年產20萬噸苯乙烯的初步設計(更新版)

　　

【正文】 圖 2 反應簡圖 6．廢氣、廢渣的處理 圖 3 廢氣、廢渣處理 產生的甲烷，氫氣通過硫酸吸 收掉水，進入貯存罐里，最后做成合成氣：而對于產生的焦油，則通過復雜的加氫；對于其它物質，則進行合量的回收。 反應產物經冷凝冷卻降溫后，送入分離器，不凝氣體（主要是氫氣和二氧化碳）經壓縮去殘油洗滌塔 ,用殘油進行洗滌，并在殘油汽提塔中用蒸汽汽提，進一步回收苯乙烯等產物。而對苯、甲苯的回收時，只對生成的進行回收，對于開始加入的那些，繼續進行使作，起來循環生產。較適宜的 水蒸氣用量為：水：乙苯 =： 1（體積比）或 8： 1（摩爾比）。采用這種乙苯氧化脫氫法，就可以不受平衡的限制。 提純后苯乙烯產品純度為 %，含苯基乙炔小于 50PPm。 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。預計 2021 年世界需求將有所回復，可望比 2021 年需求增長 %。中國苯乙烯表觀消費量已從 1995年的 萬噸、 2021 年的 萬噸上升至 2021 年的 萬噸。其中中海油 /殼牌合資公司是目前我國最大的苯乙烯生產廠家，生產能力 3 達到 萬噸 /年，約占國內苯乙烯總生產能力的 %；其次是上海賽科石油化工股份有限公司，生產能力為 萬噸 /年，約占國內總生產能力的 %；再次是中石化齊魯石油化工公司和江蘇利士德化工公司，生產能力分別為 萬噸 /年，約占國內總生 產能力的 %。 而乙苯脫氫生產苯乙烯 是 乙苯在催化劑作用下，達到 550～ 600℃ 時脫氫生成苯乙烯 。 苯乙烯在高溫下容易裂解和燃燒，生 2 成苯、甲 苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氫氣等。 關鍵詞： 苯乙烯，原料，用途，工藝 流程 1 一、概述 （一）苯乙烯的性質和用途 苯乙烯是一種重要的基 本有機化工原料，主要用于生產聚苯乙烯樹脂（ PS）、丙烯腈 丁二烯 苯乙烯（ ABS）樹脂、苯乙烯 丙烯腈共聚物（ SAN）樹脂、丁苯橡膠和丁苯膠乳（ SBR\SBR 膠乳）、離子交換樹脂、不飽和聚酯以及苯乙烯系熱塑性彈性體（如 SBS）等。 熔點 (℃ )： 沸點 (℃ )： 146 相對密度 (水 =1)： 相對蒸氣密度 (空氣 =1)： 飽和蒸氣壓 (kPa)： (℃ ) 燃燒熱 (kJ/mol)： 臨界溫度 (℃ )： 369 臨界壓力 (MPa)： 辛醇 /水分配系數的對數值： 閃點 (℃ )： 引燃溫度 (℃ )： 490 爆炸上限 %(V/V)： 爆炸下限 %(V/V)： 2．化學性質 遇明火極易燃燒 。苯乙烯暴露于空氣中，易被氧化成醛、酮類。近兩年來，由于跨國石油公司投資東移以及國內市場需求的強力 推動，使我國苯乙烯的發展進入了一個新階段。這意味著中國苯乙烯供應不足局面短期難改。三是從蒸汽裂解熱解汽油中用抽提蒸餾回收。 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．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。 （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。 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。其組成為： Fe2O3－ CuO－ K2O－ Cr2O3－ CeO2。此過熱蒸汽首先與反應混合物換熱，將反應混合物加熱到反應溫度。烴相即脫氫混合液（粗苯乙烯）送至分離精餾部分，水相送工藝冷凝汽提塔，將微量有機物除去，分離出的水循環使用。 乙苯脫氫反應在裝有鐵系催化劑的列管反應器中進行，反應方程式為： 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 水蒸汽作稀釋劑，水蒸汽和乙苯質量比為 ： 1 反應壓力為 150000Pa（絕），反應溫度為 580℃ ，反應器進口溫度 630℃ ,乙苯總轉化率為 55%， 苯乙烯、苯、甲苯 各反應選擇性分別為： (a)90%、 (b)3%、 (c)7%、 為簡化計算，假定： ① 反應混合原料組成 ： 乙苯： 99%( W% )，甲苯： %，苯： %，混合原料中不含其它二甲苯。 ⑦ 苯－甲苯塔塔頂壓力 ＜ 160mmHg，塔頂甲苯 ＜ %，塔釜苯 ＜ %。 阻聚劑加入量 ： % = kmol/h 即 247。= X 苯乙烯 =247。= X 乙苯 =（ ） 247。300247。 最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位 老師 表示衷心地感謝！