乙苯脱氢制苯乙烯ppt课件
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乙苯脱氢制苯乙烯
制作：杨杰 齐卫刚 陈洋
.
1
概述
苯乙烯是重要的基本有机原料，主要用于制造聚苯乙烯 树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁 二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶弹性体(SBR)、苯 乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物 (SMA)、不饱和聚酯树脂、离子交换树脂、合成树脂涂料及 绝缘体等材料。作为第一大用户，聚苯乙烯约占苯乙烯消费 总量的66%，ABS树脂和SAN树脂约占消费总量的11%， SBR约占消费总量的7%，丁苯胶乳约占消费总量的6%，不 饱和聚酯树脂约占消费总量的5%，其他约占消费总量的5% 。此外，苯乙烯还可用于制药、燃料、农药以及选矿等行业 ，用途十分广泛。
实验室采用通水蒸气来降低反应产物分压，起降压作用， 提高平衡转化率，另外，水蒸气可以与沉积在催化剂上的碳 发生反应：C+2H2O→CO2↑+2H2↑，使催化剂获得再生，延 长了催化剂的寿命。
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7
乙苯脱氢法
3、空速 高空速可减少副反应，提高反应选择性 ，但 转化率不高，原料气需循环利用，增加了能 耗，因此需综合考虑，选择最佳空速
化率的提高，也有利于反应速率的提高。但温度升高同时苯 乙烯的选择性下降，而低温时反应速率又下降，产率也不高。 故存在最适宜温度。 工业：6000C左右，视催化剂而定 实验：540-6000C,铁系催化剂
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6
乙苯脱氢法
2、压力： 压力↑ 反应速率↑ 但对脱氢的平衡不利
工业上常采用水蒸气来降低乙苯的分压，提高乙苯转化 率，如果水蒸气对催化剂有影响，只能采取降压操作。
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8
乙苯脱氢工艺流程和反应器
一、外加热列管式乙苯脱氢工艺 由脱氢反应，尾气产物分离及最终产品苯乙烯的精制三部分组成 脱氢反应： 原料为乙苯和水蒸气，反应温度为580~600℃，乙苯转化率为40％~45％， 选择性92％~95％，副反应较少。 尾气产物分离： 产物中有粗苯乙烯、水、氢气、和二氧化碳，要将它们分离。 苯乙烯的精制： 将粗苯乙烯中的苯、甲苯、乙苯分离后就可以得到产品苯乙烯。
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2
苯乙烯生产方法
Ø 乙苯脱氢法； Ø 乙苯共氧化法（哈康法）； Ø 甲苯为原料合成苯乙烯（研究中）； Ø 乙烯和苯直接合成苯乙烯（研究中）； Ø 乙苯氧化脱氢（研究中）。
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3
乙苯脱氢法
主反应：C6H6+C2H4→C6H5-C2H5 C6H5-C2H5C6H5-C2H3+H2
此外还发生一系列副反应，主要有乙苯 的裂解、加氢裂解、水蒸气裂解、聚合和缩 合而形成焦油等。
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4
乙苯脱氢法
脱氢催化剂
活性组分：氧化铁 助催化剂：钾、钒、钼、钨、铈等氧化物
活性组分和助催化剂按适当比例组合可实现高乙苯转化率和 高选择性，如Fe2O3：K2O：Cr2O3=87:10:3组成的催化剂， 乙苯的转化率为60%，选择性为87%。
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5
乙苯脱氢法
反应条件
1、温度： 乙苯脱氢反应是可逆吸热反应，温度升高有利于平衡转
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9
绝热式反应器乙苯脱氢工艺 流程图如下：
源自文库
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10
进料： 原料气一反应尾气换热，在经过预热进入反应器。预热的热量来自于过热水 蒸汽，入口温度为610℃~660℃。 脱氢反应： 催化剂床层为三段，段间补充过热蒸汽，蒸汽与乙苯的摩尔比为14. 产物分离： 产物冷却后首先要气液分离，气相包括氢气，二氧化碳，一氧化碳，可用作 燃料。 液相经精馏塔分离出苯，甲苯，乙苯及焦油，最终得到产物苯乙烯。
1、选择合适的催化剂助剂。
2、改进催化剂颗粒的粒度和形状，小粒径，低表面积，异形催化剂有利于提
高选择性
.
12
3、改进催化剂的使用方法，对于多层反应器可填充不同活性催化剂。
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11
乙苯脱氢工艺的改进
一、脱氢反应器的改进：
可利用圆筒形辐射流动反应器，双蒸汽两段绝热反应器、多段径向流反应器来 提高乙苯的转化率和收率。
二、脱氢工艺条件的改进
1、降低反应的压力可以提高苯乙烯的转化率和选择性
2、利用多段绝热反应器，填充不同的催化剂，发挥催化剂的最大效能。
三、新型催化剂的研制
催化剂改进的目标为：减少水蒸气及降低压力条件下，提高苯乙烯的选择性， 可以通过依稀三种途径来实现：
制作：杨杰 齐卫刚 陈洋
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概述
苯乙烯是重要的基本有机原料，主要用于制造聚苯乙烯 树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁 二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶弹性体(SBR)、苯 乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物 (SMA)、不饱和聚酯树脂、离子交换树脂、合成树脂涂料及 绝缘体等材料。作为第一大用户，聚苯乙烯约占苯乙烯消费 总量的66%，ABS树脂和SAN树脂约占消费总量的11%， SBR约占消费总量的7%，丁苯胶乳约占消费总量的6%，不 饱和聚酯树脂约占消费总量的5%，其他约占消费总量的5% 。此外，苯乙烯还可用于制药、燃料、农药以及选矿等行业 ，用途十分广泛。
实验室采用通水蒸气来降低反应产物分压，起降压作用， 提高平衡转化率，另外，水蒸气可以与沉积在催化剂上的碳 发生反应：C+2H2O→CO2↑+2H2↑，使催化剂获得再生，延 长了催化剂的寿命。
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乙苯脱氢法
3、空速 高空速可减少副反应，提高反应选择性 ，但 转化率不高，原料气需循环利用，增加了能 耗，因此需综合考虑，选择最佳空速
化率的提高，也有利于反应速率的提高。但温度升高同时苯 乙烯的选择性下降，而低温时反应速率又下降，产率也不高。 故存在最适宜温度。 工业：6000C左右，视催化剂而定 实验：540-6000C,铁系催化剂
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乙苯脱氢法
2、压力： 压力↑ 反应速率↑ 但对脱氢的平衡不利
工业上常采用水蒸气来降低乙苯的分压，提高乙苯转化 率，如果水蒸气对催化剂有影响，只能采取降压操作。
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乙苯脱氢工艺流程和反应器
一、外加热列管式乙苯脱氢工艺 由脱氢反应，尾气产物分离及最终产品苯乙烯的精制三部分组成 脱氢反应： 原料为乙苯和水蒸气，反应温度为580~600℃，乙苯转化率为40％~45％， 选择性92％~95％，副反应较少。 尾气产物分离： 产物中有粗苯乙烯、水、氢气、和二氧化碳，要将它们分离。 苯乙烯的精制： 将粗苯乙烯中的苯、甲苯、乙苯分离后就可以得到产品苯乙烯。
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苯乙烯生产方法
Ø 乙苯脱氢法； Ø 乙苯共氧化法（哈康法）； Ø 甲苯为原料合成苯乙烯（研究中）； Ø 乙烯和苯直接合成苯乙烯（研究中）； Ø 乙苯氧化脱氢（研究中）。
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乙苯脱氢法
主反应：C6H6+C2H4→C6H5-C2H5 C6H5-C2H5C6H5-C2H3+H2
此外还发生一系列副反应，主要有乙苯 的裂解、加氢裂解、水蒸气裂解、聚合和缩 合而形成焦油等。
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乙苯脱氢法
脱氢催化剂
活性组分：氧化铁 助催化剂：钾、钒、钼、钨、铈等氧化物
活性组分和助催化剂按适当比例组合可实现高乙苯转化率和 高选择性，如Fe2O3：K2O：Cr2O3=87:10:3组成的催化剂， 乙苯的转化率为60%，选择性为87%。
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5
乙苯脱氢法
反应条件
1、温度： 乙苯脱氢反应是可逆吸热反应，温度升高有利于平衡转
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绝热式反应器乙苯脱氢工艺 流程图如下：
源自文库
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进料： 原料气一反应尾气换热，在经过预热进入反应器。预热的热量来自于过热水 蒸汽，入口温度为610℃~660℃。 脱氢反应： 催化剂床层为三段，段间补充过热蒸汽，蒸汽与乙苯的摩尔比为14. 产物分离： 产物冷却后首先要气液分离，气相包括氢气，二氧化碳，一氧化碳，可用作 燃料。 液相经精馏塔分离出苯，甲苯，乙苯及焦油，最终得到产物苯乙烯。
1、选择合适的催化剂助剂。
2、改进催化剂颗粒的粒度和形状，小粒径，低表面积，异形催化剂有利于提
高选择性
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12
3、改进催化剂的使用方法，对于多层反应器可填充不同活性催化剂。
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11
乙苯脱氢工艺的改进
一、脱氢反应器的改进：
可利用圆筒形辐射流动反应器，双蒸汽两段绝热反应器、多段径向流反应器来 提高乙苯的转化率和收率。
二、脱氢工艺条件的改进
1、降低反应的压力可以提高苯乙烯的转化率和选择性
2、利用多段绝热反应器，填充不同的催化剂，发挥催化剂的最大效能。
三、新型催化剂的研制
催化剂改进的目标为：减少水蒸气及降低压力条件下，提高苯乙烯的选择性， 可以通过依稀三种途径来实现：