乙苯脱氢工艺
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。
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
乙苯脱氢工艺
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[size=+2]℃；3.反应温度(反应出口)：580～620[size=+2]℃；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。
乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程
乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程嘿，你有没有想过那些我们日常生活中随处可见的塑料制品、橡胶制品是怎么来的呢？这里面有一个很重要的原料，那就是苯乙烯。
而乙苯脱氢制苯乙烯可是一个超级有趣又相当重要的工艺流程呢！我有个朋友叫小李，他就在一家化工企业工作，专门和这个乙苯脱氢制苯乙烯的流程打交道。
我呀，就缠着他给我好好讲讲这个流程到底是咋回事儿。
乙苯脱氢制苯乙烯这个过程啊，就像是一场精心编排的魔术表演。
首先得有原料，那乙苯就像是表演的主角，它可是这个流程的根基。
这乙苯可不能是随随便便的，它得是经过严格提纯、质量合格的。
你想啊，如果乙苯本身就不纯，那后面还能变出合格的苯乙烯吗？肯定不行啊！然后呢，就到了反应阶段。
这个反应可不得了，就像是一场激烈的战斗。
乙苯要在高温和催化剂的作用下进行脱氢反应。
这高温啊，就像是给乙苯加了一把火，让它有足够的能量去甩掉一些东西。
催化剂呢，那就是这场战斗中的指挥官，指挥着乙苯按照正确的方向去反应。
我就问小李：“这高温得有多高啊？是不是像火炉一样热？”小李笑着说：“那温度可不低呢，几百摄氏度呢，真的就像个大火炉。
”在这个反应过程中，乙苯分子里的氢原子就像调皮的小孩子，在高温和催化剂的驱使下，纷纷从分子里跑了出来。
那这个时候就产生了苯乙烯，还有氢气呢。
你说神奇不神奇？这就像是把一个大包裹拆开，然后拿出一部分东西，变成了一个新的包裹和一些小零件。
可是啊，这还没结束呢。
反应完了之后，就像一场混乱的战场需要清理一样，反应后的产物是混合在一起的。
这里面有我们想要的苯乙烯，还有没反应完的乙苯，以及产生的氢气等其他东西。
这可不能就这么乱着呀，得把苯乙烯给分离出来才行。
这分离过程就像是从一堆混合的糖果里挑出你最喜欢的那种糖果一样。
小李跟我说，他们有一套很复杂的分离系统。
首先通过冷却，把一些高沸点的物质给凝结下来，就像把热气腾腾的食物放进冰箱里，一会儿就凝固了一样。
然后再利用不同物质在吸收剂中的溶解度不同，把苯乙烯和其他杂质分离开来。
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺中乙苯精馏系统的研究
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺中乙苯精馏系统的研究
乙苯脱氢生产苯乙烯是石化工业中常见的工艺之一，该工艺主要是将乙苯通过高温催
化脱氢反应得到苯乙烯。
在这个过程中，乙苯精馏系统起着至关重要的作用。
乙苯精馏系统主要由精馏塔、冷凝器、回流泵和换热器等组成。
其主要功能是将脱氢
反应产生的混合物，经过精馏分离，得到纯度较高的苯乙烯产品以及回收部分未反应的乙苯。
乙苯精馏系统的关键操作条件是精馏塔的压力和温度。
通常情况下，为了提高苯乙烯
的纯度，压力会尽可能地降低，从而减少苯乙烯的回流比。
精馏塔的温度控制也非常重要，一般选择一个合适的温度区间，在该温度区间内进行操作，以保证较好的分离效果。
乙苯精馏系统还需要考虑回流比的选择。
回流比高，可以增加乙苯和苯乙烯的分馏效果，但同时也会增加能耗。
在实际操作中，需要综合考虑能耗和分离效果，选择合适的回
流比。
乙苯精馏系统还需要进行能耗分析和热力学计算。
通过能耗分析，可以确定系统的能
耗分布情况，找出能耗比较高的环节，从而寻求降低能耗的措施。
通过热力学计算，可以
优化系统的节能措施，提高系统的热力学效率。
乙苯精馏系统是乙苯脱氢生产苯乙烯工艺中非常重要的一环。
通过合理设计和优化操
作条件，可以提高苯乙烯的纯度，降低能耗，进一步推动苯乙烯工业的发展。
1.乙苯脱氢制苯乙烯
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，正确采集数据。
二、实验原理本实验是以乙苯为原料，氧化铁系催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程，其主副反应分别为： 主反应：C 2H5C 2H 3+H 2ΔH(298K)=115 kJ/mol副反应：C 2H5+C 2H 4等当有水蒸汽存在时，还可能存在以下反应：C 2H 5+CO 2+ 2H 2OCH 3+ 3H 2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 RTH T K P P ∆=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂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γ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑i n P nP K K 总可知，当0>∆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=1.5:1（体积比）=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:23232CeO O K CuO O Fe ---三、实验流程在汽化温度300℃，脱氢反应温度540～600℃，水:乙苯=1.5:1(体积比)，相当于乙苯加料0.5毫升/分，蒸馏水0.75毫升/分(50毫升催化剂)的条件下，考察不同温度对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性、收率的影响。
乙苯脱氢反应实验报告
乙苯脱氢反应实验报告乙苯脱氢制苯乙烯实验报告乙苯脱氢制苯乙烯实验报告一实验目的(1)了解以乙苯为原料在铁系催化剂上进行固定床制备苯乙烯的过程，学会设计实验流程和操作;(2)掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响，学会获取稳定的工艺条件之方法。
(3)掌握催化剂的填装、活化、反应使用方法。
(4)掌握色谱分析方法。
二实验原理2.1主副反应乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应，只有在催化剂存在的高温条件下才能提高产品收率，其反应如下:主反应C6H5C2H56H5C2H3 + H2副反应C6H5C2H56 + C2H4C2H4 + H2H6C6H5C2H5 + H2H6+ C2H6C6H5C2H56H5,CH3+ CH4此外，还有部分芳烃脱氢缩合、聚合物以及焦油和碳生成。
2.2 影响因素2.2.1温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应，?H00，从平衡常数与温度的关系式?H0??lnKP?可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡???2?TRT??P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，故应控制适应的反应温度。
2.2.2 压力的影响?P?乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式KP?Kn?总?可??ni???知，当?γ0时，降低总压P总可使Kn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。
实验中加入惰性气体或减压条件下进行，通常均使用水蒸气作稀释剂，它可降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。
水蒸气的加入还可向脱氢反应提供部分热量,使反应温度比较稳定,能使反应产物迅速脱离催化剂表面,有利于反应向苯乙烯方向进行;同时还可以有利于烧掉催化剂表面的积碳。
但水蒸汽增大到一定程度后，转化率提高并不显著，因此适宜的用量为:水:乙苯,1.2,2.6:1(质量比)。
2.2.3 空速的影响乙苯脱氢反应中的副反应和连串副反应，随着接触时间的增大而增大，产物苯乙烯的选择性会下降，催化剂的最佳活性与适宜的空速及反应温度有关，本-1实验乙苯的液空速以0.6,1h为宜。
乙苯脱氢工艺流程简述
乙苯脱氢工艺流程简述
乙苯脱氢工艺是将乙烯生产过程中产生的乙苯与氢气反应生成二乙苯，然后经精馏分离得到纯苯和粗苯。
乙烯生产过程中产生的乙苯脱氢工艺是以氢气作为氢源，在催化剂作用下，使二乙苯脱去一个氢原子后生成纯苯和粗苯。
从催化剂上分离出来的纯苯和粗苯经精馏分离得到精对苯酚（或称对苯二酚）和二苯基甲烷。
该工艺过程主要包括四个部分：催化剂的制备、催化剂的装填、反应器和分离系统。
本文就乙苯脱氢工艺的过程原理、催化剂制备、反应器和分离系统作一简述。
（1）催化剂的制备
催化剂制备是将乙苯在高温下脱去一个氢原子后生成纯苯和对苯二甲酸，而对苯二甲酸在高温下脱去一个氢原子后生成对苯二甲酸，再经精馏得到纯苯和粗苯。
催化剂的制备方法有两种：一种是以催化活性高的金属为活性组分，并加入适量的助剂，与乙苯在高温下反应生成纯苯和对苯二酚；另一种是以非金属材料为活性组分，直接将乙苯和氢在高温下反应生成纯苯和对苯二酚。
—— 1 —1 —。
乙苯膜反应器脱氢工艺(一)
乙苯膜反应器脱氢工艺乙苯膜反应器脱氢工艺是一种重要的化工生产工艺，它在有机合成和石油化工领域有着广泛的应用。
这种工艺通过脱氢反应将乙苯转化为苯，是一种高效、环保的生产方式。
下面将从不同的角度对乙苯膜反应器脱氢工艺进行详细阐述。
工艺原理乙苯膜反应器脱氢工艺是通过在催化剂的作用下，将乙苯中的氢原子去除，生成苯的过程。
催化剂通常采用氧化锌或铬酸铝等物质，它能够催化乙苯的脱氢反应，提高反应速率和产物纯度。
脱氢反应的化学方程式为C6H5CH3 → C6H6 + H2，通过这个反应可以将乙苯转化为苯，并产生氢气作为副产物。
该工艺能够实现对乙苯的高效转化，同时产物的纯度也较高。
工艺装置乙苯膜反应器脱氢工艺的装置通常包括反应器、催化剂循环系统、分离装置和氢气回收系统等部分。
反应器是工艺的核心部分，催化剂循环系统用于保持反应器内催化剂的活性，分离装置则用于提取产物苯，氢气回收系统则可以将副产物氢气进行回收利用。
这些装置共同协作，实现了乙苯膜反应器脱氢工艺的高效运行。
工艺优势乙苯膜反应器脱氢工艺相比传统的脱氢工艺具有诸多优势。
首先，该工艺对环境友好，通过催化剂的作用可以在较低的温度下完成反应，减少了能耗和二氧化碳排放。
其次，该工艺可以实现对乙苯的高选择性转化，减少了副产物的生成，提高了产物的纯度。
再者，乙苯膜反应器脱氢工艺还具有反应速率快、操作简便等优点，能够提高生产效率，降低生产成本。
工艺应用乙苯膜反应器脱氢工艺在化工生产中有着广泛的应用。
它可以用于苯的生产，苯作为重要的有机化工原料，在合成树脂、涂料、橡胶、药品等领域有着广泛的用途。
同时，苯也是生产其他化工产品的重要中间体，其应用市场十分广阔。
因此，乙苯膜反应器脱氢工艺在化工生产中具有重要的地位，对推动化工产业的发展起着重要作用。
工艺挑战虽然乙苯膜反应器脱氢工艺具有诸多优势，但其也面临着一些挑战。
首先，催化剂的制备和循环利用是一个关键问题，催化剂的活性和稳定性对工艺的运行影响较大。
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。
乙苯脱氢工艺改进方案
乙苯脱氢工艺改进方案1. 引言乙苯脱氢是一种重要的化工反应，用于生产苯乙烯等有机化合物。
然而，传统的乙苯脱氢工艺存在一些问题，如低转化率、低选择性、高能耗等。
因此，有必要对乙苯脱氢工艺进行改进，以提高反应效率和经济效益。
2. 现有工艺分析传统的乙苯脱氢工艺通常采用铬催化剂，在高温条件下进行。
反应过程中，乙苯与空气中的氧气反应生成苯乙烯和水。
然而，这种工艺存在一些问题：•低转化率：传统工艺的乙苯转化率较低，无法充分利用乙苯原料。
•低选择性：传统工艺中产生了包括苯、甲苯等副产物，降低了苯乙烯的选择性。
•高能耗：传统工艺的高温条件和需要的催化剂导致能耗较高，增加了生产成本。
3. 改进方案3.1 催化剂的选择传统的乙苯脱氢反应催化剂主要有铬、镍、铜等金属催化剂。
为了提高转化率和选择性，我们建议采用新型的催化剂作为改进方案。
例如，钼基催化剂具有较高的催化活性和选择性，可以显著提高乙苯转化率和苯乙烯选择性。
3.2 反应条件的优化除了改变催化剂，反应条件的优化也是改进乙苯脱氢工艺的关键。
传统工艺一般在高温（500-600°C）和高压（2-4 MPa）下进行，这导致了高能耗。
我们建议降低反应温度并增加反应压力，以实现更高的乙苯转化率和苯乙烯选择性。
同时，可以引入助剂来改进反应条件。
例如，氧化锆等助剂可以提高催化剂的分散性和稳定性，从而提高催化剂的催化活性和寿命。
3.3 过程流程的改进传统的乙苯脱氢工艺通常是连续流程，采用固定床反应器。
然而，固定床反应器存在流动阻力大、催化剂易受污染等问题。
我们建议采用流化床反应器作为改进方案。
流化床反应器具有较高的传热和质量传递效率，能够更好地控制温度和气体分布。
此外，流化床反应器中的催化剂颗粒可以经过再生，延长催化剂的使用寿命，降低生产成本。
因此，采用流化床反应器可以提高乙苯脱氢的转化率和选择性。
4. 改进效果评估为了评估乙苯脱氢工艺改进方案的效果，可以进行以下实验和分析：•对比传统工艺和改进方案的乙苯转化率、苯乙烯选择性进行实验测试，并计算反应速率常数等动力学参数。
乙苯脱氢工业生产方法
乙苯脱氢工业生产方法
乙苯脱氢是一种重要的化学反应，用于生产苯乙烯。
以下是乙苯脱氢工业生产方法的详细解答：
1. 反应原理：乙苯脱氢反应是一个吸热反应，反应方程式如下：
C8H10 → C8H8 + H2
在催化剂的存在下，乙苯分子中的乙基（-CH2CH3）与氢原子（H）发生脱氢反应，生成苯乙烯（C8H8）和氢气（H2）。
2. 催化剂：乙苯脱氢反应通常使用催化剂来提高反应速率和选择性。
常用的催化剂包括氧化铁、氧化锌、氧化铜等金属氧化物催化剂。
3. 反应条件：乙苯脱氢反应需要在适当的温度、压力和反应物浓度下进行。
一般来说，反应温度在500℃至650℃之间，压力在常压或略高于常压的条件下进行。
反应物浓度通常控制在一定范围内，以确保反应的效率和选择性。
4. 反应器：乙苯脱氢工业生产通常采用固定床反应器或流化床反应器。
在固定床反应器中，催化剂固定在反应器内，反应物通过催
化剂床层进行反应。
而在流化床反应器中，催化剂颗粒在气流的作用下悬浮在反应器内，反应物与催化剂颗粒充分接触进行反应。
5. 产物分离：反应生成的苯乙烯和氢气需要进行分离和提纯。
一般采用冷却和压缩的方法将氢气分离出来，然后通过精馏等方法将苯乙烯提纯。
6. 催化剂再生：催化剂在使用一段时间后会失活，需要进行再生。
催化剂的再生通常采用空气或蒸汽进行氧化处理，以恢复其活性。
乙苯脱氢工业生产方法是一种重要的化工工艺，用于生产苯乙烯等化学品。
通过控制反应条件、选择合适的催化剂和反应器类型，可以实现高效、经济的乙苯脱氢生产过程。
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺
应选择合适旳水蒸气与乙苯旳百分比，一般水 蒸气：乙苯=（6-9）：1。
（4）乙苯液空速
应采用高空速，以提升选择性，常选0.6 h-1。
3. 乙苯脱氢工艺流程和反应器
（1）反应器型式与构造
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
（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
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
二、乙苯脱氢法
1.乙苯催化脱氢旳主副反应 主反应：
副反应：
2.乙苯脱氢工艺条件选择
（1）温度 平衡常数随温度旳升高而增大，为防止副反应，
温度不应太高。 常选823-873K。
反应旳平衡常数和平衡转化率随反应温度变 化曲线。
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。
2）绝热反应器反应工艺流程
绝热反应器工艺流程特点： a.反应器构造简朴，制造费用低，生产能 力大，检修以便。 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。
3.苯乙烯旳回收精制
第二讲 乙苯脱氢制苯乙烯
学习目的
1.了解乙苯脱氢旳反应原理。 2.掌握乙苯脱氢工艺条件、水蒸气旳作用。 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.了解乙苯脱氢反应器旳特点。
一、概述 苯乙烯 （styrene），C8H8 ， 1.用途
是高分子材料合成旳主要单体。
精馏塔。
（2）压力
乙苯脱氢生成苯乙烯旳反应是分子数增大旳反应， 降低压力对生成苯乙烯有利。苯乙烯旳工业生产 采用负压脱氢工艺，操作压力40-60 kPa。
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。
乙苯脱氢工艺
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[size=+2]℃；3.反应温度(反应出口)：580～620[size=+2]℃；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。
第九章乙苯脱氢工艺全解析
AS塑料
杯盖 食品级AS塑料
AS塑料透明管
外壳为AS塑料
第九章乙苯脱氢工艺全解析
丁苯橡胶
丁苯橡胶垫片
丁苯橡胶板
第九章乙苯脱氢工艺全解析
ABS塑料
ABS塑料管道
板材
第九章乙苯脱氢工艺全解析
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。
粗苯乙烯的分离与精制
❖组织苯乙烯分离和精制流程时需注意的问题有：
2H2+O2→2H2O
第九章乙苯脱氢工艺全解析
催化脱氢—氢选择性氧化工艺
❖SMART工艺的优点
①由于氢的消耗,使化学平衡向生成苯乙烯方向 移动, 大大提高了乙苯的单程转化率。 ②氢气氧化反应放出的大量热量用于加热初步脱 氢后被冷却下来的反应物料,使过热水蒸气的消 耗量大为降低。
第九章乙苯脱氢工艺全解析
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
CH3 +CO2+3H2
乙苯脱氢反应产物称为脱氢液，也称炉油，其组
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催化脱氢—氢选择性氧化工艺
❖ SMART工艺的原理：在乙苯催化脱氢工艺的基础上，向脱氢产物中加入适量的氧气或空气， 使氢气在选择性氧化催化剂的作用下氧化为水，降低反应物中的氢分压，打破传统催化脱氢反 应中的热平衡，使反应向生成物方向移动。
CH2CH3 cat
2H2+O2→2H2O
CH CH2 ＋H2
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
可逆 吸热
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）
T↑，
X乙苯↑，
降低温度
S苯乙烯↓，
cat失活
利
副反应少，S苯乙烯↑
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。
（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
（3）共氧化法（哈康法）
①
CH2CH3 + O2
苯乙烯的生产方法
OOH CH CH3
（过氧化氢乙苯）
OOH
②
CH CH3 + CH3－CH＝CH2
列管式等温反应器
❖ 以高温烟道气为载体，将反应所 需热量在反应管外通过管壁传给 催化剂层，以满足吸热反应的需 要。
❖ 该等温反应器的脱氢反应过程中， 水蒸气仅仅是作为稀释剂使用， 因此水蒸气与乙苯的摩尔配比为 6～9׃1。
Q供>Q吸
列管式等温反应器
❖ 高温对平衡和速率都有利，催化剂
T进
床层最佳温度分布应随着转化深度
催化脱氢—氢选择性氧化工艺
❖ SMART工艺的优点 ①由于氢的消耗,使化学平衡向生成苯乙烯方向移动, 大大提高了乙苯的单程转化率。
②氢气氧化反应放出的大量热量用于加热初步脱氢后被冷却下来的反应物料,使过热水蒸气 的消耗量大为降低。
❖ SMART工艺流程
催化脱氢—氢选择性氧化工艺
O2
脱氢 氧化 脱氢
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。
1．列管式等温反应器脱氢工艺流程 2．绝热式反应器脱氢工艺流程
绝热式脱氢过程的改进
❖ 采用几个单段绝热反应器串联 ❖ 采用两段绝热反应器 ❖ 采用多段径向绝热反应器 ❖ 应用绝热反应器和等温反应器联用技术 ❖ 采用三段绝热反应器
苯乙烯生产新工艺介绍
3、催化脱氢—氢选择性氧化工艺
❖ 发展：1985年日本三菱公司应用Uop公司的乙苯脱氢-氢选择性氧化工艺(简称Styro-Plus工 艺),建设了一个5000t/a苯乙烯生产装置,至今生产情况良好,标志着这一工艺技术工业化成功。 随后,此工艺与其他先进工艺一起汇集为SMART工艺。
由于C=C的存在，化学性质相当活泼。
3、苯乙烯的用途
自聚 nS
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
（styrene）
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
丁苯橡胶
丁苯橡胶垫片
丁苯橡胶板
ABS塑料管道
ABS塑料
板材
苯乙烯的性质和用途
苯 甲苯 乙苯 苯乙烯
80.09℃ 110.63 ℃ 136.20 ℃ 145.16 ℃
△Tb=30.54 ℃ △Tb=25.57 ℃ △Tb=8.96 ℃
粗苯乙烯的分离与精制
❖ 组织苯乙烯分离和精制流程时需注意的问题有：
▪ 苯乙烯易聚合 （T聚=85℃）且T↑，r聚合↑； 故应控制T釜＜90℃
▪ 乙苯和苯乙烯的沸点差很小 （△Tb＝8.96℃）分离很困难！
EB
S
EB
EB
TB
少量的EB、S、Ar
S、Ar
S S、Ar
❖ 乙苯脱氢工艺中主要关键技术 ▪ 脱氢催化剂 ▪ 反应器 ▪ 苯乙烯精制
总结
作业
1、什么叫爆炸极限？请举例说明爆炸上限和下限的含义。 2、P213. 2. 3、P213. 4. 4、列管式等温反应器和单段绝热式反应器的供热方式有何不同？各自有哪些优缺点？ 5、简述SMART工艺的原理及优点。 6、在苯乙烯分离和精制流程中，乙苯蒸出塔和苯乙烯粗镏塔、苯乙烯精馏塔为何要采用减压操作？
乙苯脱氢工艺
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） 。
❖ 沸点：146℃ ❖ 熔点：－33℃ ❖ 比重：0.909
谢谢
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
3、 H2O（g） （稀释剂）
水蒸气用量的确定
①P乙苯↓，有利于热力学平衡；
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。
三、催化剂
乙苯催化脱氢反应原理
铁系催化剂 Fe2O3－Cr2O3－KOH
主cat
稳定剂 增加热稳定性
——能自行再生 助cat
生炭反应： 消炭反应：
C2H5
C ＋ H2O（g）
8C＋5H2
催化剂失活
KOH
CO ＋ H2
催化剂再生
第一段 第二段
催化脱氢—氢选择性氧化工艺
❖ 该反应器顶部为脱氢催化剂床层，乙苯和过热 蒸气由此进入反应器并呈辐射流状流动（由中 心流向器壁），与催化剂床层充分接触。在第 一层床层进行初步脱氢后，反应气进入第二段。
多段脱氢-氢选择氧化反应器
❖ 第二段装填二层催化剂，上层为数量较少的高 效氧化催化剂层，下层为脱氢催化剂层。
❖ 反应初期，C乙苯高，平行副反应竞争剧烈，T进高， 有利于平行副反应（E平副高），使选择性下降；
❖ 反应器出口，T低，对平衡不利，使反应速率减慢， 限制了转化率的提高；
❖ 转化率：35~40%；选择性：约90%。均低于等温 式反应器。
❖ 优点：结构简单，制造费用低，生 产能力大；
❖ 缺点：反应所需热量完全由过热水 蒸气带人，水蒸用量很大：水蒸气 与乙苯的摩尔配比为6～9׃1；温度 分布对平和速率都不利，转化率和 选择性低。
②消炭，再生cat；
C ＋ H2O（g）
CO ＋ H2
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。
4、空速
OH CH CH3
+
H3C
H C
CH2
（α-苯乙醇）
O
（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
一、主反应
1、可逆反应 2、吸热反应
CH2CH3 cat
rHm 105kJ
rHm 54.4kJ rHm 31.5kJ
二、副反应 2、连串副反应
一、反应原理及特点
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
CH3 +CO2+3H2
——高温操作
CH CH2 ＋H2
H 11 .8k7Jmo 1
？ 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
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
加氢 裂解
C H 2C H 3
温度K
Kp
700 3.30×10—2
热力学分析
800
900
4.71×10—2
3.75×10—1
1000