乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程模拟
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。
乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程模拟
化工模拟计算课程设计题目：乙苯脱氢制苯乙烯学生姓名：徐向东韩月阳学号： 10082330 11031405专业班级：化学工程与工艺卓越11-2班指导教师：孙兰义2004年5月10日乙苯脱氢制苯乙烯摘要乙苯脱氢制苯乙烯是目前工业生产苯乙烯的主要工艺路线，该路线经过两段脱氢工艺在脱氢催化剂的作用下反应生成苯乙烯，并经过进一步提纯制得合格的产品。
本方案基于已有的数据，采用文献提供的反应动力学及热力学平衡数据利用Aspen Plus对苯乙烯生产工艺全流程进行了模拟，模拟结果能够很好地达到产品的质量要求。
在全流程模拟过程中，通过对利用灵明度分析以及设计规定等模块对整个流程进行了设计优化，以期达到降低苯乙烯单位能耗的目的。
关键词：乙苯脱氢；动态模拟；全流程优化Dehydrogenation of Ethylbenzene to StyreneAbstractDehydrogenation of ethylbenzene to styrene is the main industrial process of styrene production , the manufacturing route is achieved by two styrene dehydrogenation reaction in the process of dehydrogenation catalyst ,after further purified，we can get qualified products.The program is based on existing data including the reaction kinetics and thermodynamic equilibrium data.The whole process of styrene production process were simulated by Aspen Plus,the simulation results indicates that the purity of styrene is qualified.For the purpose of energy conservation,we use the model analysis tools like ‘Sensitity’ and ‘Disegn Spec’ to get the enti re process optimized。
乙苯催化脱氢制苯乙烯 (2)(1)
2.4
操作条件
催化剂的活性和选择性是影响反 应结果的重要因素，但不是唯一的因 素，要催化剂发挥良好的作用，使转 化率和选择性能达到技术经济上合理 的指标，操作条件的合理选择和控制 也同样重要。 脱氢反应过程所需控制的主要操 作条件是反应温度、压力、稀释剂 用量和空速。
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1.反应温度
对可逆吸热脱氢反应来说，反应 温度高有利于脱氢平衡，且可加快脱 氢反应速度。
46
⑵脱氢液的分离和苯乙烯的精制
由于乙苯脱氢同时伴随着裂解、氢解和聚 合等副反应的进行，并且转化率只控制在 35～40%，冷凝下来的脱氢液粗苯乙烯是含 有ST、EB、B、T和残渣的一种混合物，其 组成大致如下：
组分 EB ST B T 焦油
组成（w%） 55～60 35～40 1.5 2.5 少量
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用量比过大，能耗增加，废水 量增加。
其用量比与所采用的脱氢反应器 型式有关。 等温多管反应器脱氢比绝热式反 应器脱氢所需水蒸汽量要少一半左 右。
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4.烃的空速
空速小，转化率高，但由于连串副 反应的竞争，使选择性下降，催化剂 表面的结焦量增加，再生周期缩短。 但空速过大，转化率太小，产物收 率低，未转化的原料的回收循环量大， 能耗增加。 故最佳空速的选择，必须综合考虑 原料单耗、能耗和催化剂的再生周期。
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脱氢反应是强吸热反应，反应又 需在高温下进行，因此脱氢过程中必 须在高温条件下向反应系统供给大量 的热量，工艺流程组织是由所采用的 反应器型式所决定的。 由于供热方式不同，采用的反应 器型式不同，工艺流程的组织也不同。
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2、供热方式 工业上采用的供热方式有两种： 间接传热——多管等温型反应器； 直接传热—— 绝热型反应器。
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。
应用化工技术专业《实训项目—乙苯脱氢制苯乙烯》
实训工程—乙苯脱氢制苯乙烯苯乙烯为带辛辣味无色至黄色油状液体，有高折射性和特殊芳香气味，有毒；溶于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮、二硫化碳，不溶于水；毒性中等，在空气中最大允许浓度为100ppm 。
在空气中的爆炸极限上限为6.1%〔体积〕，下限为1.1%〔体积〕。
苯乙烯分子中，由于侧链是C=C 双键，因此，化学性质较为活泼。
本身可处自聚生成聚苯乙烯树脂，也可以和其它不饱和化合物发生共聚。
如AS 塑料；丁苯橡胶；ABS 塑料；聚酯树脂等均是苯乙烯共聚产物，另外，苯乙烯也广泛应用于制药、涂料、颜料和纺织等工业，所以苯乙烯是重要的化工原料。
1.苯乙烯的来源：苯乙酮法、共氧化法、乙苯脱氢法、裂解汽油法。
2.主要生产方法： 乙苯氧化脱氢C 2H 5+SO 2H 2S H 2OCH CH 2++133123乙苯催化脱氢CH2CH3Cat CH CH2+H2本实训采用乙苯气固相催化脱氢制取苯乙烯一、实训目标〔一〕知识目标1.掌握气-固相催化脱氢反响的原理及影响因素；2.熟悉实训流程和主要设备的结构及实训控制原理；3.掌握原料配比对脱氢反响的转化率、产率影响；4.掌握数据处理方法；〔二〕能力目标1.通过本实训，使学生能应用DCS控制系统操作典型气-固相催化〔吸热〕反响真实装置；2.学会常见事故处理；3.能对产品成份进行定量分析。
二、实训原理〔一〕主反响与副反响 主反响CH 2CH 3Cat CH CH 2+H2(1)副反响+C 2H 4(2)CH 2CH 3CH 2CH 3+H 2CH3(3)+ CH 4+C 2H 6(4)CH 2CH 3CH 3+CH 4(5)+H 2(6)+ C 2H 4CH 3(7)+ 2H 2CH CH 2CH CH 2CH 2CH 3+ 2H 2O+ CO 2+ 3H 2此外，还有缩合、聚合、生焦、生炭等副反响。
〔二〕催化剂工业上脱氢催化剂主要有两类： 氧化铁系催化剂；氧化锌系催化剂。
其特点是均能自行再生，由于副反响产生的炭覆盖在催化剂外表，使其活性下降，但在水蒸汽的存在下，能反发生以下反响C + H 2CO + H 2O即再生时只须停止乙苯进料，单独通入水蒸汽即可。
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。
实验 乙苯脱氢制苯乙烯
实验乙苯脱氢制苯乙烯乙苯脱氢制苯乙烯是一种重要的化学反应，可用于生产苯乙烯。
苯乙烯是一种重要的化学原料，广泛用于塑料、橡胶、纺织和涂料等行业。
本实验旨在使用催化剂将乙苯脱氢制为苯乙烯，同时研究不同反应条件对反应产物的影响。
实验步骤：1. 实验仪器：采用多项仪器进行实验操作，主要包括反应釜、加热器、冷却器、气体净化器、漏斗等。
2. 实验材料：本实验中使用的材料有苯乙烯、乙苯，催化剂、溶剂，以及各种实验用的试剂。
3. 反应条件：反应釜温度在350至450℃之间，催化剂量为反应物的5%，氢气流量控制在0.5至1L/min，同时保持反应时间在2到6小时。
4. 实验流程：将乙苯和催化剂加到反应釜中，逐步加热至设定的反应温度。
当达到一定的温度时，开始向反应釜中通入氢气，同时控制氢气流量和反应时间，完成反应后，用氮气吹干反应釜，并用氢气清洗。
5. 实验分析：收集反应产物，通过色谱分析、质谱分析等手段，分析反应物和产物的组成，探究不同反应条件对产物生成的影响。
实验原理：乙苯脱氢制苯乙烯是将乙苯中的甲基基团和芳香基团分离，生成苯乙烯的反应。
催化剂是反应中的关键，可以选择镍、铂、钒等金属作为催化剂。
氢气在反应中也起着重要作用，通过提供氢离子，防止反应中的芳香基团被进一步氧化。
实验结果：实验结果表明，催化剂种类、温度、氢气流量和反应时间等因素都会影响反应产物的生成。
在相同温度下，镍催化剂的反应活性高于钒催化剂。
同时，反应温度越高，产物的产量越高，但也会导致副反应的增加。
氢气流量和反应时间的控制也在一定程度上影响着反应产物的生成。
结论：本实验的结果表明，乙苯脱氢制苯乙烯是一种复杂的化学反应，受多种因素的影响。
通过对实验过程和产物的分析，可以对反应条件进行优化，使得反应产物的产量和纯度得到提高。
同时，本实验也为进一步的苯乙烯生产工艺研究提供了基础数据。
乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程
二、绝热式脱氢反应器有何特点？
绝热式反应器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，只需耐火 砖就行了，检修方便，基建投资低，其缺点 是温度波动大，操作不平稳，消耗大量的高 温（约983K）蒸汽并需要水蒸汽过热设备。
三、粗苯乙烯分离的目的是什么？
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，
乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程
四组Biblioteka 耿燕春姚山山 刘国文 王保明
1、外加热式列管反应器有何特点？ 2、绝热式脱氢反应器有何特点？ 3、粗苯乙烯分离的目的是什么？ 4、粗苯乙烯的分离与精制过程中应该注意什么 问题？
一、外加热式反应器有何特点？
这种反应器类似于管壳式换热器，管内装催化剂， 管间走载热体。为了保证气流均匀地流过每根管子， 催化剂床层阻力必须相同，因此，均匀的装填催化 剂十分重要。管间载热体可以冷却水、沸腾水、加 压水、高沸点有机溶剂 、熔盐、熔融金属等。 外加热式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（如铜锰合 金），结构较复杂，检修不方便。
储存注意事项： 通常商品加有阻聚剂。储存 于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库 温不宜超过30℃。包装要求密封，不可与空 气接触。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌 混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照 明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械 设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备 和合适的收容材料
四、粗苯乙烯的分离和精制过程中应 注意什么问题？
二段绝热乙苯脱氢制苯乙烯实验装置说明
二段绝热负压乙苯脱氢制苯乙烯实验装置一.反应原理乙苯脱氢主反应方程式如下：65236522125/(873)C H CH CH C H CH CH H KJ mol K→=+-(1) 此反应为强吸热增分子的可逆反应，为促进反应平衡转化率的提高，工业上主要采用多段绝热负压脱氢工艺流程，同时以高温过热水蒸汽为热载体提供反应所需的热量。
二实验流程及工艺条件反应原料水和乙苯的进料量由计量泵控制，约占总进水量60%的水经计量泵进入汽化器、过热器，加热到630℃以上成为过热水蒸气，另外约占总水量40%的水与原料乙苯混和进入乙苯汽化器、过热器，加热到560℃左右，然后与630℃以上的过热水蒸汽共同进入预混合器，两股物料混合均匀后，再经第一段反应器上部加热铁块，使反应混合汽体达到反应所需温度，进入催化剂床层，进行脱氢反应，经第一段脱氢反应后，反应物料温度明显下降。
然后由第二段反应器的上铁块加热，将混合汽升至要求的温度，进入第二段脱氢反应器。
第二段反应器的出口产物经冷凝，导入液体收集罐，每隔4小时取一部分液体产物作为反应产物样品，送至气相色谱仪进行分析，氢气等不凝性气体由真空泵抽出，排入大气。
反应器的直径为φ50，二段催化剂床层总高为900mm，每个反应器设置了约150mm 厚的保温层，保温层外分三段用电热丝加热，使保温层的温度接近反应器床层的温度，以保证绝热效果，并在反应器的上下部位装有加热铁块，铁块起到调节反应原料温度和防止轴向热散失的作用。
在第一段反应器进口有一个预混合器，以保证水与乙苯两股进料在反应前能够充分混合，达到反应要求。
工艺条件：催化剂装填量Vcat=1766ml乙苯液相空速LHSV=0.3~0.6hr-1水烃比SOR=1.3~1.8（wt）第一脱氢反应器的入口温度Tin1=590~~620℃第二脱氢反应器的入口温度Tin2=595~625℃三开车步骤1向反应系统通入一定量的氮气，开启各加热装置，并逐步缓慢地加热升温。
乙苯脱氢制苯乙烯Aspen模拟
第3章 反应部分3.1反应动力学方程参考文献，乙苯脱氢制苯乙烯的动力学方程为： 乙苯脱氢的主反应：652565232C H C H C H C H H →+ （1） 652326525C H C H H C H C H +→ （2）乙苯脱氢的主要副反应：65256624C H C H C H C H →+ （3） 65252784C H C H H C H CH +→+ （4） 2242242H O C H H CO +→+ （5） 2423H O CH H CO +→+ （6） 222H O CO H CO +→+ （7）以上各反应的速率方程为：11b r =k E P1k =0.204exp -90981/RT （） 222St r =k H P P-82k =610exp -61127/RT ⨯（）33b r =k E P43k =3.9110exp -207989/RT ⨯（）244b r =k E H P P64k =1.48410exp -91515/RT -⨯（）224255r =k H O C H P P 75k =4.48710exp -103997/RT -⨯（）2466r =k H O CH P P66k =2.56410exp -6723/RT -⨯（） 277r =k H O CO P P37k =1.77910exp -73638/RT ⨯（）3.2反应部分模拟及优化3.2.1反应流程图本设计采用两段段乙苯负压脱氢工艺流程，流程图如3-1所示：3.2.2入口温度由于乙苯脱氢反应是一个强吸热反应，进口温度对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性影响很大，如图3-2、图3-3所示。
5805906006106206306400.260.280.300.320.340.360.380.400.420.44转化率选择性第一反应器入口温度 ℃乙苯转化率0.9520.9540.9560.9580.9600.9620.9640.9660.968苯乙烯的选择性图3-2 第一反应器入口温度对反应的影响第二反应器入口温度 ℃乙苯转化率苯乙烯选择性图3-3 第二反应器入口温度对反应的影响由图3-2和3-3可知，温度对乙苯脱氢反应影响很大，随着入口温度的增加，乙苯的转化率逐渐增加，但温度增加，促进了副反应的进行，使苯乙烯的选择性下降，参考文献，本设计，第一反应器的入口温度为620℃，第二反应器的入口温度为625℃。
毕业设计-15万吨年生产-乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯在脱氢反应器中主要发生下列反应：
主反应：C6H5C2H5→ C6H5CHCH2+ H2
副反应：C6H5C2H5+ H2↑ → C6H5CH3+ CH4
C6H5C2H5+ H2=↑ → C6H6+ CH3CH3
C6H5C2H5→ C6H6+ CH2CH2
4、原理、化学组成及化学性质
2.3乙苯氧化脱氢法
乙苯氧化脱氢法是目前尚处于研究阶段生产苯乙烯的方法。在催化剂和过热蒸汽的存在下进行氧化脱氢反应的，即：
2C6H5C2H5+ O2↑→2C6H5CHCH2+ 2H2O
此方法可以从乙苯直接生成苯乙烯，还可以利用氧化反应放出的热量产生蒸汽，反应温度也较催化脱氢为低。研究的催化剂种类较多，如氧化镉，氧化锗，钨、铬、铌、钾、锂等混合氧化物，钼酸铵、硫化钼及载在氧化镁上的钴、钼等。但这些催化剂在多处于研究阶段，尚不具备工业化条件，有待进一步研究开发。
5、流程叙述
5.1脱氢反应总述：
EB蒸汽/蒸汽混合物与EB/蒸汽过热器二级反应器流出物进行热交换而产生过热，并进入一级反应器进口，在这里与主过热蒸汽混合，以便达到理想的一级反应器的进口温度。EB和蒸汽混合物径向从内向外地进入催化剂床层，一部分EB反应生成SM，由于进行吸热反应，温度降低。混合流出物与过热蒸汽进行换热而得到重新加热并径向通过第二个催化剂床层。大部分EB反应生成SM（受平衡限制）和少量副产品。
一．绪论
1、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。
乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程
（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：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。
图4-15 各温度下的苯乙烯聚合速度
苯 粗 苯 乙 烯 1 2 3
苯 乙 烯
4
乙苯
甲苯
焦油
图 4-16 粗 苯 乙 烯 的 分 离 和 精 制 流 程
3-苯 、 甲 苯 分 离 塔 ； 4-苯 乙 烯 精 馏 塔 1-乙 苯 蒸 出 塔 ； 2-苯 、 甲 苯 回 收 塔 ；
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。
苯乙烯装置脱氢反应工艺及常见问题
苯乙烯装置脱氢反应工艺及常见问题摘要：苯乙烯装置操作过程常出现仪表指示不准、设备聚堵等情况。
正确判断异常原因对快速采取措施起重要作用。
配合模拟计算可协助判断关键词:苯乙烯；仪表问题；1引言苯乙烯是石油化工的重要的有机化工原料，目前国内外乙苯催化脱氢法工艺主要有Lummus工艺、Badger工艺和瑞华工艺。
上述脱氢工艺原理基本相同，都采用了具有级间换热的负压反应技术。
但工艺及仪表流程安排上各具特点。
2脱氢反应工艺2.1 Lummus工艺图1为Lummus工艺流程。
该技术使用两段径相床,负压脱氢反应器。
乙苯转化率 64%,苯乙烯选择性 96.5%(mol),水油比 1.0-1.1(质量)。
脱氢废热回收采用卧式三联换热器,用于过热乙苯进料。
图1 Lummus工艺2.2 Badger 工艺图2为 Badger工艺流程图。
该技术采用具有级间二次加热的两级串联负压径向固定床反应器。
设有立式三联换热器。
脱氢反应温度 615-635℃,脱氢反应压力40-60kPa(A)。
图2 Badger工艺2.3 瑞华工艺图3为瑞华工艺流程图。
该技术脱氢反应器采用国内开发的独特的径向反应器,流体均布采用双曲锥形导流器,消除了多孔板过孔压降。
脱氢反应温度在610℃-640℃，脱氢反应压力 36-58kPa(A)。
级间二次加热换热器是一个列管换热器,它与传统一体化反应器不同,采用单独设立。
图3 瑞华工艺3乙苯脱氢法生产苯乙烯脱氢反应高温区常见问题3.1仪表检测不准问题3.1.1 反应器入口温度异常脱氢反应器入口温度在乙苯脱氢反应中作为重要控制参数，与催化剂选择性及转化率息息相关。
实际操作中反应器入口温度显示经常不准，表现为进口温度指示低，如国内某装置，反应器入口温度指示575℃时，第一反应器乙苯转化率已达42%，第二反应器需610℃才能达到42%转化率，低于其催化剂正常的操作数据，如温度显示异常，将影响催化剂性能判断。
通过流程模拟软件可对换热过程进行模拟计算。
乙苯脱氢制取苯乙烯电子版本
乙苯脱氢制取苯乙烯一、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：氢气苯乙烯乙苯+↔117.8kJ/mol 副反应：乙烯苯乙苯+↔105.0kJ/mol乙烷苯氢气乙苯+↔+-31.5kJ/mol乙烯甲苯氢气乙苯+↔+-54.4kJ/mol在水蒸汽存在的条件下，还可能发生下列反应：氢气二氧化碳甲苯水乙苯3++↔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、影响反应的因素 （1）温度的影响乙苯脱氢为吸热反应，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，使苯乙烯的选择性下降，能耗增加，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540~600ºC 。
（2）压力的影响乙苯脱氢为体积增大的反应，降低总压可使平衡常数增大，从而增加反应的平衡转化率，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）。
（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为止。
3、本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。
三、实验装置及流程实验装置及流程如图1所示。
图1乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验流程图1－乙苯流量计；2、4－加料泵；3－水计量管；5－混合器；6－汽化器；7－反应器；8－电热夹套；9、11－冷凝器；10－分离器；12－热电偶四、反应条件控制汽化温度300ºC，脱氢反应温度540～600ºC，水：乙苯＝1.5：1（体积比），相当于乙苯加料0.5ml/min，蒸馏水0.75ml/min（50ml催化剂）。
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)。
实验讲义-乙苯脱氢制备苯乙烯
实验十三乙苯脱氢制备苯乙烯一、实验目的1.了解以乙苯为原料，使用氧化铁系催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
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、收率与反应温度之间的关系；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、实验内容了解并熟悉实验装置及流程，搞清物料走向及加料、出料方法。
学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。
测定不同温度下乙苯脱氢反应的转化率、苯乙烯的选择性和收率，考察温度对乙苯脱氢反应转化率、苯乙烯选择性和收率的影响。
三、基本原理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导致活性下降。
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 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。
但是温度过高使得副反应增加，导致苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。
本实验的反应温度范围为：540~600℃。
（2）压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应，降低总压P 总可增加反应的平衡转化率，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，副反应也随之增加，苯乙烯的选择性下降，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.催化剂本实验采用以Fe 、K 为主要活性组分，添加少量的I A 、ⅡA 、I B 族氧化物为助剂的GS-08催化剂。
年产20万吨乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计毕业设计 精品
毕业设计20万吨/年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 (45)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。
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化工模拟计算课程设计题目：乙苯脱氢制苯乙烯学生姓名：徐向东韩月阳学号： 10082330 11031405专业班级：化学工程与工艺卓越11-2班指导教师：孙兰义2004年5月10日乙苯脱氢制苯乙烯摘要乙苯脱氢制苯乙烯是目前工业生产苯乙烯的主要工艺路线，该路线经过两段脱氢工艺在脱氢催化剂的作用下反应生成苯乙烯，并经过进一步提纯制得合格的产品。
本方案基于已有的数据，采用文献提供的反应动力学及热力学平衡数据利用Aspen Plus对苯乙烯生产工艺全流程进行了模拟，模拟结果能够很好地达到产品的质量要求。
在全流程模拟过程中，通过对利用灵明度分析以及设计规定等模块对整个流程进行了设计优化，以期达到降低苯乙烯单位能耗的目的。
关键词：乙苯脱氢；动态模拟；全流程优化Dehydrogenation of Ethylbenzene to StyreneAbstractDehydrogenation of ethylbenzene to styrene is the main industrial process of styrene production , the manufacturing route is achieved by two styrene dehydrogenation reaction in the process of dehydrogenation catalyst ,after further purified，we can get qualified products.The program is based on existing data including the reaction kinetics and thermodynamic equilibrium data.The whole process of styrene production process were simulated by Aspen Plus,the simulation results indicates that the purity of styrene is qualified.For the purpose of energy conservation,we use the model analysis tools like ‘Sensitity’ and ‘Disegn Spec’ to get the enti re process optimized。
Keywords:Dehydrogenation of Ethylbenzene; Dynamic Simulation;Optimization目录目录 (4)第1章前言 (6)第2章组分 (7)2.1 产品介绍 (7)2.2 建设规模及产品方案 (7)2.3 主要原材料及规格 (7)2.4 全装置组分汇总 (8)第3章苯乙烯生产工艺过程介绍 (9)3.1 现有工艺方案概述 (9)3.1.1乙苯共氧化法 (9)3.1.2 甲苯为原料合成苯乙烯 (10)3.1.3 乙烯和苯直接合成 (10)3.1.4 乙苯氧化脱氢 (10)3.2 乙苯催化脱氢工艺详细介绍 (10)第4章物性方法 (13)第5章反应动力学 (14)第6章模拟方法 (16)6.1 原料混合加热单元 (16)6.2 乙苯反应单元 (17)6.2.1 反应对象的建立 (17)6.2.2 反应器的建立 (21)6.3 组分分离单元 (23)6.4 乙苯苯乙烯回收单元 (26)6.4.1 精馏塔的简捷计算 (27)6.4.2 精馏塔的严格计算 (29)6.5 苯乙烯纯化单元 (31)6.5.1 精馏塔的简捷计算 (31)6.5.2 精馏塔的严格计算 (34)第7章模拟结果验证 (37)第8章结论 (44)第9章参考文献 (45)第10章附录 (46)10.1 物料衡算 (46)10.1.1 概述 (46)10.1.2 物料衡算遵循的原则 (46)10.1.3 装置物料衡算 (46)10.2 能量衡算 (49)10.2.1 能量衡算概述 (49)10.2.2 能量衡算遵循原则 (49)10.2.3 能量衡算 (49)第1章前言苯乙烯是生产丁苯橡胶（SBR）、丁苯胶乳（包括SBR胶乳和S/B共聚物胶乳）的主要原料之一。
随着橡胶下游相关行业的蓬勃发展，特别是汽车轮胎工业的飞速发展，近年来我国丁苯橡胶及胶乳的消费量呈现出跳跃式增长。
本项目主要通过对乙苯脱氢制苯乙烯进行Aspen Plus模拟以获得全装置的相关数据，从而对整个生产工艺的相关能耗物耗有个整体的了解，为下一步的设计提供理论依据。
本项目主要从各装置的操作条件，能量利用，设计优化等方面对流程进行了设计。
本项目设计说明书严格按照《高等学校毕业设计（论文）指导手册化工卷》和本科生毕业设计论文要求编写，本着认真负责的态度，参考相关资料及文献对各章节的内容做了编写工作。
在本项目的设计模拟过程中得到了孙兰义教授及其研究生的相应指导，在此对他们表示衷心的感谢。
徐向东韩月阳2014年5月于中国石油大学（华东）第2章组分2.1 产品介绍苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。
具有高折射性和特殊芳香气味。
沸点为145 ℃，凝固点－30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。
苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。
苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。
苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。
苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。
苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS）树脂。
也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。
苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。
此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业[1]。
2.2 建设规模及产品方案本项目装置设计规模为8万吨每年苯乙烯。
本项目的产品品种、规格及数量见表2-1。
表2-1 产品技术规格2.3 主要原材料及规格本项目主要原材料规格及来源如表2-2所示。
表2-2 生产原材料规格技术规格2.4 全装置组分汇总本项目模拟过程中所涉及到的所有物质见表2-3。
表2-3 全装置组分汇总第3章 苯乙烯生产工艺过程介绍苯乙烯是不饱和芳烃，无色液体，沸点145℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙醇、四氯化碳及乙醚等溶剂中。
苯乙烯是高分子合成材料的一种重要单体，自身均聚可制得聚苯乙烯树脂，其用途十分广泛，与其他单体共聚可得到多种有价值的共聚物，如与丙烯腈共聚制得色泽光亮的SAN 树脂，与丙烯腈、丁二烯共聚得ABS 树脂，与丁二烯共聚可得丁苯橡胶及SBS 塑型橡胶等。
此外，苯乙烯还广泛用于制药、涂料、纺织等工业。
苯乙烯聚合物于1827年发现，1867年Berthlot 发现乙苯通过炽热瓷管时能生成苯乙烯。
1930年，美国道化学公司首创了乙苯热脱氢法生产苯乙烯过程，1945年实现了苯乙烯工业生产。
50年来，苯乙烯生产技术不断进步，已趋于完善。
2000年世界苯乙烯生产能力超过2230万吨。
由于市场需求旺盛，苯乙烯生产将会高速发展。
3.1 现有工艺方案概述现有的苯乙烯生产工艺主要包括乙苯脱氢法、乙苯共氧化法、甲苯为原料合成苯乙烯、乙烯和苯直接合成苯乙烯，乙苯氧化脱氢等，现对其作简要的介绍[2][3]3.1.1乙苯共氧化法该法分三步进行，首先生成乙苯过氧化氢，然后将乙苯过氧化氢与丙烯反应，生成α-甲基苯甲醇和环氧丙烷，然后α-甲基苯甲醇脱水生成苯乙烯，该法称为哈康法。
CH 3+O 2CH 3OOHCH 3O OH+CH 3CH 2CH 3OH+C H 3OCH 3OHCH 2+H 2O3.1.2 甲苯为原料合成苯乙烯第一步采用PbO ·MgO/Al 2O 3催化剂，在水蒸气存在下使甲苯脱氢缩合生成苯乙烯基苯；第二步将苯乙烯基苯与乙烯在WO ·K 2O/SiO 2催化剂作用下生成苯乙烯。
CH3+2H 2+C H 2CH 22CH 23.1.3 乙烯和苯直接合成 采用贵金属催化剂，可在液相，也可在气相中进行反应，副产物有乙烯、一拳、二氧化碳等，此项技术也处于研究中，有一定的工业前景。
+C H 2CH 2+0.5O 2CH 2+H 2O 3.1.4 乙苯氧化脱氢 CH 3+0.5O 2CH 2+H 2O3.2 乙苯催化脱氢工艺详细介绍乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个强吸热、分子数增多的反应 , 从热力学中国石油大学（华东） 化工模拟计算角度看 , 采用负压、提高反应温度、使用新型乙苯脱氢催化剂 ,可提高乙苯的单程转化率。
采用中间换热的两段负压绝热脱氢工艺较好的解决了单段绝热反应器脱氢的过热水蒸气消耗量大、乙苯转化率低和苯乙烯选择性低等的缺点，故本设计采用的苯乙烯生产工艺为乙苯催化脱氢法，两段负压绝热脱氢工艺。
工艺流程图如图3-1所示。
原料乙苯首先经过换热器E-401汽化，水蒸气经过加热炉H-401加热变成高温的过热水蒸气其中一股与原料乙苯混合，使之达到脱氢反应温度560℃，同时降低乙苯分压使反应在负压下进行。
在第一段脱氢反应器R-401中进行脱氢反应后，与另一股过热水蒸气换热升温达到550℃，再进入第二段脱氢反应器R-402继续进行反应;反应完后出口转化率可达到40.8%，选择性达到99.3%。
反应器出口物流经过一组换热器换热，将物流冷却到65℃、80kp ，此时为部分汽化状态。
然后进入三相闪蒸罐V-401进行闪蒸，氢气以气相形式离开，水相从最底部排出，油相进入苯-甲苯精馏塔T-401，其中副反应产生的苯、甲苯从塔顶离开，重组分乙苯和苯乙烯进入苯乙烯精馏塔T-402，乙苯从塔顶离开，反回到原料进口与原料液混合，苯乙烯作为产品输出。
乙苯催化脱氢工艺主要反应：CH3CH 2+H 2k 1k 2CH3+C H 2CH 2k 3CH 3+H 2CH 3+CH 4k 4中国石油大学（华东）化工模拟计算图3-1 乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程图12第4章物性方法对于乙苯脱氢制苯乙烯这个反应反应过程中物系主要为烃类，只有水蒸气存在于反应过程中，不涉及其他极性物质，所以对整个流程的模拟我们可以采用SRK,PR这样的物性方法，而本流程模拟过程中我们采用PSRK物性方法，对于有水蒸气存在的模块中，我们选择STEMA-TA物性方法。
第5章 反应动力学乙苯脱氢制苯乙烯反应过程中存在如下反应，反应过程中副产物有苯和甲苯，由乙苯脱烷基得到，和苯乙烯构成平行反应网络。