苯烷基化生产乙苯ppt课件
乙苯生产原理
乙苯生产原理1.1.1烃化反应机理1.1.1.1生成乙苯: C2H4+C6H6=C6H5C2H5在沸石催化剂上存在Lewis酸中心，可以吸附干气中的乙烯分子，生成正碳离子L-CH2CH2+，再与苯进行加成反应生成乙苯。
这一反应是可逆反应，但是在反应条件下，正向反应(烃化)比逆反应(反烃化)更有利。
烃化反应是放热反应。
反应热△H=-106.2KJ/ mol。
1.1.1.2生成多乙苯:如：C6H5C2H5+C2H4=C6H4(C2H5)2乙苯可以进一步烷基化生成二乙苯、三乙苯等。
（有邻、间、对三种异构体）1.1.1.3多乙苯反烃化: C6H4(C2H5)2+C6H6=2C6H5C2H5在反烃化反应器中，在沸石催化剂上同样存在Lewis 酸中心，吸附多乙苯分子生成正碳离子，发生烷基转移反应生成乙苯，并达到稳态浓度。
1.1.1.4生成丙苯和丁苯: C3H6+C6H6=C6H5C3H7C4H8+C6H6=C6H5C4H9干气中除含10～30(V)%的乙烯外，还含有少量的丙烯和丁烯，在烃化催化剂上，同样发生烷基化反应，生成同相应组分呈平衡的丙苯（异丙苯和正丙苯）和丁苯（4个异构体：正丁苯、异丁苯仲丁苯和叔丁基苯）；丙苯和丁苯之类较高级的烷基苯不象乙苯那样稳定，在反烃化反应器中，在Lewis酸中心作用下，它们较易脱烷基，也能较容易发生相互转变，而且在低空速时，较易经过烯烃聚合和裂解转变为乙苯。
C6H5C3H7+C6H6→C6H5C2H5+C6H5CH3+C3H6C6H5C4H9+C6H6→C6H5C2H5+C6H5C3H7+C6H5CH3+C4H81.1.1.5生成甲苯:甲苯可以由非芳烃、乙苯和二甲苯生成的，且主要是由丙苯和丁苯之类较高级烷基苯生成的。
甲苯在反应器中不易通过脱烷基方法除去。
1.1.1.6生成二甲苯:在Lewis 酸中心作用下，在反应温度下，乙苯能够异构化生成二甲苯，三个二甲苯异构体之间很容易进行异构化，在反应器流出物中它们接近热力学平衡。
苯烷基化生产乙苯
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反应过程中，烷基化剂首先与催化剂生成碳正离子，然后碳正离子与苯环发生亲电取代反应，生成乙 苯。
反应条件与催化剂
反应条件
烷基化反应通常在高温、高压下进行， 反应温度一般在200-400℃，反应压力在 1-10MPa之间。反应时间和搅拌速度也 是影响反应效果的重要因素。
VS
催化剂
常用的催化剂有酸性催化剂和金属催化剂 两类。酸性催化剂如硫酸、氢氟酸等，能 够促进碳正离子的生成，从而加速烷基化 反应的进行。金属催化剂如铝、锌等，能 够提高烷基化剂的活性，降低反应活化能 ，促进反应的进行。
在苯烷基化生产乙苯过程中， 会产生多种废弃物，应严格按 照废弃物性质进行分类，确保
各类废弃物得到妥善处理。
污染物排放控制
采用先进的污染处理技术，对生产 过程中产生的废气、废水进行严格 处理，确保污染物排放达到国家及 地方环保标准。
环保设备投入
加大对环保设备的投入，提升环保 设施的处理能力，为降低环境污染 提供有力保障。
03
工艺流程详解
原料准备与预处理
原料选择
生产乙苯的主要原料为苯和乙烯。这两种原 料需要满足一定的纯度要求，以保证反应的 高效进行。
原料预处理
在进料之前，需要对苯和乙烯进行预处理， 如脱水、脱硫等，以去除其中的杂质，防止 对反应造成不良影响。
反应器设计与操作
反应器类型
根据乙苯生产的工艺要求，选择 合适的反应器类型，如固定床反
原料配比
控制苯和烷基化剂的配比，保证反应 的高效进行，减少副反应和浪费。
催化剂管理
选择合适的催化剂，并定期更换或再 生，以保持反应的活性和选择性。
安全防护
在生产过程中，要注意防止泄漏和火 灾等安全事故的发生，配备相应的安 全设施和应急措施。
苯烷基化生产乙苯
（2） 苯和乙烯液相烷基化生产乙苯技术问世。“国内 苯和乙烯液相烷基化生产乙苯工业应用成套技术开发”项目 2001年底已通过技术鉴定，各项指标均达到了攻关目标和当 代世界先进水平。工业应用结果表明，AEB-2、AEB-1型催化 剂分别具有良好的烷基化和烷基转移活性、选择性和稳定性； 同时，液相循环烷基化工艺流程合理，装置运行平稳，操作 方便，易于控制，属清洁生产工艺；设备材质为碳钢，国内 可设计、制造，易于工业生产实施。
2、原料配比 原料配比是指乙烯对苯的摩尔比。由于在 反应体系中所有生成催化剂配合物的反应都处于 动态平衡状态，配合物周围介质中乙烯浓度越大， 三氯化铝配合物中所含烷基越多，生成的烷基苯 也越多。因此，随着所吸收乙烯对苯的比率的增 加，反应将向生成多烷基苯的方向进行。由此可 见，乙烯对苯的比例对烷基化产品的组成有很大 影响。用A1C13作催化剂，在368K时，乙烯对苯 的摩尔比对平衡收率的影响如图6-1所示。
原料乙烯中所含的硫化氢、乙炔、一氧化碳及含氧化物(如 乙醚、乙醛)等必须清除，因为它们能破坏催化剂络合物或使 催化剂钝化，引起催化剂中毒或失活。另外，乙烯中所含丙烯、 丁烯等高级烯烃也应除去，因为它们比乙烯更易进行烷基化反 应，使烷基化产物复杂化，造成分离困难，且增加原料的消耗 量。 原料苯中的硫化物同样是烷基化反应催化剂的毒物，因此 要求苯中硫的总质量含量应小于0.1％。苯中若含有甲苯，在 三氯化铝作用下容易生成甲乙苯，这给乙苯的分离带来了困难， 且增加原料乙烯的消耗，故应严格控制其含量。苯中若含有过 量水，可将三氯化铝水解产生氯化氢，对设备有腐蚀作用；产 生的氢氧化铝沉淀会造成管道和设备堵塞。如果起助催化作用 的氯化氢是由苯中所带水分使AlCl3进行适量水解产生，则苯中 含水量一定要精确计算，不可过量太多，一般含水量应小于 500～700mg／kg。
年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计
济南大学化工设计题目：年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计学生姓名：王宗浩张军同组人：王子铖王维肖蕾杨文革姚甜慧岳晓菲张广文赵连雨指导教师：陈中合学院：化学化工学院班级：化工1201提交日期：2014.12.16小组具体分工王宗浩、王维、杨文革:设备计算及一览表、管道计算及一览表、管道布置图、尾气处理。
张军、姚甜慧：物料流程图、带控制点的物料流程图、车间布置图、生产操作制度。
赵连雨、岳晓菲：工艺设计计算书、工程预算及环境监测保护。
肖蕾、张广文、王子铖：相关技术概况、可行性报告、文献检索、选址、市场分析。
目录1.概述 (5)1.1乙苯的简介 (5)乙苯的主要性质 (5)乙苯的主要用途 (6)1.2 AlCl3液相法制乙苯 (6)1.3 生产技术现状与开发动向 (7)1.3.1 生产技术现状 (7)1.3. 2 技术开发动向 (9)1.3.3 国内技术开发现状 (10)1.3.4 结语 (11)2 可行性报告 (11)2.1市场供需状况 (11)2.2建厂条件 (15)2.2.1 地理环境 (15)2.2.2 自然资源 (16)2.2.3 气候 (16)2.2.4 交通条件 (16)2.2.5 配套设施 (16)2.3 结语 (17)3 乙苯的工艺设计 (18)3.1 工艺计算书 (18)3.1.1 计算条件及基准 (18)3.1.2. 物料衡算 (19)3.1.3 热量衡算 (25)3.2 设备计算 (30)3.2.1烷基化反应器烃化塔取设计裕量为5% (30)3.2.2苯蒸出塔 (31)3.2.3 乙苯精馏塔 (40)3.2.4 管道计算 (41)3.2.5设备设计成果一览表 (41)3.2.6 管道设计成果一览表 (42)3.3 化工设计图 (43)3.3.1 物料流程图 (43)3.3.2 带控制点的物料流程图 (44)3.3.3管道布置图 (45)3.3.4车间布置图 (45)4 生产操作制度 (46)4.1 获取和识别法律、法规及其他要求程序 (46)4.2安全投入保障制度 (47)4.3 安全生产目标责任制考核制度 (48)4.4 安全培训教育制度 (49)4.5 安全生产检查制度 (50)(一)任务与要求 (50)(二)形式与内容 (50)4.6 防火防爆安全管理制度 (51)(一)生产装置 (51)(二)动火、用火安全管理制度 (52)4.7 安全设施管理制度 (54)4.8 关键装置和重点部位（岗位）管理制度 (56)4.9 生产设施安全拆除和报废管理制度 (57)4.10 应急救援管理制度 (59)4.11 环境应急监测方案 (61)5 环境检测保护 (61)5.1 环境空气现状评价及影响评价表明： (61)5.2 地表水环境现状评价及影响分析表明： (62)5.3 地下水环境现状评价及影响分析表明： (63)5.4 噪声环境影响评价表明： (63)5.5 固体废物环境影响分析表明： (63)5.6 施工期环境影响分析表明： (63)5.7 环境风险影响评价表明： (63)5.8 生态环境影响分析表明： (64)5.9 污染防治措施及其经济技术论证表明： (64)5.10 清洁生产分析表明： (64)5.11 污染物总量控制分析表明： (64)5.12 环境经济损益分析表明： (64)5.13 环境管理及监测计划表明： (65)5.14 厂址选择及项目建设的合理性分析 (65)5.15 评价总结论 (65)6 尾气废物处理 (65)6.1 废气 (65)6.2 废水 (66)6.3 固体废物 (66)6.4 噪声 (67)7 化工设计预算 (67)7.1车间成本估算 (67)7.2设备预算 (68)7.3 地皮及水电估算 (68)7.4 收益估算 (69)7.5 投资与成本分析 (69)8 参考文献 (69)1.概述1.1乙苯的简介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。
苯烷基化生产乙苯
3、反应机理
工业上采用A1Cl3作催化剂时，必须有助催化剂存 在。真正对烷基化反应起催化作用的是由苯、乙苯、 三氯化铝和氯化氢组成的三元配合物，俗称“红油”。 此配合物的形成及其催化作用机理可用以下反应式表 示如下:
二、工艺条件
1、反应温度
苯烷基化是放热反应。从热力学分析上，在较低的温 度下有较好的平衡收率。在非均相烷基化过程中，温度过高， 不利于乙烯的吸收，催化配合物容易树脂化而遭破坏，若温 度超过393K时，配合物明显树脂化而失去催化作用。从化学 动力学方面，反应温度低，反应速度慢，对反应进行不利。 适宜的反应温度随所用催化剂不同而不同，如传统的用A1C13 作催化剂，乙烯对于苯液相烷化温度一般控制在363～373K。
第二节 苯烷基化生产乙苯
乙苯 （ethyl benzene ,phenyl ethane）
一种芳烃。分子式C6H5C2H5。乙苯是具有芳香味的可燃、 无色、透明液体，熔点-95℃，沸点136.2℃，相对密度 0.8670(20／4℃)。不溶于水，溶于乙醇、苯、乙醚和四氯 化碳。存在于煤焦油和某些柴油中。炼油厂的重整装置和烃 类裂解制乙烯是都有乙苯生成，但产量低，分离提纯困难。 乙苯也可从石脑油重整产物的C8馏分中分离。工业上通常都 采用由苯与乙烯在催化剂（常用AlCl3）存在下反应生成。乙 苯在催化剂存在下（主要是铁的氧化物）脱氢，生成苯乙烯。 乙苯绝大部分用于制苯乙烯,由乙苯生成的苯乙烯是生产塑 料和橡胶的重要原料;此外乙苯可用作溶剂，或加在汽油中 以提高其抗爆性能;也用于生产甲基苯基甲酮，还是制药工 业的重要原料。
苯烷基化生产乙苯教学课件
生产现场应配备相应的安全设施，如 紧急停车系统、安全阀、压力表、温 度计等，并确保其正常运行。
严格控制工艺参数，如温度、压力、 流量等，避免因超温、超压、超流量 等导致安全事故。
环保要求与处理措施
苯烷基化生产乙苯过程中产生 的废气、废水和固废应严格按 照国家和地方环保法规进行处
物质的浓度，促进反应的进行。但过高的压力可能导致设备成本增加和
安全性问题。
03
催化剂
催化剂是影响苯烷基化生产乙苯的重要因素之一。不同类型的催化剂对
反应速率和乙苯的产率有不同的影响。选择合适的催化剂可以提高乙苯
的产率和纯度，降低副产物的生成。
03
苯烷基化生产乙苯的工艺流程
原料准备与预处理
原料选择
选择纯度较高的苯作为原料，确 保生产出的乙苯质量稳定。
定期检查
定期对设备进行检查，发现并 解决潜在问题。
清洗与清理
定期清洗设备，去除积聚的杂 质和副产物。
更换磨损件
及时更换磨损的设备和零件， 确保设备的正常运行。
记录与报告
对设备的维护和保养情况进行 记录和报告，为设备的长期运
行提供保障。
05
苯烷基化生产乙苯的安全与环保
安全注意事项
操作人员需经过专业培训，熟悉苯烷 基化生产乙苯的工艺流程和安全操作 规程。
技术进步推动市场拓展
02
苯烷基化生产乙苯技术的不断进步，将进一步拓展市场应用领
域和规模。
国际市场竞争加剧
03
随着全球经济一体化的深入发展，国际市场竞争将更加激烈，
对苯烷基化生产乙苯技术的要求也将越来越高。
政策法规影响
乙苯工艺流程说明
2.2 工艺说明2.2.1 工艺特点技术路线为当今应用广泛、技术成熟可靠、经济合理且无腐蚀无污染的分子筛液相法苯烷基化制乙苯生产技术，所用的分子筛催化剂是AEB 型分子筛催化剂，其主要工艺特点是：1) 新一代的AEB 型烷基化催化剂(AEB-6) 和烷基转移催化剂(AEB-1) 活性高、乙苯选择性好，具有优良的稳定性，催化剂再生周期长(5 年)，预期寿命10 年。
2) 反应条件缓和，反应压力约3.5-4.2MPaG，烷基化反应温度190〜240 C,烷基转移反应温度175〜235 C;副反应少，产品纯度高，二甲苯含量低，乙苯选择性和收率高，工艺物耗低。
3) 使用多点注乙烯加部分反应物循环的工艺流程，可以采用较低的苯/乙烯比，使乙烯能完全溶解在反应物料中，维持液相反应条件，并控制床层温升在合理范围，确保装置平稳运行。
4) 由于反应条件缓和而且催化剂和反应物料均无腐蚀性，使主要设备可采用碳钢。
5) 催化剂采用器外再生，节省了器内再生设备和时间。
6) 采用合理的换热流程，充分回收利用低温能量，能耗低。
2.2.2 反应基理2.2.2.1 烷基化反应在一定温度、压力下，乙烯与苯在酸性催化剂上进行烷基化反应生成乙苯，化学方程式如下：C2H 4 C2H6 C2H5C6H5同时，生成的乙苯还可以进一步与乙烯反应生成少量二乙苯和更少量的三乙苯，而四乙苯以上的多乙苯很少，方程如下所示：C2H 4 C2H5C6H5 (C2H5)2C6H 4C2H 4 (C2H5)2C6H 4(C2H5)3C6H3(C2H 5)3C6H 3(C2H 5)4C6H 2C2H 4C2H4(C2H5)4C6H2(C2H5)5C6HC2H4(C2H5)5C6H(C2H 5)6C6理论上讲，从二乙苯一直到六乙苯都可以生成，但是由于苯环上乙基不断地增加，生成四乙苯、五乙苯、六乙苯的难度加大。
这一方面是因为苯环上乙基之间位阻增大，另一方面是因为多乙苯的分子结构越大越妨碍其在催化剂颗粒内的扩散，那么发生进一步反应的机会就越少。
烷基化反应演示文稿
OH CH3
+ CH2 C CH3
阳离子交换树脂 80～240℃
OH C(CH3)3
第十九页，共32页。
• 3．苯胺的C-烷基化
• 用此法制得的重要产品是2,6-乙基苯胺。 它是重要的农药中间体，又是汽油抗爆 剂和橡胶抗臭氧剂。
NH2
+ 2CH2 CH2
(C2H5)2AlCl
结构，容易开环，与氨基氮原子上的氢发生加成反
应，在氮原子上引入羟乙基，故又称羟乙基化。例 如：
R NH2
H2C
CH2
H2C
CH2
O k1
R NHCH2CH2OH
O K2
R N(CH2CH2OH)2
第三十一页，共32页。
• 而某些叔胺与环氧乙烷作用还可以制得 季铵盐。例如：
C18H37
CH3 N + H2C
C6H5NH2 + 2CH3OH H2SO4 C6H5N(CH3)2
第二十八页，共32页。
• 2、用卤烷的N-烷基化
• 卤烷的反应活性比醇强，它是一类活泼的烷基化 剂，当需要在氨基氮原子上引入长碳链烷基时， 常用卤烷作烷基化剂。
• 对于难以烷基化的胺类，如，间氨基苯磺酸或硝 基芳胺等也要求使用卤烷作烷基化剂。
NaOH
(CH3)2NH
RN(CH3)2
HCl
130~140OC
仲胺
C18H37
CH3 N+ CH3
C6H5CH2Cl
异丙醇介质 90～110℃
CH3 C18H37 N CH2C6H5 Cl
CH3
阳离子表面活性剂
第三十页，共32页。
• 3、环氧乙烷的N-烷基化
乙苯生产方法
乙苯生产方法1前言乙苯是重要的化工原料，主要用于脱氢生产苯乙烯，少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生产二乙基苯等。
当前，全世界乙苯产量已达约2000万吨，其中99%的乙苯用于生产苯乙烯。
中石化安庆分公司原油加工能力500万吨/年，拥有常减压蒸馏、催化裂化、催化裂解、延迟焦化、催化重整等主要生产装置。
其中催化(裂解)干气中含有大量的乙烯，目前都作为燃料消耗，没有进行经济有效的利用。
利用催化(裂解)干气中乙烯制备乙苯，进而生产苯乙烯，充分利用炼厂干气中的乙烯资源，是提高资源利用率，增加企业经济效益的一条有效途径。
本文对安庆分公司催化干气中的乙烯资源，以及由稀乙烯制备乙苯的工艺技术路线进行了专门讨论。
2干气中乙烯资源及利用炼厂干气主要来源于石油的二次加工过程，如催化裂化、催化裂解、延迟焦化、加氢裂化等，其主要成份为氢气、甲烷、乙烯、乙烷以及少量C3/C4烃类。
安庆分公司的炼油装置结构中，拥有具有先进工艺的140万吨/年催化裂化装置和70万吨/年催化裂解装置。
其中，140万吨/年催化裂化装置采用中国石油化工科学研究院开发的多产丙烯和清洁汽油的MIP-CGP新技术；催化裂解装置具有气体产率大、烯烃含量高的特点，其干气产率超过相同规模催化裂化装置的两倍，乙烯浓度也明显高于常规催化裂化。
两套催化装置副产大量富含乙烯的干气。
在炼油500万吨/年加工负荷情况下，催化裂化和催化裂解装置所产干气中乙烯量约3万吨/年。
干气中乙烯资源的回收利用，国内外都十分重视，已经开发的回收炼厂干气中乙烯的技术主要有深冷分离法、双金属盐络合吸收法、溶剂抽提法、膨胀机法、吸附法，此外还有干气直接制乙苯技术。
从目前国内外对干气中稀乙烯利用的技术开发情况来看，由于将乙烯通过分离提纯再行利用的方法投资较大，经济性差，因此稀乙烯的利用倾向于将稀乙烯直接加工，这方面的技术开发则集中于乙苯/苯乙烯的生产。
国外在上世纪70年代就开发了利用稀乙烯直接烃化制乙苯的工艺技术。
苯烷基化生产乙苯
新型催化剂研发
绿色化和智能化
VS
随着人们对苯烷基化生产乙苯的需求不断增加，特别是在精细化学品、高分子材料等领域，预计未来苯烷基化生产乙苯的市场需求将会继续保持增长态势。
技术创新
随着科技的不断进步，苯烷基化生产乙苯的技术也将会不断创新和进步，进一步提高生产效率和降低成本，推动苯烷基化生产乙苯工业的发展。
混合时需要充分搅拌，以确保苯和丙烯的充分混合。
苯和丙烯的混合
将催化剂加入到苯和丙烯的混合物中，可以促进烷基化反应。
催化剂的加入量需要根据具体的工艺条件进行选择，过多的催化剂会影响产品质量。
催化剂的加入
1
反应条件的控制
2
3
需要控制反应温度，反应温度过低会影响反应速率，过高则可能导致副反应发生。
需要控制反应压力，反应压力过高会增加设备负荷，过低则可能导致反应速率下降。
苯烷基化生产乙苯的技术现状
目前苯烷基化生产乙苯的工艺流程仍存在一些不足之处，未来发展方向是优化反应和分离等关键步骤，提高效率和降低能耗。
苯烷基化生产乙苯技术的发展趋势
目前酸性催化剂是苯烷基化生产乙苯的主流催化剂，但存在一些不足之处，未来研究方向是研发新型高效、稳定的催化剂。
随着社会对环保和智能化的关注度不断提高，苯烷基化生产乙苯的未来发展方向也将会是绿色化和智能化。
苯烷基化反应的条件
苯烷基化生产乙苯工艺流程
03
丙烯
作为另一原料，需要确保其纯度和质量，通常也需要经过精馏提纯。
苯
作为主要原料，需要确保纯度和质量，通常需要经过精馏提纯。
催化剂
选择合适的催化剂，如硫酸、磷酸等，用于促进苯和丙烯的烷基化反应。
原料准备
将苯和丙烯按照一定的比例混合，混合时需要注意安全，因为丙烯有爆炸危险性。
第五组乙苯
乙苯生产工艺流程1．苯乙基化反应部分苯乙基化反应的工艺流程如图9—5所示。
在该流程中，烷基化反应和烷基转移反应是在同一个反应器中进行的，反应器分为烷基化和烷基转移两个区域。
其中，在内圆柱形区域里发生乙基化反应（也有少量烷基转移反应）；烷基转移区是在内圆柱形与反应器壁之间由两个同心的环形空间构成的区域。
从苯洗涤塔来的干苯与乙烯被加到反应器（1）的烷基化区域内，三氯化铝催化在溶解槽中与盐酸及过量络合物是在三氯化铝溶解槽（5）内批量配制的。
AlCl3的苯和多乙苯相混合，送到络合物缓冲罐（6），用泵也送入反应器（1）的烷基化区域内，在此发生烷基化反应生成乙苯。
烷基化区域的液体溢流出内部挡板进到烷基转移区内，加入的多乙苯在此区内进行烷基转移反应生成乙苯，此反应可接近于化学平衡。
反应器顶部的尾气，送入苯洗涤塔（2），它主要由乙烯进料中的惰性组分及其夹带的氯化氢和芳烃所组成。
在苯洗涤塔（2）中用干苯进行洗涤，以回收氯化氢和芳烃，洗涤后的气体进入碱洗塔（3），以除去尾气中微量的氯化氢。
烷基化区域的液体在一台外部废热锅炉中进行循环，移走烷基化反应所产生的热量，并维持烷基化区域所需要的温度，废热锅炉能够产出0．32MPa的蒸汽。
从烷基化反应器出来的烃化液经换热器（13）换热，送入闪蒸罐（4），蒸出绝大部分氯化氢及少量苯，闪蒸出的气体进入苯洗涤塔（2），在苯洗涤塔内被加入的苯完全吸收。
闪蒸罐的液相物料经过换热器（14）、烃化液与三氯化铝分离器（7）、烃化液与碱液分离器（8）、烃化液与水分离器（9）后，其烃化液去精馏塔提纯。
2．烃化液的精制烃化液精制是通过三个串联的精馏塔完成的。
它们可将洗涤后的烃化液分离为湿循环苯、产品乙苯、循环多乙苯及副产品残油。
精制工艺流程如图9－6所示。
烃化液首先进入苯塔（1），塔顶馏出液经冷凝后一部分作回流，一部分去苯干燥塔（2），塔底液去乙苯塔（3）。
从乙苯塔顶得到产品乙苯，乙苯塔底物经白土处理除去重组分后去多乙苯塔（4）。
苯烷基化知识
概述乙苯是重要的基本有机原料之一，约99.9·%用于生产苯乙烯，少量用作溶剂、稀释剂及生产二乙苯等。
苯乙烯可用于生产聚苯乙烯(PS)、发泡聚苯乙烯(EPS)、工程塑料(ABS)、丁苯橡胶(SBR)和丁苯胶乳等合成材料。
2008年全球乙苯生产能力约31350万t，消费量约为3200万t。
2生产技术现状与开发动向2.1国外生产技术现状及开发动向目前乙苯工业生产中，除少数(约2%)乙苯来自于重整轻油C8芳烃馏份抽提外，其余90%以上是在催化剂作用下由苯与乙烯烷基化反应来制取。
烷基化制乙苯工艺经过了长时间的发展，已由传统的AlCl3法和改良的AlCl3法发展到上世纪80年代后期以分子筛为催化剂的生产工艺。
由于以分子筛为催化剂的乙苯生产工艺无腐蚀，无污染，流程简短，且能量利用率高，因而工业利用率大幅提高，而AlCl3法逐渐被淘汰，进入90年代后就没有新建过AlCl3乙苯装置。
八十年代初，世界上第一套Mobil/Badger气相烷基化制乙苯装置在美国试验成功，标志着乙苯生产技术的重大革新，它采用固体酸ZSM-5分子筛作为催化剂，第一次实现了多相催化制乙苯过程，解决了催化剂与反应物的分离问题，具有无腐蚀、无污染、流程简单、热能回收利用率高等优点，成为当时最先进的乙苯工艺。
分子筛气相法生产乙苯工艺在此后的十几年间，在全球乙苯技术市场迅速推广，目前世界上已有37套生产装置采用此工艺，其产能约占据世界乙苯总产能的约一半。
Mobil/Badger公司为了保持其技术的领先优势和竞争力，一直致力于气相烷基化工艺和催化剂的改进，多年来一直朝高收率、高产品纯度、低能耗、低投资、宽原料适应性的方向不嘶改进，迄今为止已推出了三代催化剂及催化工艺。
催化剂再生周期从第一代工艺的仅29天大大提高到第三代的一年；产品乙苯中的二甲苯含量由2000ppm下降到500ppm；乙苯产品的纯度从99.2%提高99.7%。
最新的分子筛气相法生产乙苯工艺烷基化反应条件为：温度388-405℃，压力1.2-1.7MPa，乙烯重量空速2.0-3.0h-1，苯烯比为6.0-7.0(mol)；烷基转移反应的工艺条件为：温度430-445℃，压力0.5-0.7MPa，总重量空速28.0-35.0h-1，苯/多乙苯比为2,0-3.0(wt)。
乙苯生产工艺ppt课件
生产方法比较分析
乙苯是生产苯乙烯的中间产品,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及 生产二乙基苯等。目前在工业生产中,90%以上是在适当催化剂存在 下由苯与乙烯烷基化反应来制取乙苯。 苯和乙烯烷基化是在酸性催化剂存在下进行，若以所用催化剂分类， 可分为三氯化铝（AlCl3）法、BF3—Al2O3法和固体酸法等。液相 三氯化铝法又可分为传统的两相烷基化工艺和单相高温烷基工艺。 AICI3催化剂液相反应法 传统的AlCl3法反应器内反应物和催化剂形成三相,液态芳烃、气态 乙烯和液态的催化剂配合物。催化剂配合物呈红色,与液态芳烃不互 溶,反应时乙烯鼓泡进入含有两个液相的的反应器内,使它们分散混合。 乙烯与苯的摩尔比为0.3~0.35,反应在低于130°C以下及常压进行。
A0201 生产工艺路线选择
乙苯性质：
1、理化特性 外观与性状： 无色液体，有芳香气味。 熔点(℃)： -94.9 沸点(℃)： 136.2 相对密度(水=1)： 0.87 相对蒸气密度(空气=1)： 3.66 饱和蒸气压(kPa)： 1.33(25.9℃) 闪点(℃)： 15 引燃温度(℃)： 432 爆炸上限%(V/V)： 6.7 爆炸下限%(V/V)： 1.0 溶解性： 不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多数有 机溶剂。
优点：乙烯的转化率接近100%,乙苯的收率较高,循环苯和乙苯 的量较小;苯与乙烯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应可在 同一台反应器中完成。 缺点：反应介质的腐蚀性强,设备造价与维修费用高以及反应产 物有机相经水洗、碱洗后产生大量含有氢氧化铝淤浆的废水,加 上废催化剂,造成了严重的环境污染。 由于传统的A1Cl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相 等问题,l由于该法在降低成本上有较明显的效果,不少传统的 AlCl3法的装置进行了改造和扩建。 该工艺特点是,烷基化和烷基转移反应在两个反应器中进行,乙 苯收率高,副产焦油少,Alcl3用量少(仅为传统法的1/3)。 但这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有所缓解,并未从 根本上得到解决。
苯烷基化生产乙苯
乙苯生产过程中会产生一些废弃物，如果处理不当会对环境 造成污染。因此，在生产过程中需要采取一系列环保措施， 如采用低毒催化剂、进行废水处理等，以减少对环境的影响 。
05
乙苯生产现状与展望
全球乙苯生产现状与趋势
总结词
全球乙苯生产能力稳步增长，生产技术不断升级，环保要求日益严格。
详细描述
近年来，全球乙苯生产能力稳步增长，主要受到下游需求增加和生产技术升 级的推动。随着环保要求的日益严格，绿色、低碳的乙苯生产技术成为行业 发展的趋势。
经济效益
乙苯是一种重要的化工原料，主要用于生产苯乙烯、苯酚等产品。随着这些产品 的市场需求不断增加，乙苯的市场需求也在不断增长。因此，乙苯生产具有较好 的经济效益。
生产过程中的能耗与排放
能耗
乙苯生产过程中的能耗主要来自于反应过程和分离过程。其中，反应过程能耗较大，占据总能耗的50%-60% 。此外，分离过程中也需要消耗大量的能源。
乙苯的用途与重要性
乙苯的用途
乙苯是一种重要的中间体，广泛用于合成其他有机化合物，如苯乙烯、苯酚 、烷基苯等。它也用于生产高辛烷值汽油、柴油和航空燃料等。
乙苯的重要性
由于乙苯在化工和燃料领域的重要应用，它已成为化工行业中不可或缺的重 要原料之一。
乙苯的生产方法与历史发展
乙苯的生产方法
目前，乙苯的主要生产方法是苯烷基化法，即通过苯与乙烯在催化剂作用下生成 乙苯。此外，还有通过苯与丙烯进行烷基化反应等方法生产乙苯。
苯烷基化反应的促进剂
除了催化剂外，还可以使用一些促进剂来提高苯烷基化反应的效率和选择性 。例如，使用醇或酚类物质可以促进烯烃的苯烷基化反应。此外，使用缚酸 剂如三乙胺也可以提高反应速率和选择性。
乙苯工艺流程说明
工艺说明工艺特点技术路线为当今应用广泛、技术成熟可靠、经济合理且无腐蚀无污染的分子筛液相法苯烷基化制乙苯生产技术，所用的分子筛催化剂是AEB 型分子筛催化剂，其主要工艺特点是：1) 新一代的AEB 型烷基化催化剂(AEB-6)和烷基转移催化剂(AEB-1)活性高、乙苯选择性好，具有优良的稳定性，催化剂再生周期长(5年)，预期寿命10年。
2) 反应条件缓和，反应压力约，烷基化反应温度190～240℃，烷基转移反应温度175～235℃；副反应少，产品纯度高，二甲苯含量低，乙苯选择性和收率高，工艺物耗低。
3) 使用多点注乙烯加部分反应物循环的工艺流程，可以采用较低的苯/乙烯比，使乙烯能完全溶解在反应物料中，维持液相反应条件，并控制床层温升在合理范围，确保装置平稳运行。
4) 由于反应条件缓和而且催化剂和反应物料均无腐蚀性，使主要设备可采用碳钢。
5) 催化剂采用器外再生，节省了器内再生设备和时间。
6) 采用合理的换热流程，充分回收利用低温能量，能耗低。
反应基理烷基化反应在一定温度、压力下，乙烯与苯在酸性催化剂上进行烷基化反应生成乙苯，化学方程式如下：56526242H C H C H C H C −→−+同时，生成的乙苯还可以进一步与乙烯反应生成少量二乙苯和更少量的三乙苯，而四乙苯以上的多乙苯很少，方程如下所示：46252565242)(H C H C H C H C H C −→−+363524625242)()(H C H C H C H C H C −→−+264523635242)()(H C H C H C H C H C −→−+H C H C H C H C H C 65522645242)()(−→−+6652655242)()(C H C H C H C H C −→−+理论上讲，从二乙苯一直到六乙苯都可以生成，但是由于苯环上乙基不断地增加，生成四乙苯、五乙苯、六乙苯的难度加大。
这一方面是因为苯环上乙基之间位阻增大，另一方面是因为多乙苯的分子结构越大越妨碍其在催化剂颗粒内的扩散，那么发生进一步反应的机会就越少。
苯生成乙苯的化学方程式
苯生成乙苯的化学方程式
苯与乙烯发生烷基化反应生成乙苯，该反应被称为弗里德尔-克拉夫茨烷基化反应。
反应机理如下：
1. 路易斯酸激活：路易斯酸（如三氯化铝）与苯反应，形成苯正离子。
2. 亲电加成：苯正离子是一种亲电试剂，可以与乙烯的双键发生亲电加成反应，形成碳正离子中间体。
3. 氢离子转移：碳正离子中间体将质子转移给路易斯酸的阴离子，形成乙苯。
反应的化学方程式为：
```
苯 + 乙烯→ 乙苯
```
反应条件：
弗里德尔-克拉夫茨烷基化反应通常在以下条件下进行：温度：室温至100 °C
催化剂：三氯化铝 (AlCl3)
溶剂：二氯甲烷或苯
影响反应产率的因素：
影响弗里德尔-克拉夫茨烷基化反应产率的因素包括：试剂的摩尔比：苯和乙烯的摩尔比会影响产率。
反应温度：反应温度越高，产率越高。
催化剂浓度：催化剂浓度越高，产率越高。
反应时间：反应时间越长，产率越高。
优点和缺点：
弗里德尔-克拉夫茨烷基化反应的优点包括：
简单易行：反应条件温和，操作简便。
广泛的底物范围：该反应可用于多种芳香烃和烯烃。
然而，该反应也有一些缺点：
副反应：反应中会产生副产物，如二苯乙烷和三苯甲烷。
催化剂腐蚀性：三氯化铝催化剂具有腐蚀性，需要小心处理。
环境问题：三氯化铝催化剂废弃物会对环境造成危害。
为了克服这些缺点，已经开发了多种改良的弗里德尔-克拉夫茨烷基化反应，例如固体酸催化和微波辅助反应。
5kta乙苯生产技术
2 压力
由表3可以看出，压力对反应的影响 十分显著，即随反应压力的增加， 乙烯转化率明显增加。反应压力增 加有利亍乙烯在液相中的溶解吸收， 而乙烯在液相中的溶解吸收是整个 过程的控制步骤，所以烷基化反应知,乙烯浓度对催化精馏过程有 影响。干气中乙烯浓度提高,乙烯的转化 率提高,乙苯选择性降低。这是由亍在反 应压力一定的情况下,干气中乙烯浓度增 加,乙烯分压增大,有利亍乙烯在液相中 的溶解吸收,提高了乙烯的转化率。又由 亍乙烯在液相中的溶解度增加,继续烷基 化反应速率增大,生成更多的二乙苯和多 烷基苯等,降低了乙苯的选择性
1.2岗位巡检时，应加强对反应器的监视。定期用特殊 的红外测温仪测定反应器有无过热点，发现过热点 必须立即紧急处理；反应器降温用的喷淋水必须保 持随时可用，至少每月试验一次。
• 1.3应严格迚行检查反应器开车前的气密试验和干燥。 • 1.4应经常检查易被腐蚀的设备、管线、阀门、仪表的 腐蚀情况。防腐衬层、设备及管线的壁厚。发现问题 及时修理戒更换。 • 1.5酸性物料泄漏时要用碱中和后，再放入废油。在地 下废水槽及事故槽中工作时，应穿戴相应的防护用品， 事故槽应经常保持无液面戒低液面。 2催化剂络合物配制系统 • 2.1应保持多乙苯和苯中含水小亍10ppm，氯化氢含水 小亍50PPppm。 • 2.2受潮分解结块的三氯化铝禁止再用亍生产。 • 2.3催化剂配制开车时，尾气吸收系应保持正常开车。
• 3.5应防止蒸汽过热炉超温。对过热炉火嘴要经常 调整火焰，丌要直接接触炉管和炉墙。反应系统由 正压变为负压操作应缓慢迚行，防止负荷突然加大， 过热炉管骤冷损坏炉管。 • 3.6水、脱氢混合液分离器界面应严格控制在70%， 防止脱氢液中带水戒水中带脱氢液。 • 3.7乙苯蒸发器停车前2小时应先停循环乙苯迚料幵 加大排污，停车后应立即用乙苯洗涤系统，防止苯 乙烯自聚物堵塞系统。 • 3.8膨胀节要定期检查，膨胀节的检测氮气要畅通。 4.无硫阻聚剂配制系统 • 4.1冬季应保证系统的保温、伴热系统的正常运行。 长期停车时应将乙苯/苯乙烯塔送料管线吹扫干净
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原料乙烯中所含的硫化氢、乙炔、一氧化碳及含氧化物(如 乙醚、乙醛)等必须清除，因为它们能破坏催化剂络合物或使 催化剂钝化，引起催化剂中毒或失活。另外，乙烯中所含丙烯、 丁烯等高级烯烃也应除去，因为它们比乙烯更易进行烷基化反 应，使烷基化产物复杂化，造成分离困难，且增加原料的消耗 量。
原料苯中的硫化物同样是烷基化反应催化剂的毒物，因此 要求苯中硫的总质量含量应小于0.1％。苯中若含有甲苯，在 三氯化铝作用下容易生成甲乙苯，这给乙苯的分离带来了困难， 且增加原料乙烯的消耗，故应严格控制其含量。苯中若含有过 量水，可将三氯化铝水解产生氯化氢，对设备有腐蚀作用；产 生的氢氧化铝沉淀会造成管道和设备堵塞。如果起助催化作用 的含氯水化量氢一是定由要苯精中确所计带算水，分不使可过Al量Cl太3进多行，适一量般水含解水产量生应，小则于苯中 500～700mg／kg。
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由图可知，乙苯的生成量随乙烯对 苯摩尔比的增加而增加，多乙苯的生成 量也相应随之提高。当原料配比超过0.6 时，乙苯生成量的增加不显著，而多乙 苯生成量却显著加大。所以乙烯对苯的 摩尔比以0.5～0.6为宜(当有多乙苯循环 使用时，这个比例数应当是原料混合物 中烷基和苯核的比值)。
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3、原料纯度
第二节 苯烷基化生产乙苯
乙苯 （ethyl benzene ,phenyl ethane）
一种芳烃。分子式C6H5C2H5。乙苯是具有芳香味的可燃、 无色、透明液体，熔点-95℃，沸点136.2℃，相对密度
0.8670(20／4℃)。不溶于水，溶于乙醇、苯、乙醚和四氯
化碳。存在于煤焦油和某些柴油中。炼油厂的重整装置和烃
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三、工艺流程
图6-2 乙苯生产工艺流程图 1一催化剂配制槽；2一烷基化反应器；3一冷凝器；4一二乙苯吸收器；5一 沉降槽；6一水洗塔； 7一中和泵；8一油碱分离器；9一蒸苯塔；10一乙苯 9 塔；11一二乙苯塔
四、粗乙苯精制方案讨论
烷基化液经沉降、水洗、中和处理后，通称为粗乙苯， 其中含苯50％、乙苯35％、二乙苯12％、多乙苯3％。由于 这些组分沸点相差都比较大，采用普通精馏方法即可将其 分开。根据各组分沸点不同，可将粗乙苯分成如表6-3所示 的A、B、C、D四个部分。按照多组分精馏的分离原则，采 用四塔或三塔体系组成分离系统，有多种分离方案可供选 择。工业上常用的方案有如下两种。
源一般采用两种方法获得。
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3、反应机理
工业上采用A1Cl3作催化剂时，必须有助催化剂 存在。真正对烷基化反应起催化作用的是由苯、乙苯、 三氯化铝和氯化氢组成的三元配合物，俗称“红油”。 此配合物的形成及其催化作用机理可用以下反应式表 示如下:
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1、反应温度
二、工艺条件
苯烷基化是放热反应。从热力学分析上，在较低的温
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Байду номын сангаас
2、原料配比
原料配比是指乙烯对苯的摩尔比。由于在 反应体系中所有生成催化剂配合物的反应都处于 动态平衡状态，配合物周围介质中乙烯浓度越大， 三氯化铝配合物中所含烷基越多，生成的烷基苯 也越多。因此，随着所吸收乙烯对苯的比率的增 加，反应将向生成多烷基苯的方向进行。由此可 见，乙烯对苯的比例对烷基化产品的组成有很大 影响。用A1C13作催化剂，在368K时，乙烯对苯 的摩尔比对平衡收率的影响如图6-1所示。
类裂解制乙烯是都有乙苯生成，但产量低，分离提纯困难。
乙苯也可从石脑油重整产物的C8馏分中分离。工业上通常都 采用由苯与乙烯在催化剂（常用AlCl3）存在下反应生成。乙 苯在催化剂存在下（主要是铁的氧化物）脱氢，生成苯乙烯。
乙苯绝大部分用于制苯乙烯,由乙苯生成的苯乙烯是生产塑
料和橡胶的重要原料;此外乙苯可用作溶剂，或加在汽油中
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表6-3 常压下苯及烷基苯的沸点
第一种方案是首先把粗乙苯中的苯、乙苯及二乙苯从第 一塔的塔顶蒸出，塔顶溜分进入第二塔、第三塔，按沸点的 高低依次蒸出苯、乙苯，第三塔塔釜得到二乙苯。第一塔釜 液中含有少量二乙苯，送人第四塔，用减压精馏将二乙苯从 塔顶蒸出。第一方案示意图如图6-3所示。
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图6-3 粗乙苯精制第一方案
图6-4 粗乙苯精制第二方案
1，2，3一精馏塔；4一减压精馏塔
1一苯精馏塔；2一乙苯精馏塔；3一二乙苯精馏塔
A—苯；B一乙苯；C一二乙苯；D—多乙苯
A一苯；B—乙苯；C一二乙苯；D一多乙苯
第二种方案是按挥发度高低，逐一分出各组分，即顺序
分离方案：在第一塔中，把粗乙苯中的苯从塔顶蒸出，其余组分
进入第二塔；在第二塔中，将乙苯自塔顶蒸出，其余组分进入第
化作用，在氯乙烷存在下使烷基化反应更有效进行，所以又
称氯乙烷为活化剂。也可加入少量水使生成少量HCl作助催
化剂。使用AlCl3催化剂的主要缺点是对设备的腐蚀性很大， 但由于AlCl3价廉易得，催化活性高，所以工业上仍广泛采 用。
在实际生产中，配制催化剂时，必须注意催化剂AlCl3 用量和助催化剂氯化氢的来源。生产上助催化剂氯化氢的来
以提高其抗爆性能;也用于生产甲基苯基甲酮，还是制药工
业的重要原料。
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1、主副反应
一、反应原理
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2、催化剂
乙烯与苯合 成乙苯时，催化剂可以用三氯化铝（液 相法）、磷酸、硅藻土、三氟化硼 － 三氧化 二铝或分子筛 （牌号为ZSM - 5）。
工业上常用的催化剂是AlCl3，该催化剂活性高，可在 373 K以下反应，且具有使多烷基苯与苯发生烷基转移的催
三塔；在第三塔中，将二乙苯自塔顶蒸出，釜液送至蒸发器脱去
焦油得到多乙苯：第二方案示意图如图6-4所示。
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五、乙苯生产技术展望
1、液相烷基化生产技术
上述传统的三氯化铝催化剂液相烷基化生产工艺，道化 学公司、BASF、壳牌化学公司、孟山都公司、法国 Charbonnages化学公司和UCC／Badger联合公司均有各自的 工艺技术。其中，采用最广泛的是UCC／Badger生产工艺。 各家公司流程大致相似，只是在乙烯对苯的摩尔比的调节、 多乙苯返回量、反应操作条件等参数上有所差异，精馏分离 部分则主要在降低能耗上改进。迄今大多数厂家通过改进已 达最佳操作，与非最佳化操作相比，苯的单耗降低3.5％， 乙烯降低2％，能耗降低10％。