苯乙烯生产工艺解析

二、生产工艺条件影响分析
1、催化剂的选择 2、温度 3、压力 4、水蒸气的用量 5、原料的纯度 6、液体乙苯空速
1、催化剂的选择
脱氢催化剂的活性组分为氧化铁,助催化剂有钾、钒、钼、钨、铈等氧化物。 如Fe2O3:K2O:Cr2O3=87：10：3组成的催化剂，乙苯的转化率可60%，选择性为 87%。在有氢和水蒸气存在下，氧化铁体系可能有四价铁、三价铁、二价铁 和金属铁之间平衡。在氢的作用下，高价铁会还原成低价铁，甚至是金属铁。
经过新一轮扩能高峰后，2010年我国苯乙烯市场供需矛盾得到根本缓解， 供需基本平衡或略有缺口 但在全球化的今天，不断开拓国外市场也是企业发 展和实力的体现，虽然现在预测到2015年我国苯乙烯供应仍不能满足需求，国 内苯乙烯暂时不会遇到产能过剩的问题，但随着国际化大企业在国内投资建厂 力度的加大，亚洲日本韩国进口产品的不断进入，我国的苯乙烯企业，特别是 除中石化等三大石油巨头外的企业，产品销售压力已经出现 所以对我国苯乙 烯工业而言，慎重规划在建项目减少盲目投产加大现有苯乙烯装置的技改力度 和继续完善催化干气制苯乙烯技术的开发，已是我国苯乙烯行业( 企业) 提高 市场竞争力的关键因素。
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目录
一、生产工艺路线选择 二、生产工艺条件影响分析 三、典型设备的选择 四、生产安全、环保、节能措施 五、生产工艺流程组织 六、生产操作要点 七、生产中可能出现的故障分析及应对措施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、生产工艺路线选择
苯乙烯的性质及用途 （1）苯乙烯的性质 无色透明油状液体 ，密度0.9074 g／cm3 熔点31℃ 沸点146℃ 闪点31．3℃ 自燃点490℃， 能溶于醇及醚，难溶于水。 遇明火极易燃烧。受热、曝光或存在过氧化物催化剂时， 极易聚合放热导致爆炸。与氯磺酸、发烟硫酸、浓硫酸 反应剧烈，有爆炸危险。 有毒，对人体皮肤、眼和呼吸系统有刺激性。空气中最 高容许浓度为100ppm。爆炸极限为1．1-6．1%。
2010-2015年，全球苯乙烯的供需还将保持继续增长，但增速明显低于前5 年，能力增速降 至1.5%，而产量及需求的增速为 2.2%。预计2015年，全 球苯乙烯的生产能力将达3959万t/a ，产量及需求量为3422万t，装置开工 率升至86.4%。 2015年，亚洲地区随着自给率的提高，其净进口量有所缩减 而北美地区由于 能力没有增加，而需求增长较快，变为净进口地区 这种情形同样发生在西欧， 尽管装置平均开工率略有提高，但仍供不足需，有57万t净进口量 中南美洲随 着装置平均开工率的提高，该地区出现苯乙烯净出口 尽管中东地区的需求也 在增长，但该地区仍是全球最主要的苯乙烯出口地区
生产趋势：
1、装置规模大型化 3、生产技术创新化 2、原料来源多样化 4、催化剂开发深入化
2、生产方法
1、乙苯催化脱氢生产乙烯 2、哈康法生产苯乙烯（供氧化法）
3、乙苯氧化脱氢生产苯乙烯
4、甲苯与甲醇侧链烷基化生产苯乙烯
5、CO₂气氛下FeLi/AC(活性炭负载铁氧化物 )催化剂上的脱氢反应
6、苯和乙烯直接合成法
1、生产现状
2、生产方法
1、生产现状
苯乙烯是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 腈丁二烯苯乙烯三元共聚物( ABS) : 苯 乙 烯丙 烯 腈 共 聚 物(SAN ) 树脂 离子交换树脂不饱和聚酯以及苯乙烯系列橡胶( SBR、SBS) 等 此 外，还可 以用于制药 染 料农药选矿等行业，用途十分广泛 根据预测，2013 年我国苯 乙烯生产能力 693万t/a，年产量563 万t，开工率88% ，需求量 798万t， 缺口235 万t，2015年缺口235万t，依然需要依赖进口解决供应不足。
5、CO₂气氛下FeLi/AC(活性炭负载铁氧化物 )催 化剂上的脱氢反应
活性炭负载铁氧化物(FeLi/AC ) 催化剂在CO₂ 气氛下 的乙苯脱氢反应具有较高的乙苯转化率和苯乙烯稀释性 以CO₂ 取代过热水蒸汽不仅反应温度可下降约50℃ ， 苯乙烯所需的能耗从6.3x109J 降低到7.9x108J。以CO₂ 为碳源或氧源生产高附加值化 学品，不仅可以保护石油等日益枯竭的石化燃料资源， 还可以减少和控制主要温室气体CO₂ 的排放总量。但工 艺不够成熟。
助催化剂K2O，能改变催化剂表面酸度，减少裂解反应的发生，并能提高催 化剂的抗结交性能和消碳作用，以及促进催化剂的再生能力，延长再生周期。
6、苯和乙烯直接合成法
由日本旭化成最新开发成功，苯和乙烯的气相混合物在含有HZSM-5沸 石催化剂的存在下，在490℃的反应温度下，在含有氢分离膜的反应 器中经过处理，得到选择性达93%的苯乙烯。该反应器内的氢分离膜 是由镀铂烧结管制得。 原料来源：石油 技术性：先进，目前此工艺处于试验阶段。
综上所述，本项目选择乙苯脱氢生产苯乙烯。 理由：1、目前的催化剂的性能、反应器的结构和工艺操作条 件都 有很大的改进。 2、和其他四个方法相比较,工艺非常成熟
1、乙苯催化脱氢生产苯乙烯
原料来源：苯烷基化生产乙苯 催化剂：乙苯脱氢制苯乙烯曾使用过氧化铁系和氧化锌系催化刑， 但 后者已在60年代被淘汰。氧化铁系催化剂以氧化铁为主要活性 组分，氧化钾为主要助催化剂，此外，这类催化剂还含有Cr、Ce、 Mo、V、Zn、Ca、Mg、Cu、W等组分 。目前，催化剂性能有很大的 改进。 技术：传统、成熟
2、哈康法生产苯乙烯（供氧化法）
原料来源:苯烷基化生产得到乙苯 特点：成本低、污染少，但其工艺复杂，副产物多，流程较长，单 位能耗高。 目前此方法生产的苯乙烯占世界生产能力的10%。
3、乙苯氧化脱氢生产苯乙烯
4、甲苯与甲醇侧链烷基化生产苯乙烯
据美国新泽西州的Exelus公司介绍，目前该工艺的苯乙烯 和乙苯选择性可达到90% ，苯乙烯乙苯 产 率 比 为 85/15 ，基本满足工业需要。此技术反应条件缓和，且 无需乙苯脱氢装置，因此大大降低了投资成本，比传统 苯乙烯投资低10%~15% ，经济效益较好。未实现工业化 生产。