苯乙烯工藝六組

苯乙烯的生產技術應用化工技術01班六組目錄苯乙烯的性質與用途苯乙烯工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢苯乙烯的生產工藝簡述一、苯乙烯的性質與用途

性質（1）苯乙烯又名乙烯基苯，苯乙烯是無色透明油狀液體，難溶于水，反應性能極強，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶劑中。能自聚生成聚苯乙烯樹脂，也很容易與其它含雙鍵的不飽和化合物共聚。（2）沸點：145.2℃，冰點:-30.628℃，閃點:30℃。（3）苯乙烯自聚生成聚苯乙烯樹脂，它還能與其他的不飽和化合物共聚，生成合成橡膠和樹脂等多種產物。（4）苯乙烯還可以發(fā)生烯烴所特有的加成反應。用途（1）苯乙烯自聚生成聚苯乙烯樹脂（2）苯乙烯與丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用于生產ABS工程塑料；（3）與丁二烯共聚可以生成丁苯乳膠（SBL）和合成丁苯橡膠（SBR）；（4）與丙烯腈共聚為AS樹脂；（5）乙烯也可用于生產其它樹脂。此外，苯乙烯還被廣泛用于制藥、涂料、紡織等工業(yè)危害性健康危害：對眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。環(huán)境危害：對環(huán)境有嚴重危害，對水體、土壤和大氣可造成污染。3.燃爆危險：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)展趨勢我國生產現(xiàn)狀我國苯乙烯生產始于20世紀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/年苯乙烯生產裝置，以后又陸續(xù)建成幾套生產裝置，但大都生產規(guī)模小，能耗和物耗較高，產量低，因而發(fā)展緩慢。20世紀90年代，大慶石盤錦乙烯和廣州石化公司先后引進氣相分子篩工藝建成苯乙烯生產裝置，這些裝置的陸續(xù)建成投產，使我國苯乙烯的生產得到了飛速發(fā)展。1998年我國苯乙烯的生產能力達到約74.0萬噸，2000年進一步增加到約95萬噸。

2006年，我國又有多套苯乙烯裝置建成投產，截止到2006年11月底，我國苯乙烯的生產能力達到285.5萬t/a，

苯乙烯需求的巨大缺口和持續(xù)強勁增長態(tài)勢，是我國苯乙烯生產不斷擴能的原動力。2007-2010年仍是我國苯乙烯產能的大規(guī)模增長期，一些新建和擴建項目仍將陸續(xù)進行。預計到2008年我國苯乙烯總生產能力將達到約400.0萬t/a，2010年，總生產能力將達到約600.0萬t/a，屆時我國苯乙烯市場供需矛盾將得到根本緩解。據(jù)此可知我國苯乙烯生產現(xiàn)狀還是比較樂觀?。?/p>

隨著我國聚苯乙烯以及ABS樹脂等消費量的不斷增加，近年來苯乙烯的表觀消費量不斷增加。

2.苯乙烯的市場分析2、苯乙烯的發(fā)展趨勢及建議（1）應盡快采用先進技術對現(xiàn)有裝置進行技術改造隨著亞洲和中東地區(qū)大型苯乙烯裝置的陸續(xù)建成投產，勢必會導致更多的國外產品流入我國，對我國苯乙烯行業(yè)的發(fā)展造成一定的影響。而國內苯乙烯生產裝置規(guī)模偏小，生產技術相對落后，在國內外市場上缺乏競爭力。因此，應盡快采用先進技術對現(xiàn)有裝置進行技術改造，逐步提高裝置的規(guī)模和工藝技術水平，使單套裝置的生產規(guī)模達到20萬t/a以上。（2）積極開發(fā)利用干氣生產乙苯和苯乙烯的生產技術

目前，我國乙烯資源產不足需，而催化裂化干氣資源卻相對豐富，但利用率較低。建議有條件的煉油企業(yè)積極開發(fā)利用干氣生產乙苯和苯乙烯的生產技術。（3）苯乙烯/環(huán)氧丙烷聯(lián)產法工藝值得推薦

同時生產苯乙烯和環(huán)氧丙烷兩種化工產品，適合建設大規(guī)模生產裝置，建議我國新建苯乙烯生產裝置采用此工藝。同時還應加快以丁二烯制苯乙烯、以甲苯制苯乙烯以及乙苯脫氫-氫選擇氧化制苯乙烯等新工藝的研究和開發(fā)步伐，努力縮短與國外技術之間的差距。（4）苯乙烯催化劑的研究開發(fā)需更加深入

開發(fā)低壓、低溫、穩(wěn)定性更好的新型催化劑，節(jié)省能源，降低生產成本，延長催化劑的使用壽命，全面實現(xiàn)催化劑的國產化，將成為今后我國苯乙烯催化劑開發(fā)研究的主要努力方向。三、苯乙烯的生產工藝簡述苯乙烯生產方法主要是乙苯（EB）催化脫氫和苯乙烯/環(huán)氧丙烷（SM/PO）聯(lián)產法。前者約占苯乙產能的80%以上。苯乙烯生產技術實際上是由乙苯生產工藝和苯乙烯生產工藝2部分組成。乙苯的生產主要采用AlCl3或沸石催化劑在氣相或液相條件下使苯與乙烯進行催化烷基化作用制得乙苯，然后在過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）或管式等溫床反應器進行脫氫反應制得苯乙烯單體（SM）。苯乙烯/環(huán)氧丙烷（SM/PO）聯(lián)產法也正被推廣，為歐美部分生產廠所采用。

苯乙烯和環(huán)氧丙烷聯(lián)產法，又稱共氧化法。這種方法先將乙苯過氧化，再與丙烯反應生成甲基芐醇和環(huán)氧丙烷，甲基芐醇脫水即得苯乙烯，其中乙苯過氧化條件為141℃、0.35MPa。苯過氧化物提濃至17%后進入環(huán)氧化工序。工藝條件110℃、4.05MPa。環(huán)氧化過程生成的α-苯乙醇可經液相或氣相在催化劑存在下脫水成苯乙烯。

任務二苯乙烯生產工藝路線選擇；

生產工藝條件影響因素分析溫度：熱力學分析（反應是吸熱反應，因此，高溫有利于化學反應，所以對于所有的吸熱氣相反應隨溫度的升高而增加。所以高溫有利于反應，但高溫帶來副反應會使乙苯分解為苯和乙烯，或者甲苯和甲烷，從而使副反應的選擇性增加。動力學分析：溫度升高，也有利于化學反應速率升高。壓力：熱力學分析（壓力增大有利于化學反應）動力學分析（有利于產物濃度的提高，所以在熱力學和動力學的綜合分析中，我們以有利于產物增加為原則，則壓力低有利于化學反應。但壓力則采用略高于常壓以克服系統(tǒng)阻力，同時為了維持低壓操作，盡可能減少系統(tǒng)的壓力降）。催化劑目前國內大多選擇Fe-K系類催化劑，其中三氧化二鐵為活性組分，氧化鉀為活性促進劑，氧化鉀的引入使鐵系催化劑的活性提高，而氧化鉀的含量增加，使鉀離子的流失浪費。我們則選用氧化鐵系催化劑-高鐵低鉀氧化鐵，具有低活性，高選擇性。既減少了鉀的流失，又不降低選擇性。任務三典型設備的選擇反應設備選擇兩段絕熱固定床反應器因為該反應為吸熱反應，反應器結構簡單，反應空間利用率大，不需耐熱金屬材料，檢修方便，投資低。而對于反應而言，不需要額外增加熱量只需蒸汽提供。如溫度過高，會使乙苯蒸氣過熱而裂解，絕熱式反應器直接傳熱，溫度均勻。

選擇兩段絕熱是因為單級反應器的乙苯轉化率只有40-50%。但是如果在加熱到一級入口的溫度，混合物無法平衡，所以混合物送往到第二催化劑床層，進一步轉化為苯乙烯，直至再次接近平衡。由于受其他因素影響乙苯轉化率可達到70-85%。若在增加催化劑床層，要綜合考慮經濟效益?？傊覀冞x用兩段絕熱固定床反應器。薄膜蒸發(fā)器篩板式精餾塔

苯乙烯精餾單元粗苯乙烯先進入乙苯蒸出塔，將沒有反應的乙苯、副產物苯和甲苯與苯乙烯進行分離。塔頂蒸出的乙苯、苯和甲苯經過冷凝后，一部分回流，其余送入苯、甲苯回收塔，將乙苯與苯、甲苯分離，塔底分出的乙苯可循環(huán)作脫氫原料用。塔頂分出的苯和甲苯，送入苯、甲苯分餾塔，將