1、苯乙烯的生產應用化工技術01 班四組一、苯乙烯的性質與用途 性質（1）苯乙烯又名乙烯基苯， 苯乙烯是無色透明油狀液體， 難溶于水，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶劑中。能自聚生成聚苯乙烯（PS）樹脂，也很容易與其它含雙鍵的不飽和化合物共聚。（2）沸點： 145.2 ， 冰點:-30.628，閃點:(閉杯)30。（3）苯乙烯自聚生成聚苯乙烯樹脂，它還能與其他的不飽 和化合物共聚，生成合成橡膠和樹脂等多種產物。（4）苯乙烯還可以發生烯烴所特有的加成反應。 用途（1）苯乙烯自聚生成PS（聚苯乙烯樹脂），（2）苯乙烯與丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用于生產ABS工程塑料；（3）與丁二烯共聚可以生成丁苯乳膠（

2、SBL）和合成丁苯橡膠（SBR）；（4）與丙烯腈共聚為AS樹脂；（5）乙烯也可用于生產其它樹脂。此外，苯乙烯還被廣泛用于制藥、涂料、紡織等工業 危害性1.健康危害： 對眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。1.環境危害： 對環境有嚴重危害，對水體、土壤和大氣可造成污染。 3.燃爆危險： 本品易燃，為可疑致癌物，具刺激性。二、苯乙烯工業的現狀及發展趨勢1. 我國生產現狀 我國苯乙烯生產始于20 世紀50 年代末。采用傳統的三氯化鋁液相烷基化工藝，建成一套5000噸/年苯乙烯生產裝置，以后又陸續建成幾套生產裝置，但大都生產規模小，能耗和物耗較高，產量低，因而發展緩慢。20世紀90年代，大慶石盤錦乙烯和

3、廣州石化公司先后引進氣相分子篩工藝建成苯乙烯生產裝置 ， 這些裝置的陸續建成投產，使我國苯乙烯的生產得到了飛速發展。1998年我國苯乙烯的生產能力達到約74.0萬噸，2000年進一步增加到約95萬噸。 2006年，我國又有多套苯乙烯裝置建成投產，截止到2006年11月底，我國苯乙烯的生產能力達到285.5萬t/a， 苯乙烯需求的巨大缺口和持續強勁增長態勢，是我國苯乙烯生產不斷擴能的原動力。2007-2010年仍是我國苯乙烯產能的大規模增長期，一些新建和擴建項目仍將陸續進行。預計到2008年我國苯乙烯總生產能力將達到約400.0萬t/a，2010年，總生產能力將達到約600.0萬t/a，屆時我國

4、苯乙烯市場供需矛盾將得到根本緩解。 據此可知我國苯乙烯生產現狀還是比較樂觀！ 4 4、生產方法、生產方法苯乙烯的生產方法苯乙烯的生產方法（1）乙苯催化脫氫法）乙苯催化脫氫法CH CH2CH2CH3+H2H2C CH2CH2CH3（2）乙苯氧化脫氫法）乙苯氧化脫氫法CH2CH3+ 0.5O2CH CH2+H2O（3）共氧化法（哈康法）共氧化法（哈康法）CH2CH3+ O2CH CH3OOHCH CH3OH+CH CH2CH CH3OH+ H2OCH CH3OOH（- -苯乙醇）苯乙醇）（過氧化氫乙苯）（過氧化氫乙苯）（環氧丙烷）（環氧丙烷）CH3CHCH2HCCH2OH3C特點：可同時得到兩種化

5、工產品，成本低，污染少，特點：可同時得到兩種化工產品，成本低，污染少，但工藝復雜，副產物多，流程長。但工藝復雜，副產物多，流程長。苯乙烯的生產方法苯乙烯的生產方法(4) (4) 苯和乙烯直接合成法苯和乙烯直接合成法 由日本旭化成最新開發成功，苯和乙烯的氣相混合物在含有HZSM-5沸石催化劑的存在下，在490的反應溫度下，在含有氫分離膜的反應器中經過處理，得到選擇性達93%的苯乙烯。該反應器內的氫分離膜是由鍍鉑燒結管制得。 原料來源：石油 技術性：先進，目前此工藝處于試驗階段。綜上所述，本項目選擇乙苯脫氫生產苯乙烯乙苯脫氫生產苯乙烯。理由：1、目前的催化劑的性能、反應器的結構和工藝操作條件都 有

6、很大的改進。 2、和其他四個方法相比較,工藝非常成熟乙苯脫氫生產苯乙烯的工藝條件乙苯脫氫生產苯乙烯的工藝條件苯乙烯生產工藝苯乙烯生產工藝圖圖9 97 7 乙苯脫氫反應工藝流程乙苯脫氫反應工藝流程1 1蒸汽過熱爐；蒸汽過熱爐；2 2（、）脫氫絕熱徑向反應器；脫氫絕熱徑向反應器；3 3，5 5，7 7分離罐分離罐；4 4廢熱鍋爐；廢熱鍋爐；6 6液相分離器；液相分離器；8 8，1212，1313，1515冷凝器；冷凝器；9 9，1717壓壓縮機；縮機；1010泵；泵；1111殘油汽提塔；殘油汽提塔；1414殘油洗滌塔；殘油洗滌塔；1616工藝冷凝汽提工藝冷凝汽提塔塔乙苯脫氫乙苯脫氫溫度影響溫度溫度

7、K7008009001000 11003.30 01 10 02 24.7110102 23.7510101 12.00 7.87pK2、反應壓力、反應壓力n0減壓減壓操作操作加壓加壓操作操作（有利于提高反應速率）（有利于提高反應速率）（有利于平衡向右移動）（有利于平衡向右移動）高溫高溫加入惰性氣體降低乙苯分壓加入惰性氣體降低乙苯分壓稀釋劑稀釋劑（略高于常壓）（略高于常壓）H2O（g）反應壓力的確定反應壓力的確定H2O（g）P乙苯乙苯，有利于熱力學平衡；，有利于熱力學平衡；消炭，再生消炭，再生cat；CH2O（g）COH2為反應提供熱量；為反應提供熱量； （H2O（g）熱容大）熱容大）易于分離

8、。易于分離。（水與反應產物不互溶）（水與反應產物不互溶）在一定在一定T下，下，nH2O，XEB；但但nH2O ，XEB不再升高；不再升高；nH2O 能耗能耗水蒸氣用量的確定水蒸氣用量的確定（稀釋劑）（稀釋劑）3、此時此時 工業上，水蒸氣用量與所采用的脫氫反應器的形式工業上，水蒸氣用量與所采用的脫氫反應器的形式有關，故應綜合考慮各因素而定。有關，故應綜合考慮各因素而定。4、空速、空速SVX乙苯乙苯S苯乙烯苯乙烯cat表面結焦量增加表面結焦量增加,催化劑運轉催化劑運轉周期縮短周期縮短連串副反應增加連串副反應增加小小完全氧化副反應完全氧化副反應大大XEB，S苯乙烯苯乙烯副反應少，副反應少，原料循環量

9、大原料循環量大,能耗高。能耗高。Y長長短短三、苯乙烯的生產工藝簡述 苯乙烯生產方法主要是乙苯（EB）催化脫氫和苯乙烯/ 環氧丙烷（SM / PO）聯產法。 前者約占苯乙產能的80%以上 。苯乙烯生產技術實際上是由乙苯生產工藝和苯乙烯生產工藝2 部分組成。乙苯的生產主要采用AlCl3 或沸石催化劑在氣相或液相條件下使苯與乙烯進行催化烷基化作用制得乙苯，然后在過熱蒸汽和氧化鐵鉻或氧化鋅催化劑作用下，使用絕熱床（工業上多采用）或管式等溫床反應器進行脫氫反應制得苯乙烯單體（SM）。 苯乙烯/ 環氧丙烷（SM / PO）聯產法也正被推廣，為歐美部分生產廠所采用。 苯乙烯和環氧丙烷聯產法，又稱共氧化法。這

10、種方法先將乙苯過氧化，再與丙烯反應生成甲基芐醇和環氧丙烷，甲基芐醇脫水即得苯乙烯，其中乙苯過氧化條件為141、0. 35 MPa。苯過氧化物提濃至17%后進入環氧化工序。工藝條件110、4. 05 MPa。環氧化過程生成的- 苯乙醇可經液相或氣相在催化劑存在下脫水成苯乙烯。乙苯脫氫生產苯乙烯工藝流程 由于脫氫反應需要吸收大量熱量，由于脫氫反應需要吸收大量熱量，故反應器的進口溫度必然高于出故反應器的進口溫度必然高于出口溫度，單段絕熱反應器溫差可口溫度，單段絕熱反應器溫差可達達65。這樣的溫度分布對速。這樣的溫度分布對速率和選擇性都不利。率和選擇性都不利。 反應初期，反應初期，C乙苯乙苯高，平行副

11、反應高，平行副反應競爭劇烈，競爭劇烈，T進進高，有利于平行高，有利于平行副反應（副反應（E平副平副高），使選擇性下高），使選擇性下降；降； 反應器出口，反應器出口，T低，對平衡不利，低，對平衡不利，使反應速率減慢，限制了轉化率使反應速率減慢，限制了轉化率的提高；的提高； 轉化率：轉化率：3540%；選擇性：約；選擇性：約90%。均低于等溫式反應器。均低于等溫式反應器。單段絕熱式反應器單段絕熱式反應器 優點：結構簡單，制優點：結構簡單，制造費用低，生產能力造費用低，生產能力大；大； 缺點：反應所需熱量缺點：反應所需熱量完全由過熱水蒸氣帶完全由過熱水蒸氣帶人，水蒸用量很大：人，水蒸用量很大：水蒸氣

12、與乙苯的摩爾水蒸氣與乙苯的摩爾配比為配比為6 69 9?1 1；溫度；溫度分布對平和速率都不分布對平和速率都不利，轉化率和選擇性利，轉化率和選擇性低。低。單段絕熱式反應器乙苯脫氫工藝流程單段絕熱式反應器乙苯脫氫工藝流程T出出 T進進唯一唯一熱源熱源過熱過熱 反應設備反應設備 選擇兩段絕熱固定床反應器選擇兩段絕熱固定床反應器 因為該反應為吸熱反應，反應器結構簡單，反應因為該反應為吸熱反應，反應器結構簡單，反應空間利用率大，不需耐熱金屬材料，檢修方便，投空間利用率大，不需耐熱金屬材料，檢修方便，投資低。而對于反應而言，不需要額外增加熱量只需資低。而對于反應而言，不需要額外增加熱量只需蒸汽提供。如溫

13、度過高，會使乙苯蒸氣過熱而裂解，蒸汽提供。如溫度過高，會使乙苯蒸氣過熱而裂解，絕熱式反應器直接傳熱，溫度均勻。絕熱式反應器直接傳熱，溫度均勻。 選擇兩段絕熱是因為單級反應器的乙苯轉化率只選擇兩段絕熱是因為單級反應器的乙苯轉化率只有有40-50%40-50%。但是如果在加熱到一級入口的溫度，混。但是如果在加熱到一級入口的溫度，混合物無法平衡，所以混合物送往到第二催化劑床層，合物無法平衡，所以混合物送往到第二催化劑床層，進一步轉化為苯乙烯，直至再次接近平衡。由于受進一步轉化為苯乙烯，直至再次接近平衡。由于受其他因素影響乙苯轉化率可達到其他因素影響乙苯轉化率可達到70-85%70-85%。若在增加。

14、若在增加催化劑床層，要綜合考慮經濟效益。總之，我們選催化劑床層，要綜合考慮經濟效益。總之，我們選用兩段絕熱固定床反應器。用兩段絕熱固定床反應器。 生產中可能出現的故障分析及應對措施生產中可能出現的故障分析及應對措施異常現象產生原因及處理方法反應壓力偏高1、催化劑床層增加，應檢查床層，催化劑燒結或粉碎，應限期更換。2、乙苯或水蒸氣流量加大，可調整流量。3、進口管堵塞，應停車清理，疏通管道。4、鹽水冷凝器出口凍結，可調節或切斷鹽水解凍，嚴重時用水蒸氣沖刷解凍。苯乙烯粗餾塔釜壓力上升1、進料中低沸物增加或加流過大，可增加塔頂出料，減少回流量。2、再沸器加熱蒸汽調節閥失控，釜溫升高，應切換現場閥手控，請儀表工檢修。3、塔釜液面過高，造成淹塔，減少進料，加大底出料。4