苯乙烯生产运行与操控-乙苯原料的准备

课程:有机化工生产运行与操控知识点：芳烃产品概述课程：有机化工生产运行与操控知识点：芳烃产品概述一、芳烃的地位、来源地位炼焦工业：煤焦油、粗苯烯烃裂解工业：裂解汽油、芳烃来源芳烃，尤其是苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃是仅次于烯烃的有机化工的重要基础原料。

芳烃最初完全来源于煤焦油，进入20世纪70年代以后，全世界几乎95％以上的芳烃都来自石油，品质优良的石油芳烃已成为芳烃的主要资源。二、芳烃的应用

苯、

应用范围甲苯、

二甲苯

石油芳烃的来源石脑油催化重整法裂解汽油加氢法分离和精制石油芳烃的来源主要有两种生产技术。一是石脑油催化重整法，其液体产物－重整油依原料和重整催化剂的不同，芳烃含量一般可达50～80%（质）；二是裂解汽油加氢法，即从乙烯装置的副产裂解汽油中回收芳烃，随裂解原料和裂解深度不同，含芳烃一般可达40～80%（质）。方法一般是先通过抽提过程将芳烃和非芳烃分离，得到混合芳烃；然后进行精馏得到满足纯度要求的苯、甲苯和混合二甲苯；最后再将混合二甲苯进一步分离得到最有用的对二甲苯。三、芳烃的生产芳烃生产概述1.任务2.三苯的用途3.重芳烃的用途芳烃系列化工产品的生产就是以三苯（苯、甲苯、二甲苯）为主要原料生产它们的衍生物。这些衍生物都是很重要的有机化工原料，可以生产许多精细化工产品以及高分子产品。三苯的应用范围非常广泛。近几十年来，苯、甲苯、二甲苯的应用范围已从原来的炸药、医药、染料、农药等传统化学工业迅速扩大到高分子材料、合成橡胶、合成纤维、合成洗涤剂、表面活性剂、涂料、增塑剂等新型工业。C9及C10等重芳烃是生产石油芳烃过程中数量可观的产品或联产品。经分离后，有些重芳烃，如偏三甲苯、均三甲苯、甲乙苯及均四甲苯等具有特定的分子结构，已成为精细化工产品的宝贵资源。在生产高温树脂、特种涂料、增塑剂、固化剂等精细化工产品中，充分显示了重芳烃独特的使用性能，广泛应用于医药、染料、合成材料以及国防和宇航工业等尖端科技部门。苯系芳烃：含有一个苯环。多核芳烃：含有两个或两个以上苯环。稠环芳烃：含有两个或两个以上苯环且苯环间具有公共碳原子。课程：有机化工生产运行与操控知识点：芳烃产品概述谢谢观看课程:有机化工生产运行与操控知识点：乙苯的生产背景课程：有机化工生产运行与操控知识点：乙苯的生产背景一、乙苯的性质第章6乙苯概述１.乙苯的性质和用途2．生产方法物理性质化学性质苯和乙烯烷基化（常用AlCl3）芳烃生产过程的C8芳烃分离

用途乙苯是无色透明液体，具有芳香气味，沸点136.2℃，凝固点－94.5℃。可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚等，而几乎不溶于水。乙苯易燃，其蒸气与空气能形成爆炸性混合物，其爆炸范围2.3～7.4%。乙苯有毒，其蒸汽会刺激眼睛、呼吸器官和细膜，并能使中枢神经系统先兴奋而后呈麻醉状态。工作场所最高允许浓度为100×10ml/m3。烃类热裂解（产量低）第章6乙苯概述１.乙苯的性质和用途2．生产方法物理性质化学性质苯和乙烯烷基化（常用AlCl3）芳烃生产过程的C8芳烃分离

用途乙苯侧链容易氧化，其氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而不同。例如，用强氧化剂（高锰酸钾等）氧化或在催化剂作用下用空气或氧气进行氧化，生产苯甲酸；若用缓和的氧化剂或在缓和的反应条件下进行氧化，则生成苯乙酮。乙苯分子的侧链在一定条件下，可从相邻的两个碳原子上脱去l个氢原子而形成C=C双键，生成苯乙烯。烃类热裂解（产量低）二、乙苯的用途乙苯概述１.乙苯的性质和用途2．生产方法物理性质化学性质苯和乙烯烷基化（常用AlCl3）芳烃生产过程的C8芳烃分离

用途乙苯是一个重要的有机化工中间体，是芳烃系列产品中最重要的一个产品，也是苯的最主要产品。它主要用于脱氢生产苯乙烯；其次是用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙基苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；加在汽油中提高其抗爆性能;也用于生产甲基苯基甲酮，还是制药工业的重要原料。烃类热裂解（产量低）三、乙苯的生产方法乙苯概述１.乙苯的性质和用途2．生产方法物理性质化学性质苯和乙烯烷基化（常用AlCl3）芳烃生产过程的C8芳烃分离

用途烃类热裂解（产量低）

1、液相烷基化生产技术三氯化铝催化剂液相烷基化生产工艺，道化学公司、BASF、壳牌化学公司、孟山都公司、法国Charbonnages化学公司和UCC／Badger联合公司均有各自的工艺技术。其中，采用最广泛的是UCC／Badger生产工艺。各家公司流程大致相似，只是在乙烯对苯的摩尔比的调节、多乙苯返回量、反应操作条件等参数上有所差异，精馏分离部分则主要在降低能耗上改进。迄今大多数厂家通过改进已达最佳操作，与非最佳化操作相比，苯的单耗降低3.5％，乙烯降低2％，能耗降低10％。2、气相烷基化(Mobil／Badger)生产技术

气相分子筛固体催化剂烷基化法的典型工艺。20世纪70年代Mobil公司开发的ZSM系列新型沸石催化剂，在石油炼制、石油化工和C1化学发展中得到广泛应用。后开发的ZSM-5由于具有较好的稳定性能、高选择性、抗结碳能力，使许多公司争抢采用此工艺建厂，到1995年底建成此工艺35套乙苯生产装置。3、我国乙苯生产技术

（1）对比国内外技术可以看到，虽然国内开发的催化剂在技术上非常先进，但国内的工艺还有待进一步开发。国内工艺与国外工艺相比，一个明显的不同就是国内工艺使用的冷凝冷却器和冷却器过多，而产蒸汽的只有一处，且为低压(0.3MPa)蒸汽，产生的热量少，流失热量多。而国外流程则优化较好，产蒸汽多，且有不少是中压蒸汽，并且冷却器用的少。这样，对能量来说，是产出较多，损失较少。目前我国的苯乙烯装置中，乙苯的生产主要采用UOP/Lummus液相分子筛工艺、国内自主开发的液相分子筛工艺、Fina/Badger气相分子筛工艺和国内自主开发的催化干气制乙苯四种工艺。

（2）苯和乙烯液相烷基化生产乙苯技术问世。“国内苯和乙烯液相烷基化生产乙苯工业应用成套技术开发”项目2001年底已通过技术鉴定，各项指标均达到了攻关目标和当代世界先进水平。工业应用结果表明，AEB-2、AEB-1型催化剂分别具有良好的烷基化和烷基转移活性、选择性和稳定性；同时，液相循环烷基化工艺流程合理，装置运行平稳，操作方便，易于控制，属清洁生产工艺；设备材质为碳钢，国内可设计、制造，易于工业生产实施。课程：有机化工生产运行与操控知识点：乙苯的生产背景谢谢观看课程:有机化工生产运行与操控知识点：苯烷基化生产乙苯的生产原理课程：有机化工生产运行与操控知识点：苯烷基化生产乙苯的生产原理一、主、副反应二、反应机理

工业上采用A1Cl3作催化剂时，必须有助催化剂存在。真正对烷基化反应起催化作用的是由苯、乙苯、三氯化铝和氯化氢组成的三元配合物，俗称“红油”。此配合物的形成及其催化作用机理可用以下反应式表示如下:三、烷基化催化剂在氯化氢存在下，乙烯与三氯化铝加成生成二元络合物二元络合物再与苯作用生成三元络合物在三元络合物作用下，烷基化反应按下式进行乙基络合物又与原料苯或产物（如二乙基苯）起复分解反应，产生烷基转移反应。2AlCl3+HCl+C2H4Al2Cl6RCl

Al2Cl6RCl+C6H6Al2Cl6·C6H5R·HCl

Al2Cl6·C6H5R·HCl+CH2=CH2Al2Cl6·C6H4R2·HCl

Al2Cl6·C6H4R2·HCl+C6H6Al2Cl6·C6H5R·HCl+C6H5R

3．烷基化催化剂分类

（1）酸性卤化物类

（2）质子酸类

（3）分子筛类

主要有AlBr3、AlCl3、FeCl3、BF3、ZnCl2等。目前普遍采用的是氯化铝催化剂，并加少量氯化氢以促进反应。

主要有H2SO4、H3PO4、HF等。最常采用的是磷酸-硅藻土固体催化剂，具有选择性高、腐蚀性小及三废排放量小的优点。其缺点是反应温度和压力较高，多烷基苯不能在烷基化条件下进行脱烷基反应。HF>H2SO4>H3PO4以分子筛为催化剂的烷基化反应，具有活性高、反应选择性高、烯烃转化率高、反应可在较低压力下进行，过程三废排放量极少，对设备无腐蚀等特点，是一种颇有前途的烷基化催化剂。

乙烯与苯合

成乙苯时，工业上常用的催化剂是AlCl3，该催化剂活性高，可在373K以下反应，且具有使多烷基苯与苯发生烷基转移的催化作用，在氯乙烷存在下使烷基化反应更有效进行，所以又称氯乙烷为活化剂。也可加入少量水使生成少量HCl作助催化剂。使用AlCl3催化剂的主要缺点是对设备的腐蚀性很大，但由于AlCl3价廉易得，催化活性高，所以工业上仍广泛采用。

在实际生产中，配制催化剂时，必须注意催化剂AlCl3用量和助催化剂氯化氢的来源。生产上助催化剂氯化氢的来源一般采用两种方法获得。

课程：有机化工生产运行与操控知识点：苯烷基化生产乙苯的生产原理谢谢观看课程:有机化工生产运行与操控知识点：乙苯的生产条件课程：有机化工生产运行与操控知识点：乙苯的生产条件一、反应温度放热反应高转化率低温低速低转化率高温高速90～100℃二、原料纯度H2SCOC2H2含氧化合物丙烯丁烯高级烯烃硫化物甲苯水三、原料配比烷基苯多乙苯6:10四、催化剂用量乙基化反应对AlCl3催化剂的纯度要求在97．5～98．5%以上，而且必须无水。当反应温度为80度，催化剂不低于10%，100度时，只需7%-8%3、我国乙苯生产技术

（1）对比国内外技术可以看到，虽然国内开发的催化剂在技术上非常先进，但国内的工艺还有待进一步开发。国内工艺与国外工艺相比，一个明显的不同就是国内工艺使用的冷凝冷却器和冷却器过多，而产蒸汽的只有一处，且为低压(0.3MPa)蒸汽，产生的热量少，流失热量多。而国外流程则优化较好，产蒸汽多，且有不少是中压蒸汽，并且冷却器用的少。这样，对能量来说，是产出较多，损失较少。目前我国的苯乙烯装置中，乙苯的生产主要采用UOP/Lummus液相分子筛工艺、国内自主开发的液相分子筛工艺、Fina/Badger气相分子筛工艺和国内自主开发的催化干气制乙苯四种工艺。