【苯乙烯生产工艺流程的设计分析案例2100字】

苯乙烯生产工艺流程的设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19829苯乙烯生产工艺流程的设计分析案例 138741.1乙苯生产方法的确定 1315071.1.3气相分子筛法 137831.1.4液相分子筛法 2199061.1.5乙苯生产工艺比较和确定 2247001.2苯乙烯生产方法的确定 2162522.2.1乙苯催化脱氢法 226602.2.2乙苯氧化脱氢法 2106542.2.3共氧化法 3258692.2.4裂解汽油抽提苯乙烯 3237102.2.5苯乙烯生产工艺比较和确定 3227221.3基于ASPEN模拟工艺流程叙述 31.1乙苯生产方法的确定在当前的化工生产中，乙苯的生产方法主要有四种。分别是传统的AlCl3法、改良的AlCl3法、气相分子筛法和液相分子筛法。1.1.1传统的AlCl3法传统的AlCl3法制备乙苯的原理是苯和乙烯在酸性催化剂AlCl3存在的条件下，发生烷基化反应生成乙苯和多乙苯，同时多乙苯和乙烯发生烷基转移反应，该反应也在同一反应器中[4]。1.1.2改良的AlCl3法改良的AlCl3法相较于传统的工艺方法，改进后的工艺催化剂AlCl3和干燥剂处于均一相中，反应进程更快，废催化剂的处理量减少，乙苯的产率也提高。该工艺中，烷基化反应和烷基转移反应场所分开，分别位于同一个反应器中的内筒和外筒两个区域进行反应[4]。1.1.3气相分子筛法气相分子筛法主要使用的是酸性的ZSM-5型分子筛催化剂，该工艺反应器采用的是塔式反应器，反应器由六段催化剂床层串联组成，进料条件为高温、中压，苯和乙烯进料状态为气相，原料进入反应器顶部床层进行烷基化反应，在每个床层都需要补充一定的进料。该工艺下乙烯几乎转化完全，经分离回收的苯可再次进入反应器继续反应。该法催化剂性能好，使用时间长，生产过程中不存在设备腐蚀问题和环境污染问题[5]。1.1.4液相分子筛法液相分子筛法是目前最为流行的工艺，该工艺催化剂主要采用的是MCM-22型分子筛催化剂。反应器采用的是绝热反应器，主要由两个催化剂床层组成。反应工艺条件中，温度为260℃左右，压力为4Mpa左右。反应过程中苯/乙烯摩尔比较大，因此苯循环使用，烷基化反应生成的多乙苯分离进入烷基转移反应器进行烷基转移反应[6-7]。1.1.5乙苯生产工艺比较和确定表2-SEQ表2-\*ARABIC1乙苯生产工艺比较工艺传统氯化铝法改良氯化铝法气相分子筛法液相分子筛法催化剂AlCl3AlCl3ZSM-5型分子筛催化剂MCM-22型分子筛催化剂投资中等中等高中等技术落后落后成熟成熟，先进特点设备腐蚀严重，环境污染严重设备腐蚀，环境污染较大装置能耗高，乙苯纯度低收率高，能耗低综上所述，AlCl3法由于严重的环境污染问题已经日趋淘汰，气相分子筛法有着能耗高，纯度低的缺点，而液相分子筛法没有设备腐蚀问题，对环境污染小，能耗低，产物乙苯的纯度较高，故本项目采用此方法进行设计。1.2苯乙烯生产方法的确定苯乙烯的生产方法在目前的化工生产中主要有四种，分别是乙苯催化脱氢法、乙苯氧化脱氢法、共氧化法和裂解汽油抽提苯乙烯[8-11]。乙苯催化脱氢法乙苯在高温、负压的条件下，在催化剂的作用下发生脱氢反应生成苯乙烯。反应温度在560℃左右，反应器根据工艺不同分为等温和绝热两种，其中等温反应器是列管式反应器，目前已经很少采用这种反应器，更多采用绝热反应器。该法工艺条件成熟，是目前生产苯乙烯的主要方法。乙苯氧化脱氢法乙苯氧化脱氢工艺较催化脱氢工艺不同点在于该法采用氢气和氧气反应产生热量，以此来解决反应需要的高温条件，从而减少能耗。该法虽能减少能耗，但工艺把控严格，高乙苯转化率的同时副产物也增多。共氧化法C8H10先在液相反应器中经氧气氧化，生成EBHP，EBHP经提浓，浓度达到18％后再与C3H6发生环氧化反应，生成甲基环氧乙烷和间甲基苄醇，环氧反应液经蒸馏得到甲基环氧乙烷和间甲基苄醇，间甲基苄醇经脱水生成苯乙烯。该法在生产得到苯乙烯的同时还能获得环氧丙烷，缺点是流程繁琐，副产物多。裂解汽油抽提苯乙烯美国GTC技术公司开发了GT-Styrene工艺，该工艺使用选择性溶剂的抽提蒸馏塔从粗热解汽油中直接回收苯乙烯，提纯后苯乙烯产品纯度高。苯乙烯生产工艺比较和确定表2-SEQ表2-\*ARABIC2苯乙烯生产工艺比较工艺乙苯催化脱氢乙苯氧化脱氢共氧化法裂解汽油抽提苯乙烯成本中等中等中等低能耗较高中等中等中等特点苯乙烯产量高，反应温度高工艺把控严格，副产物多能同时获得环氧丙烷，但工艺流程长产品色度较高综上所述，乙苯绝热催化脱氢制备苯乙烯是目前成熟且泛用性较高的工艺，虽然能耗较高，但苯乙烯产量高，相较于其他工艺来说，没有过多的副产物，流程简单，产品纯度高，故本项目采用此法进行设计。1.3基于ASPEN模拟工艺流程叙述全工艺流程如下苯和乙烯烷基化反应制备乙苯工段主要工艺流程如下：图2-SEQ图2-\*ARABIC1乙苯制备工段aspen流程模拟图苯和乙烯在烷基化反应器中反应生成乙苯和多乙苯，经苯-乙苯、多乙苯精馏塔精馏，塔顶出苯送回烷基化反应器继续反应，塔底出乙苯和多乙苯，继续送至乙苯-多乙苯精馏塔精馏，塔底出多乙苯，多乙苯送至多乙苯精馏塔精馏，塔顶出高纯度多乙苯，送至烷基转移反应器与C6H6进行烷基转移反应，烷基转移反应器的产物与烷基化反应器产物混合进入苯-乙苯、多乙苯精馏塔精馏。乙苯-多乙苯精馏塔塔顶得到的99％乙苯进入下一工段[12]。乙苯催化脱氢制备苯乙烯工段主要工艺流程如下：图2-SEQ图2-\*ARABIC2乙苯催化脱氢制备苯乙烯工段aspen流程模拟图乙苯和高温水蒸汽一同送进脱氢反应器反应得到苯乙烯、氢气和一些副产物，经过分离先分离出氢气和苯乙烯、乙苯等，再进行二次分离，分离出水和苯乙烯、乙苯等