年產20萬噸苯乙烯的初步設計-文庫吧

【正文】 產能力之和占世界總產能的 75%。 20 世紀 90 年代，全球苯乙烯年均增長率為 %。 2021 年需求 萬噸，但在 2021 年世界經濟減速的背景下， 2021年苯乙烯世界需求下降 %，達到 2035 萬噸 。 但亞洲最大市場 ， 中國的需求仍增長 4 約 20%。預計 2021 年世界需求將有所回復，可望比 2021 年需求增長 %。 2021 年以后，荷蘭、日本預定有大型裝置投產，預計需求增長幅度將超過產能增長。 2021年裝置開工率平均將達到 1999 年以來最高的 90%以上 。 2021 年世界苯乙烯新增產能120 萬噸 /年， 2021 年將新增產能 166 萬噸 /年， 2021 年后將新增產能合計 387 萬噸 /年。 2．國內市場分析 華東地區苯乙烯市場氣氛一般，賣盤主流價格在 5800 元 /噸，少數在 58505900元 /噸，一手貿易商仍表現安靜，部分市場二手商補倉意向仍暫時不大，市場實際 商談有限 華南地區苯乙烯開盤市場平穩，主流賣盤價格在 6200 元 /噸，下游開工一般，終端需求恢復緩慢，中小廠家接單意向低迷。 廠家動態： ①撫順石化苯乙烯裝置開工生產正常，報價持穩于 5800 元 /噸，暫無調整意向，近期貨源內供為主，外銷仍有限。 ②齊魯石化苯乙烯出廠價格暫穩執行 6000 元 /噸，廠家裝置開工正常，近期庫存多維持在正常水平，近期廠家控量銷售，貨源供應稍顯一般。 ③茂名石化苯乙烯外銷目前 6000 元 /噸，裝置運行平穩，外銷略顯一般，庫存正常在 1180 噸左右水平。 二、生產方案的確定 目前，世界上苯乙烯的 生產方法主要有乙苯脫氫法、環氧丙烷 苯乙烯聯產法、熱解汽油抽提蒸餾回收法等，我國苯乙烯生產大多采用乙苯脫氫法。 （一）主要生產方案 [5] 1．乙苯氧化脫氫法 乙苯氧化脫氫技術是用較低溫度下的放熱反應代替高溫下的乙苯脫氫吸熱反應，從而大大降低了能耗，提高了效率。氧化脫氫反應為強放熱反應，在熱力學上有利于苯乙烯的生成。 2．環氧丙烷 苯乙烯聯產法 5 環氧丙烷 苯乙烯（簡稱 PO/SM）聯產法又稱共氧化法，由 Halcon 公司開發成功，并于 1973 年在西班牙首次實現工業化生產。在 130160℃、 下，乙苯先在液相反應器中用氧氣氧化生成乙苯過氧化物，生成的乙苯過氧化物經提濃到17%后進入環氧化工序，在反應溫度為 110℃、壓力為 條件下，與丙烯發生環氧化反應成環氧丙烷和甲基芐醇。環氧化反應液經過蒸餾得到環氧丙烷，甲基芐醇在 260℃、常壓條件下脫水生成苯乙烯。 3．熱解汽油抽提蒸餾回收法 從石腦油、瓦斯油蒸汽裂解得到的熱解汽油中直接通過抽提蒸餾也可以制得苯乙烯。 GTC 技術公司開發了采用選擇性溶劑的抽提蒸餾塔 GT苯乙烯工藝，從粗熱解汽油（來自石腦油、瓦斯油和 NGL 蒸汽裂解）直接回收苯乙烯。 提純后苯乙烯產品純度為 %，含苯基乙炔小于 50PPm。采用抽提技術將苯乙烯回收，既可減少后續加氫過程中的氫氣消耗，又避免了催化劑因苯乙烯聚合而引起的中毒，也增產了苯乙烯。據估算，一套以石腦油為裂解原料的 萬噸 /年乙烯裝置大約可回收約 萬噸 /年的苯乙烯。 （二）苯乙烯的生產方案的確定 1．生產方法的確定 目前，全球苯乙烯年生產能力在 2500 萬噸以上，其中 90％以上采用乙苯催化脫氫法生產，該工藝能耗過高、平衡轉化率低，尋找新的脫氫工藝很有必要。由于氧氣氣氛下的乙苯脫氫具有能耗低，不受平衡轉化率限 制等特點，自從二十世紀七十年代發現某些形態的碳對乙苯氧化脫氫表現出良好的催化活性以來，科研工作者對此傾注了極大的熱情。 70 年代初，工業上開發成功了以乙苯和丙烯為原料，聯產苯乙烯和環氧丙烷的新工藝，稱為哈爾康（ Halcon）法，現在世界上已經建有多套規模比較大的生產裝置。這種方法的優點是可以聯產環氧丙烷，但苯乙烯的生產規模受到環氧丙烷需求量的限制，而且投資費用也比較高。 由于乙苯脫氫受平衡的限制，需要高溫，并需要采用大量的水蒸氣，使生產成 6 本增大。采用這種乙苯氧化脫氫法，就可以不受平衡的限制。 因此生產苯乙烯 的方法確定為乙苯氧化脫氫法 [6] 2C6H5C2H5 + O2 → 2C6H5CH=CH2 + 2H2O 2．乙苯脫氫生產苯乙烯的原理 [7] 主反應： C H 2 C H 3 C H = C H 2 + H 2 副反應： C 2 H 5 + H 2 + C 2 H 6 C 2 H 5 + H 2 C H 3 + C H 4 在水蒸氣存在的條件下，還可能發生下列反應： C 2 H 5 + H 2 O C H 3 + C O 2 + 3 H 2 此外還有芳烴縮合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。這些連串副反應的發生不僅使反應選擇性下降，而且極易使催化劑表面結焦進而活性下降。 3．影響本反應的 因素 （ 1）溫度的影響 乙苯脫氫反應為吸熱反應， 00 ??H ，從平衡常數與溫度的關系式20lnRTHTK Pp ?????????? ?? 可知，提高溫度可增大平衡常數，從而提高脫氫反應的平衡轉化率。但是溫度過高副反應增加，使苯乙烯選擇性下降，能耗增大，設備材質要求增加，故應控制適宜的反應溫度。反應溫度為： 540~600℃。 （ 2）壓力的影響 乙苯脫氫為體積增加的反應，從平衡常數與壓力的關系式??????????? ? inp nPKK 總 可知，當時 0??? ，降低總壓 P 總可使 Kn 增大，從而增加了反應的平衡轉化率，故降低壓力有利于平衡向脫氫方向移動。本實驗加水蒸氣的目的使降低乙苯的分壓，以 7 提高平衡轉化率。較適宜的 水蒸氣用量為：水：乙苯 =： 1（體積比）或 8： 1（摩爾比）。 （ 3）空速的影響 乙苯脫氫反應系統中有平衡副反應和連串副反應，隨著接觸時間的增加，副反應也增加，苯乙烯的選擇性可能下降，適