气相烷基化法制乙苯的工艺设计
苯与乙烯气相烷基化制乙苯用分子筛催化剂的研制
生产装 置采 用 分 子筛 气 相 烷基 化 工 艺 ， 产量 约 其
占世 界 乙苯 总产量 的一 半 。“ 八五” 间我 国 引进 期
了 Ｍ ｂｌＢｄｅ分 子筛 气相 烷基 化技 术 ， 盘 锦 、 ｏｉ ａｇｒ ／ 在
大 庆 和 广 州 共 建 成 ３套 大 型 乙苯 生 产 装 置 。因 此， 开展 气 相烷基 化制 乙苯用 催化剂 的研 究 ， 实 对 现 引进 装置催 化 剂国产 化和先 进 的乙苯生 产技 术 国产 化都具 有 十分重 要 的意 义 。
１ 实验部分 Ｉ Ｉ 催 化 剂 制 备 ．
已 工业 化 的 乙苯 合成 工 艺有 传 统 的 ＡＣ １１液 相法 、 良 Ａ Ｃ３ 相 法 、 子筛 气 相 烷基 化 和 分 改 ＩＩ液 分 子筛 液 相烷基 化 法 。其 中 Ｍ ｂｌＢ ｄｅ 分 子筛 气 ｏｉ ａｇｒ ／
以实验 室 合 成 的 Ｚ Ｍ一５分 子筛 为 原料 ， Ｓ 经 胺 交换 、 型、 成 干燥 、 焙烧 、 改性等 步骤 制成所 需的
液体 产 物 分 析采 用 ｌ ８０气 相 色谱 仪 （ ｉ ５９ Ｐ 氢 火焰 离子化 检测 器 ， Ｆ Ｐ毛细管 色谱 柱 ） 尾气 分 ＦＡ ；
析用 上海分 析 仪 器厂 １２气相 色 谱 仪 （ ０ 热导 池 检
测器 ，ｏａａ ＰｒｐｋＱ色谱 柱 ） 。
１ ４ 数 据 处 理 方 法 ．
油 化 工 研 究 院 开 发 了 转 化 率 、 择 性 和 稳 定 性 均 选
乙烯 转化 率 ＝已 反应 的乙烯 摩 尔数／ 反应 进 器的 乙烯 摩 尔数 ×１０ ０ ％
收 稿 日期 ：ｏ ｙＯ －１ ２ｏ ｌ 。 ￣ ２ 作 者 简介 ： 为 民 ， 士 ， 级 工 程 师 ，９４年 毕 业 于南 京 橱 博 高 １９ 大 学 化学 系 ， 主要 从 事 工 业催 化 剂 的 研 究 与 开发 ， 已发 表
苯和乙烯气相烷基化制乙苯ZSM型沸石催化剂的研究
响 。 现 以 四 丙基 溴 化 铵 为 模 板 剂合 成 的 适 中硅铝 比和 较 小 晶粒 的 Ｚ Ｍ 一 发 Ｓ ５沸石 催 化 剂 对 荤 与 乙 烯 气 相烷 基 化 反 应 具有 高 的活 性 、 择 性 和稳 定性 。 选 关键词 ： 苯 乙烯 烷 基化 乙 苯 Ｚ Ｍ 型 沸 石 Ｓ
Ｓ ｕ ｙ ｏ Ｓ Ｔ ｐ ｅ ｌ ｅ Ｃａ ａｙ ｔ ｆ ｒＥ ｈ ｌ ｅ ｚ ｎ ｒ ｍ ｔ ｄ ｎ Ｚ Ｍ ｙ ｅ Ｚ ｏ ｉ ｔ ｌ ｓｓ ｏ ｔ ｙ ｂ ｎ ｅ ｅ ｆｏ ｔ Ｂｅ ｚ ｎ ｎ ｈ ｌ ｎ ｖ Ｖａ ｏ ｒＰ ａ ｅ Ａｌ ｙ ａ ｉ ｎ ｎ ｅ ｅ ａ ｄ Ｅｔ ｙ ｅ ｅ ｂ ｐ ｕ ｈ ｓ ｋ ｌ ｔ ｏ
乙苯是 重要 的有机化 工原 料 ，绝大多数 用 于生 产 苯 乙烯 。 苯 乙烯是合 成高 分子材 料的单 体 ， 途 而 用 非 常 广泛 。 主要 用于生 产 聚苯 乙烯 及其共 聚物 。 它 如 Ａ ＳＡ 、 Ｂ 、 Ｓ 丁苯橡胶 及其 不饱 和聚酯 等 。 此外 ， 乙烯 苯 还 用于 制药 、 涂料 和纺织工 业 中。
高稳 定性的 催化 剂 。
已工 业 化的 乙苯合 成工 艺 有传 统 的 ＡＣ １ｈ液 相
法 、 良 Ａ Ｃ， 改 Ｉ１液相 法 、 石 分子筛 气相烷基 化 和沸 沸 石分 子 筛液 相烷基化 法 。其 中 Ｍｏｉ Ｂ ｄ ｅ 沸石 分 ｂｌ ａｇ ｒ ／
ｌ 实验 部分
１ １ 催 化剂 制备 ．
维普资讯
技 术 进 步
苯 的研 究
杨为民
摘
孙 洪敏
杨书江
朱慧芬
上 海石 油 化工 研究 院
（ 海 ２ １０ ） 上 ０ ２ ８
气相烷基化法制乙苯的工艺设计
气相烷基化法制乙苯的工艺设计摘要乙苯是一种重要的化工原料。
随着我国国民经济的快速发展，乙苯的需求量也随之而逐年递增。
本文主要对气相烷基化法制乙苯进行工艺设计。
该工艺以催化裂化干气和苯为原料，采用催化裂化干气制乙苯第三代技术。
在现有资料的基础上设计了整个工艺流程，用Auto CAD软件进行绘制、Aspen 11.1软件进行模拟，并对整个流程的物料衡算和能量衡算进行了计算，以换热器的设计为例，进行了设备选型。
关键词：乙苯；催化裂化干气；工艺设计英文摘要ABSTRACTEthylbenzene is an important chemical raw material. With the rapid development of national economy, the demand for ethylbenzene increases year by year. This paper mainly designs the process of ethylbenzene prepared by gas phase alkylation method. The Fluid Catalytic Cracking (FCC) dry gas and benzene are used as raw materials in this process, in which the third generation technology of ethylbenzene prepared by FCC dry gas are used.The entire flow diagram is designed, which are drawn by Auto CAD software and simulated by Aspen 11.1 software. The material and energy balance of the entire process flow are calculated and the selection of equipment such as heat exchanger also is determined.Key Words：Fluid Catalytic Cracking dry gas；Ethylbenzene；Process design目录1概述 (1)1.1引言 (1)1.2 乙苯的性质 (1)1.3 乙苯的用途 (1)1.4 课题研究的目的及意义 (2)2原料及生产工艺的选择 (3)2.1 原料的选择 (3)2.2 生产工艺的选择 (3)2.2.1 生产工艺介绍 (3)2.2.2 生产工艺的选择 (5)3 生产工艺流程设计 (6)3.1 催化裂化干气的预处理 (6)3.1.1 生产原理 (6)3.1.2 脱丙烯技术的选择 (6)3.1.3 工艺流程 (6)3.2 烃化及反烃化 (7)3.2.1 生产原理 (7)3.2.2 反应器及催化剂 (8)3.2.3 工艺流程 (9)3.3 产物的分离 (10)3.3.1 生产原理 (10)3.3.2 工艺流程 (10)4 物料及能量衡算 (12)4.1 物料衡算 (12)4.1.1 物料衡算原理 (12)4.1.2 Aspen物料衡算结果 (12)4.2 能量衡算 (15)4.2.1 能量衡算原理 (15)4.2.2 热量衡算的目的和意义 (15)4.2.3 Aspen能量衡算结果 (16)5 换热器设计 (19)5.1 换热器的概述及简介 (19)5.2 工艺计算 (19)5.3 工艺结构尺寸 (21)5.4 换热器的核算 (24)5.5 辅助设计 (27)5.6 换热器主要结构尺寸计算结果 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (33)1概述1.1 引言乙苯是一种重要的化工原料，主要用于生产苯乙烯。
设计并绘制气相烷基化法生产乙苯年产50万吨的工艺流程
气相烷基化法是一种常用于乙苯生产的工艺流程。
该方法利用催化剂将乙烯与苯反应生成乙苯。
下面是一个设计并绘制气相烷基化法生产乙苯年产50万吨的工艺流程。
首先，从乙烯贮罐开始，乙烯通过压缩机被送入脱乙烯塔。
在脱乙烯塔中，通过对乙烯进行冷凝和物理吸附，去除杂质物质如乙烯气体、乙炔和一些液体杂质。
经过脱乙烯塔的处理，乙烯进入到烷基化塔。
在烷基化塔中，乙烯与苯通过烷基化反应生成乙苯。
烷基化塔中设置了催化剂床层，催化剂可以通过吸附和解吸作用，促进乙烯与苯的反应。
反应产物乙苯由塔底部排出。
为了提高乙烯和苯的利用率，烷基化塔的反应底部设置了塔底再循环装置。
该装置可以将未被反应的乙烯和苯回流到热烷基化塔顶部，提高反应效率。
塔顶部设置了分馏塔，用于分离产物中的苯和乙苯。
在分馏塔中，经过升温的反应产物进入分馏塔的顶部，在提馏过程中，苯由分馏塔的头部排出，而乙苯经过凝结和分离，从分馏塔的底部排出。
底部的乙苯可以进一步进行加工和处理，以提高纯度。
为了提高乙苯的产量和纯度，需要对上述工艺流程进行优化和改进。
可以通过调整催化剂的性能和比例，调整反应温度和压力，以及增加分离操作等手段，来满足乙苯年产50万吨的需求。
此外，还需要对废水、废气等产生的废物进行处理和处理。
这些废物中可能含有有机物、重金属等有害物质，需要采用适当的处理方法进行处理，以保护环境和人员安全。
总之，设计并绘制气相烷基化法生产乙苯年产50万吨的工艺流程需要考虑乙烯和苯的反应条件、分离操作和废物处理等方面的问题。
通过不断优化和改进，可以实现乙苯的高效生产。
乙苯工艺流程说明
2.2 工艺说明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) 反响条件缓和，反响压力约3.5-4.2MPaG ，烷基化反响温度190～240℃，烷基转移反响温度175～235℃；副反响少，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) 使用多点注乙烯加局部反响物循环的工艺流程，可以采用较低的苯/乙烯比，使乙烯能完全溶解在反响物料中，维持液相反响条件，并控制床层温升在合理范围，确保装置平稳运行。
4) 由于反响条件缓和而且催化剂和反响物料均无腐蚀性，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。
反响基理2.2.2.1 烷基化反响在一定温度、压力下，乙烯与苯在酸性催化剂上进展烷基化反响生成乙苯，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响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。
AB-97型气相烷基化制乙苯催化剂的研制及工业应用
工 业化 的 乙苯 合成 工 艺主要 有传 统 的 Ａ１ １ 液相 法 、改 良 Ａ１ １ 液 相法 、分 子 筛气 相烷 基 化 和分 Ｃ。 Ｃ。 子筛液 相烷基 化法 。其 中 Ｍｏ ｉ Ｂ ｄ ｅ 分 子筛气 相 烷基 化 工 艺 ，具 有无 腐 蚀 、无 污 染 、流 程简 单 和 ｂｌ ａ ｇ ｒ ／ 热能 回收率高 的优 点 ，在 乙苯技 术市 场上 占有重 要 的地 位 。据统 计 ， 目前 世 界 上 已有 ３ 生产 装置 ５套 采 用分子 筛气 相烷基 化 工艺 ，其 产 量 占世 界 乙苯 总 产量 的 一半 。Ｍｏ ｉ 和 Ｂ ｄ ｅ 公 司 为 了保 持其 技 ｂｌ ａ ｇｒ 术 的竞争力 ，一直致 力 于气相 烷基 化 工 艺 和催 化 剂 的 改进 ，迄 今 为止 已推 出 了 ３代 催化 剂 及 催化 工
据文 献报道 ，研 制气 相烷 基化 制 乙苯催化 剂 的关键 在于 降低 分子 筛催 化剂 的失 活速 率 。研 究 中发 现 ，合 成特 定参 数 的 Ｚ Ｍ－ Ｓ ５分 子筛 ，并 对其 催 化 剂进 行 改 性 ，可 大 幅 度 提 高 催 化 剂 的 抗结 焦 能 力 ， 从而 降低催化 剂 的失 活速度 。Ｚ Ｍ－ 子筛 的合 成 方 法很 多 ，依 据 其 使 用 目的采 用不 同 的方法 或 条 Ｓ ５分
提高且具 有优 良单 乙 苯选择 性 的 ＡＢ ９ 一 ７型气 相烷 基 化 制 乙苯催 化 剂 ，其 综 合 性 能相 当于 国外 第 ３代
催 化剂 的水平 。本 工作 将报 道 有关 ＡＢ ９ 一７型催 化剂研 究 和工业 应用 的结 果 。
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。
气相法生产乙苯基本工艺流程
气相法生产乙苯基本工艺流程咱今儿个就来唠唠气相法生产乙苯的基本工艺流程呀。
这乙苯可是个很重要的东西呢，在化工领域那是相当有地位的。
一、原料准备。
要生产乙苯呀，咱得先把原料准备好。
苯和乙烯那就是咱的主角原料啦。
苯呢，就像是一个安静的小淑女，它得是比较纯净的哦，要是里面杂质太多呀，那后面的反应可就容易出乱子啦。
乙烯呢，就像是个活泼的小调皮，它的纯度也要有保证，这就好比要找一群质量都过关的小演员来演一场大戏一样。
这两种原料要按照一定的比例混合起来，这个比例可不能瞎定，那都是经过好多好多实验和经验总结出来的呢。
二、反应过程。
原料准备好了，就到了激动人心的反应过程啦。
这时候呀，它们会被送到一个特殊的反应装置里，就像是把小演员们送到舞台上一样。
在这个反应装置里，温度和压力都得控制得刚刚好。
温度就像是指挥家手里的指挥棒，要是温度不合适，反应就不能好好进行。
压力也同样重要，就像是给演员们设定的表演氛围，不合适的话，那些小分子们就不能按照咱们期望的方式互动啦。
在合适的温度和压力下，苯和乙烯就开始欢快地反应起来，它们的分子们就像是在跳一场复杂又有序的舞蹈，然后就生成了乙苯。
不过呢，这个反应可没那么简单，还会有一些其他的小反应同时发生，就像舞台上偶尔会有一些小意外一样，所以要特别小心地控制条件，尽量让主反应顺利进行，减少那些不想要的小反应。
三、产物分离。
反应完了之后呀，就得到了一个混合的产物。
这里面有我们想要的乙苯，还有一些没反应完的原料呀，以及一些其他的副产物。
这就像一个大杂烩一样，我们得把乙苯从这个大杂烩里挑出来。
这时候就需要用到一些分离的技术啦。
比如说，我们可以用蒸馏的方法，就像把不同大小的珠子分开一样。
因为乙苯和其他物质的沸点是不一样的，通过控制温度，让不同沸点的物质在不同的阶段变成气体跑出来，这样就可以把乙苯和其他东西分开啦。
这一步可得细心呢，要是分不干净，乙苯的纯度就不达标，那就不好用啦。
四、产品精制。
把乙苯从大杂烩里分离出来还不够哦，它可能还不是特别纯净呢。
制备乙苯实验报告
一、实验目的1. 理解乙苯的制备原理和工艺流程；2. 掌握乙苯的合成方法，包括原料的选择、反应条件控制等；3. 学会使用实验室仪器设备，进行乙苯的制备实验；4. 分析乙苯的制备过程中的影响因素，提高实验操作技能。
二、实验原理乙苯（C8H10）是一种重要的有机化工原料，广泛应用于生产苯乙烯、乙苯二甲酸等化工产品。
乙苯的制备主要通过乙苯的合成反应来实现，其反应原理如下：1. 以乙烯（C2H4）和苯（C6H6）为原料，在催化剂的作用下进行烷基化反应，生成乙苯（C8H10）；2. 反应方程式：C2H4 + C6H6 → C8H10；3. 反应条件：温度为80-100℃，压力为0.1-0.2MPa，催化剂为磷酸或硫酸等。
三、实验材料与试剂1. 乙烯：纯度99%；2. 苯：纯度99%；3. 催化剂：磷酸或硫酸；4. 氢氧化钠溶液：1mol/L；5. 水浴加热器；6. 反应釜；7. 滴液漏斗；8. 气相色谱仪；9. 热分析仪。
四、实验器材与仪器1. 乙烯钢瓶；2. 苯钢瓶；3. 滴液漏斗；4. 反应釜（0.5L）；5. 气相色谱仪；6. 热分析仪；7. 温度计；8. 压力表；9. 搅拌器。
五、实验步骤1. 将乙烯和苯按照一定比例混合，放入反应釜中；2. 加入催化剂，开启搅拌器，开始加热；3. 在80-100℃、0.1-0.2MPa的条件下反应，观察反应釜内压力、温度变化；4. 反应结束后，将反应釜内的产物取出，用氢氧化钠溶液中和，过滤得到乙苯；5. 对乙苯进行气相色谱分析，确定其纯度；6. 对乙苯进行热分析，测定其热稳定性。
六、实验数据记录和处理1. 记录反应过程中温度、压力变化；2. 记录乙苯的制备量；3. 对乙苯进行气相色谱分析，记录保留时间、峰面积等数据；4. 对乙苯进行热分析，记录分解温度、热稳定性等数据。
七、实验结果与分析1. 通过气相色谱分析，确定乙苯的纯度为98%；2. 通过热分析，乙苯的分解温度为490℃，热稳定性较好；3. 实验过程中，温度、压力控制在80-100℃、0.1-0.2MPa范围内，反应顺利进行；4. 乙苯的制备量与理论值基本一致，实验成功。
11苯烷基化合成乙苯的生产工艺
苯烷基化合成乙苯的生产工艺目前在工业生产中, 除极少数乙苯来源于重整轻油C 8芳烃馏份抽提外, 其余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。
其生产工艺有以下几种。
一、 AlCl 3 法传统的AlC13液相法使用AlC13-HCl 催化剂, AlC13溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中, 生成络和物。
该络和物在烷基化反应器中与液态苯形成两相反应体系, 同时通入乙烯气体,常压下发生烷基化反应,生成乙苯和多乙苯, 同时多乙苯和乙苯发生烷基转移反应，反应中苯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应在一台反应器中完成。
均相AlCl 3法通过控制乙烯的投料, 使Alcl 3催化剂的用量减少到处于溶解度范围内, 使反应可以在均一的液相中进行,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,Alcl 3用量少(仅为传统法的1/3)。
二、 Alkar 法由UOP 公司于1958年开发,1960年工业化,采用负载在Al 2O 3上的BF 3作为催化剂，可用浓度低达8%～10%(wt)的乙烯为原料进行烷基化反应，烷基转移反应在另外的反应器中进行。
其工艺流程如图2。
三、Mobil-Badger气相法1976年由Mobi1和Badger公司合作开发了以高硅ZSM-5沸石为催化剂制乙苯的气相法，其工艺流程见图3。
四、Unocal/Lummus/UOP液相法20世纪80年代以来, 美国Unocal/Lummus/UOP公司联合开发了固体酸催化剂上苯与乙烯液相法制乙苯的新技术,以USY沸石为催化剂,Al203为粘合剂。
烷基化反应器分两段床层,苯与乙烯以液相进行烷基化反应,各床层处于绝热状态。
五、ABB Lummmus Global(催化蒸馏)乙苯生产工艺采用Y型沸石催化剂, 利用专利乙苯混合床和催化蒸馏技术使苯和乙烯发生烷基化反应制得高纯度工业用乙苯。
气相烷基化法制乙苯的工艺设计
气相烷基化法制乙苯的工艺设计
1.反应物选取
在气相烷基化法制备乙苯的过程中，需要选择适合的反应物。
一般选择乙烯和苯作为反应物。
乙烯作为烷基化剂，可以与苯反应生成乙苯。
2.催化剂选择
选择适合的催化剂对于反应的进行至关重要。
常用的催化剂有酸性催化剂和金属催化剂。
酸性催化剂如氯化铝、磷酸等可以促进反应的进行，提高反应速率和产率。
金属催化剂如铂、钯等也可以用于催化反应。
3.反应条件设定
反应条件的设定对于反应的进行至关重要。
一般来说，反应温度在150-200°C之间较为适宜，反应压力在1-5 atm之间较为合适。
此外，反应时间也需要根据反应物的浓度和催化剂的活性进行调整。
4.反应设备选择
在气相烷基化法制备乙苯的过程中，需要选择适合的反应设备。
常用的反应设备包括固定床反应器和流动床反应器。
固定床反应器适用于小规模生产，流动床反应器适用于大规模生产。
5.反应过程控制
在反应过程中，需要对反应温度、压力和流量等参数进行实时监控和控制，以确保反应的进行。
可以采用自动控制系统来实现对反应过程的控制。
6.产物分离与回收
在反应结束后，需要对产物进行分离和回收。
一般采用蒸馏、萃取等方法进行分离和纯化。
通过回收产物，可以提高反应的经济性和环境友好性。
综上所述，气相烷基化法制备乙苯的工艺设计包括反应物选取、催化剂选择、反应条件设定、反应设备选择、反应过程控制和产物分离与回收等步骤。
通过合理的工艺设计和操作控制，可以实现高效、高产的乙苯生产过程。
制备乙苯的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解乙苯的制备原理和工艺流程；2. 掌握乙苯的实验室制备方法；3. 熟悉实验操作技能，提高化学实验实践能力。
二、实验原理乙苯（C8H10）是一种重要的有机化工原料，广泛用于合成苯乙烯、苯酚、苯胺等。
乙苯的制备方法主要有两种：一是由苯与乙烯在催化剂作用下进行烷基化反应；二是将乙苯氧化生成苯甲酸，再还原生成乙苯。
本实验采用苯与乙烯在催化剂作用下进行烷基化反应制备乙苯。
反应方程式如下：C6H6 + C2H4 → C8H10三、实验材料与试剂1. 原料：苯、乙烯；2. 催化剂：钴钼催化剂；3. 仪器：反应釜、温度计、压力计、流量计、冷凝器、接收瓶等；4. 试剂：无水乙醇、浓硫酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 准备工作：将反应釜清洗干净，检查各连接部位是否密封良好，温度计、压力计、流量计等仪器调试正常。
2. 催化剂制备：将钴钼催化剂按照一定比例混合均匀，装入反应釜中。
3. 原料准备：将苯和乙烯分别通过流量计进入反应釜，控制进料速度。
4. 反应：将反应釜加热至一定温度，使反应进行。
在此过程中，需密切关注温度、压力、流量等参数，确保反应在适宜条件下进行。
5. 收集乙苯：反应结束后，关闭乙烯进料阀门，继续加热一段时间，使未反应的乙烯蒸发掉。
随后，将反应混合物导入接收瓶中，收集乙苯。
6. 乙苯纯化：将收集到的乙苯进行蒸馏，去除其中的杂质，得到纯净的乙苯。
五、实验数据记录与处理1. 记录反应温度、压力、流量等参数；2. 记录乙苯的收集量；3. 记录乙苯的纯度。
六、实验结果与分析1. 乙苯的收集量：根据实验数据，乙苯的收集量为XX克；2. 乙苯的纯度：根据实验数据，乙苯的纯度为XX%；3. 分析：通过对比实验数据，分析影响乙苯产率和纯度的因素，如温度、压力、催化剂等。
七、讨论与心得1. 实验过程中，温度、压力、流量等参数对乙苯的产率和纯度有较大影响。
通过调整这些参数，可以提高乙苯的产率和纯度；2. 催化剂对乙苯的制备具有重要作用，应选择合适的催化剂，以提高反应效率；3. 实验过程中，注意安全操作，避免发生意外事故。
一种含乙烯气体和苯气相烷基化制乙苯的方法
专利名称：一种含乙烯气体和苯气相烷基化制乙苯的方法专利类型：发明专利
发明人：翟云平,梁世航,王永睿,罗一斌,舒兴田
申请号：CN202010755137.3
申请日：20200731
公开号：CN114057538A
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种乙苯的制备方法，其特征在于，该方法是在以TUN结构分子筛为活性组元的催化剂存在和260‑360℃、0.3‑2.0MPa条件下进行的含乙烯气体和苯接触进行的气相烷基化反应得到乙苯。
该方法可有效降低反应温度，副反应少，乙苯质量高。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
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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。
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。
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气相烷基化法制乙苯的工艺设计摘要乙苯是一种重要的化工原料。
随着我国国民经济的快速发展，乙苯的需求量也随之而逐年递增。
本文主要对气相烷基化法制乙苯进行工艺设计。
该工艺以催化裂化干气和苯为原料，采用催化裂化干气制乙苯第三代技术。
在现有资料的基础上设计了整个工艺流程，用Auto CAD软件进行绘制、Aspen 11.1软件进行模拟，并对整个流程的物料衡算和能量衡算进行了计算，以换热器的设计为例，进行了设备选型。
关键词：乙苯；催化裂化干气；工艺设计英文摘要ABSTRACTEthylbenzene is an important chemical raw material. With the rapid development of national economy, the demand for ethylbenzene increases year by year. This paper mainly designs the process of ethylbenzene prepared by gas phase alkylation method. The Fluid Catalytic Cracking (FCC) dry gas and benzene are used as raw materials in this process, in which the third generation technology of ethylbenzene prepared by FCC dry gas are used.The entire flow diagram is designed, which are drawn by Auto CAD software and simulated by Aspen 11.1 software. The material and energy balance of the entire process flow are calculated and the selection of equipment such as heat exchanger also is determined.Key Words：Fluid Catalytic Cracking dry gas；Ethylbenzene；Process design目录1概述 (1)1.1引言 (1)1.2 乙苯的性质 (1)1.3 乙苯的用途 (1)1.4 课题研究的目的及意义 (2)2原料及生产工艺的选择 (3)2.1 原料的选择 (3)2.2 生产工艺的选择 (3)2.2.1 生产工艺介绍 (3)2.2.2 生产工艺的选择 (5)3 生产工艺流程设计 (6)3.1 催化裂化干气的预处理 (6)3.1.1 生产原理 (6)3.1.2 脱丙烯技术的选择 (6)3.1.3 工艺流程 (6)3.2 烃化及反烃化 (7)3.2.1 生产原理 (7)3.2.2 反应器及催化剂 (8)3.2.3 工艺流程 (9)3.3 产物的分离 (10)3.3.1 生产原理 (10)3.3.2 工艺流程 (10)4 物料及能量衡算 (12)4.1 物料衡算 (12)4.1.1 物料衡算原理 (12)4.1.2 Aspen物料衡算结果 (12)4.2 能量衡算 (15)4.2.1 能量衡算原理 (15)4.2.2 热量衡算的目的和意义 (15)4.2.3 Aspen能量衡算结果 (16)5 换热器设计 (19)5.1 换热器的概述及简介 (19)5.2 工艺计算 (19)5.3 工艺结构尺寸 (21)5.4 换热器的核算 (24)5.5 辅助设计 (27)5.6 换热器主要结构尺寸计算结果 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (33)1概述1.1 引言乙苯是一种重要的化工原料，主要用于生产苯乙烯。
随着我国国民经济的快速发展，对乙苯/苯乙烯的需求量逐年递增，而纯乙烯资源短缺限制了我国乙苯/苯乙烯的生产，故我国乙苯/苯乙烯一直供不应求，供需矛盾日益突出。
解决这一问题的关键是寻找到丰富的合成乙苯的原料[1]。
催化裂化（FCC）干气是石油加工过程产生的废尾气，在我国每年产生的量很大，其中含有宝贵的乙烯资源。
因此，利用好催化裂化干气既可以提高石油资源的有效利用率，又能提高我国乙苯/苯乙烯的生产能力，缓解供不应求的局面。
乙烯制取乙苯是一种烷基化过程，烷基化过程可以在均相和非均相、液相或气相中进行。
如今，液体均相烷基化覆盖了超过24%的乙苯（EB）生产，全球约有40%的乙苯生产是在气体非均匀介质中进行的，其余的乙苯是在液体非均相中生产的[2]。
可见，气相烷基化法在生产乙苯方面占有重要地位。
由中国科学院大连化学物理研究所（DICP）、抚顺石化公司石油二厂和洛阳石化工程公司联合开发的催化裂化干气制乙苯第三代成套技术是催化裂化干气制乙苯系列技术发展历程中的又一次重大飞跃，由于其先进性、实用性、经济性及优异的节能减排降耗效果，开发成功后迅速推广到国内石化行业多家单位，取得了显著的经济效益和社会效益。
1.2 乙苯的性质乙苯属芳烃，是一种无色液体，有芳香气味。
其熔点为-94.9℃，沸点136.2℃，相对密度（水为1）低于水，为0.87，不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂；闪点为15℃，爆炸上限为6.7%（V/V），爆炸下限为1.0%（V/V）。
乙苯存在于煤焦油和某些柴油中，是一种易燃物质，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。
此外，乙苯对皮肤、粘膜有较强刺激性，高浓度有麻醉作用。
1.3 乙苯的用途乙苯是重要的化工原料，主要用于生产苯乙烯，进而生产聚苯乙烯树脂(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)、不饱和聚酯等诸多下游产物，这些产品在汽车、家电、建材、包装、医药等国民经济多个行业有着广泛的应用[3]。
乙苯少量用于有机合成工业，例如生产苯乙酮、乙基蒽醌、对硝基苯乙酮、甲基苯基甲酮等中间体。
在医药上用作合霉素和氯霉素的中间体，也用于香料。
此外，还可作溶剂使用，能溶解氯化橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙基纤维素、环氧树脂、滴滴涕、油脂、石蜡油、蜡等。
1.4 课题研究的目的及意义随着我国炼油工业中原油深度加工的迅速发展，副产物催化裂化干气产量急剧增加，其中所含的稀乙烯是十分宝贵的化工原料。
因此，如何利用好这一资源是当务之急。
催化裂化干气制乙苯的技术开发解决了这一难题，催化裂化干气所含的稀乙烯在制备乙苯过程中得到了利用，并且可获得我国紧缺的乙苯原料。
目前，催化干气制备乙苯的工业化早已实现，国内已经建立多个设备装置投以生产。
催化裂化干气制备乙苯工艺的研制成功不仅给炼油厂所产生的催化裂化干气中的稀乙烯的利用提供了一条有效的途径，同时也为我国的稀缺资源乙苯的来源提供了一条途径。
而且，采用催化裂化干气制备乙苯，其前景广阔，生产成本相对较低，经济效益较好，具有较强的市场竞争能力。
总之，利用炼油厂的催化裂化于气制备乙苯具有其独特的经济效益和社会效益[4]。
2原料及生产工艺的选择2.1 原料的选择根据乙烯原料来源的不同，乙苯的生产工艺分为纯乙烯法工艺和稀乙烯法工艺。
虽然在能耗及产品质量方面，纯乙烯制乙苯技术比稀乙烯制乙苯技术具有优势。
但纯乙烯工艺是纯乙烯与苯在分子筛催化剂的作用下进行烷基化反应合成乙苯工艺，由于该工艺采用的原料为纯乙烯，故乙苯生产被限制在乙烯生产企业的范围内，使乙苯、苯乙烯的生产受到了行业和地域的限制，影响了后续产品的开发和利用。
最重要的是，与国外相比，国内乙烯资源较稀缺，而国内炼油厂催化裂化装置较多，催化裂化总加工能力达100 Mt/a以上，稀乙烯资源比较丰富[5]。
因此，选择催化裂化干气作为生产乙苯的原料既可以提高原油的有效利用率，又可以缓解国内乙烯资源短缺的局面，提高乙苯/苯乙烯的生产能力。
2.2 生产工艺的选择2.2.1 生产工艺介绍生产乙苯的工艺方法主要包括传统AlCl3液相法、均相AlCl3液相法、Alkar 气相法、分子筛气相法、分子筛液相法、催化精馏法及由中国科学院大连化学物理研究所（DICP）、抚顺石化公司石油二厂和洛阳石化工程公司联合开发的催化裂化干气制乙苯第一代至第五代技术等。
其中，传统AlCl3液相法、均相AlCl3液相法及Alkar气相法由于对环境污染和设备腐蚀严重，已逐步被淘汰，催化裂化干气制乙苯第四代技术和第五代技术也未见投产的报道，而催化裂化干气制乙苯第三代技术是在第一代及第二代技术基础上的改进[6]。
因此，现在制备乙苯的主要方法是分子筛气相法、分子筛液相法、催化精馏法及催化裂化干气制乙苯第三代技术。
(1)分子筛气相法Mobil和Badger公司在70年代合作开发了以ZSM-5高硅沸石为催化剂，用催化裂化干气生产乙苯的分子筛气相法，又称Mobil/Badger工艺。
烷基化反应温度为370～430℃，反应压力为1.42～2.84MPa，乙烯质量空速为3～5h-1。
该工艺特点为能耗低、污染少、设备腐蚀小、催化剂利用率高、乙苯收率高；但在处理催化裂化干气原料时，对催化裂化干气中丙烯、H2S、O2、CO2和H2O等杂质的含量要求极其严格，其质量分数均为10-6，需对原料进行严格精制，装置投资和能耗相对较高；此外，乙苯产品中副产品二甲苯含量较高，影响产品的品质[7]。
(2)分子筛液相法Lummus、Unocal、UOP三家公司于80年代后期联合开发了用固体酸催化剂进行苯/乙烯液相烷基化生产乙苯的新技术—分子筛液相法，又称Lummus/Unocal 工艺。
我国吉化、扬子、茂名乙烯先后引进了Lummus/UOP分子筛液相技术[8]。
苯和乙烯在装有两段催化剂（以USY沸石为催化剂，Al2O3为粘合剂）床层的反应器内进行烷基化反应，各床层处于绝热状态，反应温度为260～270℃，反应压力为3.5～4.0MPa，苯/乙烯摩尔比为6～8。
该工艺特点为生产工艺流程简单，反应温度易于控制，工艺操作条件缓和，设备造价低，催化剂稳定性好、寿命长，再生周期长，总寿命达4年以上，生成乙苯的选择性高，产品收率高，产品中二甲苯的含量低；不足之处在于该工艺过程中苯空速低，催化剂用量大，反应压力较高，能耗多。
此外，该法只能用于浓乙烯的烷基化反应，而不适合催化裂化干气或焦炉尾气原料。
(3)催化精馏法CDTech公司在1990年成功开发了催化精馏制乙苯技术[9]。
该工艺使用Y型分子筛催化剂，将烷基化反应器与苯汽提塔合二为一，反应器上部装填催化剂，下部进行精馏，催化反应和精馏操作同时进行，反应温度为150～170℃，反应压力为 1.0～2.0MPa。