1、苯乙烯的生產(chǎn)應(yīng)用化工技術(shù)01 班四組一、苯乙烯的性質(zhì)與用途 性質(zhì)（1）苯乙烯又名乙烯基苯， 苯乙烯是無(wú)色透明油狀液體， 難溶于水，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶劑中。能自聚生成聚苯乙烯（PS）樹(shù)脂，也很容易與其它含雙鍵的不飽和化合物共聚。（2）沸點(diǎn)： 145.2 ， 冰點(diǎn):-30.628，閃點(diǎn):(閉杯)30。（3）苯乙烯自聚生成聚苯乙烯樹(shù)脂，它還能與其他的不飽 和化合物共聚，生成合成橡膠和樹(shù)脂等多種產(chǎn)物。（4）苯乙烯還可以發(fā)生烯烴所特有的加成反應(yīng)。 用途（1）苯乙烯自聚生成PS（聚苯乙烯樹(shù)脂），（2）苯乙烯與丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用于生產(chǎn)ABS工程塑料；（3）與丁二烯共聚可以生成丁苯乳膠（

2、SBL）和合成丁苯橡膠（SBR）；（4）與丙烯腈共聚為AS樹(shù)脂；（5）乙烯也可用于生產(chǎn)其它樹(shù)脂。此外，苯乙烯還被廣泛用于制藥、涂料、紡織等工業(yè) 危害性1.健康危害： 對(duì)眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。1.環(huán)境危害： 對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害，對(duì)水體、土壤和大氣可造成污染。 3.燃爆危險(xiǎn)： 本品易燃，為可疑致癌物，具刺激性。二、苯乙烯工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1. 我國(guó)生產(chǎn)現(xiàn)狀 我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)始于20 世紀(jì)50 年代末。采用傳統(tǒng)的三氯化鋁液相烷基化工藝，建成一套5000噸/年苯乙烯生產(chǎn)裝置，以后又陸續(xù)建成幾套生產(chǎn)裝置，但大都生產(chǎn)規(guī)模小，能耗和物耗較高，產(chǎn)量低，因而發(fā)展緩慢。20世紀(jì)90年代，大慶石盤錦乙烯和

3、廣州石化公司先后引進(jìn)氣相分子篩工藝建成苯乙烯生產(chǎn)裝置 ， 這些裝置的陸續(xù)建成投產(chǎn)，使我國(guó)苯乙烯的生產(chǎn)得到了飛速發(fā)展。1998年我國(guó)苯乙烯的生產(chǎn)能力達(dá)到約74.0萬(wàn)噸，2000年進(jìn)一步增加到約95萬(wàn)噸。 2006年，我國(guó)又有多套苯乙烯裝置建成投產(chǎn)，截止到2006年11月底，我國(guó)苯乙烯的生產(chǎn)能力達(dá)到285.5萬(wàn)t/a， 苯乙烯需求的巨大缺口和持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，是我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)不斷擴(kuò)能的原動(dòng)力。2007-2010年仍是我國(guó)苯乙烯產(chǎn)能的大規(guī)模增長(zhǎng)期，一些新建和擴(kuò)建項(xiàng)目仍將陸續(xù)進(jìn)行。預(yù)計(jì)到2008年我國(guó)苯乙烯總生產(chǎn)能力將達(dá)到約400.0萬(wàn)t/a，2010年，總生產(chǎn)能力將達(dá)到約600.0萬(wàn)t/a，屆時(shí)我國(guó)

4、苯乙烯市場(chǎng)供需矛盾將得到根本緩解。 據(jù)此可知我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀還是比較樂(lè)觀！ 4 4、生產(chǎn)方法、生產(chǎn)方法苯乙烯的生產(chǎn)方法苯乙烯的生產(chǎn)方法（1）乙苯催化脫氫法）乙苯催化脫氫法CH CH2CH2CH3+H2H2C CH2CH2CH3（2）乙苯氧化脫氫法）乙苯氧化脫氫法CH2CH3+ 0.5O2CH CH2+H2O（3）共氧化法（哈康法）共氧化法（哈康法）CH2CH3+ O2CH CH3OOHCH CH3OH+CH CH2CH CH3OH+ H2OCH CH3OOH（- -苯乙醇）苯乙醇）（過(guò)氧化氫乙苯）（過(guò)氧化氫乙苯）（環(huán)氧丙烷）（環(huán)氧丙烷）CH3CHCH2HCCH2OH3C特點(diǎn)：可同時(shí)得到兩種化

5、工產(chǎn)品，成本低，污染少，特點(diǎn)：可同時(shí)得到兩種化工產(chǎn)品，成本低，污染少，但工藝復(fù)雜，副產(chǎn)物多，流程長(zhǎng)。但工藝復(fù)雜，副產(chǎn)物多，流程長(zhǎng)。苯乙烯的生產(chǎn)方法苯乙烯的生產(chǎn)方法(4) (4) 苯和乙烯直接合成法苯和乙烯直接合成法 由日本旭化成最新開(kāi)發(fā)成功，苯和乙烯的氣相混合物在含有HZSM-5沸石催化劑的存在下，在490的反應(yīng)溫度下，在含有氫分離膜的反應(yīng)器中經(jīng)過(guò)處理，得到選擇性達(dá)93%的苯乙烯。該反應(yīng)器內(nèi)的氫分離膜是由鍍鉑燒結(jié)管制得。 原料來(lái)源：石油 技術(shù)性：先進(jìn)，目前此工藝處于試驗(yàn)階段。綜上所述，本項(xiàng)目選擇乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯。理由：1、目前的催化劑的性能、反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和工藝操作條件都 有

6、很大的改進(jìn)。 2、和其他四個(gè)方法相比較,工藝非常成熟乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的工藝條件乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的工藝條件苯乙烯生產(chǎn)工藝苯乙烯生產(chǎn)工藝圖圖9 97 7 乙苯脫氫反應(yīng)工藝流程乙苯脫氫反應(yīng)工藝流程1 1蒸汽過(guò)熱爐；蒸汽過(guò)熱爐；2 2（、）脫氫絕熱徑向反應(yīng)器；脫氫絕熱徑向反應(yīng)器；3 3，5 5，7 7分離罐分離罐；4 4廢熱鍋爐；廢熱鍋爐；6 6液相分離器；液相分離器；8 8，1212，1313，1515冷凝器；冷凝器；9 9，1717壓壓縮機(jī)；縮機(jī)；1010泵；泵；1111殘油汽提塔；殘油汽提塔；1414殘油洗滌塔；殘油洗滌塔；1616工藝?yán)淠峁に嚴(yán)淠崴冶矫摎湟冶矫摎錅囟扔绊憸囟葴囟?/p>

7、K7008009001000 11003.30 01 10 02 24.7110102 23.7510101 12.00 7.87pK2、反應(yīng)壓力、反應(yīng)壓力n0減壓減壓操作操作加壓加壓操作操作（有利于提高反應(yīng)速率）（有利于提高反應(yīng)速率）（有利于平衡向右移動(dòng)）（有利于平衡向右移動(dòng)）高溫高溫加入惰性氣體降低乙苯分壓加入惰性氣體降低乙苯分壓稀釋劑稀釋劑（略高于常壓）（略高于常壓）H2O（g）反應(yīng)壓力的確定反應(yīng)壓力的確定H2O（g）P乙苯乙苯，有利于熱力學(xué)平衡；，有利于熱力學(xué)平衡；消炭，再生消炭，再生cat；CH2O（g）COH2為反應(yīng)提供熱量；為反應(yīng)提供熱量； （H2O（g）熱容大）熱容大）易于分離

8、。易于分離。（水與反應(yīng)產(chǎn)物不互溶）（水與反應(yīng)產(chǎn)物不互溶）在一定在一定T下，下，nH2O，XEB；但但nH2O ，XEB不再升高；不再升高；nH2O 能耗能耗水蒸氣用量的確定水蒸氣用量的確定（稀釋劑）（稀釋劑）3、此時(shí)此時(shí) 工業(yè)上，水蒸氣用量與所采用的脫氫反應(yīng)器的形式工業(yè)上，水蒸氣用量與所采用的脫氫反應(yīng)器的形式有關(guān)，故應(yīng)綜合考慮各因素而定。有關(guān)，故應(yīng)綜合考慮各因素而定。4、空速、空速SVX乙苯乙苯S苯乙烯苯乙烯cat表面結(jié)焦量增加表面結(jié)焦量增加,催化劑運(yùn)轉(zhuǎn)催化劑運(yùn)轉(zhuǎn)周期縮短周期縮短連串副反應(yīng)增加連串副反應(yīng)增加小小完全氧化副反應(yīng)完全氧化副反應(yīng)大大XEB，S苯乙烯苯乙烯副反應(yīng)少，副反應(yīng)少，原料循環(huán)量

9、大原料循環(huán)量大,能耗高。能耗高。Y長(zhǎng)長(zhǎng)短短三、苯乙烯的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)述 苯乙烯生產(chǎn)方法主要是乙苯（EB）催化脫氫和苯乙烯/ 環(huán)氧丙烷（SM / PO）聯(lián)產(chǎn)法。 前者約占苯乙產(chǎn)能的80%以上 。苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)實(shí)際上是由乙苯生產(chǎn)工藝和苯乙烯生產(chǎn)工藝2 部分組成。乙苯的生產(chǎn)主要采用AlCl3 或沸石催化劑在氣相或液相條件下使苯與乙烯進(jìn)行催化烷基化作用制得乙苯，然后在過(guò)熱蒸汽和氧化鐵鉻或氧化鋅催化劑作用下，使用絕熱床（工業(yè)上多采用）或管式等溫床反應(yīng)器進(jìn)行脫氫反應(yīng)制得苯乙烯單體（SM）。 苯乙烯/ 環(huán)氧丙烷（SM / PO）聯(lián)產(chǎn)法也正被推廣，為歐美部分生產(chǎn)廠所采用。 苯乙烯和環(huán)氧丙烷聯(lián)產(chǎn)法，又稱共氧化法。這

10、種方法先將乙苯過(guò)氧化，再與丙烯反應(yīng)生成甲基芐醇和環(huán)氧丙烷，甲基芐醇脫水即得苯乙烯，其中乙苯過(guò)氧化條件為141、0. 35 MPa。苯過(guò)氧化物提濃至17%后進(jìn)入環(huán)氧化工序。工藝條件110、4. 05 MPa。環(huán)氧化過(guò)程生成的- 苯乙醇可經(jīng)液相或氣相在催化劑存在下脫水成苯乙烯。乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程 由于脫氫反應(yīng)需要吸收大量熱量，由于脫氫反應(yīng)需要吸收大量熱量，故反應(yīng)器的進(jìn)口溫度必然高于出故反應(yīng)器的進(jìn)口溫度必然高于出口溫度，單段絕熱反應(yīng)器溫差可口溫度，單段絕熱反應(yīng)器溫差可達(dá)達(dá)65。這樣的溫度分布對(duì)速。這樣的溫度分布對(duì)速率和選擇性都不利。率和選擇性都不利。 反應(yīng)初期，反應(yīng)初期，C乙苯乙苯高，平行副

11、反應(yīng)高，平行副反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈，競(jìng)爭(zhēng)劇烈，T進(jìn)進(jìn)高，有利于平行高，有利于平行副反應(yīng)（副反應(yīng)（E平副平副高），使選擇性下高），使選擇性下降；降； 反應(yīng)器出口，反應(yīng)器出口，T低，對(duì)平衡不利，低，對(duì)平衡不利，使反應(yīng)速率減慢，限制了轉(zhuǎn)化率使反應(yīng)速率減慢，限制了轉(zhuǎn)化率的提高；的提高； 轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率：3540%；選擇性：約；選擇性：約90%。均低于等溫式反應(yīng)器。均低于等溫式反應(yīng)器。單段絕熱式反應(yīng)器單段絕熱式反應(yīng)器 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用低，生產(chǎn)能力造費(fèi)用低，生產(chǎn)能力大；大； 缺點(diǎn)：反應(yīng)所需熱量缺點(diǎn)：反應(yīng)所需熱量完全由過(guò)熱水蒸氣帶完全由過(guò)熱水蒸氣帶人，水蒸用量很大：人，水蒸用量很大：水蒸氣

12、與乙苯的摩爾水蒸氣與乙苯的摩爾配比為配比為6 69 9?1 1；溫度；溫度分布對(duì)平和速率都不分布對(duì)平和速率都不利，轉(zhuǎn)化率和選擇性利，轉(zhuǎn)化率和選擇性低。低。單段絕熱式反應(yīng)器乙苯脫氫工藝流程單段絕熱式反應(yīng)器乙苯脫氫工藝流程T出出 T進(jìn)進(jìn)唯一唯一熱源熱源過(guò)熱過(guò)熱 反應(yīng)設(shè)備反應(yīng)設(shè)備 選擇兩段絕熱固定床反應(yīng)器選擇兩段絕熱固定床反應(yīng)器 因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)空間利用率大，不需耐熱金屬材料，檢修方便，投空間利用率大，不需耐熱金屬材料，檢修方便，投資低。而對(duì)于反應(yīng)而言，不需要額外增加熱量只需資低。而對(duì)于反應(yīng)而言，不需要額外增加熱量只需蒸汽提供。如溫

13、度過(guò)高，會(huì)使乙苯蒸氣過(guò)熱而裂解，蒸汽提供。如溫度過(guò)高，會(huì)使乙苯蒸氣過(guò)熱而裂解，絕熱式反應(yīng)器直接傳熱，溫度均勻。絕熱式反應(yīng)器直接傳熱，溫度均勻。 選擇兩段絕熱是因?yàn)閱渭?jí)反應(yīng)器的乙苯轉(zhuǎn)化率只選擇兩段絕熱是因?yàn)閱渭?jí)反應(yīng)器的乙苯轉(zhuǎn)化率只有有40-50%40-50%。但是如果在加熱到一級(jí)入口的溫度，混。但是如果在加熱到一級(jí)入口的溫度，混合物無(wú)法平衡，所以混合物送往到第二催化劑床層，合物無(wú)法平衡，所以混合物送往到第二催化劑床層，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為苯乙烯，直至再次接近平衡。由于受進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為苯乙烯，直至再次接近平衡。由于受其他因素影響乙苯轉(zhuǎn)化率可達(dá)到其他因素影響乙苯轉(zhuǎn)化率可達(dá)到70-85%70-85%。若在增加。

14、若在增加催化劑床層，要綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益。總之，我們選催化劑床層，要綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益。總之，我們選用兩段絕熱固定床反應(yīng)器。用兩段絕熱固定床反應(yīng)器。 生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的故障分析及應(yīng)對(duì)措施生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的故障分析及應(yīng)對(duì)措施異常現(xiàn)象產(chǎn)生原因及處理方法反應(yīng)壓力偏高1、催化劑床層增加，應(yīng)檢查床層，催化劑燒結(jié)或粉碎，應(yīng)限期更換。2、乙苯或水蒸氣流量加大，可調(diào)整流量。3、進(jìn)口管堵塞，應(yīng)停車清理，疏通管道。4、鹽水冷凝器出口凍結(jié)，可調(diào)節(jié)或切斷鹽水解凍，嚴(yán)重時(shí)用水蒸氣沖刷解凍。苯乙烯粗餾塔釜壓力上升1、進(jìn)料中低沸物增加或加流過(guò)大，可增加塔頂出料，減少回流量。2、再沸器加熱蒸汽調(diào)節(jié)閥失控，釜溫升高，應(yīng)切換現(xiàn)場(chǎng)閥手控，請(qǐng)儀表工檢修。3、塔釜液面過(guò)高，造成淹塔，減少進(jìn)料，加大底出料。4