苯乙烯的生产工艺组织与实施
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项目A04：
50kt/a苯乙烯的生产工艺组 织与实施
任务描述：
任务点A0101 生产工艺路线选择； 任务点A0102 生产工艺条件影响因素分析； 任务点A0103 典型设备的选择； 任务点A0104 生产中安全、环保、节能措施； 任务点A0105 生产工艺流程组织； 任务点A0106 生产操作要点； 任务点A0107 生产中可能出现的故障分析及应
/ mol
乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应，在生成苯乙烯的同
时可能发生的平衡副反应，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。
C 2H 5
+ CH2 CH2
r
H
m
105kJ
C 2H 5 + H 2
CH3 + CH4
r Hm 54.4kJ
C 2H 5 + H 2
+ C 2H 6
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。
苯乙烯的生产方法
工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和 丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新 的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路 线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力 的90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯 的共氧化法。
3. 2.工艺条件 温度：600 ℃左右
压
压力：常压或减
4.
水蒸气与乙苯摩尔比一般为（6~9）：1左右
5.
催化剂：以铁为基础的多组分催化剂
6. 3.主要反应装置 蒸汽过热炉、绝热型反应器、热 回收器、气体压缩机和乙苯/苯乙烯分离塔
任务点A0102 生产工艺条件影响因素分析
1.反应温度
乙苯脱氢反应为可逆吸热反应，一般采用853K~893K，新催 化剂控制在853K，中期873K左右，后期可提高到888~893K。 从热力学方面分析可知，升高反应温度，反应平衡常数增 大，乙苯平衡转化率提高，苯乙烯平衡 收率提高；从动力 学分析，反应温度升高，反应速度加快，乙苯转化率提高， 当反应温度为873K时基本上没有裂解产物生成；当温度超 过873K，随着温度升高，裂解副反应速度增加更快，副产 物苯、甲苯等生成量增多，苯乙烯产率下降。
r Hm 31.5kJ
在水蒸气存在下，还可能发生下述反应
C 2H 5 + 2 H 2O
CH3 + CO2 + 3H2
高温下有生碳反应
2.乙苯氧化脱氢生产苯乙烯
乙苯在氧化剂存在下，发生氧化脱氢转化为苯乙烯。 以氧为氧化剂时反应方程式如下
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。
综合上述，适宜的温度选择600℃左右。
2.反应压力
乙苯脱氢反应是一个气体分子数增多的可逆反应。理 论上，低压有利于乙苯平衡转化率及苯乙烯平衡收率 的提高。但是，真空条件下进行高温操作易燃易爆物 料，在工业生产中极不安全。为解决这一矛盾，工业 上通常采用通入过热水蒸气的办法。这样，既降低了 原料乙苯的分压，有利于主反应的进行，又避免了真 空操作，保证了生产的安全运行。
苯乙烯用途
➢苯乙烯自聚生成PS（聚苯乙烯树脂）， ➢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； ➢与丁二烯共聚可以生成丁苯乳胶（SBL）和合成丁 苯橡胶（SBR）； ➢与丙烯腈共聚为AS树脂； ➢乙烯也可用于生产其它树脂。 此外，苯乙烯还被广泛用于制药、涂料、纺织等工业
我国苯乙烯生产现状
1.乙苯催化脱氢生产苯乙烯
该方法是以苯和乙烯为原料，通过苯烷基化反应生成乙苯， 然后乙苯再催化脱氢生成苯乙烯。这是工业上最早采用的生 产方法，通过近年来的研究发展，使其在催化剂性能、反应 器结构和工艺操作条件等方面都有了很大改进。
乙苯脱氢生成苯乙烯的主反应为
来自百度文库
C 2H 5
CH
CH2 +H2
r
H
m
117.8kJ
对措施。
任务点01 生产工艺路线选择
苯乙烯的性质
① 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。
② 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。
3.哈康法生产苯乙烯（共氧化法）
该法是以乙苯和丙烯为原料联产苯乙烯和环氧丙烷，可分为三 步进行 a.乙苯氧化生成过氧化氢乙苯 b.在催化剂存在下，过氧化氢 乙苯与丙烯发生环氧化生成 a-苯乙醇和环氧丙烷 c.a-苯乙醇催化脱水转化为苯乙烯
乙苯共氧化法可同时得到两种重要的化工产品，其生产成本低、 污染少，但其工艺复杂，副产物多，流程较长，单位能耗高。
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。
③ 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%。
④ 苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应能力强，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。苯乙烯在高温 下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化 碳和氢气等。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。
4.乙烯和苯直接合成苯乙烯
综合以上四种方法，我们组选用乙苯催化脱氢生产苯 乙烯。现在的催化剂的性能、反应器的结构和工艺操 作条件都良好，而且是现在生产苯乙烯的主要方法。
反应过程操作工艺条件
1. 反应原理 乙苯催化脱氢
2.
反应式： C 2 H 5
CH
CH2 +H2
r
H
m
117.8kJ
/ mol
50kt/a苯乙烯的生产工艺组 织与实施
任务描述：
任务点A0101 生产工艺路线选择； 任务点A0102 生产工艺条件影响因素分析； 任务点A0103 典型设备的选择； 任务点A0104 生产中安全、环保、节能措施； 任务点A0105 生产工艺流程组织； 任务点A0106 生产操作要点； 任务点A0107 生产中可能出现的故障分析及应
/ mol
乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应，在生成苯乙烯的同
时可能发生的平衡副反应，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。
C 2H 5
+ CH2 CH2
r
H
m
105kJ
C 2H 5 + H 2
CH3 + CH4
r Hm 54.4kJ
C 2H 5 + H 2
+ C 2H 6
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。
苯乙烯的生产方法
工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和 丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新 的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路 线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力 的90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯 的共氧化法。
3. 2.工艺条件 温度：600 ℃左右
压
压力：常压或减
4.
水蒸气与乙苯摩尔比一般为（6~9）：1左右
5.
催化剂：以铁为基础的多组分催化剂
6. 3.主要反应装置 蒸汽过热炉、绝热型反应器、热 回收器、气体压缩机和乙苯/苯乙烯分离塔
任务点A0102 生产工艺条件影响因素分析
1.反应温度
乙苯脱氢反应为可逆吸热反应，一般采用853K~893K，新催 化剂控制在853K，中期873K左右，后期可提高到888~893K。 从热力学方面分析可知，升高反应温度，反应平衡常数增 大，乙苯平衡转化率提高，苯乙烯平衡 收率提高；从动力 学分析，反应温度升高，反应速度加快，乙苯转化率提高， 当反应温度为873K时基本上没有裂解产物生成；当温度超 过873K，随着温度升高，裂解副反应速度增加更快，副产 物苯、甲苯等生成量增多，苯乙烯产率下降。
r Hm 31.5kJ
在水蒸气存在下，还可能发生下述反应
C 2H 5 + 2 H 2O
CH3 + CO2 + 3H2
高温下有生碳反应
2.乙苯氧化脱氢生产苯乙烯
乙苯在氧化剂存在下，发生氧化脱氢转化为苯乙烯。 以氧为氧化剂时反应方程式如下
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。
综合上述，适宜的温度选择600℃左右。
2.反应压力
乙苯脱氢反应是一个气体分子数增多的可逆反应。理 论上，低压有利于乙苯平衡转化率及苯乙烯平衡收率 的提高。但是，真空条件下进行高温操作易燃易爆物 料，在工业生产中极不安全。为解决这一矛盾，工业 上通常采用通入过热水蒸气的办法。这样，既降低了 原料乙苯的分压，有利于主反应的进行，又避免了真 空操作，保证了生产的安全运行。
苯乙烯用途
➢苯乙烯自聚生成PS（聚苯乙烯树脂）， ➢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； ➢与丁二烯共聚可以生成丁苯乳胶（SBL）和合成丁 苯橡胶（SBR）； ➢与丙烯腈共聚为AS树脂； ➢乙烯也可用于生产其它树脂。 此外，苯乙烯还被广泛用于制药、涂料、纺织等工业
我国苯乙烯生产现状
1.乙苯催化脱氢生产苯乙烯
该方法是以苯和乙烯为原料，通过苯烷基化反应生成乙苯， 然后乙苯再催化脱氢生成苯乙烯。这是工业上最早采用的生 产方法，通过近年来的研究发展，使其在催化剂性能、反应 器结构和工艺操作条件等方面都有了很大改进。
乙苯脱氢生成苯乙烯的主反应为
来自百度文库
C 2H 5
CH
CH2 +H2
r
H
m
117.8kJ
对措施。
任务点01 生产工艺路线选择
苯乙烯的性质
① 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。
② 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。
3.哈康法生产苯乙烯（共氧化法）
该法是以乙苯和丙烯为原料联产苯乙烯和环氧丙烷，可分为三 步进行 a.乙苯氧化生成过氧化氢乙苯 b.在催化剂存在下，过氧化氢 乙苯与丙烯发生环氧化生成 a-苯乙醇和环氧丙烷 c.a-苯乙醇催化脱水转化为苯乙烯
乙苯共氧化法可同时得到两种重要的化工产品，其生产成本低、 污染少，但其工艺复杂，副产物多，流程较长，单位能耗高。
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。
③ 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%。
④ 苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应能力强，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。苯乙烯在高温 下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化 碳和氢气等。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。
4.乙烯和苯直接合成苯乙烯
综合以上四种方法，我们组选用乙苯催化脱氢生产苯 乙烯。现在的催化剂的性能、反应器的结构和工艺操 作条件都良好，而且是现在生产苯乙烯的主要方法。
反应过程操作工艺条件
1. 反应原理 乙苯催化脱氢
2.
反应式： C 2 H 5
CH
CH2 +H2
r
H
m
117.8kJ
/ mol