乙苯生产工艺ppt课件

以负载在Al2O3上的BF3为催化剂的反应法
该法以负载在Al2O3上的BF3为催化剂，可用浓度低达8%~10%(质量分 数)的乙烯为原料进行烷基化反应,因此可以用处理后的FCC干气或焦炉尾 气为原料。该反应在100~150°C和2.5~3.5MPa下进行,乙烯和苯的摩 尔比控制在0.15~0.2之间。烷基转移反应在另外的反应器中进行温度为 180~230°C。从两个反应器出来的物料合并后进入提纯系统。 优点：成品的乙苯纯度可达99.9%。该方法主要优点是催化剂活性高、寿 命长、乙苯选择性好、无腐蚀无污染、流程简短、能耗小,可用于低浓度 乙烯的综合利用。 缺点：催化剂制备条件苛刻,费用也较贵,并容易中毒失活。原料在反应前 必须净化,要求H2S、CO2和H2O等杂质的含量小于1×10-6。
A0201 生产工艺路线选择
乙苯性质：
1、理化特性 外观与性状： 无色液体，有芳香气味。 熔点(℃)： -94.9 沸点(℃)： 136.2 相对密度(水=1)： 0.87 相对蒸气密度(空气=1)： 3.66 饱和蒸气压(kPa)： 1.33(25.9℃) 闪点(℃)： 15 引燃温度(℃)： 432 爆炸上限%(V/V)： 6.7 爆炸下限%(V/V)： 1.0 溶解性： 不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多数有 机溶剂。
2、主要用途：

用于有机合成和用作溶剂。主要用于生产苯乙烯， 进而生产苯乙烯均聚物以及以苯乙烯为主要成分的 共聚物（ABS，AS等）。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。

工业生产乙苯工艺 到目前为止,工业上乙苯主要由苯与乙烯的烷基化 反应来生产的。由烷基化制乙苯的工艺至今经历了 三个阶段,即由三氯化铝为催化剂的烷基化反应路 线,以ZSM - 5沸石为催化剂的气相烷基化法以及由 Y - 沸石为催化剂的液相法制乙苯工艺路线。近几 年来,国内也开展了以沸石为催化剂生产乙苯的研 究,并显示了良好的工业前景。同时,催化蒸馏技术 制乙苯的研究也取得了进展。
乙苯生产工艺
乙苯的生产的工艺组织与实施
一、生产工艺路线选择----生产现状、生产方法分析比较（原料来 源，催化剂性能，安全、环保分析，先进性、经济性分析）； 二、 生产工艺条件影响因素分析----温度、压力、配比、空速等对 生产收率、产量、浓度的影响； 三、 典型设备的选择----从物料性质、工艺条件分析反应器、其他 典型设备的结构、材质； 四、 生产中安全、环保、节能措施----从物料MSDS数据，分析生 产中可能存在的燃烧爆炸、中毒危险，从而提出相应安全措施；从 工艺角度提出可能解决环保的措施；从系统热平衡分析提出能量回 收利用措施；




优点：乙烯的转化率接近100%,乙苯的收率较高,循环苯和乙苯 的量较小;苯与乙烯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应可在 同一台反应器中完成。 缺点：反应介质的腐蚀性强,设备造价与维修费用高以及反应产 物有机相经水洗、碱洗后产生大量含有氢氧化铝淤浆的废水,加 上废催化剂,造成了严重的环境污染。 由于传统的A1Cl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相 等问题,l由于该法在降低成本上有较明显的效果,不少传统的 AlCl3法的装置进行了改造和扩建。 该工艺特点是,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,Alcl3用量少(仅为传统法的1/3)。 但这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有所缓解,并未从 根本上得到解决。
生产方法比较分析
乙苯是生产苯乙烯的中间产品,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及 生产二乙基苯等。目前在工业生产中,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乙苯。 苯和乙烯烷基化是在酸性催化剂存在下进行，若以所用催化剂分类， 可分为三氯化铝（AlCl3）法、BF3—Al2O3法和固体酸法等。液相 三氯化铝法又可分为传统的两相烷基化工艺和单相高温烷基工艺。 AICI3催化剂液相反应法 传统的AlCl3法反应器内反应物和催化剂形成三相,液态芳烃、气态 乙烯和液态的催化剂配合物。催化剂配合物呈红色,与液态芳烃不互 溶,反应时乙烯鼓泡进入含有两个液相的的反应器内,使它们分散混合。 乙烯与苯的摩尔比为0.3~0.35,反应在低于130°C以下及常压进行。
Байду номын сангаас 均相AlCl3法

由于传统的法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个 液相等问题,1974年Monsanto/ Lummus公司提出 了均相法。该工艺通过控制乙烯的投料,使催化剂的 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,提高了乙苯的产率。反应温度为160～ 180℃,压力0.6～0.8MPa ,乙烯与苯的摩尔比为0.8 。均相法进料乙烯浓度范围可为15%～100%。当 用稀乙烯为原料时,原料气中C和O均需净化至质量分 数约为5×10-6以下
气相法
以高硅ZSM-5沸石为催化剂制乙苯的气相法,对苯和乙烯的烷基化反应及二乙 苯和苯的烷基转移反应均具有较强的活性和良好的选择性。烷基化反应在高温、 中压的气相条件下进行,反应温度370~430°C,反应压力1.42~2.84 MPa,乙烯 质量空速3~5/h。 优点： 该工艺可以用浓乙烯为原料,也可用稀乙烯混合气体为原料,该工艺采用 ZSM-5沸石催化剂,完全避免了AlCl3催化剂带来的一系列问题。该催化剂对苯 和乙烯的烃化反应及多乙苯与苯的反烃化反应均具有较强的催化剂活性和良好 的选择性,可达99.5%。 此工艺催化剂用量少,容易结焦而失活,但容易再生,使用寿命长,生产中不存在环 境污染和设备腐蚀问题。此外,系统排放的废气和残液均可为装置提供25%的燃 料,输入系统的热量和反应生成的热量中95%可回收。因此,物耗、能耗低。 缺点：在处理FCC干气或焦炉尾气原料时,为了延长催化剂单程寿命,需对原料进 行严格精制(原料气中丙烯、H2S、O2和H2O等杂质均需净化至质量分数均为 l0-5以下)。且该工艺装置投资和能耗相对较高(苯单耗0.749t/t乙苯,乙烯 0.168t/t乙苯)。产物中二甲苯含量较高(约2×10-3)[13,14],影响产品的品质。
液相法
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,Al2O3为粘合剂。在232~316°C和2.79~6.99MPa下进行反应,苯的 质量空速2~10/h,苯/乙烯摩尔比4~10。 优点：该法不产生污染环境的废料,反应温度低(一般不超过300°C),乙苯 中二甲苯杂质含量仅为20~40×10-6,远远少于气相法。催化剂的运转周 期可长达一年,对原料纯度要求不高。使用后的催化剂可以进行器外再生, 再生条件缓和,使用寿命可达3年。 缺点：但该法只能用于浓乙烯的烷基化反应,而不适合FCC干气或焦炉尾气 原料。空速低,催化剂用量大,反应压力较高,使能耗增加,设备和操作复杂,。 若以反应状态分类，可分为液相法和气相法两种。