乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程

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实验一 乙苯脱氢制苯乙烯

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

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

乙苯脱氢制备苯乙烯的实验指导书

乙苯脱氢制备苯乙烯的实验指导书

乙苯脱氢制苯乙烯实验装置实验指导书乙苯脱氢制备苯乙烯实验指导书一、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。

3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系;找出最适宜的反应温度区域。

4、学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。

5、了解气相色谱分析及使用方法。

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及苯乙烯聚合生成焦油等。

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。

2、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,∆H o >0,从平衡常数与温度的关系式20ln RTH TK 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Kp=Kn=γ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑i nP总可知,当∆γ>0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。

本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压,以提高乙苯的平衡转化率。

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行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,故需采用较高的空速,以提高选择性。

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。

3、催化剂本实验采用GS-08催化剂,以Fe,K为主要活性组分,添加少量的IA,ⅡA,IB族以稀土氧化物为助剂。

三、实验装置及流程乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程见下图:1-水计量管;2-乙苯计量管;3、4-进料泵;5-汽化室;6-反应室;7-冷凝器;8-集液罐;9-H2流量计;10-N2流量计;11-湿式气体流量计;12-N2压力表。

苯乙烯的合成工艺

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。

苯乙烯生产工艺1

苯乙烯生产工艺1

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-苯乙烯(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1.1、原料-----乙苯:乙苯脱氢法生产苯乙烯的原料是乙苯。

乙苯是乙基苯的俗称,无色,具有芳香气味的可燃液体,沸点136.19°C。

熔点(℃) -94.9,可由苯通过烷基化或直接从碳八芳烃分离获得,主要用于制造苯乙烯,少量用于有机合成工业,如制成苯乙酮用于香料、医药等方面。

目前,世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生产制得,一分子乙烯在适当条件下与一分子苯作用生成一分子乙苯。

1.1.1、乙苯生产工艺方法:现在工业上约有90%的乙苯是通过苯烷基化生产的1)液相法液相法使用的催化剂为三氯化铝,反应器为塔式,反应温度范围在125~140℃,反应压力在0.2~0.4Mpa,使乙烯与苯反应生成乙苯:副反应是乙苯进一步用乙烯烷基化生成多乙苯。

工业上将苯的转化率限制在52%~55%左右,并采用高的苯与乙烯配料比(摩尔比一般为2左右),以防止生成更多的二乙苯与多乙苯。

乙苯的平均收率为94%~96%。

应严格控制原料苯和乙烯中的硫化物、乙炔等杂质,以减少三氯化铝的消耗。

一般烃化液的组成(质量%):苯40,乙苯47,多乙苯(主要是二乙苯)13。

反应前应将苯干燥至水含量30mg/kg以下,乙烯纯度为99.9%。

反应产物(粗乙苯)用精馏分离得到乙苯,分离得到的苯再循环使用。

2)气相法气相法的设备是固定床式,催化剂为磷酸负载在硅藻土构成的催化剂。

反应温度为200~250℃,反应压力为1.4Mpa.关于乙烯的综合纯度指标高低不是关键,关键是应在预处理中除掉硫及硫化物,氮化物和乙炔。

毕业设计(论文)-乙苯脱氢生产苯乙烯设计

毕业设计(论文)-乙苯脱氢生产苯乙烯设计

毕业设计诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

作者签名:xxx2010年12 月6 日目录一、设计任务书 (1)二、摘要 (3)三、绪论 (7)1.苯乙烯的性质和用途 (7)2.苯乙各种生产工艺及比较 (7)2.1苯乙酮法 (7)2.2乙苯和丙烯共氧化 (7)2.3乙苯催化脱氢法 (8)3.主、副化学反应式 (8)4.原理、化学组成及化学性质 (8)5.流程叙述 (10)5.1脱氢反应总述 (10)5.2苯乙烯蒸馏总述 (11)四、物料及热量衡算 (15)(一)、苯乙烯生产全系统的物料衡算 (15)1.反应系统物料衡算 (15)1.1反应系统进料量计算 (15)1.2出水冷冷凝器的气液组成 (18)1.3出盐水冷凝器的气液组成 (20)1.4油水分离器水油组成 (21)2.分离系统物料衡算 (23)2.1苯乙烯精馏塔的物料衡算 (24)2.2苯、甲苯蒸出塔的物料衡算 (26)2.3苯乙烯初馏塔物料衡算 (28)2.4乙苯蒸出塔的物料衡算 (30)(二)、脱氢系统的热量衡算 (32)1.蒸发器 (32)2、第一预热器 (33)3、热交换器 (34)4、第二预热器 (34)5、反应器 (35)四、感谢信 (40)五、参考文献 (41)摘要苯乙烯(SM)是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,主要用于生产聚苯乙烯,也可用于制备丁苯橡胶、苯乙烯一顺丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、不饱和聚酯等。

乙苯催化脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,采用的催化剂主要是Fe-K系催化剂,其中Fe2O3。

是活性组分、K2O是活性促进剂,K2O的引入使铁系催化剂的活性有了显著提高,可以在较低的水比下应用,但K2O含量过高存在着钾的流失问题。

乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计

乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计

乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计目录1前言 (1)1.1.................................................................................... 苯乙烯现状及发展概况 21.2........................................................ 乙苯脱氢制取苯乙烯反应工艺条件研究 21.2.2 ................................................................................................... 温度 21.2.3 ............................................................................................... 进料比 31.2.4 ................................................................................................... 压力 31.3........................................................................ 乙苯脱氢制苯乙烯催化剂研究 31.3.1 ....................................................... 国内外苯乙烯催化剂研究现状 41.3.2 ................................................................... 国内催化剂研发的建议 51.4........................................................................................ 苯乙烯生产方法概述71.4.1 ....................................................................................... 乙苯脱氢法71.4.2 ................................................................................... 乙苯共氧化法71.4.3 ................................................................... 甲苯为原料合成苯乙烯81.4.4 ............................................................... 乙烯和苯直接合成苯乙烯81.4.5 ................................................................................... 乙苯氧化脱氢81.5.................................................................... 乙苯脱氢制苯乙烯工艺方法概述91.5.1 ....................................................... L ummus/UOP乙苯脱氢工艺91.5.2 .......................................................... Fina/Badger乙苯脱氢工艺91.5.3 .................................... 乙苯脱氢选择性氧化工艺(Smart工艺)101.6............................................................................ Aspen Plus软件及功能简介101.7............................................................................ 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132.3.1 ............................................................... 乙苯催化脱氢主、副反应132.3.2 ............................................................................... 乙苯脱氢催化剂132.3.3 ........................................................................... 乙苯脱氢反应条件142.3.4 ........................................................................... 乙苯脱氢工艺流程142.4............................................................................................................ 物料衡算142.4.1 ............................................................................... 脱氢绝热反应器152.4.2 ....................................................................................... 油水分离器182.4.3 ....................................................................... 乙苯—苯乙烯精馏塔202.4.4 ........................................................................... 甲苯—乙苯精馏塔212.4.5 ............................................................................... 苯—甲苯精馏塔212.4.6 ................................................................................... 苯乙烯精馏塔222.5........................................................................ Aspen Plus模拟工艺流程设计222.3.1 ................................................................... 状态方程及模块的选择232.3.2 ............................................................................... 动力学方程选择232.3.3 ....................................................... 反应部分操作参数和关键控制242.3.4 ........................................................................... 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423.2................................................................ Aspen Plus软件模拟流程及其简述433.2.1 ................................................................................... 反应部分概述433.2.2 ................................................................................... 分离部分模拟443.3.................................................................................... 主要设备工艺参数汇总443.3.1 ........................................................................................... 换热器组443.3.2 ............................................................................................... 反应器453.3.3 ................................................................................... 精馏分离部分453.4.................................................................................................... 公用工程一览463.4.1 ........................................................................................... 加热蒸汽463.4.2 ........................................................................................... 生产用电463.4.3 ........................................................................................... 冷却用水463.5.................................................................................................................... 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。

化工专业实验:乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书

化工专业实验:乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书

化工专业实验:乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书一、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。

3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系;找出最适宜的反应温度区域。

4、了解气相色谱分析方法。

二、实验的综合知识点完成本实验的测试和数据处理与分析需要综合应用以下知识:(1)《化工热力学》关于反应工艺参数对平衡常数的影响,工艺参数与平衡组成间的关系。

(2)《化学反应工程》关于反应转化率、收率、选择性等概念及其计算、绝热式固定床催化反应器的特点。

(3)《化工工艺学》关于加氢、脱氢反应的一般规律,乙苯脱氢制苯乙烯的基本原理、反应条件选择、工艺流程和反应器等。

(4)《催化剂工程导论》关于工业催化剂的失活原因及再生方法。

(5)《仪器分析》关于气相色谱分析的测试方法。

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。

2、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,∆Ho>0,从平衡常数与温度的关系式20lnRTHTKpp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Kp=Kn=inP总可知,当∆γ>0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。

本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压,以提高乙苯的平衡转化率。

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行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,故需采用较高的空速,以提高选择性。

乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计

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。

苯乙烯生产工艺

苯乙烯生产工艺

苯乙烯生产工艺苯乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成塑料、橡胶、纤维和各种化学产品等领域。

下面是苯乙烯的生产工艺的概述。

目前,苯乙烯的主要生产工艺是通过乙苯脱氢反应合成得到。

具体的工艺包括催化剂的选择、反应条件的控制和分离纯化等环节。

首先,选择合适的催化剂对乙苯进行脱氢反应。

一般来说,针对不同的催化剂,反应条件和过程较为复杂。

常用的催化剂有固定床催化剂、移动床催化剂和流态床催化剂等。

催化剂的选择对生产工艺的效率和产品质量有着重要影响。

其次,通过控制温度、压力和进料比等反应条件,使乙苯发生脱氢反应生成苯乙烯和氢气。

温度通常在500℃左右,压力大约在1.5-2.5MPa之间。

进料比则由乙苯的纯度和回收利用等因素来决定。

反应过程中还需要控制氢气的部分氧化程度,以避免副反应的发生。

在脱氢反应完成后,需进行分离纯化操作。

这是苯乙烯生产中一个非常重要的环节,直接关系到产品的纯度和质量。

分离纯化的过程包括初步分离、精馏和净化等步骤。

其中,精馏是最关键的环节,通过不同的蒸馏塔结构和操作条件,分离苯乙烯和副产物,使苯乙烯的含量达到所需标准。

最后,对得到的苯乙烯进行后处理处理。

这包括脱色、脱水和脱酸等操作,以减少杂质和提高产品的纯度。

其中,脱色是重要的环节,通过加入适量的活性炭或其他吸附剂,将有色杂质吸附掉,使苯乙烯的颜色变得清晰透明。

同时,通过脱水和脱酸处理,减少对设备和催化剂的腐蚀。

综上所述,苯乙烯的生产工艺主要包括催化剂的选择、反应条件的控制、分离纯化和后处理等环节。

这些环节的优化和改进,能够提高苯乙烯的产率和产品质量,降低能耗和环境污染,并促进苯乙烯工业的可持续发展。

苯乙烯生产—苯乙烯的生产原理

苯乙烯生产—苯乙烯的生产原理

2、催化剂
以氧化铁为主体的催化剂
以氧化锌为主体的催化剂
Fe2O3-Cr2O3-KOH; Fe2O3-Cr2O3-K2CO3
ZnO-A12O3-CaO; ZnO-A12O3-CaO-KOH-Cr2O3;
ZnO-A12O3-CaO-K2SO4等。
多组分固体催化剂:
主催化剂:Fe2O3、ZnO。 助催化剂:钙和钾的化合物。
r Hm 31.5kJ/mol
水蒸气存在: 高温下,生碳反应:
1、主、副反应
C 2H 5
+
2 H 2O
C2H5
CH3
+ CO2 + 3H2
8C + 5H2
为减少在催化剂上的积炭,需在反应器进料中加入高温水蒸气: C + 2H2O → CO2 + 2H2
可降低苯乙烯分压,提高乙苯的转化率。
1、主、副反应
稀释剂:A12O3。 稳定剂:Cr2O3,提高催化剂的热稳定性。
2、催化剂
水蒸气存在:KOH能促进反应C + 2H2O → CO2 + 2H2向正向进行,除去焦炭。延长 催化剂的使用周期。 再生:只需停止通入原料乙苯,单独通入水 蒸气即可。 温度:550~580℃,转化率:38%~40%, 收率:90%~92%,寿命可达两年以上。
苯乙烯的生产原理
以苯和乙烯为原料,通过苯烷基化反应生成乙苯,然后乙苯再催化 脱氢生成苯乙烯。这是工业上最早采用的生产方法,也是目前最主 要的生产方法。通过近年来的研究发展,使其在催化剂性能、反应 器结构和工艺操作条件等方面都有了很大的改进。
下面学习乙苯催化脱氢生产苯乙烯的反应原理。
1、主、副反应
氧化铁系催化剂组成
Fe2O3 K2Cr2O7 K2CO3

苯乙烯生产—苯乙烯生产工艺流程

苯乙烯生产—苯乙烯生产工艺流程
2.反应器的选用
• (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

乙苯脱氢制苯乙烯

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(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)。

催化干气制乙、苯乙烯工艺技术

催化干气制乙、苯乙烯工艺技术

2005年第4期甘肃化工2005年12月催化干气制乙苯和乙苯脱氢制苯乙烯工艺技术邓彦波(巴陵石化有限责任公司技术中心,湖南岳阳414014〉摘要:介绍了国内外催化干气制乙苯工艺和乙苯脱氢制苯乙烯工艺技术。

对国外乙苯脱氢法生产苯乙烯工艺路线和乙苯脱氢制苯乙烯国产化技术进展作了介绍。

关键词:催化干气;乙苯;苯乙烯;工艺技术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、合成橡胶、工程塑料、离子交换树脂等产品,是巴陵石化合成橡胶事业部生产565等锂系聚合物的重要聚合单体。

世界上90 V。

的苯乙烯都是通过乙烯和苯烃化生产乙苯,乙苯再催化脱氢生产的。

我国乙烯资源紧缺,而我国炼厂催化裂化生产能力达60 “1/&,副产干气达2 &以上,其中300〜500 &的乙烯资源没有获得很好的利用。

巴陵石化烯烃事业部就有年加工能力近2 ^1/3的炼油装置,利用其干气中的稀乙烯与苯直接烃化制乙苯,乙苯脱氢制苯乙烯,苯乙烯产品就地消化,产品不加阻聚剂,565生产可省去脱除阻聚剂的精制过程,每吨565降低生产成本200多元,可大幅度地增强巴陵石化565产品的市场竞争优势,对巴陵石化整体发展具有明显的综合经济效益。

1干气制乙苯卜5〕为了综合利用炼厂催化干气中的乙烯资源,美国乂0611/63电61公司合作开发的以28“ - 5高硅沸石为催化剂,生产乙苯的气相分子筛工艺取得工业化实验成功,并于1992年在英国513^10评建成投产了160 ^1/3的第一套大型工业化装置。

由中科院大连化学物理所、抚顺石化公司石油二厂、洛阳石化工程公司联合开发的催化裂化干气与苯烃化制取乙苯成套工艺技术是具有独立知识产权的专利技术,目前处于国际先进水平。

自1993年抚顺石油二厂30^1/3干气制乙苯装置采用第一代技术投产后,联合开发体又成功地开发出第二代乙苯工艺技术。

应用第二代技术的林源炼油厂30 ^1/3 乙苯装置和大连石化公司100肚仏乙苯装置已分别于1996年12月和1999年11月一次开车成功,目前装置运行正常。

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粗苯乙烯的分离和精制流程见图4-16(P186)所示。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。
(四)苯乙烯的贮存
苯乙烯单体对于污染物非常敏感,受污染后能影响它的颜 色和聚合性能。苯乙烯单体在常温下聚合速度非常慢,随着温 度的升高,聚合速度加快。聚合时有热量放出,所以一旦发生 聚合,反应为自然加速,这个过程发在大量单体中,反应就变 得无法控制。
因此,对苯乙烯的贮存要求为: 1.苯乙烯单体不能受污染物的污染; 2.放置成品苯乙烯单体的贮槽,应基本上无铁锈和潮
2.绝热反应器和脱氢条件的改进
绝热反应器的优点是结构简单,制造费用低,生产能力 大。一支大型的单段绝热反应器,其生产能力可达到6*104 t 苯乙烯/a。
但是,单段绝热式反应器脱氢,还有上述缺点。为了克服 这些缺点,降低原料乙苯的单耗和能耗,70年代以来在反应器 和脱氢方面做了多方面的改进,收到了比较好的效果。例如:
(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:
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
脱氢产物粗苯乙烯(也称为脱氢液和炉油),除含有产物 苯乙烯以外,还含有没有反应的乙苯和副产物苯、甲苯及少量 焦油。脱氢产物的组成,因为脱氢方法和操作条件的不同而不 同,见表4-10(P185)所示。
图4-14(P184)为三段绝热式径向反应器结构示意图。 每一段都由混合室、中心室、催化剂室和收集室组成。
乙苯蒸气与一定量的过热水蒸气首先进入混合室,充分混 合以后,由中心室通过钻有细孔的钢板制圆筒壁,喷入催化剂 厂床层。脱氢产物经过钻有细孔的钢板制外圆筒,进入反应器 的收集室(收集室是由反应器的环型空隙形成的)。然后再进 入第二混合室,再与过热水蒸气混合,经过同样的过程,直到 反应器的出口。
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)。
20
108 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
图4-15 各温度下的苯乙烯聚合速度








1
2
3
4
乙苯
甲苯
焦油
图4-16 粗苯乙烯的分离和精制流程
1-乙 苯 蒸 出 塔 ; 2-苯 、 甲 苯 回 收 塔 ;3-苯 、 甲 苯 分 离 塔 ; 4-苯 乙 烯 精 馏 塔
早期生产中,乙苯-苯乙烯的分离采用泡罩塔,泡罩塔的 效率比较低、压力损失比较大,因此乙苯和苯乙烯的分离需要 两台精馏塔。因此造成工艺流程长、设备多,动力和热能消耗
聚合速度,%每小时
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。
气; 因为潮湿的铁锈与阻聚剂会发生作用,使苯乙烯变
色,并且使它有加速聚合的危险。 3.贮存的苯乙烯要放在干燥而清洁的贮槽中,必须加
阻聚剂,环境温度不应当高,保存期也不应当过长。 为了防止苯乙烯的聚合,阻聚剂的含量应保持在5~
15ppm。苯乙烯单体在常温下聚合速度非常慢,随着温度的升 高,聚合速度加快,聚合时有热量放出,所以一旦发生聚合, 反应为自然加速,这个过程发生在大量单体中,反应就变得无 法控制,所以贮存的苯乙烯要放在干燥而清洁的贮槽中,必须 加阻聚剂,环境温度不应当高,保存期也不应当过长。
将绝热反应器和等温反应器联合使用,可以发挥绝热反应 器和等温反应器的优点。
(5)采用三段绝热反应器
采用三段绝热反应器,使用不同催化剂,操作条件的变化 范围为:
反应温度630~650C, 操作压力50.6~131.7kPa(绝压),
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%。
转化率可以提高到64.2%,选择性达到91.9%,水蒸气消耗量由 单段的6.6 t/t苯乙烯,降低到4.5 t/t苯乙烯,生产成本降低 16%。
(3)采用多段径向绝热反应器
由 图 4-6(P177)、4-7(P178)、4-8(P178)可 以 知 道, 使用小颗粒催化剂不仅可以提高选择性,也可以提高反应速 度。但是使用小颗粒催化剂,反应器床层阻力增加,操作压力 要相应提高。操作压力的提高,又会使转化率下降,为了解决 这个矛盾,开发了径向绝热反应器脱氢技术。
第一段使用高选择性催化剂,如: Fe2O3 49% -CeO2 1% - 焦 磷 酸 钾 26% - 铝 酸 钙 20% -Cr2O3
4% , 以减少副反应,提高选择性; 第二段使用高活性催化剂,如: Fe2O3 90%-K2O 5%-Cr2O3 3% , 以克服温度下降带来反应速度下降的不利影响。结果乙苯
因此通常采用的等温反应器脱氢,乙苯转化率可达到40~ 45%,苯乙烯的选择性可达到92~95%。
采用多管等温反应器脱氢优点:水蒸气的消耗量约为绝热 式反应器的二分之一,乙苯转化率高,苯乙烯的选择性高。
缺点:等温反应器结构复杂,而且需要大量的特殊合金 钢材,反应器制造费用高,因此,大规模的生产装置,都采用 绝热型反应器。
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。
各组分沸点相差较大,可以用精馏的方法分离,其中乙 苯-苯乙烯的分离是最关键的部分。由于两者的沸点只差9C, 分离时要求的塔板数比较多,另外苯乙烯在温度高的时候容易 自聚,它的聚合速度随着温度的升高而加快(见图4-15(P185) 所示)。为了减少聚合反应的发生,除了在精馏塔内加阻聚剂 以 外,塔 底 温 度 还 应 控 制 在 90C 以 内,因 此 必 须 采 用 减 压 操 作。
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
操作压力138kPa左右, H2O/乙苯=14/1(摩尔比), 乙苯液空速0.4~0.6 h-1 。 由于脱氢反应需要吸收大量的热量,所以反应器的进口温 度必然比出口温度高。 单段绝热反应器的进出口温度差可以达到65℃。 这样的温度分布对于脱氢反应速度和反应选择性都会产生 不利的影响。由于脱氢反应器进口处乙苯浓度最高,温度高就 有比较多的平行副反应发生,从而使选择性下降。脱氢反应器 出口温度低,对平衡不利,使反应速度减慢,限制了转化率的 提高,所以单段绝热反应器脱氢,不仅转化率比较低(35~ 40%),选择性也比较低(约90%)。 单段绝热反应器脱氢的优点: 结构简单,设备造价低, 工艺流程简单,生产能力大; 单段绝热反应器脱氢的缺点: 反应器进出口温差大(可以达到65℃); 转化率比较低(35~40%); 选择性也比较低(约90%)。 过热水蒸气用量大凝液中分出的过程水应ห้องสมุดไป่ตู้经过处 理后,用于产生水蒸气,循环使用,这样既节约了工业用水, 又能满足环保的要求。
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。
但是温度过高,结焦速度加快,使催化剂的活性迅速下 降,所以反应器出口温度不宜过高。因此多管等温反应器正能 满足这个要求,出口温度只比进口温度高几十度(反应器出口 温度也不是过高)。
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