【正文】 40 60 100 kg/hr (13) 反應(yīng)后各種產(chǎn)物的生成量： ↑ 106 104 2 92% 副 C8H10 C6H6 + C2H4 106 78 28 % C8H10 + H2 C7H8 + CH4↑ % 106 2 92 16 C8H10 ? 8C + 5H2↑ % 106 96 10 % C + 2H2O CO2 + 2H2 主 % C2H3 C2H5 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 11 12 36 44 4 2C8H10 C16H18 + 2H2↑ % 212 210 4 % 表 24 各物質(zhì)進(jìn)出量 組分 分子量 進(jìn)料量 出料量 kg/h kmol/h kg/h kmol/h yi % 乙苯 106 二甲苯 106 苯乙烯 104 氫氣 2 0 0 乙烯 28 0 0 甲烷 16 0 0 甲苯 92 0 0 二氧化碳 44 0 0 水 18 苯 78 0 0 二聚體 210 0 0 ∑ － 100 出水冷冷凝器的氣液組成： (1) 離開水冷冷凝器的液體組成 xi： 可認(rèn)為 H C2H CO2完全不冷凝，二聚體完全被冷凝。 表 14 某廠苯乙烯裝置對原料純度要求 項(xiàng) 目 單位 GB162779 一 級 二 級 外 觀 無色透明或稍帶微黃液體 比 重D20/4 0． 866~ 沸程 (在760mmHg柱下餾出總體積96%時(shí) ) 初沸點(diǎn)≥ ℃ 末沸點(diǎn)≤ ℃ 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 8 項(xiàng) 目 單位 GB162779 一 級 二 級 雜質(zhì)含量(色譜法 ) %(wt) 0． 5 1． 25 苯 +甲苯含量 %(wt) 0． 1 0． 25 其中苯含量 %(wt) 0． 17 0． 28 異丙苯、甲乙苯及丁苯含量 其中甲乙苯及丁苯含量 %(wt) 0． 04 0． 06 二乙苯含量 % 無 無 技術(shù)展望 為了尋求便宜的生產(chǎn)方法和開拓新的原料路線，對苯乙烯的合成方法還在不斷地開發(fā)、研究。 (4) 原料純度要求 為了減少副反應(yīng)發(fā)生，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，要求原料乙苯中二乙苯的含量＜ %。 (3) 水蒸氣用量 通入水蒸氣的作用：①水蒸氣的熱容比較大，通入過熱水蒸氣，可以供給脫氫反應(yīng)所需要的部分熱量，有利于反應(yīng)溫度穩(wěn)定；②水蒸氣可以脫除催化劑表面的積炭，恢復(fù)催化劑的活性，延長催化劑再生的周期；③水蒸氣能將吸附在催化劑表面的產(chǎn)物置換，有利于產(chǎn)物脫離催化劑表面，加快產(chǎn)品生成速度；④主催化劑氧化鐵在氫氣中，會被還原成低價(jià)氧化態(tài)，甚至被還原成金屬鐵，而金屬鐵對深度分解反應(yīng)具有催化作用，通入水蒸氣可以阻礙氧化鐵被過度 還原，以獲得較高的選擇性。理論上，低壓有利于乙苯平衡轉(zhuǎn)化率及苯乙烯平衡收率的提高。從熱力學(xué)方面分析可知，升高反應(yīng)溫度，反應(yīng)平衡常數(shù)增大，乙苯平衡轉(zhuǎn)化率提高，苯乙烯平衡收率提高；從動(dòng)力學(xué)上分析，反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速度加快，乙苯轉(zhuǎn)化率提高，當(dāng)反應(yīng)溫度為 873K時(shí)基本上沒有裂解副產(chǎn)物生成；當(dāng)溫度超過 873K，隨著溫度升高，裂解副反應(yīng)速度增加更快，副產(chǎn)物苯、甲苯、苯乙炔、聚合物等生成量增多，苯乙烯產(chǎn)率下降。 (2) 冷凝過程 在冷凝器中，將脫氫反應(yīng)的產(chǎn)物冷凝，降低其溫度。 (2) 催化劑的選取 ① 主催化劑 催化劑以三氧化二鐵為主 ② 助催化劑 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 6 氧化鉻、氧化銅、氧化鉀等助催化劑涂于氧化鐵或碳酸鉀等載體上，使反應(yīng)更好的發(fā)生，有利于苯乙烯的生成。此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過提高乙苯轉(zhuǎn)化率， 減少了未轉(zhuǎn)化乙苯的循環(huán)返回量，使裝置生產(chǎn)能力提高，減少了分離部分的能耗和單耗；以氫氧化的熱量取代中間換熱，節(jié)約了能量；甲苯的生成需要?dú)?，移除氫后減少了副反應(yīng)的發(fā)生；采用氧化中間加熱，由反應(yīng)物流或熱泵回收潛熱，提高了能量效率，降低了動(dòng)力費(fèi)用，因而經(jīng)濟(jì)性明顯化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 5 優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。它以乙苯為原料，在催化劑的作用下脫氫生成苯乙烯和氫氣。在催化劑和過熱蒸汽的存在下進(jìn)行氧化脫氫反應(yīng)的，即： OHC H C HHCOHCHC 225625256 222 ??? 此方法可以從乙苯直接生成苯乙烯 （ SM） ，還可以利用氧化反應(yīng)放出的熱量產(chǎn)生蒸汽，反應(yīng)溫度也較催化脫氫為低。故此法在國外仍有采用。 1981 年苯乙烯 （ SM） 的年生產(chǎn)能力達(dá)到 ，其用途分配以見表 12。目前，其生產(chǎn)總量的三分之二用于生產(chǎn)聚苯乙烯，三分之一用于生產(chǎn)各種塑料和橡膠。 直到 50 年代和 60 年代苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成熟， 70 年代以后由于能源危機(jī)和化工原料價(jià)格上升以及消除公害等因素，進(jìn)一步促進(jìn)老工藝以節(jié)約原料、降低能耗、消除三廢和降低成本為目標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)，取得了許多顯著成果，使苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到新的水平。 1867 年 Berthelot 發(fā)現(xiàn)乙苯通過赤熱陶管能生成苯乙烯，這一發(fā)現(xiàn)被視為苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)的起源。 苯乙烯 （ SM） 的用途 (1) 苯乙烯 （ SM） 的發(fā)展史 苯乙烯 （ SM） 是 1827 年由 M OHCOOCHCHHC 222256 ????? ② 苯乙烯 （ SM） 氧化 苯乙烯 （ SM） 具有乙烯基烯烴的性質(zhì)，反應(yīng)性能極強(qiáng)，苯乙烯暴露于空氣中，易被氧化而成為醛（酮 ） 、酸類。 苯乙烯（ SM）在空氣中允許濃度為 ?；は诞厴I(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 1 1 緒論 苯乙烯 （ SM） 的簡介 苯乙烯 （ SM） ，又名乙烯基苯，其分子式為 88HC ，它 是含有飽和側(cè)鏈的一種簡單芳烴 。濃度過高、接觸時(shí)間過長則對人體有一定的危害 。 C H OHCOCHCHHC ????? 772256 21 C O O HHCOC H OHC ???? 77277 21 ③ 苯乙烯 （ SM） 聚合 苯乙烯 （ SM） 從結(jié)構(gòu)上看是不對稱取代物，乙烯基因帶有極性而易 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 2 聚合。 Bonastre 蒸餾一種天然 香脂 蘇合香時(shí)才發(fā)現(xiàn)的。 1930 年美國道化學(xué)公司首創(chuàng)由乙苯脫氫法生產(chǎn)苯乙烯 （ SM） 工藝，但因當(dāng)時(shí)精餾技術(shù)未解決而未工業(yè)化。除傳統(tǒng)的苯和乙烯烷基化生產(chǎn)乙苯進(jìn)而脫氫的方法外，出現(xiàn)里 Halcon 乙苯共氧化聯(lián)產(chǎn)苯乙烯 （ SM） 和環(huán)氧丙烷工藝，其中 環(huán)球化學(xué)∕魯姆斯法的 UOP∕Lummus 的“ SMART” SM 工藝是最先進(jìn)的，通過提高乙苯轉(zhuǎn)化率，減少了未轉(zhuǎn)化乙苯的循環(huán)返 回量，使裝置生產(chǎn)能力提高，減少了分離部分的能耗和單耗；以氫氧化的熱量取代中間換熱，節(jié)約了能量；甲苯的生成需要?dú)?，移除氫后減少了副反應(yīng)的發(fā)生；采用氧化中間加熱，由反應(yīng)物流或熱泵回收潛熱，提高了能量效率，降低了動(dòng)力費(fèi)用，因而經(jīng)濟(jì)性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。世界苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)能力在 1996 年已達(dá) 1900 萬噸，目前全