乙苯脱氢工艺解读.pptVIP

列管式等温反应器 优点：列管等温反应器的水蒸气耗用量为绝热式反应器的一半，转化率和选择性高； 缺点：反应器结构复杂，耗用大量特殊合金钢材，制造费用高，不适用于大规模的生产装置。 列管式等温反应器脱氢的工艺流程 单段绝热式反应器乙苯脱氢工艺流程 T出 T进 唯一 热源 过热 由于脱氢反应需要吸收大量热量，故反应器的进口温度必然高于出口温度，单段绝热反应器温差可达65℃。这样的温度分布对速率和选择性都不利。 反应初期，C乙苯高，平行副反应竞争剧烈，T进高，有利于平行副反应（E平副高），使选择性下降； 反应器出口，T低，对平衡不利，使反应速率减慢，限制了转化率的提高； 转化率：35~40%；选择性：约90%。均低于等温式反应器。 单段绝热式反应器 优点：结构简单，制造费用低，生产能力大； 缺点：反应所需热量完全由过热水蒸气带人，水蒸用量很大：水蒸气与乙苯的摩尔配比为6～9?1；温度分布对平和速率都不利，转化率和选择性低。 采用几个单段绝热反应器串联 采用两段绝热反应器 采用多段径向绝热反应器 应用绝热反应器和等温反应器联用技术 采用三段绝热反应器 绝热式脱氢过程的改进 第九章 苯乙烯生产工艺 第一节 概述 苯乙烯的性质和用途 1、苯乙烯的物理性质： 带辛辣味的无色至黄色油状液体，有高折射性和特殊的芳香气味；溶于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮等，不溶于水。 在空气中最大允许浓度为100ppm（百万分之一），在空气中的爆炸极限为：上限：6.1%（体积），下限：1.1%（体积） 。 沸点：146℃ 熔点：－33℃ 比重：0.909 烃+空气（O2） 明火、高温 静电火花 引燃 分支链锁反应 火焰迅速传布 dt T ↑ ↑ ↑ P ↑ ↑ ↑ 爆炸 爆炸极限 ， （爆炸极限） C1~C2 可燃物质与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇到火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限。 2、苯乙烯的化学性质 由于C=C的存在，化学性质相当活泼。 3、苯乙烯的用途 nS PS 自聚 S+AN AS塑料 S+丁二烯 丁苯橡胶 S+丁二烯+AN ABS塑料 聚苯乙烯树脂 共聚 共聚 共聚 苯乙烯的性质和用途 （styrene） 聚苯乙烯 AS塑料 杯盖 食品级AS塑料 AS塑料透明管 外壳为AS塑料 丁苯橡胶 丁苯橡胶垫片 丁苯橡胶板 ABS塑料 ABS塑料管道 板材 苯乙烯是重要的有机化工原料, 广泛用于生产塑料、树脂和合成橡胶。它是仅次于PE、PVC、EO 的第四大乙烯衍生产品, 苯乙烯系列树脂的产量在合成树脂中仅次于PE、PVC 而名列第三。目前, 世界苯乙烯年生产能力达2200万吨, 国内生产能力也在80 万吨/年左右。 苯乙烯的性质和用途 4、生产方法 苯乙烯的生产方法 （1）乙苯催化脱氢法 +H2 （2）乙苯氧化脱氢法 +H2O （3）共氧化法（哈康法） + O2 + + ① + H2O ② ③ （α-苯乙醇） （过氧化氢乙苯） （环氧丙烷） CH3－CH＝CH2 特点：可同时得到两种化工产品，成本低，污染少，但工艺复杂，副产物多，流程长。 苯乙烯的生产方法 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺原理 苯乙烯生产工艺 不安全 一、反应原理及特点 ＋H2 一、主反应 1、可逆反应 2、吸热反应 3、△n＞0的反应 ——高温操作 ——减压操作 ？ cat 乙苯脱氢反应平衡 常数与温度的关系 乙苯脱氢平衡转化 率与温度的关系 一、反应原理及特点 一、反应原理及特点 二、副反应 1、平行副反应 裂解 加氢 裂解 2、连串副反应 3、水蒸气转化反应 乙苯脱氢反应产物称为脱氢液，也称炉油，其组成为：苯、甲苯、乙苯、苯乙烯。 二、副反应 一、反应原理及特点 三、催化剂 Fe2O3－Cr2O3－KOH 主cat 稳定剂 增加热稳定性 助cat C ＋ H2O（g） CO ＋ H2 KOH 铁系催化剂 ——能自行再生 乙苯催化脱氢反应原理 8C＋5H2 生炭反应： 催化剂失活 消炭反应： 催化剂再生 第三节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺条件 苯乙烯生产工艺 反应温度的确定 可逆 吸热 升高温度 （有利于提高平衡转化率） （有利于提高反应速率） 利 弊 （有利于副反应） T↑， X乙苯↑， S苯乙烯↓， 降低温度 利 弊 副反应少，S苯乙烯↑ 反应速率低，产率低 1、反应温度 cat失活 工业上一般控制在580～620℃之间,反应初期,催化剂活性好,反应温度可以低些,反应后期,反应温度则要高些。 热力学分析 温度K 700 800 900 1000 1100 3.30×10—2 4.71×10—2 3.75×10—1 2.00 7.87 热力学分析 2、反应压力