苯乙烯生产方案
46页1、项目二 5kt/a苯乙烯生产方案第四组 刘曼 郭欣 张胜洁 王莉莉 路胜明项目五: 5000吨/年苯乙烯的生产技术第一次课 任务点01苯乙烯生产工艺路线选择;任务点02 生产工艺条件影响因素分析;任务点03 典型设备的选择;任务点04苯乙烯生产中安全、环保、节能措施;第二次课 任务点04苯乙烯生产中安全、环保、节能措施;任务点05苯乙烯生产工艺流程组织;第三次课 任务点06苯乙烯生产操作要点;任务点07苯乙烯生产中可能故障分析及应对措施。一 苯乙烯的简介v苯乙烯的性质及用途 (1)苯乙烯的性质v无色透明油状液体 ,密度0.9074 gcm3 熔点-31 沸 点146 闪点313 自燃点490,能溶于醇及醚, 难溶于水。v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。v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11-61%。任务点01苯乙烯生产工艺路线选择v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
2、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。(2)苯乙烯的用途v苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于生 产聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共 聚物(ABS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂、离子 交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体 SBS等。此外,还可用于制药、染料、农药以及选矿 等行业,用途十分广泛。其中PS是苯乙烯最重要的消 费领域,随着我国建材、家电和汽车工业的快速发展 ,对PS、ABS树脂以及苯乙烯系列橡胶SBR、SBS 等需求将继续保持较快增长。 二 苯乙烯的制法1、乙苯催化脱氢v反应式:C6H5-C2H5 550560oC催化剂-C6H5- CH=CH2 2、过氧化物法v反应式: C6H5-C2H5 +O2-C6H5-CH(OOH)-CH3vC6H5-CHOOH-CH3+C3H6-CH3-CH-CH2+- C6H5CH(OH)-CH3vC6H5-CH(OH)-CH3-C6H5-CH=CH2+H2O 3、溶剂抽提法v因为裂解汽油中含有68%的苯乙烯,可以采用选择性溶
3、剂 的抽提蒸馏塔GT一苯乙烯工艺,从粗热解汽油(来自石脑 油、瓦斯油和NGL蒸汽裂解)直接回收苯乙烯。 v乙苯氧化脱氢vC6H5-C2H5+1/2O2C6H5-CH=CH2+H2Ov乙苯在氧化剂的存在下,发生氧化脱氢转化 为苯乙烯。v乙烯和苯直接合成苯乙烯vCH2=CH2+C6H6+1/2O2 C6H5-CH=CH2+H2Ov1、乙苯催化脱氢v目前,乙苯负压脱氢制苯乙烯是苯乙烯生产的常用方法, 世界上90%的苯乙烯都是通过乙烯和苯烃化(采用三氯化铝或分子筛催化剂)生产乙苯,乙苯再催化脱氢生产的。 v乙苯脱氢方法的优点:乙烷原料费用较低,无需上游投资( 由蒸汽裂解生产乙烯或购买乙烯)。v缺点:乙苯脱氢反应为一吸热反应,需有外部提供大量的 热才能进行。v乙苯脱氢方法的优点:乙烷原料费用较低,无需上游投资( 由蒸汽裂解生产乙烯或购买乙v烯)。v缺点:乙苯脱氢反应为一吸热反应,需有外部提供大量的 热才能进行。v过氧化物法:乙苯与空气或氧气在温度110150oC, 压力 2.25.6Mpa下进行氧化反应。反应时间0.34h,乙苯转化 率为1525%,反应条件须严格控制,以防爆炸危险。v溶剂抽提法
4、:这种方法虽然简单,但提取出的产品产量不 高,只能用于小批量的生产,不适合大型化生产,所以不 用改种方法。v我组选用乙苯催化脱氢法反应原理乙苯催化剂脱氢苯乙烯主反应:副反应:苯乙烯的生产u反应温度u乙苯脱氢反应为可逆吸热反应,一般采用 853K893K,新催化剂控制在853K,中期873K 左右,后期可提高到888893K。u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,反应温度升高,反应速度 加快,乙苯转化率提高,当反应温度为873K时基 本上没有裂解产物生成;当温度超过873K,随着 温度升高,裂解副反应速度增加更快,副产物苯、 甲苯等生成量增多,苯乙烯产率下降。任务点02 生产工艺条件影响因素分析乙苯脱氢反应温度的影响反应应温度/K853873893913乙苯转转化率/%53.062.072.587.0苯乙烯产烯产 率/%94.393.592.089.4 结论:升高温度有利于反应,但也不能过高2 反应压力u乙苯脱氢反应是一个气体分子数增多的可逆反应。理论上 ,低压有利于乙苯平衡转化率及苯乙烯平衡收率的提高。 但是,
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