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2015 50KT/a乙苯的生产的工艺组织与实施 A0301生产工艺路线选择生产现状、生产方法分析比较（原料来源，催化剂性能，安全、环保分析，先进性、经济性分析） 化工1311 曹家齐 乙苯性质： 1、理化特性 外观与性状： 无色液体，有芳香气味。 熔点(℃)： -94.9 沸点(℃)： 136.2 相对密度(水=1)： 0.87 相对蒸气密度(空气=1)： 3.66 饱和蒸气压(kPa)： 1.33(25.9℃) 闪点(℃)： 15 引燃温度(℃)： 432 爆炸上限%(V/V)： 6.7 爆炸下限%(V/V)： 1.0 溶解性： 不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂。 2、主要用途： 用于有机合成和用作溶剂。主要用于生产苯乙烯，进而生产苯乙烯均聚物以及以苯乙烯为主要成分的共聚物（ABS，AS等）。乙苯少量用于有机合成工业，例如生产苯乙酮、乙基蒽醌、对硝基苯乙酮、甲基苯基甲酮等中间体。在医药上用作合霉素和氯霉素的中间体。也用于香料。此外，还可作溶剂使用。 工业生产乙苯工艺 到目前为止,工业上乙苯主要由苯与乙烯的烷基化反应来生产的。由烷基化制乙苯的工艺至今经历了三个阶段,即由三氯化铝为催化剂的烷基化反应路线,以ZSM - 5沸石为催化剂的气相烷基化法以及由Y - 沸石为催化剂的液相法制乙苯工艺路线。近几年来,国内也开展了以沸石为催化剂生产乙苯的研究,并显示了良好的工业前景。同时,催化蒸馏技术制乙苯的研究也取得了进展。 乙苯是生产苯乙烯的中间产品,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生产二乙基苯等。目前在工业生产中,90%以上是在适当催化剂存在下由苯与乙烯烷基化反应来制取乙苯。 苯和乙烯烷基化是在酸性催化剂存在下进行，若以所用催化剂分类，可分为三氯化铝（AlCl3）法、BF3—Al2O3法和固体酸法等。液相三氯化铝法又可分为传统的两相烷基化工艺和单相高温烷基工艺。 生产方法比较分析 1、AICI3催化剂液相反应法 传统的AlCl3法反应器内反应物和催化剂形成三相,液态芳烃、气态乙烯和液态的催化剂配合物。催化剂配合物呈红色,与液态芳烃不互溶,反应时乙烯鼓泡进入含有两个液相的的反应器内,使它们分散混合。乙烯与苯的摩尔比为0.3~0.35,反应在低于130°C以下及常压进行。 优点：乙烯的转化率接近100%,乙苯的收率较高,循环苯和乙苯的量较小;苯与乙烯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应可在同一台反应器中完成。 缺点：反应介质的腐蚀性强,设备造价与维修费用高以及反应产物有机相经水洗、碱洗后产生大量含有氢氧化铝淤浆的废水,加上废催化剂,造成了严重的环境污染。 由于传统的A1Cl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相等问题,l由于该法在降低成本上有较明显的效果,不少传统的AlCl3法的装置进行了改造和扩建。 该工艺特点是,烷基化和烷基转移反应在两个反应器中进行,乙苯收率高,副产焦油少,Alcl3用量少(仅为传统法的1/3)。 但这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有所缓解,并未从根本上得到解决。 2、Unocal/Lummus/ UOP液相法 20 世纪80 年代以来, 美国三个公司联合开发了固体酸催化剂催化苯与乙烯液相法制乙苯的新技术,以Y-沸石为催化剂, Al2O3为粘合剂。在232～316℃和2.79～6.99MPa下进行反应, 苯的质量空速2～10/h ,苯/乙烯摩尔比4～10。 优点：该法不产生污染环境的废料,反应温度低(一般不超过300°C),乙苯中二甲苯杂质含量仅为20~40×10-6,远远少于气相法。催化剂的运转周期可长达一年,对原料纯度要求不高。使用后的催化剂可以进行器外再生,再生条件缓和,使用寿命可达3年。 缺点：但该法只能用于浓乙烯的烷基化反应,而不适合FCC干气或焦炉尾气原料。空速低,催化剂用量大,反应压力较高,使能耗增加,设备和操作复杂。 3、Mobil - Badger气相法 1976 年由Mobil 和Badger公司合作开发了以高硅ZSM - 5沸石为催化剂制乙苯的气相法。1980年在美国Hoechst公司实现了工业化,年产47.3万吨乙苯。 实际生产中,反应器有两种工艺。一是回收的多乙苯进入同一反应器。另一种是进入另外一个烷基化反应器。 苯在温度为400 ℃左右,压力为1.2～1.6MPa下,以气相进入顶部床层,进行苯和乙烯的气相烷基化反应,同时也进行二乙苯和苯的烷基转移反应。苯与乙烯的重量综合比为18.5 ,乙烯转化率达99.8 %。苯循环,回收后的多乙苯进入烷基转移反应器进行烷基转移反应。其操作条件为：压力0.6～0.7MPa ,温度440～445℃,苯与多乙苯分子比为(1～1. 52) :1 ,苯单程转化率为15%(Wt ) ,乙苯收率为98%。 优点： 该工艺可以用浓