温区常见问题3.1仪表检测不准问题3.1.1 反应器入口温度异常脱氢反应器入口温度在乙苯脱氢反应中作为重要控制参数，与催化剂选择性及转化率息息相关。
实际操作中反应器入口温度显示经常不准，表现为进口温度指示低，如国内某装置，反应器入口温度指示575℃时，第一反应器乙苯转化率已达42%，第二反应器需610℃才能达到42%转化率，低于其催化剂正常的操作数据，如温度显示异常，将影响催化剂性能判断。
通过流程模拟软件可对换热过程进行模拟计算。
石化年产25万吨苯乙烯项目附表2.工艺流程优化终
扬子石化年产25万吨苯乙烯项目工艺流程模拟目录1.流程模拟与单元过程优化 (1)1.1 流程模拟 (1)1.1.1 流程模拟方法 (1)1.2 全流程模拟分析 (4)1.2.1轻烃裂解与吸收工段 (4)1.2.2烷基化制乙苯工段 (5)1.2.3二氧化碳脱除工段 (6)1.3 单元过程模拟 (7)1.3.1 蒸汽裂解反应过程模拟 (7)1.3.2 水洗塔模拟 (11)1.3.3 裂解气压缩机模拟 (17)1.3.4 丙烯吸收塔模拟 (19)1.3.5 反应精馏塔模拟 (25)1.3.6 反烃化反应器模拟 (31)1.3.7 乙苯精馏塔模拟 (34)1.3.8 乙苯脱氢反应过程模拟 (39)1.3.9 苯乙烯精馏塔模拟 (44)1.4 单元过程优化 (49)1.4.1 塔设备分析与优化 (49)1.4.1.1 精馏塔的分析与优化（以苯乙烯精馏塔为例） (49)1.4.1.2 吸收塔的分析与优化（以脱丙烯塔为例） (52)1.4.1.3 反应精馏塔的分析与优化 (54)1.4.2 反应器的分析与优化（以R-501为例） (56)1.流程模拟与单元过程优化1.1 流程模拟流程模拟就是建立或者应用已经建立的能足够准确地描述整个过程的数学模型，在计算机上对数学模型求解，得到该过程的全部信息，过程内各物流的组成状态及各单元设备的状态变量等。
化工过程模拟系统简称流程模拟软件，它是一种综合的计算机程序系统，用于单元过程以及单元过程所组成的整个化工过程系统的模拟计算。
Aspen Plus软件是目前最流行的国际通用性化工流程模拟软件，其广泛应用于科研生产和工程中。
1976~1981年，由美国麻省理工大学化工系主持、能源部资助、55个高校和公司参与开发出Aspen(Advaneed System for Proeess Engineering)系统，该系统采用FORTRAN语言编写，共有36种单元操作模块，500种气液物料的物性数据，120种固体物料的物性，可用于模拟计算、优化、成本估算和经济评估等。
苯乙烯生产工艺
课题：乙苯脱氢生产苯乙烯授课内容：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程知识目标：●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程能力目标：●分析和判断影响反应过程的主要因素●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图授课班级：授课时间：年月日第二节 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。
年产50万吨苯乙烯工艺设计(已附翻译)
UOP∕Lummus的“SMART” SM工艺是在Classic SM工艺基础上发展的一项新工艺，即在工艺Classic SM工艺的脱氢反应中引入了部分氧化技术。可提高乙苯单程转化率达80%以上。
“SMART”技术的优点在于，通过提高乙苯转化率， 减少了未转化乙苯的循环返回量，使装置生产能力提高，减少了分离部分的能耗和单耗；以氢氧化的热量取代中间换热，节约了能量；甲苯的生成需要氢，移除氢后减少了副反应的发生；采用氧化中间加热，由反应物流或热泵回收潜热，提高了能量效率，降低了动力费用，因而经济性明显优于传统工艺。该技术可用于原生产装置改造，改造容易且费用较低。目前采用“SMART”工艺SM装置有3套在运行。
1-过氧化塔；2-提液塔；3-环氧化塔；4，5-分离塔；6-环氧丙烷提浓塔；
7-甲基苄酯脱水塔；8-苯乙烯提浓塔；9-苯乙酮加氢器
图1.5 Halcon法工艺流程示意图
1.3.5
图1.2 Lummus的SMART乙苯脱氢工艺流程图
表1.1“SMART”与 Classic比较
反应条件和结果
Classic
“SMART”工艺
苯乙烯选择性∕%
95.6
95.6
乙苯转化率∕%
69.8
85
水比
1.7
1.3
蒸汽∕苯乙烯∕t∕t
2.3
1.3
燃烧油∕苯乙烯∕kg∕t
114.0
69.0
1.3.2
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）。
苯乙烯工艺
1.5装置简单工艺步骤和在装置中作用(一)烷基化反应/烷基转化反应单元（100#）（1）烷基化反应系统烷基化反应系统由两台串联反应器（DC—101/102）组成。
每台反应器装有二段分子筛催化剂, 绝热操作。
在反应器内维持一定压力以使芳烃在最高反应温度下保持液态。
反应器苯进料由两股组成, 来自新鲜苯罐（FA—206）新鲜苯和来自笨塔（DA—201）循环苯混合后用苯塔塔顶泵（GA—201）送至反应器。
混合苯在进反应器之前首先在烷基化反应器进出料换热器（EA—102）中预热至198℃, 然后在烷基化反应器进料预热器（EA—101）中用蒸汽深入加热到225℃, 最终从反应器（DA—101）下部进入。
原料乙烯, 经过压缩机（GB—101/S）, 未来自界区外原料乙烯压缩至4.42MPaG, 各按50%总乙烯流量分别进入反应器DC—101、 DC—102与苯进行反应, 反应压力分别为3.80和3.55MPaG。
反应温度为260℃, 乙烯全部反应, 仅剩下惰性气体杂质, 关键是甲烷和乙烷。
在反应过程中, 经过水注入泵（GA—101）向反应器中注入少许脱盐水, 以深入提升催化剂活性。
反应后从第二烷基反应器（DA—102）出料中所带出热量, 在烷基转移反应器进料预热器（EA—108）中预热烷基转移反应器（DC—103）进料直接进入乙苯精馏单元。
（2）烷基转移反应系统从乙苯精馏工段回收多乙苯（PEB）, 关键含有二乙苯（DEB）、三乙苯和四乙苯, 这部分多乙苯能够经过与苯进行烷基转移反应（乙基转移）生成额外乙苯。
从乙苯精馏工段用多乙苯塔塔顶泵（GA—209）送来多乙苯与苯塔送来循环恨混合后, 经烷基转移反应器进料预热器（EA—108）预热到220℃后, 从烷基转移反应器（DC—103）底部进入反应器, 进行烷基转移反应。
反应压力为2.90MPaG, 反应温度为220℃, 多乙苯朝着生成乙苯方向进行烷基转移, 直至达成化学平衡为止。
苯乙烯工艺流程
苯乙烯装置工艺流程叙述一、乙苯工艺流程简述本工艺包设计的乙苯装置界区内包括烃化反应系统（亦称烃化反应系统）、苯回收系统、乙苯回收系统、多乙苯回收系统、烷基转移反应系统（亦称反烃化反应系统）。
为解决反应器在再生时停产影响，也是为了规避放大风险，烃化反应系统设计成反应器R-2101A/B、加热炉F-2101A/B、换热器E-2101A/B；E-2102A/B；E-2103A/B两套并联操作。
来自罐区的新鲜苯、油水分离器的回收苯、精馏工段回收的循环苯在T-2201苯回收塔汇合，用苯循环泵P-2201A/B泵入苯进料气化器E－2101A/B的壳程，管程的高压蒸汽将其加热而气化，气相苯分别进入两套苯换热器E－2103A/B的壳程，与管程的高温反应器出料换热而被过热。
过热后的苯被分成两股：主苯流和急冷苯流。
主苯流进入反应器进料加热炉F－2101A/B被加热到反应温度，进入烃化反应R-2101A/B。
界区外的原料乙醇用乙醇进料泵P-2101A/B加压，进入工艺水换热器E-2204，与苯塔回流罐底部排出的油水混合物换热回收热量，温度升至接近泡点，导入E-2102A/B乙醇蒸发器，用高压蒸汽将其气化，分段进入两台并联的烃化反应器。
在R－2101A/B中，乙醇发生脱水反应生成乙烯与水蒸汽，继而苯和乙烯发生烃化反应，生成乙苯及少量二乙苯、多乙苯等。
为稳定反应器的温度，每段催化剂床层之间都有与进料乙醇蒸气相混合的急冷苯进入，使反应温度在适当范围内。
反应器出料依次通过苯换热器E－2103A/B管程和苯回收塔再沸器E－2201管程被冷却后，便进入苯回收塔T－2201进行精馏分离。
T－2201塔顶馏出苯、水和轻组分尾气，塔底则采出粗乙苯。
罐区来的新鲜苯用新鲜苯泵P—2302A/B加压后通过乙苯/苯换热器冷E-2208与来自乙苯塔回流泵的产品热乙苯换热，进入苯塔回流罐V—2201，补充回流罐的液位。
苯塔回流泵将回流罐的一部分苯打入T－2201塔顶。
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BH2017-Ⅳ-045-GY-04-A
第 4 张 共 8 张
TI 4005 PG-0410-25-B-A-F PL-0412-25-B-A-F PL-0413-25-B-A-F FIC 4005 XV4026 XV4025 PL-0414-25-B-A-F PL-0415-25-B-A-F PL-0420-50-B-A-F TI 4010 XV4205 PL-0421-25-B-A-F PL-0423-25-B-A-F PL-0422-25-B-A-F
放空 E-304
XV3068 LIC 3024
凝液
PC-0113-25-B-A-F FIC 3005 FFI 3105 XV3064 XV3065 XV3069 FIC 3006
V-303 汽 包
E-301 过热器
制 设 图 计 核 核 定
E-302 低压废热锅炉
苯乙烯装置 反应工段 工艺流程图
比 例
校 审 审
BH2017-Ⅳ-045-GY-02-A
第 2 张 共 8 张
X-301 急冷器 RW SW 急冷水 自E303 自T303
HX-3402 凝液分离罐
E-306 后冷器
V-307 压缩机吸入罐
PG-0221-25-B-A-F XV3106
VT-0223-25-B-A-F
去V-308 不凝气
工艺水至 循环水厂
PW-0229-32-B-A-F
PL-0216-25-B-A-F XV3099
XV3100
LIC 3106 PL-0212-32-B-A-F XV3091 XV3092 XV3094 PG 3510Fra bibliotekV305
PL-0214-32-B-A-F PL-0211-32-B-A-F LIC 3108
T401
TI 4014
XV4019 PL-0416-25-B-A-F PG-0407-25-B-A-F PL-041825-B-A-F
P-402 V402 V403
RW SWPL-042725-B-A-F
PL-042825-B-A-F
E405
V404
LIC 4001
E401
PG-0408-25-B-A-F
PL-0430-25-B-A-F
去T-402
XV4212
PL-0431-25-B-A-F XV4224
PL-0419-25-B-A-F TI 4004 FIC 4002 XV4016 PC-0409-25-B-A-F XV4024
去V-305 去V-305 凝液 去T-403
XV4005
XV4004 PL-0406-32-B-A-F
E350 V350
XV3506 LO-031625-B-A-F XV3507 LO-0315-25-B-A-F LG 3510 TI 3501
XV3154
XV3162 PL-0326-25-B-A-F
P-305
P-306 T-303 解吸塔
苯乙烯装置 尾气压缩工段 工艺流程图
比 例
P-305 吸收塔釜液泵
去T-401
P-303 X-302 汽水混合器
制 设 图 计 核 核 定 比 例 第 3 张 共 8 张
PL-0213-32-B-A-F
XV3097
PG 3511
V312
PL-0215-25-B-A-F
XV3095
XV3098
T-301 汽提塔
苯乙烯装置 脱氢液分离工段 工艺流程图
P-303 汽提塔塔釜泵
放空 燃料气 长明灯 尾气 氮气 氮气 燃料气 尾气 长明灯
VT-010525-B-A-F XV3007 XV3016 XV3017 FG-0106-25-B-A-F
F-301
XV3307
TIC 3015
TI 3032A TI 3034A
R301
TI 3034B
TI 3032B TI 3034C PG-0117-65-B-A-F
XV3543
C-301 尾气压缩机
E-312 吸收剂换热器
E-313 吸收剂加热器
FG-0319-25-B-A-F FG-0320-25-B-A-F XV3152
尾气 去火炬 0.3MPa 蒸汽
MS-0332-25-B-A-F PG-0325-25-B-A-F
VT-0301-25-B-A-F
PG-0306-25-B-A-F
XV4011 FIC 4004 PG 4502 LIC 4003 XV4018
自P-409
XV4001
TI 4001
TI 4013
V401
C403
V405
PL-0426-15-B-A-F PL-0425-25-B-A-F
自V-305 FL-0403-32-B-A-F
0.3MPa 蒸汽
MS-0404-25-B-A-F XV4014
E301
E302
E303
PG-012465-B-A-F
去反应器 X-301 凝液
FC-0123-25-B-A-F XV3077
FG-0111-25-B-A-F
PG-0116-65-B-A-F FIC 3007 XV3011 XV3062
XV3061 0.3Mpa MS-0112-25-B-A-F 蒸汽
E-303 低低压废热锅炉
兰州石化职业技术学院
项 目 名 称 设 计 阶 段 苯 乙 烯 施 工 图
循环乙苯 PL-0114-25-B-A-F 0.3Mpa MS-0115-25-B-A-F F-301 蒸汽 蒸汽过热炉
秦皇岛博赫科技开发有限公司
E-304 乙苯蒸发器
R-301 第一脱氢反应器
R-302 第二脱氢反应器
工艺流程图 图例
BH2017-Ⅳ-045-GY-01-A
第 1 张 共 8 张
PI 3020
TI 3040
PG-0118-65-B-A-F
MS-0102-25-B-A-F MS-0103-50-B-A-F XV3308
TI 3031 PI 3015
0.3Mpa 蒸汽
FIC 3001
XV3002
XV3003
去急冷 器X301
RW
RW-0335-25-B-A-F XV3123 PL-0331-25-B-A-F
PL-0324-25-B-A-F
自V-307 水
PG-0302-25-B-A-F
E313
V308
XV3128 HS-0317-25-B-A-F XV3544 XV3144 XV3508
PW-0303-25-B-A-F
3.5MPa 蒸汽
PC-0333-25-B-A-F
SW-0334-25-B-A-F
PL-0323-25-B-A-F
循环乙苯 工艺凝液
PG-0310-25-B-A-F
PL-0304-25-B-A-F
T302
E311
SW 凝液
T303
LS-0336-25-B-A-F
PL-0305-25-B-A-F PG-0308-25-B-A-F PG-0307-25-B-A-F
制 设 图 计 核 核 定
P-306 解吸塔釜液泵
兰州石化职业技术学院
项 目 名 称 设 计 阶 段 苯 乙 烯 施 工 图
P-304
V-310 压缩机排气罐 E-350 油箱换热器 P-304 油箱泵 V-350 润滑油箱 E-311 吸收剂冷却器 T-302 解吸塔
秦皇岛博赫科技开发有限公司
校 审 审
PL-0322-25-B-A-F
V310
XV3541
消音器
新鲜 吸收剂 废 吸收剂
去V-305 RW SW
PL-0309-25-B-A-F RW-0312-25-B-A-F SW-0311-25-B-A-F XV3503 PG 3513
PG 3514
XV3155 PG 3515 XV3163
PL-0329-25-B-A-F
MS-0224-25-B-A-F
PG-0222-25-B-A-F
0.3MPa蒸汽
RW-0205-25-B-A-F SW-0204-25-B-A-F PW-0203-25-B-A-F PG-0220-25-B-A-F XV3500 TI 3101 PG-0201-65-B-A-F
PG-0225-25-B-A-F
C301
0.3MPa 蒸汽
PL-0321-25-B-A-F MS-0317-25-B-A-F LO-0314-25-B-A-F
E312
XV3165
PL-0330-25-B-A-F PL-0327-25-B-A-F
XV3143
40KPa 蒸汽
PL-0328-25-B-A-F
LO-0313-25-B-A-F
设备简图及名称 符号 再沸器
阀门符号及名称 阀门名称 闸阀 球阀 塔 卧式止回阀 蝶阀 安全阀 压缩机 呼吸阀 过滤器 符号 阀门名称 截止阀 三通球阀 立式止回阀 减压阀 疏水阀 针型阀 八字盲板 电磁阀 PG XX LG XX PI XX LI XX 现场显示 压力表 现场显示 液位计 集中显示 压力表 集中显示 液位计 物料线
去V-404 去T-402
FL-0402-25-B-A-F
氮气
FL-0401-25-B-A-F
RW SW XV4020
PL-041125-B-A-F
RW SW
TI 4002 XV4010 PDI 4002
PL-0417-25-B-A-F
E402
E403
XV4029 PL-0429-25-B-A-F
PG-0424-50-B-A-F XV4028