年产25万吨苯乙烯工艺设计(论文

年产25万吨苯乙烯工艺设计(论文内容摘要：

钼等。 但这些催化剂在多处于研究阶段，尚不具备工业化条件，有待进一步研究开发。 (4)乙苯催化脱氢法 这是目前生产苯乙烯的主要方法，目前世界上大约 90%的苯乙烯采用该方法生产。 它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱氢生成苯乙烯和氢气。 反应方程式如下： 22565256 HC H C HHCHCHC   同时还有副反应发生，如裂解反应和加氢裂解反应： 435625256 CHCHHCHHCHC   336625256 CHCHHCHHCHC   22665256 CHCHHCHCHC   高温裂解生碳： 25256 58 HCHCHC   西南石油大学毕业设计 (论文 ) 4 在水蒸汽存在下，发生水蒸汽的转化反应： 2235625256 32 HCOCHHCOHHCHC   此外还有高分子化合物的聚合反应，如聚苯乙烯、对称二苯乙烯的衍生物等。 世界苯乙烯的生产与发展 生产情况 由于聚苯乙烯和 ABS树脂等苯 乙烯下游产品消费的强劲增长，近年来世界苯乙烯的生产发展很快 [4]。 1999年世界苯乙烯的生产能力为 t， 2020年达 到 t，2020年进一步增力 到 t， 2020年全球苯乙烯的总生产能力约为 t，产量约为 t，其中北美／南美地区的生产能力为 t／ a，约占世界苯乙烯总生产能力的 ％；欧洲地区的生产能力为 t／ a，约占世界总生产能力的 ％；中东地区的生产能力为 t／ a，约占世界总生产能力的 ％；亚洲地区的生产能力为 t，约占世界总生产能力的 ％。 今后几年，随着中国和沙特阿拉伯等一大批新苯乙烯生产装置的建成投产，预计 到 2020年世界苯乙烯的总生产能力将达到约 3000万 t／ a。 2020年国外苯乙烯主要生产厂家情况见表 12。 表 12 2020年国外苯乙烯主要生产厂家情况 生产厂家 生产能力／ (万 吨 ／ 年 ) 美国 BP公司 美国雪佛龙．菲利普斯公司 美国 Cos． Mar公司 美国陶氏化学公司 美国 Lynden化学公司 美国 Nova化学公司 美国 Sterling化学公司 美国 Westlake苯乙烯公司 加 拿大 Nova化学公司 加拿大壳牌公司 墨西哥 Premix公司 巴西 In nova公司 比利时巴斯夫公司 年产 25 万吨苯乙烯工艺设计 5 发展前景 世界苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、 ABS／ SAN树脂、 SBR／ SBR胶乳、不饱和聚酯 5树脂以及热塑性弹性体等， 2020年的消费结构为： 54％用于生产聚苯乙烯、 12％用于生产发泡聚苯乙烯、 16％用于生产 ABS／ SAN树脂、 9％用于生产 SBR橡胶及胶乳、 5％用于生产不饱和聚酯， 4％用于生产其它产品。 近年来世界苯乙烯消费现状及需求预测情况见表 13。 表 13 近年来世界苯乙烯消费现状及需求预测情况 地区名称 消费量 /万 t 2020年 2020年 2020年 2020年 2020年 2020年 2020年 北美 /南美 欧洲 中东 亚洲 我国苯乙烯的发展前景与现状 生产现状 我国苯乙烯的工业生产始于 20世纪 50年代中期，自兰州石油化工公司合成橡胶厂采用传统的三氯化铝液相烷基化工艺，建成一套 5000t／ a苯乙烯生产装置以来，我国苯乙烯的生产得到了飞速发展 [6～ 9]。 2020年我国苯 乙烯的生产厂家有 12家，总生产能力达到 105万 t，其中有 8套为引进生产装置，生产能力合计为 72． 9万 t／ a，约占国内苯乙烯总生产能力的 69． 4％。 扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司的 14． 5万 t／ a装置是目前国内最大的苯乙烯生产装置，生产能力约占国内苯乙烯总生产能力的 13． 8％；其次是吉林石化公司，生产能力为 t，约占国内总生产能力的 13． 3％。 随着我国苯乙烯生产能力的不断增加，产量也不断增加。 1995年我国苯乙烯的产量只有 2558万 t， 1998年增 加到 t， 2020年增加到 76． 38万 t， 1995～ 2020年产量的年均增长率达到 ％。 2020年我国苯乙烯的产量进一步增加到 t，比 2020年增长 ％， 1997～ 2020年产量的年均增长率为 ％。 2020年我国苯乙烯产量达到 t，比 2020年增长 ％，其中中国石化集团公司的产量为 t，约占总产量的 ％；中国石油天然气集团公司的产量为 t，约占总产量的 39． 96％。 西南石油大学毕业设计 (论文 ) 6 中国石油吉林石化公司的产量最大，达 到 t，约占我国苯乙烯总产量的 ％，位居全国第一；其次是扬予巴斯 夫苯乙烯系列有限公司，产量达 到 t，约占国内总产量的 ％；再次是中石化茂名石化公司，产量 到 t，约占国内总产量的 10． 97％。 发展前景 我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、 ABS树脂、 AS树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。 2020年我国苯乙烯的消费结构为：％用于生产聚苯乙烯； ％用于生产 ABS／ SAN树脂； ％用于生产丁苯橡胶／丁苯胶乳； ％用于生产不饱和聚酯树脂； ％用于生产苯乙烯系热塑性弹性体；％用 于生产农药、医药和离子交换树脂等其它产品 [11]。 年产 25 万吨苯乙烯工艺设计 7 2 苯乙烯主要 生产工艺说明 产品及原料性能 苯乙烯 (1)生产规模 本装置以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生产乙苯，然后，乙苯直接催化脱氢生产苯乙烯 生产规模：年产苯乙烯 25万吨 (2)苯乙烯产品 化学名称：苯乙烯 别名：乙烯基苯 分子式： C6H5C2H3 分子量 ： (3)物理，化学性质 a．物理性质 外观：无色透明芳香性液体 沸点： ℃ () 凝固点： 3063℃ () 闪 点： 31℃ 自燃点 (ASTM法 )：在空气中 490℃ ，在氧气中 450℃ 临界温度： 374℃ 临界压力： 液体比重： 黏度： SlmPa (25℃ ) 热容： ／ mol℃ 比热： ／ g.℃ (25℃ ) 燃烧热： ／ g 折光指数： 与空气混合的爆炸极限： (v)) 聚合热： ／ mol(25℃ ) 西南石油大学毕业设计 (论文 ) 8 熔解热： ／ g 汽化潜热： 37． 03MJ／ mol 溶于乙 醇和乙醛，不溶与水 b．化学性质： 还原反应： 32562256 CHCHHCHCHCHHC   触媒 部分还原： 32562256 4 CHCHHCHCHCHHC   触媒 完全还原： C O O HHCH C H OOCHCHHC OC 56r2256 32   氧化反应： ClC H C lC HHCClCHCHHC C H C l 2562256 3  加 成反应： 3562256 l CHC H CHCH C lCHCHHC   溶剂 (4)用途 苯乙烯是重要的有机化工原料．苯乙烯聚合生产通用级聚苯乙烯 (GPPS)，经处理能生成高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)与丁二烯，丙烯睛三聚生成 ABS；与丙烯睛共聚声称SAN，与丁二烯共聚生成丁苯橡胶 (SBR)。 其次在纺织，印染，涂料，农药和医药等方面也有广泛的用途 [13]。 苯乙烯系列树脂的产量在世界三大合成材料的产量中排名第三，仅次于聚乙烯，聚氯乙烯树脂。 因此随着对苯乙烯系列树脂需求量的日益增加，苯乙烯应用将会更加广泛 [10]。 乙苯 分子量： 分子式： C6H5C2H5 (1)物理性质： 比重： (℃ ) 闪点： 15℃ (蒸汽 ) 临界温度： ℃ 液体热容量： ／ kg℃ 年产 25 万吨苯乙烯工艺设计 9 蒸发潜热： 8． 57kcal／ kg℃ 液体黏度： 燃烧热： 101kcal/克分子 爆炸范围： (体积％ ) 沸点： ／ 760mrnHg 凝固点： 4C／ 760mmHg 临界压力： (绝压 ) 蒸汽热容量： ／ kg℃ 蒸汽压力： (20℃ ) 在水中的溶解度： %(1 5℃ ) 自燃点： 553℃ 厂房允许浓度： 0． 05mg／ l (2) 化学性质 1)脱氢 ： 242565256 22 HHCHCHCHC   2)烃化： 25246245256 )( HCHCHCHCHC   3)用途：作为苯乙烯的原料 (含水 900ppm) 外观：透明 介质酸碱性：中型 比重： ． 88(20℃ ) 挥发度：无残渣 沸程： ℃ 凝固点： ℃ 二乙苯 外观：无色透明液体，无机械染质 初沸点： =175℃ 终沸点： =185℃ 分子量： 馏出物体积： =95％ 低沸物含量： =3％ 高沸物含量： =2％ 二乙苯含量： =99％ 三乙苯 含二乙苯： =，含三乙苯： =，焦油：痕量 其中苯含量： ％，甲苯： ％，乙苯： ％ 烃化液 外观：浅褐色液体 含苯： 5560％ 西南石油大学毕业设计 (论文 ) 10 含乙苯： =40％；含二乙苯： =10％ (wt％ )；含多乙苯： =2％ 辅料 (1)无水氯化铝： 外观：白色或浅黄色粉末；氯化铝 =98． 5％ 氧化铁： =％；水中石容物： 一 O． 1％；颗粒度： 5mm (2)对叔丁基邻苯二酚 (TBC) 外观：白色或浅褐色粉末；凝点： 50℃ ；灰 粉： 0． 25％ (wt) Ca和 Mn ： =5ppm 组成：对 TBC： =95％；邻 TBC： =2％； ： =3％ 对叔丁基苯酚： =％；其他： =％ (wt) (3)T315触媒 (兰化企业标准 ) 直径： ；长度： 20mm；主要成分：氧化铁： 堆密度： ／ l；分解收率： 88％ 转化率： 46％；苯乙烯收率： 49％ (4)苛性钠 NaOH 含量： 20％； NaC03含量： 1％ (wt) NaCl 含量： 2％ (wt)； FeC03含量： ％ (wt) (5)消泡剂： NaC071D5 颜色：暗稻草色；嗅味：微芳香味；比重： ／ cm3 黏度： (℃ )；闪点： 126． 68℃ 固化点： ℃ ，对金属腐蚀．但应避免与天然橡胶接触，有毒，贮藏温度 21℃为宜。 (6)阻聚剂： D剂 含量： =95％； NaO ： =； H20： 0． 3％ 熔点： 109111℃ (7)GS01催化 剂 形状：圆柱型：颗粒度：直径 ；长度 610mm； 堆密度： 177。 ／ dm3；反应温度： 500600℃ 水：乙苯 =： 1(wt)；乙苯液态空速： — (v) 乙苯转化率： 4047％ 苯乙烯选择性： 9496％ 年产 25 万吨苯乙烯工艺设计 11 (8)M剂： 外观：棕褐色，粒状；纯度： =90％ (wt) 含水： =1％ (wt)；灰粉 =1％ (wt)；熔点： =l 80℃ 热敏性物质，低于 50℃ 存放；使用温度： =120℃ 分子量： 137 烷基化 (催化剂为氯化铝 ) 乙苯脱氢： (催化剂为 XHD2或 GS01) 苯乙烯生产原理 本装置采用液相烷基化 (烃化 )法制取乙苯，然后乙苯催化脱氢生产苯乙烯。 液相烷基化法，制取乙苯，是以苯和乙烯为原料，并以无水三氯化铝和二乙苯或三乙苯配置成的络合物 (复合体 )为催化剂，在烃化反应器内进行液相烷基化反应，其产物 ⋯烃化液 (粗乙苯 )，采用精馏的方法，从烃化液中分离出来乙苯 [14,15]。 乙苯脱氢生产苯乙烯是裂解吸热，体积增加的反应，此反应采用水蒸气为稀释剂，降低乙苯分压使反应向生成苯乙烯的方向进行，乙苯与水蒸气混合加热，在脱氢催化剂作用下，乙苯高温脱氢制取乙烯， 并减压精馏精制产品苯乙烯。 烷基化反应（烃化） 主反应： 32562266 3 CHCHHCCHCHHC A l C l  副反应： 324623223256 3 CHCHHCCHCHCHCHCHCHHC A l C l  烷基化反应： 3256664623 2 CHCHHCHCHCCHCH    水解反应： H C lOHAlOHA lC l 3)(3 323   中和反应： OHN a C lN a O HH C l 2  乙苯脱氢反应 主反应： 22566005203256 HCHCHHCCHCHHC 。