乙苯的生產(chǎn)工藝組織與實施(已修改)
2025-03-21 18:15 本頁面
【正文】 項目 A03： 50kt/a乙苯的生產(chǎn) 工藝組織與實施 第二組： 周文仙、孔琴琴、孫敏、吳林飛、馬俊、徐晨、殷斐 目錄 ? A0301生產(chǎn)工藝路線選擇 ? A0302生產(chǎn)工藝條件影響因素分析 ? A0303典型設(shè)備的選擇 ? A0304生產(chǎn)中安全、環(huán)保、節(jié)能措施 生產(chǎn)工藝路線選擇 ? 生產(chǎn)現(xiàn)狀 ? 到目前為止 ,工業(yè)上乙苯主要由苯與乙烯的烷基化反應(yīng)來生產(chǎn)的。 ? 由烷基化制乙苯的工藝至今 經(jīng)歷了三個階段 ,即由以三氯化鋁 為催化劑的烷基化反應(yīng)路線 ,以 ZSM5沸石 分子篩 為催化劑的氣相烷基化法以及由 Y沸石 為催化劑的液相法制乙苯工藝路線。 ? 近幾年來 ,國內(nèi)也開展了以沸石為催化劑生產(chǎn)乙苯的研究 ,并顯示了良好的工業(yè)前景。同時 ,催化蒸餾技術(shù)制乙苯的研究也取得了進展。 ? 生產(chǎn)方法 ? AlCl3法 ? （ 1）、 AlCl3液相法 ? 此方法為傳統(tǒng)的 AlCl3法，使用 AlCl3 HCl催化劑，溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中，生成絡(luò)和物。 ? 該絡(luò)和物在烷基化反應(yīng)器中與液態(tài)苯形成兩相反應(yīng)體系，同時通入乙烯氣體，在 溫度 130℃ 以下， 常壓至 應(yīng)，生成乙苯和多乙苯，同時，多乙苯和乙苯發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。反應(yīng)器中 乙烯與苯摩爾比為 ～ ， 乙烯轉(zhuǎn)化率接近 100%，烷基化反應(yīng)收率為 %。 ? 催化劑、苯、多乙苯循環(huán)使用 ,每噸乙苯副產(chǎn)焦油 ～ 。 ? 此反應(yīng)中苯的烷基化反應(yīng)和多乙苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)在一臺反應(yīng)器中完成。為限制多乙苯的生成 ,必須控制乙烯與苯的比例。工業(yè)生產(chǎn)裝置控制乙烯與苯的分子比為 ～ 左右。 ? 催化劑配合物呈紅色 ,與液態(tài)芳烴不互溶 ,反應(yīng)時乙烯鼓泡進入含有兩個液相的的反應(yīng)器內(nèi) ,使它們分散混合。 優(yōu)點： 乙烯的轉(zhuǎn)化率接近 100%,乙苯的收率較高 ,循環(huán)苯和乙苯的量較小 。苯與乙烯的烷基化反應(yīng)和多乙苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)可在同一臺反應(yīng)器中完成。 缺點： 反應(yīng)介質(zhì)的腐蝕性強 ,設(shè)備造價與維修費用高以及反應(yīng)產(chǎn)物有機相經(jīng)水洗、堿洗后產(chǎn)生大量含有氫氧化鋁淤漿的廢水 ,加上廢催化劑 ,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。 ? （ 2）、均相 AlCl3法 ? 由于傳統(tǒng)的 AlCl3法存在著污染腐蝕嚴(yán)重及反應(yīng)器內(nèi)兩個液相等問題 ,1974年 Monsanto/ Lummus公司提出了均相 AlCl3法。 ? 該工藝通過控制乙烯的投料 ,使 AlCl3催化劑的用量減少到處于溶解度范圍內(nèi) ,使反應(yīng)可以在均一的液相中進行 ,提高了乙苯的產(chǎn)率。 ? 反應(yīng)溫度為 95 ～ 100℃ ,壓力 ～ ,乙烯與苯的摩爾比為 。均相 AlCl3法進料乙烯濃度范圍可為 15%～ 100%。 ? 優(yōu)點： 烷基化和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)在兩個反應(yīng)器中進行 ,乙苯收率高 ,副產(chǎn)焦油少 ,AlCl3用量少 (僅為傳統(tǒng)法的 1/3)。 ? 缺點： 這種方法也只是使設(shè)備腐蝕及環(huán)境污染問題有所緩解 ,并未從根本上得到解決。 ? Mobil Badger氣相法 ? 1976 年由 Mobil 和 Badger公司合作開發(fā)了以 高硅ZSM 5沸石 為催化劑制乙苯的氣相法。 1980年在美國 Hoechst公司實現(xiàn)了工業(yè)化 ,年產(chǎn) 。 ? 實際生產(chǎn)中 ,反應(yīng)器有兩種工藝。一是回收的多乙苯進入同一反應(yīng)器。另一種是進入另外一個烷基化反應(yīng)器。 ? 苯在溫度為 400 ℃ 左右 ,壓力為 ～ ,以氣相進入頂部床層 ,進行苯和乙烯的氣相烷基化反應(yīng) ,同時也進行二乙苯和苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。苯與乙烯的重量綜合比為 ,乙烯轉(zhuǎn)化率達 %。苯循環(huán) ,回收后的多乙苯進入烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器進行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。其 操作條件為：壓力 ～ ,溫度 440～ 445℃ ,苯與多乙苯分子比為 (1～ 1. 52) :1 ,苯單程轉(zhuǎn)化率為15%(Wt ) ,乙苯收率為 98%。 ? 優(yōu)點： 該工藝可以用濃乙烯為原料 ,也可用稀乙烯混合氣體為原料 ,該工藝采用 ZSM5沸石催化劑 ,完全避免了 AlCl3催化劑帶來的一系列問題。該催化劑對苯和乙烯的烴
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