苯乙烯的生产工艺题稿.ppt

我国苯乙烯生产现状 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。 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。 * 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 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 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。 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 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。 苯乙烯的生产方法 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 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。 在水蒸气存在下，还可能发生下述反应 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。 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。 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。 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