乙苯的生產(chǎn)工藝組織與實(shí)施-全文預(yù)覽
【正文】 ? 壓力 ? 由表 3可以看出，壓力對(duì)反應(yīng)的影響十分顯著，即隨反應(yīng)壓力的增加，乙烯轉(zhuǎn)化率明顯增加。同時(shí)，在非均相烷基化過程中，溫度過高，不利于乙烯的吸收，催化配合物容易樹脂化而遭破壞。 生產(chǎn)工藝條件影響因素分析 影響苯與乙烯烷基化反應(yīng)的因素很多，其中主要有 溫度 、 壓力 、 原料配比 、 催化劑 和 空速 等。 ? 本項(xiàng)目選用： 氣相法 ? 理由： 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(duì)苯和乙烯的烴化反應(yīng)及多乙苯與苯的反烴化反應(yīng)均具有較強(qiáng)的催化劑活性和良好的選擇性 ,轉(zhuǎn)化率可達(dá) %。催化劑的運(yùn)轉(zhuǎn)周期可長達(dá)一年 ,對(duì)原料純度要求不高。 ? Unocal/Lummus/ UOP液相法 ? 20 世紀(jì) 80 年代以來 , 美國三個(gè)公司聯(lián)合開發(fā)了固體酸催化劑催化苯與乙烯液相法制乙苯的新技術(shù) ,以 Y沸石 為催化劑 , Al2O3為粘合劑。因此 ,物耗、能耗低。 ? 優(yōu)點(diǎn)： 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。 ? 苯在溫度為 400 ℃ 左右 ,壓力為 ～ ,以氣相進(jìn)入頂部床層 ,進(jìn)行苯和乙烯的氣相烷基化反應(yīng) ,同時(shí)也進(jìn)行二乙苯和苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 1980年在美國 Hoechst公司實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化 ,年產(chǎn) 。均相 AlCl3法進(jìn)料乙烯濃度范圍可為 15%～ 100%。 缺點(diǎn)： 反應(yīng)介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng) ,設(shè)備造價(jià)與維修費(fèi)用高以及反應(yīng)產(chǎn)物有機(jī)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。工業(yè)生產(chǎn)裝置控制乙烯與苯的分子比為 ～ 左右。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 %。 ? 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。 ? 由烷基化制乙苯的工藝至今 經(jīng)歷了三個(gè)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。 ? 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(shí)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(shí)，多乙苯和乙苯發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。為限制多乙苯的生成 ,必須控制乙烯與苯的比例。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(tái)反應(yīng)器中完成。 ? 反應(yīng)溫度為 95 ～ 100℃ ,壓力 ～ ,乙烯與苯的摩爾比為 。 ? 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。另一種是進(jìn)入另外一個(gè)烷基化反應(yīng)器。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%。此外 ,系統(tǒng)排放的廢氣和殘液均可為裝置提供 25%的燃料 ,輸入系統(tǒng)的熱量和反應(yīng)生成的熱量中 95%可回收。產(chǎn)物中二甲苯含量較高 (約 2 103)，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。 C),乙苯中二甲苯雜質(zhì)含量僅為20~40 106,遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于氣相法?？账俚?,催化劑用量大 ,反應(yīng)壓力較高 ,使能耗增加 ,設(shè)備和操作復(fù)雜。因此，物耗、能耗低。 ? 從 熱力學(xué) 方面分析，在較低溫度下有較好的平衡收率，隨著溫度的升高，乙苯的收率反而下降。我組選用ZSM5催化劑，反應(yīng)溫度主要滿足催化劑發(fā)揮催化活性和延長使用壽命的需要 ,一般為 440～ 445℃ ,過高的反應(yīng)溫度同樣會(huì)發(fā)生生成焦油等副反應(yīng) ,結(jié)果導(dǎo)致催化劑因表面結(jié)炭而失活。干氣中乙烯濃度提高 ,乙烯的轉(zhuǎn)化率提高 ,乙苯選擇性降低。由圖中可知，乙苯產(chǎn)率隨乙烯與苯比例的增加而增加，多乙苯的產(chǎn)率也相應(yīng)隨之提高。但由于ZSM5催化劑的活性溫度較高 ,因此反應(yīng)要在較高溫度下進(jìn)行。 ? 空速越高表示催化劑活性愈高，裝置處理能力越大。乙烯
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