第6章催化脱氢讲述.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 9. 从工艺的合理性和经济性考虑，乙苯脱氢液分离和粗苯乙烯精制流程应如何安排？ 10. 试分析单段绝热式反应器内的温度分布对乙苯脱氢效率的影响，如何改进可提高绝热式反应器的脱氢效率？ 11. 乙苯脱氢液分离和粗苯乙烯精制会出现哪些问题？针对这些问题实际生产中是如何解决的？作业 12. 苯乙烯生产中，外热式工艺与绝热式工艺有什么不同？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 这样，反应器进口温度可降低，有利于减少裂解和水蒸气转化等平行副反应的进行。T0与T1；T2与T3；T4与T5之间温差减少，并提高了出口温度T出，有利于提高乙苯转化率。 采用几个单段绝热式反应器串连使用，反应器间设加热炉，进行中间加热。 见图4-12 P179。 * 可降低入口温度，进出口温差减少，接近于等温反应器，有利于提高乙苯的转化率，减少副反应进行而提高苯乙烯的产率。 采用两只单段绝热反应器串连，可使转化率提高到65~70%，选择性为92%左右。 * （2）采用径向多段绝热反应器 采用小颗粒催化剂，不仅可提高选择性，也可提高反应速度。 但用小颗粒催化剂，床层阻力增加，进料压力要相应增加。又会使选择性降低，为了解决此矛盾，就采用径向反应器。可减少阻力降，使得有可能采用小颗粒的催化剂。 见图4-14 P179 * 每一段都由混合室、中心室、催化室和收集室四部分组成。 * （3）采用两段或两层不同催化剂的绝热式反应器（复合层催化剂）。 第一层（段）高选择性催化剂，减少平行副反应，提高选择性。 第二层（段）高活性催化剂，以克服因温度下降带来反应速度下降的不利影响。 * ⑷应用绝热反应器和等温反应器联用技术 发挥等温和绝热的优点。 ⑸采用三段绝热反应器，使用不同催化剂，操作条件的变化。 反应温度630~650℃ 操作压力50.6~131.7kPa（绝压） 水蒸气/乙苯=（6~12）/1（摩尔比） 最终转化率为77~93%，选择性达92~96%。 * 4.3.2 乙苯脱氢工艺流程 1.外加热列管式反应器乙苯脱氢81 流程可分为： 脱氢和产品分离精制两部分。 * * ⑴脱氢部分 原料乙苯与水蒸气混合后经预热器、热交换器和过热器，加热至接近反应温度，然后进入反应器，预热器和加热器都是利用烟道气的余热进行加热。在反应器内于催化剂作用下，在580～600℃温度下进行脱氢反应，约35～40%的乙苯发生转化。气相反应产物进入热交换器，加热反应物，再经冷凝、气液分离，未凝气（90%左右是氢，其余为少量的CO2、CO、CH4），可供利用。 * ⑵脱氢液的分离和苯乙烯的精制 由于乙苯脱氢同时伴随着裂解、氢解和聚合等副反应的进行，并且转化率只控制在35～40%，冷凝下来的脱氢液粗苯乙烯是含有ST、EB、B、T和残渣的一种混合物，其组成大致如下： 组分 EB ST B T 焦油 组成（w%） 55～60 35～40 1.5 2.5 少量 b.p.（℃） 136.2 145.2 80.1 110.7 分离得单一产品，提纯可达到99.5%以供工业应用。 * 分离和精制过程中存在两个问题，必须予以解决。 ①苯乙烯（ST）自聚能力很大，随着温度升高，聚合速度加快。 受热到100℃，即使有阻聚剂存在下，也会很快发生聚合作用，迫使生产停顿。 Ⅰ?? 存在的问题及采取的措施 * * 温度（℃） 70 80 90 100 110 120 聚合率（%/hr）0.27 0.55 1.0 2.2 4.4 8.7 可见：ST在常压下（b.p为145.2℃）进行蒸馏是不可能的，因为此时的聚合速度很大。 工业上常采用真空蒸馏，并加阻聚剂的办法来防止聚合。 减压后要求在蒸馏操作时各部分温度不得超过90℃。 * ②乙苯和苯乙烯沸点相近，分离困难。 常压下仅相差9℃，随着压力降低，其沸点差更小。分离时要求的塔板数较多。 不同压力下苯乙烯和乙苯的沸点及沸点差如下： 压力（mmHg）