乙苯脱氢制苯乙烯.ppt

乙苯脱氢制苯乙烯乙苯脱氢制苯乙烯概 述 苯乙烯是重要的基本有机原料，主要用于制造聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶弹性体(SBR)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)、不饱和聚酯树脂、离子交换树脂、合成树脂涂料及绝缘体等材料作为第一大用户，聚苯乙烯约占苯乙烯消费总量的66%，ABS树脂和SAN树脂约占消费总量的11%，SBR约占消费总量的7%，丁苯胶乳约占消费总量的6%，不饱和聚酯树脂约占消费总量的5%，其他约占消费总量的5%此外，苯乙烯还可用于制药、燃料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛苯乙烯生产方法Ø乙苯脱氢法；Ø乙苯共氧化法（哈康法）；Ø甲苯为原料合成苯乙烯（研究中）；Ø乙烯和苯直接合成苯乙烯（研究中）；Ø乙苯氧化脱氢（研究中）乙苯脱氢法主反应：C6H6+C2H4→C6H5-C2H5 C6H5-C2H5C6H5-C2H3+H2 此外还发生一系列副反应，主要有乙苯的裂解、加氢裂解、水蒸气裂解、聚合和缩合而形成焦油等。

乙苯脱氢法脱氢催化剂 活性组分：氧化铁 助催化剂：钾、钒、钼、钨、铈等氧化物 活性组分和助催化剂按适当比例组合可实现高乙苯转化率和高选择性，如Fe2O3：K2O：Cr2O3=87:10:3组成的催化剂，乙苯的转化率为60%，选择性为87%乙苯脱氢法反应条件1、温度： 乙苯脱氢反应是可逆吸热反应，温度升高有利于平衡转化率的提高，也有利于反应速率的提高但温度升高同时苯乙烯的选择性下降，而低温时反应速率又下降，产率也不高故存在最适宜温度 工业：6000C左右，视催化剂而定 实验：540-6000C,铁系催化剂乙苯脱氢法2、压力： 压力↑ 反应速率↑ 但对脱氢的平衡不利 工业上常采用水蒸气来降低乙苯的分压，提高乙苯转化率，如果水蒸气对催化剂有影响，只能采取降压操作 实验室采用通水蒸气来降低反应产物分压，起降压作用，提高平衡转化率，另外，水蒸气可以与沉积在催化剂上的碳发生反应：C+2H2O→CO2↑+2H2↑，使催化剂获得再生，延长了催化剂的寿命乙苯脱氢法3、空速 高空速可减少副反应，提高反应选择性 ，但转化率不高，原料气需循环利用，增加了能耗，因此需综合考虑，选择最佳空速乙苯脱氢工艺流程和反应器一、外加热列管式乙苯脱氢工艺由脱氢反应，尾气产物分离及最终产品苯乙烯的精制三部分组成脱氢反应：原料为乙苯和水蒸气，反应温度为580~600℃，乙苯转化率为40％~45％，选择性92％~95％，副反应较少。

尾气产物分离：产物中有粗苯乙烯、水、氢气、和二氧化碳，要将它们分离苯乙烯的精制：将粗苯乙烯中的苯、甲苯、乙苯分离后就可以得到产品苯乙烯绝热式反应器乙苯脱氢工艺流程图如下：进料：原料气一反应尾气换热，在经过预热进入反应器预热的热量来自于过热水蒸汽，入口温度为610℃~660℃脱氢反应：催化剂床层为三段，段间补充过热蒸汽，蒸汽与乙苯的摩尔比为14.产物分离：产物冷却后首先要气液分离，气相包括氢气，二氧化碳，一氧化碳，可用作燃料液相经精馏塔分离出苯，甲苯，乙苯及焦油，最终得到产物苯乙烯乙苯脱氢工艺的改进一、脱氢反应器的改进：可利用圆筒形辐射流动反应器，双蒸汽两段绝热反应器、多段径向流反应器来提高乙苯的转化率和收率二、脱氢工艺条件的改进1、降低反应的压力可以提高苯乙烯的转化率和选择性2、利用多段绝热反应器，填充不同的催化剂，发挥催化剂的最大效能三、新型催化剂的研制催化剂改进的目标为：减少水蒸气及降低压力条件下，提高苯乙烯的选择性，可以通过依稀三种途径来实现：1、选择合适的催化剂助剂2、改进催化剂颗粒的粒度和形状，小粒径，低表面积，异形催化剂有利于提高选择性3、改进催化剂的使用方法，对于多层反应器可填充不同活性催化剂。