苯乙烯生产工艺ppt课件
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苯乙烯的生产课件
生产过程概述
苯乙烯的生产过程涉及从石油化工原料中提取石脑油，经裂解反应将其转化为苯乙烯。这个过程经历多 个步骤和控制参数的调节，确保高产率和良好产品质量。
苯乙烯生产的主要工艺路线
1
外排式工艺
采用外排式工艺，通过多级蒸馏和吸附等操作，将石脑油中的苯乙烯分离提纯。
2
内循环式工艺
采用内循环式工艺，通过连续催化裂解、醇解和脱水处理，实现高效苯乙烯的产 出。
苯乙烯的生产课件
欢迎来到苯乙烯的生产课件。在本课件中，我们将了解苯乙烯的用途、生产 过程概述、主要工艺路线、催化剂、反应器类型、制约因素以及市场需求与 未来发展趋势。
苯乙烯的用途
苯乙烯是一种重要的化学原料，广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、涂料、胶 粘剂和合成纤维等领域。它是制造许多日常用品的关键组成部分。
3
煤炭气化工艺
利用煤炭气化产生的合成气，经过一系列反应和分离步骤，可生产高纯度的苯乙 烯。
生产过程中的催化剂
石墨块催化剂
石墨块催化剂在裂解反应 中具有高活性和良好的热 传导性能，能够提高苯乙 烯的收率。
金属氧化物催化剂
金属氧化物催化剂在蒸汽 裂解反应中具有高度选择 性和稳定性，能够控制副 产物的生成。
不断增长的需求
苯乙烯在塑料行业的广泛应 用，使其需求持续增长，尤 其是在新兴市场。
可持续发展
随着环保意识的增强，对低 碳、环保生产过程和绿色产 品的需求逐渐增加。
创新驱动
技术创新和产品改进对苯乙 烯行业的发能够促进苯乙 烯的生成反应，并调控副 反应的发生。
反应器类型
苯乙烯的生产使用多种反应器，包括流化床反应器、固定床反应器和搅拌床 反应器。每种反应器都有其优点和适用场景。
苯乙烯生产工艺设计
苯乙烯生产工艺设计
• 苯乙烯概述 • 生产工艺设计原理 • 设备选型与布局规划 • 自动化控制系统设计 • 安全防护措施及环保要求 • 经济效益分析与评价
目录
01
苯乙烯概述
苯乙烯定义与性质
苯乙烯定义
苯乙烯是一种无色透明的油状液体，具有独特的芳香味。
物理性质
苯乙烯的相对分子质量为104.15，密度为0.9060g/cm³（20℃）， 熔点为-30.6℃，沸点为145.2℃。
02
生产工艺设计原理
原料选择与预处理
原料选择
通常选择苯和乙烯作为原料，它们都 是石化工业中常见且易于获取的化学 品。
原料预处理
苯和乙烯在反应前需要进行干燥、脱 氧、脱硫等预处理，以确保反应的高 效进行并减少副反应。
反应原理及催化剂选择
反应原理
苯乙烯的生产主要通过苯与乙烯的烷 基化反应实现，该反应是一个加成反 应，需要在催化剂的存在下进行。
关键参数监测与报警机制设置
关键参数实时监测
故障诊断与处理
对生产过程中的温度、压力、流量、 液位等关键参数进行实时监测，确保 生产安全稳定。
系统具备故障诊断功能，能够自动识 别并定位故障点，为操作人员提供故 障处理建议。
报警机制设置
根据工艺要求设定各关键参数的报警阈 值，当参数超出正常范围时，系统自动 触发报警，提醒操作人员及时处理。
化学性质
苯乙烯含有不饱和双键，因此具有烯烃的典型反应，如加成反应、氧 化反应等。同时，苯环的存在也使其具有芳香烃的某些性质。
苯乙烯应用领域
01
02
03
聚合物合成
苯乙烯是合成聚苯乙烯、 丁苯橡胶、ABS树脂等聚 合物的重要单体。
有机合成
• 苯乙烯概述 • 生产工艺设计原理 • 设备选型与布局规划 • 自动化控制系统设计 • 安全防护措施及环保要求 • 经济效益分析与评价
目录
01
苯乙烯概述
苯乙烯定义与性质
苯乙烯定义
苯乙烯是一种无色透明的油状液体，具有独特的芳香味。
物理性质
苯乙烯的相对分子质量为104.15，密度为0.9060g/cm³（20℃）， 熔点为-30.6℃，沸点为145.2℃。
02
生产工艺设计原理
原料选择与预处理
原料选择
通常选择苯和乙烯作为原料，它们都 是石化工业中常见且易于获取的化学 品。
原料预处理
苯和乙烯在反应前需要进行干燥、脱 氧、脱硫等预处理，以确保反应的高 效进行并减少副反应。
反应原理及催化剂选择
反应原理
苯乙烯的生产主要通过苯与乙烯的烷 基化反应实现，该反应是一个加成反 应，需要在催化剂的存在下进行。
关键参数监测与报警机制设置
关键参数实时监测
故障诊断与处理
对生产过程中的温度、压力、流量、 液位等关键参数进行实时监测，确保 生产安全稳定。
系统具备故障诊断功能，能够自动识 别并定位故障点，为操作人员提供故 障处理建议。
报警机制设置
根据工艺要求设定各关键参数的报警阈 值，当参数超出正常范围时，系统自动 触发报警，提醒操作人员及时处理。
化学性质
苯乙烯含有不饱和双键，因此具有烯烃的典型反应，如加成反应、氧 化反应等。同时，苯环的存在也使其具有芳香烃的某些性质。
苯乙烯应用领域
01
02
03
聚合物合成
苯乙烯是合成聚苯乙烯、 丁苯橡胶、ABS树脂等聚 合物的重要单体。
有机合成
塑料材料苯乙烯类塑料优秀课件
离心分离，得含水量为2%～3%的聚苯乙烯珠粒。产品常 用于制备泡沫塑料，也可供一般日用品的注塑、挤出。
苯乙烯高温悬浮聚合
主分散剂：MgCO3（可在釜用Na2CO3与 MgSO4
制备） 助分散剂：苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物
苯乙烯高温悬浮聚合
苯 乙 烯软
水5
1
24 3
8 9
10
21
19 20
22 18
➢从该塔顶可以蒸出部分苯乙
烯，以有助于维持塔温。蒸出 的苯乙烯经冷凝，循环至预聚 釜重复使用。为此这个装置比 早期装置大提高了产率。
苯乙烯 乙苯
塔或 压力釜 110～ 115℃
110～ 115℃ 塔
130～ 135℃
140℃ 85%～90%PS 塔
165℃
11%～15%PS 35%～40%PS 连续化塔式苯乙烯本体聚合
苯乙烯
预聚釜 115～120℃
140℃
聚 合 塔
97%～98%PS
200℃ 50%PS
改进后的苯乙烯本体聚合
➢预聚釜温度控制在115～
120℃，物料停留时间4～5h。 转化率约为50%；
➢塔式反应器中塔顶温度保持
140℃，塔底为200℃。物料在 塔中的停留时间为3～4h，出 口产物含聚苯乙烯97%～98%。
乙基苯脱氢主要有三种方法：催化脱氢法，过氧化法和 氧化还原脱水法。
一、 催化脱氢
催化剂 乙苯
脱氢
主反应：
CH3
CH2
Fe2O3
723~783K
苯乙烯
CH2
CH + H2 － 117.2 kJ/mol
二、 过氧化脱氢
此法特点是一套装置可同时得到苯乙烯和环氧丙烷两个产 品，所以又称为苯乙烯、环氧丙烷联产法!乙基苯转化成苯乙 烯的转化率和选择性都很高，但装置较复杂。反应过程为：
苯乙烯高温悬浮聚合
主分散剂：MgCO3（可在釜用Na2CO3与 MgSO4
制备） 助分散剂：苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物
苯乙烯高温悬浮聚合
苯 乙 烯软
水5
1
24 3
8 9
10
21
19 20
22 18
➢从该塔顶可以蒸出部分苯乙
烯，以有助于维持塔温。蒸出 的苯乙烯经冷凝，循环至预聚 釜重复使用。为此这个装置比 早期装置大提高了产率。
苯乙烯 乙苯
塔或 压力釜 110～ 115℃
110～ 115℃ 塔
130～ 135℃
140℃ 85%～90%PS 塔
165℃
11%～15%PS 35%～40%PS 连续化塔式苯乙烯本体聚合
苯乙烯
预聚釜 115～120℃
140℃
聚 合 塔
97%～98%PS
200℃ 50%PS
改进后的苯乙烯本体聚合
➢预聚釜温度控制在115～
120℃，物料停留时间4～5h。 转化率约为50%；
➢塔式反应器中塔顶温度保持
140℃，塔底为200℃。物料在 塔中的停留时间为3～4h，出 口产物含聚苯乙烯97%～98%。
乙基苯脱氢主要有三种方法：催化脱氢法，过氧化法和 氧化还原脱水法。
一、 催化脱氢
催化剂 乙苯
脱氢
主反应：
CH3
CH2
Fe2O3
723~783K
苯乙烯
CH2
CH + H2 － 117.2 kJ/mol
二、 过氧化脱氢
此法特点是一套装置可同时得到苯乙烯和环氧丙烷两个产 品，所以又称为苯乙烯、环氧丙烷联产法!乙基苯转化成苯乙 烯的转化率和选择性都很高，但装置较复杂。反应过程为：
苯乙烯的生产工艺组织与实施
精馏法
通过多级精馏进一步提纯苯乙烯，可有效去除杂质，提高产品纯 度。
共沸精馏法
利用苯乙烯与其他杂质在共沸剂中的共沸性质进行分离，适用于高 纯度苯乙烯的制备。
分子筛吸附法
利用分子筛对苯乙烯的选择性吸附进行提纯，适用于高纯度苯乙烯 的制备。
副产物的处理与利用
乙苯回收
通过蒸馏等技术回收副产物乙苯，可作为原料循环使用。
新技术应用与推广
新催化剂研发
研究开发高效、环保的新型催化剂，提高反应 活性和产物纯度。
绿色合成工艺
探索环境友好的合成工艺，减少生产过程中的 废弃物排放和资源消耗。
循环经济理念
将循环经济理念应用于生产过程中，实现资源的循环利用和生产过程的可持续 发展。
THANKS。
04
产物分离与提纯
产物分离方法
01
蒸馏法
利用不同物质沸点的差异进行分 离，是苯乙烯工业生产中最常用 的分离方法。
萃取法
02
03
吸附法
利用物质在两种不混溶液体中的 溶解度差异进行分离，适用于从 复杂组分中分离苯乙烯。
利用吸附剂对目标产物的选择性 吸附进行分离，适用于高纯度苯 乙烯的分离。
产物提纯技术
02
03
配料比优化
根据原料配比对化学反应的影响，通 过试验确定最佳的配料比，降低生产 成本。
设备改进与选型
高效反应器
采用新型高效反应器，提高反应速度和产物收率，降低能耗和生 产成本。
分离设备升级
改进分离提纯设备，提高产品纯度和分离效果，减少副产物的生成 。
自动化控制系统
引入先进的自动化控制系统，实现生产过程的自动化和智能化控制 ，提高生产效率和安全性。
催化剂回收
苯乙烯生产技术 苯乙烯生产工艺流程
苯乙烯分离和精制流程图 1-乙苯蒸出塔；2，4，6，8，10-冷凝器；3-苯、甲苯回收塔；5苯、甲苯分离塔；7-苯乙烯粗馏塔； 9-苯乙烯精馏塔； 11- 蒸发
釜
四、岗位职责
岗位
岗位职责
烃化岗位
负责烃化液的生产，对原料投入到产品产出 整个生产过程进行检查、记录、调节、控制、 预防及处理事故，并协调岗位之间、工种之 间的
教学目标
知
识 ➢了解苯乙烯的常见生产方法、
目
工艺流程 ➢熟悉苯乙烯的典型生产工艺过
标程
能
力
➢能够对苯乙烯生产工艺流程进
目 行解析
标
工作任务:
结合教材内容，查找相关文献资料，学 习苯乙烯生产工艺流程及过程控制的知识 ， 并完成表格内容。
完成下表内容并交流:
问题
对苯的烷基化过程进行工 艺解析
对乙苯的脱氢过程进行工 艺解析
苯乙烯生产技术
教学目标
知 识
➢了解甲醇的理化性质 ➢ 了解甲醇的产量
➢了解甲醇工业的基本情况
目
➢ 了解甲醇工业的发展趋势
标
能
➢能够熟练运用学习资源进行检
力
索
目
➢能够对检索得到的信息和知识
标
进行筛选
项目说明:
通过本项目的学习，了解苯乙烯的基本性 质和用途，苯乙烯工业的基本情况及苯乙烯的 生产方法，熟悉苯乙烯的工艺生产流程及苯乙 烯生产的操作规程，掌握影响苯乙烯生产的工 艺条件及影响因素。
3．检查疏水器、排凝水情况
1． 乙苯蒸出塔塔釜液面过低
1． 恢复釜液面，增加进料或回流
2． 乙苯蒸出塔塔釜出料系统泄漏
2． 停车或减压检漏使之密封
1． 塔釜蒸汽压力波动
釜
四、岗位职责
岗位
岗位职责
烃化岗位
负责烃化液的生产，对原料投入到产品产出 整个生产过程进行检查、记录、调节、控制、 预防及处理事故，并协调岗位之间、工种之 间的
教学目标
知
识 ➢了解苯乙烯的常见生产方法、
目
工艺流程 ➢熟悉苯乙烯的典型生产工艺过
标程
能
力
➢能够对苯乙烯生产工艺流程进
目 行解析
标
工作任务:
结合教材内容，查找相关文献资料，学 习苯乙烯生产工艺流程及过程控制的知识 ， 并完成表格内容。
完成下表内容并交流:
问题
对苯的烷基化过程进行工 艺解析
对乙苯的脱氢过程进行工 艺解析
苯乙烯生产技术
教学目标
知 识
➢了解甲醇的理化性质 ➢ 了解甲醇的产量
➢了解甲醇工业的基本情况
目
➢ 了解甲醇工业的发展趋势
标
能
➢能够熟练运用学习资源进行检
力
索
目
➢能够对检索得到的信息和知识
标
进行筛选
项目说明:
通过本项目的学习，了解苯乙烯的基本性 质和用途，苯乙烯工业的基本情况及苯乙烯的 生产方法，熟悉苯乙烯的工艺生产流程及苯乙 烯生产的操作规程，掌握影响苯乙烯生产的工 艺条件及影响因素。
3．检查疏水器、排凝水情况
1． 乙苯蒸出塔塔釜液面过低
1． 恢复釜液面，增加进料或回流
2． 乙苯蒸出塔塔釜出料系统泄漏
2． 停车或减压检漏使之密封
1． 塔釜蒸汽压力波动
苯乙烯合成工艺技术及研究进展PPT
苯乙烯合成工艺技术及研究进展徐明霞黄学庆张春雷(大庆油田天然气利用研究所黑龙江省大庆市163457)摘要我国对苯乙烯的需求量很大,而国内生产能力偏低,市场缺口较大,每年都需从国外进口大量的苯乙烯。
作为其下游产品的聚苯乙烯、ABS树脂的需求也不断增加。
开发苯乙烯生产工艺,有利于缓解国内市场供需紧张的矛盾。
目前,工业生产采用的乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺路线长,设备投资较大,能耗也较高。
甲苯与甲烷(或甲醇)反应生产苯乙烯,与传统工艺相比,更具有竞争力,而且该法还为苯乙烯的生产开辟了一条新的生产路线,改善了苯乙烯的生产原料严重依赖石油的局面,使得苯乙烯的生产路线多元化。
我国的天然气资源丰富,新探明的天然气储量还在不断增加,充分利用资源优势,大力开展天然气化工利用研究,必将会给我国的化工行业带来新的生机和活力。
主题词苯乙烯脱氢甲苯甲烷天然气储量工艺技术苯乙烯是合成高分子材料的重要单体,是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料。
目前,世界苯乙烯产量达20001104t/a,而国内产量只有701104 t/a,自给率仅为50%,每年都需进口大量的苯乙烯来满足市场的需求。
随着我国综合国力的迅猛发展,供需缺口将会越来越大,预计2005年对苯乙烯的需求将达到2801104t,2010年将达到350 1104t。
目前世界上90%以上苯乙烯工业生产仍采用传统的乙苯催化脱氢法,该法生产工艺虽然比较成熟,但仍存在工艺路线长、设备投资大、能耗较高等缺点。
因此,苯与乙烯一步法合成苯乙烯的技术受到人们的青睬,但寻找到高活性、高选择性的催化剂,一直是该项技术的开发难题。
随着石油资源日益枯竭以及21世纪天然气能源时代的到来,国内外各大石油公司已将研究重点转移到天然气的化工利用上,甲苯与甲烷(或甲醇)甲基化合成苯乙烯已成为热门研究课题。
1.经由乙苯的二步法生产苯乙烯的工艺技术状况111合成乙苯的工艺技术乙苯是生产苯乙烯的重要原料,其来源主要是通过苯和乙烯烷基化反应制得,以及从重整的C8馏份中分离得到。
聚苯乙烯工艺设计ppt课件
的阻聚作用。假设水的硬度过高，会影响产 品的电绝缘性能和热稳定性，水中氯离子过 高，易使产品珠粒变大，影响颗粒外形。
发泡剂
分子量大的发泡剂比分子小的发泡剂分散损 失小，更有利于提高发泡倍数。
发泡剂的沸点越高，成型时在EPS中的剩余 量越大。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
性能
普通性能：EPS最初运用于建筑和包装领域领域，其绝热性能和 力学维护性能是最优的，在建筑领域的运用，如地板下或墙壁的 隔热资料，都得益于其良好的绝热性，而作为易碎电子产品的包 装资料，那么需求强的力学〔冲击〕维护性能。EPS越来越多的 用于食品运输和包装〔鱼、水果和蔬菜〕，在这方面，力学性能 和绝热性能都起重要的作用。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
用途
电器制品：电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电 容器等。
透明制品：光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器 等。儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子 、牙刷把、笔杆及文具等。
包装资料：泡沫塑料，多用于电器、精细仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热资料等。
应留意EPS泡沫塑料在非常低的密度时 〔10~15 g﹒cm3〕具有较大的导热性，随着 密度的添加而下降，密度在30~50 g﹒cm3时 具有最正确绝热性能 。
化学性能
EPS的性能受化学药剂的影响变化比较大。长时间 接触盐水、皂液、漂白剂和大多数稀酸溶液而不会 影响其性能，但多种有机溶剂会明显影响其性能。 EPS泡沫塑料和其他聚合物一样，长时间曝露在紫 外线下，性能会有很大变化。但思索到作为包装资 料时，运用期限较短，这一影响并不重要；作为建 筑资料运用时，运用寿命虽然较长，但曝露在紫外 线下的能够性较小，故这一影响也不太重要。EPS 对动物没有营养价值，不会受霉菌侵蚀，也不会分 解出任何污染地下水的水溶物。
发泡剂
分子量大的发泡剂比分子小的发泡剂分散损 失小，更有利于提高发泡倍数。
发泡剂的沸点越高，成型时在EPS中的剩余 量越大。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
性能
普通性能：EPS最初运用于建筑和包装领域领域，其绝热性能和 力学维护性能是最优的，在建筑领域的运用，如地板下或墙壁的 隔热资料，都得益于其良好的绝热性，而作为易碎电子产品的包 装资料，那么需求强的力学〔冲击〕维护性能。EPS越来越多的 用于食品运输和包装〔鱼、水果和蔬菜〕，在这方面，力学性能 和绝热性能都起重要的作用。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
用途
电器制品：电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电 容器等。
透明制品：光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器 等。儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子 、牙刷把、笔杆及文具等。
包装资料：泡沫塑料，多用于电器、精细仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热资料等。
应留意EPS泡沫塑料在非常低的密度时 〔10~15 g﹒cm3〕具有较大的导热性，随着 密度的添加而下降，密度在30~50 g﹒cm3时 具有最正确绝热性能 。
化学性能
EPS的性能受化学药剂的影响变化比较大。长时间 接触盐水、皂液、漂白剂和大多数稀酸溶液而不会 影响其性能，但多种有机溶剂会明显影响其性能。 EPS泡沫塑料和其他聚合物一样，长时间曝露在紫 外线下，性能会有很大变化。但思索到作为包装资 料时，运用期限较短，这一影响并不重要；作为建 筑资料运用时，运用寿命虽然较长，但曝露在紫外 线下的能够性较小，故这一影响也不太重要。EPS 对动物没有营养价值，不会受霉菌侵蚀，也不会分 解出任何污染地下水的水溶物。
苯乙烯工艺 简介课件ppt
2021/3/10
4
二、苯乙烯工业的现状及发展趋势
1. 我国生产现状
我国苯乙烯生产始于20 世纪50 年代末。采用传统的三氯 化铝液相烷基化工艺，建成一套5000吨/年苯乙烯生产装置， 以后又陆续建成几套生产装置，但大都生产规模小，能耗和 物耗较高，产量低，因而发展缓慢。20世纪90年代，大庆石 盘锦乙烯和广州石化公司先后引进气相分子筛工艺建成苯乙 烯生产装置 ， 这些装置的陆续建成投产，使我国苯乙烯的 生产得到了飞速发展。1998年我国苯乙烯的生产能力达到约 74.0万吨，2000年进一步增加到约95万吨。
8
(4) 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。
（3）苯乙烯自聚生成聚苯乙烯树脂，它还能 与其他的不饱 和化合物共聚，生成合成 橡胶和树脂等多种产物。
（4）苯乙烯还可以发生烯烃所特有的加成反
应。 2021/3/10
2
• 用途 （1）苯乙烯自聚生成PS（聚苯乙烯树脂），
（2）苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用于 生产ABS工程塑料；
（3）与丁二烯共聚可以生成丁苯乳胶（SBL）和合成 丁苯橡胶（SBR）；
2006年，我国又有多套苯乙烯装置建成投产，截止到 2006年11月底，我国苯乙烯的生产能力达到285.5万t/a，
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5
苯乙烯需求的巨大缺口和持续强劲增长态势，是 我国苯乙烯生产不断扩能的原动力。2007-2010 年仍是我国苯乙烯产能的大规模增长期，一些新 建和扩建项目仍将陆续进行。预计到2008年我国 苯乙烯总生产能力将达到约400.0万t/a，2010年， 总生产能力将达到约600.0万t/a，届时我国苯乙烯 市场供需矛盾将得到根本缓解。
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
• (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
苯乙烯合成工艺技术及研究进展PPT
苯乙烯合成工艺技术及研究进展徐明霞黄学庆张春雷(大庆油田天然气利用研究所黑龙江省大庆市163457)摘要我国对苯乙烯的需求量很大,而国内生产能力偏低,市场缺口较大,每年都需从国外进口大量的苯乙烯。
作为其下游产品的聚苯乙烯、ABS树脂的需求也不断增加。
开发苯乙烯生产工艺,有利于缓解国内市场供需紧张的矛盾。
目前,工业生产采用的乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺路线长,设备投资较大,能耗也较高。
甲苯与甲烷(或甲醇)反应生产苯乙烯,与传统工艺相比,更具有竞争力,而且该法还为苯乙烯的生产开辟了一条新的生产路线,改善了苯乙烯的生产原料严重依赖石油的局面,使得苯乙烯的生产路线多元化。
我国的天然气资源丰富,新探明的天然气储量还在不断增加,充分利用资源优势,大力开展天然气化工利用研究,必将会给我国的化工行业带来新的生机和活力。
主题词苯乙烯脱氢甲苯甲烷天然气储量工艺技术苯乙烯是合成高分子材料的重要单体,是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料。
目前,世界苯乙烯产量达20001104t/a,而国内产量只有701104 t/a,自给率仅为50%,每年都需进口大量的苯乙烯来满足市场的需求。
随着我国综合国力的迅猛发展,供需缺口将会越来越大,预计2005年对苯乙烯的需求将达到2801104t,2010年将达到350 1104t。
目前世界上90%以上苯乙烯工业生产仍采用传统的乙苯催化脱氢法,该法生产工艺虽然比较成熟,但仍存在工艺路线长、设备投资大、能耗较高等缺点。
因此,苯与乙烯一步法合成苯乙烯的技术受到人们的青睬,但寻找到高活性、高选择性的催化剂,一直是该项技术的开发难题。
随着石油资源日益枯竭以及21世纪天然气能源时代的到来,国内外各大石油公司已将研究重点转移到天然气的化工利用上,甲苯与甲烷(或甲醇)甲基化合成苯乙烯已成为热门研究课题。
1.经由乙苯的二步法生产苯乙烯的工艺技术状况111合成乙苯的工艺技术乙苯是生产苯乙烯的重要原料,其来源主要是通过苯和乙烯烷基化反应制得,以及从重整的C8馏份中分离得到。
苯乙烯乳液的制备(共11张PPT)
乳化剂的作用。
外，亦可将胶乳冷冻，或加入电解质将聚合物凝聚，然后进行 乳液聚合体系主要包括:单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂，还有调节剂、pH缓冲剂及电解质等其他辅助试剂，它们的比例大致如下:
本实验分两组进行，第一组乳化剂用量为0.
5 h，而后停分止反离应。，经净化干燥后，可得固体状产品。它的缺点是:聚合物中 常带有未洗净的乳化剂和电解质等杂质，从而影响成品的透明 乳化剂的另一作用是减少分散相与分散介质间的界面张力，使单体与单体-聚合物颗粒分散在介质中形成稳定的乳浊液。
• 乳液聚合的优点是：
• ① 聚合速度快、产物相对分子质量高。
• ② 由于使用水作介质，易于散热、温度容易控制、费用也低。
① 聚合•速度③快、产由物相于对分聚子质合量高形。 成稳定的乳液体系粘度不大，故可直接用于涂料、 粘合剂、织物浸渍等。如需要将聚合物分离，除使用高速离心 通过实验对比不同量乳化剂对聚合反应速度和产物的相对分子质量的影响，从而了解乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用，尤其是
等有关。
• 乳化剂：0.1%~5%\ (占单体质量) 水(分散介质)： 60%~80% (占乳液总质量)
下进行非均相聚合的反应过程。
单体： 20%~40% (占乳液总质量)
• 引发剂： 0.1%~0.5%(占单体质量) 在装有温度计、搅拌器、水冷凝管的250 mL三颈瓶中加入50 mL去离子水(或蒸馏水)、乳化剂及1 mL 10% NaOH(用移液管移取)。
3500 g，放于干净的50 mL烧杯中，用移液管准确加入去离子水(或蒸馏水)，
度、热稳定性、电性能等。尽管如此，乳液聚合仍是工业生产 将过滤后的聚合物用25 mL乙醇浸渍1 h，再抽滤并用10 mL新鲜乙醇洗涤产品(乙醇液需回收)，最后把产物抽干，放于50~60 ℃烘箱中干燥，称
外，亦可将胶乳冷冻，或加入电解质将聚合物凝聚，然后进行 乳液聚合体系主要包括:单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂，还有调节剂、pH缓冲剂及电解质等其他辅助试剂，它们的比例大致如下:
本实验分两组进行，第一组乳化剂用量为0.
5 h，而后停分止反离应。，经净化干燥后，可得固体状产品。它的缺点是:聚合物中 常带有未洗净的乳化剂和电解质等杂质，从而影响成品的透明 乳化剂的另一作用是减少分散相与分散介质间的界面张力，使单体与单体-聚合物颗粒分散在介质中形成稳定的乳浊液。
• 乳液聚合的优点是：
• ① 聚合速度快、产物相对分子质量高。
• ② 由于使用水作介质，易于散热、温度容易控制、费用也低。
① 聚合•速度③快、产由物相于对分聚子质合量高形。 成稳定的乳液体系粘度不大，故可直接用于涂料、 粘合剂、织物浸渍等。如需要将聚合物分离，除使用高速离心 通过实验对比不同量乳化剂对聚合反应速度和产物的相对分子质量的影响，从而了解乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用，尤其是
等有关。
• 乳化剂：0.1%~5%\ (占单体质量) 水(分散介质)： 60%~80% (占乳液总质量)
下进行非均相聚合的反应过程。
单体： 20%~40% (占乳液总质量)
• 引发剂： 0.1%~0.5%(占单体质量) 在装有温度计、搅拌器、水冷凝管的250 mL三颈瓶中加入50 mL去离子水(或蒸馏水)、乳化剂及1 mL 10% NaOH(用移液管移取)。
3500 g，放于干净的50 mL烧杯中，用移液管准确加入去离子水(或蒸馏水)，
度、热稳定性、电性能等。尽管如此，乳液聚合仍是工业生产 将过滤后的聚合物用25 mL乙醇浸渍1 h，再抽滤并用10 mL新鲜乙醇洗涤产品(乙醇液需回收)，最后把产物抽干，放于50~60 ℃烘箱中干燥，称
聚苯乙烯课件
具体应用于以下几个方面
尼龙棒、尼龙板、尼龙管
PA的结构
聚酰胺主链上含有酰胺基团(--NHC=O—)。 PA的商品名叫尼龙，由二元胺和二元酸通过 缩聚反应制得，也可由内酰胺通过自聚制得。
合成尼龙的生产工艺路线有：
糠醛路线 苯酚路线
☺ 蓖麻油路线等
PA的基本性质
1、外观
PA的外观为透明或半透明的乳白或淡黄 的粒料，表观角质、坚硬、制品表面有光 泽。
特点
PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热 性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且 摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适 于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高 性能和扩大应用范围。
分类
目前世界上尼龙树脂按结构分，大约有20类， 其商品牌号达700余种。 品种繁多，有PA6、 PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、 PAl010等。
AS制备方法的最佳工艺路线是连续本体聚合。 将两种单体按比例混合，以过氧化苯甲酰为引 发剂进行共聚。
结构式为：
AS的物理性能： 无味、外观呈水白色至微黄色的透明或半 透明体。着色后透明性差。
4.MBS 是苯乙烯单体与甲基丙烯酸酯、丁二烯三元
的共聚产物可以单独作为一种树脂使用， 也可作为PVC的增韧剂。 5.HS 称之高苯乙烯，它是由苯乙烯和丁二烯共 聚而成。若其中苯乙烯含量在45％一70％ 者，称为高苯乙烯橡胶， 若苯乙烯含量在70％以上者，称之高苯乙烯 塑料。HS可以和塑料、橡胶进行共混改性。
聚苯乙烯的性能
1. 聚苯乙烯的识别
聚苯乙烯是无臭无味、无色透明、无延展性的 玻璃状材料。易燃，火焰呈橙黄色伴有黑色浓 烟。有黑炭灰。
2. 物理性能
PS为无定形、非极性线性高聚物。由于在分 子链上有苯环取代基，分子的不对称性增加， 内旋转受到限制，为此，呈现刚性，性脆。玻 璃化温度较高，为80—100℃，分子量一般在5 万一20万。
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8
适宜的反应温度必须在催化剂活性的起始温度以上。 而且应在低于终极温度。
升高温度
利（有利于提高平衡转化率）
（有利于提高反应速率）
弊（有利于副反应）
吸热
T↑， XEB↑， SS↓， cat失活
降低温度
利 副反应少，SS↑。
弊 反应速率低，产率低。
9
在一定的温度下，随着水蒸汽用量的增加，乙苯的转化 率也随之提高，但增加到一定用量之后，乙苯转化率的提高 就不太明显，而且水蒸汽用量过大，能量消耗也增加，产物 分离时用来使水蒸汽冷凝耗用的冷却水量也很大，因此水蒸 汽与乙苯的比例应综合考虑。如工艺路线、能耗等。
10
乙苯液空速
乙苯液空速是指每小时单位体积催化剂通过的乙苯液体 体积。液空速小，停留时间长，原料乙苯转化率可以提高， 但同时因为连串副反应增加，会使选择性下降，而且催化剂 表面结焦的量增加，致使催化剂运转周期缩短；但若空速过 大，又会降低转化率，导致产物收率太低，未转化原料的循 环量大，分离、回收消耗的能量也上升。所以最佳空速范围 应综合原料单耗、能量消耗及催化剂再生周期等因素选择确 定。
苯乙烯生产工艺
1
1、苯乙烯的性质
苯乙烯（又名：乙烯基苯；乙烯苯，SM等。），分子式 C6H5-CH=CH2。三维模型芳烃的一种，在常温下为为带辛辣味 无色至黄色油状液体，有高折射性和特殊芳香气味；溶于乙 醇、乙醚、甲醇、丙酮、二硫化碳，不溶于水(<1%) ；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）。
11
乙苯脱氢法
苯
环氧丙烷联产法
乙
热解汽油回收法
烯
丁二烯合成法
乙烯与苯直接合成 法
工业上生产苯乙烯主要是采用乙苯催化脱氢的方法，本项 目重点介绍乙苯催化脱氢生产苯乙烯的生产技术。
4
4、工艺
PIT 201
S S
V201
LIT
201
SV201
P201
V202
LIT
202
FICT 201
SV202
FICT 202
熔点－30.6℃ 沸点145.2℃ 相对密度0.9059(20/4℃)
CH CH2
2
2、用途
CH
CH2
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。
自聚
nS
PS
聚苯乙烯树脂
S+AN 共聚AS
S+丁二烯 共聚 SBR
AS塑料 丁苯橡胶
S+丁二烯+AN 共聚ABS ABS树脂
3
3、生产方法
C2H5
CH CH2 + H2
r
H
m
117.8
6
C2H5
CH CH2 + H2
苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应，在生成苯乙烯的同时可 能发生的副反应主要是裂解反应和加氢裂解反应，因为苯环 比较稳定，裂解反应都发生在侧链上。
在连串副反应中，苯乙烯氢解的主要倾向是生成甲苯， 且随着温度的升高，其倾向愈大。
பைடு நூலகம்
7
5.2 影响因素
ln KP T
P
H 0 RT 2
H 0 0
因此平衡常数Kp随温度的上升而增大，故可采用提高温
度的办法来增大平衡常数及平衡转化率。
乙苯裂解反应
H 0 0
T↗ ，X ↗
乙苯加氢裂解反应 H 0 0
T↗ ，X ↘
★：T>700℃，Kp仍很大，热力学占绝对优势。
－加氢裂解副反应受到乙苯脱氢的制约； －提高温度可增加平衡转化率。
P202
R201
M
CW
TV210
5
TICT 201
TICT
E202
202
HW
VT
TICT 204
M
TV202
CW
E201
TICT 203
V203
PL
5、原理及影响因素 5.1、反应原理及特点
由于苯环比较稳定，在通常的铁系或锌系催化剂作用 下，苯环不会被脱氢。脱氢只能发生在侧链上。乙苯脱氢 生成苯乙烯的主反应为：