苯乙烯的生产工艺组织跟实施.ppt

工艺条件分析 因为乙苯脱氢反应为吸热反应，需要外部提供大量的热才能进行。乙苯脱氢工艺装置主要有蒸汽过热炉、绝热型反应器、热回收器、气体压缩机和乙苯、苯乙烯分离器。过热炉将蒸汽过热至800摄氏度而作为热源引入反应器。 乙苯脱氢的工艺操作条件为550~650摄氏度，常压或减压，蒸汽与乙苯质量比为1.0~2.5。通过反应器所生成的油分经冷凝器冷凝后乙苯、苯乙烯粗馏塔，由塔底得到苯乙烯，塔顶回收未反应的乙苯。再经乙苯塔分离去少量的苯和甲苯后，循环回反应器。 工业上采用的反应器型式有两种： 一种是多管等温型反应器，是以烟道气为热载体，反应器放在加热炉内，由高温烟道气，将反应所需要的热量通过管壁传递给催化剂床层。 另一种是绝热型反应器，所需要的热源是由过热水蒸气直接带入反应系统。 烟道管 间接 等温式反应器 供热方式 水蒸气 直接 绝热式反应器 等温式反应器 等温式感应器为壳管式反应器，列管内装填Fe-Cr-K催化剂，使用寿命一年左右。反应器列管外走烟道气，通过与列管内反应气体换热为反应提供热量。反应气体入口温度大约为580摄氏度，出口温度约600摄氏度 绝热式反应器 绝热式反应器靠反应气体在反应过程中降温放出的热进行反应。反应气体中伴随有大量高温水蒸气作为热载体，进口温度在630摄氏度左右，出口温度在580~600摄氏度。 乙苯脱氢等温反应器 绝热反应器乙苯脱氢工艺流程 1.列管反应器 2.圆缺挡板 1.水蒸气过热炉2.脱氢反应器 3.耐火砖砌成的加热炉 3、4.热交换器5.冷凝器 4.燃烧喷嘴 6.分离器 两种工艺流程主要差别： 1、脱氢部分的水蒸气用量不同 2、热量的供给和回收利用方式不同 采用列管等温反应器的优点：水蒸气的消耗量约为绝热式反应器的1/2，乙苯转化率高，苯乙烯选择性高 缺点：反应器结构复杂,还需大量的特殊合金钢材,因此大规模生产都采用绝热式反应器。 采用绝热式反应器的优点：结构简单,制造费用低，工艺流程简单，生产能力大 缺点 ：反应器进出口温差大；转化率、选择性较低；过热水蒸气用量大 我组采用绝热式反应器 绝热式反应器 单段绝热式 循环乙苯和新鲜乙苯与占蒸气总量10%的水蒸气混合后,与高温脱氢产物进行热交换被加热于520～550℃,再与过热到720℃的其余90%的过热水蒸气混合,进入脱氢反应器,脱氢产物离开反应器时的温度为585℃左右,经热交换回收热量后,再进一步冷却冷凝,凝液分离去水后,进粗苯乙烯贮槽,尾气90%左右是氢,用作燃料气或工业氢源。 因最终加热乙苯原料气的是过热水蒸气,水蒸气用量比前述的等温反应器工艺大近一倍。操作的工艺条件为:操作压力138kPa左右,水蒸气/乙苯=14∶1(摩尔比)左右,乙苯液空速(LHSV)0.4～0.6m3/h·m3催化剂。 由于仅由过热水蒸气一次供热,反应器进口温度过高,出口温度偏低(相差约65℃),如上分析,这样的温度分布对反应是不利的,因此单段绝热式工艺单程转化率仅为35%～40%,选择性也较低,约为90%左右。此外,由于使用大量水蒸气,冷凝冷却用水量甚大,冷凝下来的工艺水也很多,这些工艺水中含有少量芳烃和焦油,需 经处理后,重新用于产生蒸汽循环 使用,因此本工艺能耗也相当大。 单段绝热反应器脱氢工艺 的优点是绝热反应器结构简单, 制造费用低,生产能力大,一只大 型单段绝热反应器苯乙烯的生 产能力可达6万t/a。 为克服上述缺点,降低原料乙苯单耗和能耗,70年代以来在反应器和脱氢条件方面作了许多改进,收到了较好的效果,现简述如下。 ①采用几个单段绝热反应器串连使用,反应器间设加热炉,进行中间加热以补充热量和提升反应气体进入下一段时的温度。采用几段绝热床层串连使用后,与单段绝热床层相比,进口温度降低,出口温度升高,有利于乙苯转化率和苯乙烯选择性的提高,单程转化率可达65～70%,选择性92%左右。 ②采用分别装入高选择性和高活性(高转化率)的两段绝热反应器。第一段装入高选择性催化剂以减少副反应,提高选择性。第二段装入高活性催化剂以克服温度下降带来的反应速度下降的不利影响,结果可使乙苯单程转化率