【正文】 ） 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。 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。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。故此法在國外仍有采用。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。 (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 ) 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。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。 (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。 表 14 某廠苯乙烯裝置對原料純度要求 項 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 ) 初沸點(diǎn)≥ ℃ 末沸點(diǎn)≤ ℃ 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 8 項 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。 脫氫系統(tǒng)的熱量衡算 (以下計算以一小時為基準(zhǔn) ) 蒸發(fā)器： 原料：為計算方便，故把原料 全部看成乙苯 已知：乙苯常壓下沸點(diǎn)為 ℃ ，蒸發(fā)器出口溫度 ℃140 把乙苯從 ℃20 （液）加熱到 ℃140 （氣）所需熱量計算如下： (1) 求所需熱量 Q ： ① 把乙苯從 ℃20 加熱到 ℃ （液→液）所需熱量 1Q ： 先求平均溫度mt，再查下乙苯（液）的mCp，最后計算 ? ?121 ttGCQ Pm ?? 注：需注明mCp出處（石油化工計算圖表） ℃2 ???mt ℃?? kgkcalCpm 36 即 ? ? ? ? 9 3 9 5 8 3 0 8 9 7 9 6121 ??????? ttGCQ Pm kcal ② 把乙苯從 ℃ （液）轉(zhuǎn)化為 ℃ （氣）所需熱量 2Q ： 先查 ℃ 乙苯氣化潛熱 H? , 82??H ℃?kgkcal 再計算 HGQ ??2 即 5 5 6 3 3 4 8 9 7 9 62 ????? HGQ kcal 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 16 ③ 把乙苯從 ℃ （氣）加熱到 ℃140 （氣）所需熱量 3Q ： 先求平均溫度mt，再查mt下乙苯（氣）的mCp，最后計算 ? ?123 ttGCQ Pm ?? 注：需注明mCp出處（石油化工計算圖表 ） ℃2 ???mt ℃?? kgkcalCp m 即 ? ? ? ? 9 3 5 3 9 8 ??????? ttGCQ Pm kcal ④ 把乙苯從 ℃20 （液）加熱到 ℃140 （氣）所需熱量 總Q （ 321 ???總 ）： 即 ???總Q ? kcal (2) 加熱所需蒸汽量： ① 配比水蒸汽所放出的熱量 蒸Q ： 已知配比水蒸汽的蒸汽壓力 26 cmkg （表 11） 先求平均溫度mt，再查mt下水蒸汽（氣）的mCp， ℃2 ???mt ℃?? kgkcalCpm 即 ? ? ? ? 2 3 7 7 5 0 1 3 8 7 812 ??????? ttGCQ Pm蒸 kcal② 加熱所需水蒸氣用量 蒸氣G ： 把乙苯從 ℃20 （液）加熱到 ℃140 （氣）實(shí)際所需熱量 實(shí)際Q ： 即 蒸總實(shí)際 ? 1 6 4 9 8 1 2 2 3 7 7 5 0 3 8 8 7 5 6 3 3 ?? kcal 查蒸汽壓力為 27 cmkg （絕）下的水蒸氣氣化潛熱 H? kgkcalH ?? 即 HQG ?? 實(shí)際蒸汽 ?? kcal 第一預(yù)熱器 (1) 把原料乙苯從 ℃140 （氣）加熱到 ℃300 （氣）所需熱量 1Q ： 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 17 先求平均溫度mt，再查下乙苯（液）的mCp，最后計算 ? ?121 ttGCQ Pm ?? 注：需注明mCp出處（石油化工計算圖表） ℃2202 300140 ???mt ℃?? kgkcalCpm 即 ? ? ? ? 1 4 0 0 2 4 5 4 5 ??????? ttGCQ Pm kcal (2) 把水蒸氣從 ℃140 （氣）加熱到 ℃300 （氣）所需熱量 2Q ： 先求平均溫度 ℃220?mt 再查mt下水蒸汽（氣）的 ℃?? kgkcalCpm 即 ? ? ? ? 2 1 9 5 9 6 3 1 5 61 4 03 0 1 6 5 3 5 8 6122 ??????? ttGCQ Pm kcal (3) 第一預(yù)熱器把乙苯和水蒸氣混合物從 ℃140 （氣）加熱到 ℃300 （氣） 需熱量 總Q （ 21 Q ??總 ）： 即 2 1 9 5 9 6 3 1 51 4 0 0 2 4 5 4 5 5??總Q 3596208611? kcal 熱交換器 利用反應(yīng)器出來的高溫氣體把物料從 ℃300 （氣）加熱到 ℃430 （氣），計算如下： (1) 把原料乙苯從 ℃300 （氣）加熱到 ℃430 （氣）所需熱量 1Q ： 先求平均溫度 ℃365?mt 再查mt下乙苯（氣）的 ℃?? kgkcalCpm 即 ? ? ? ? 1 4 2 3 6 6 6 3 8 ??????? ttGCQ Pm kcal (2) 把水蒸氣從 ℃300 （氣）加熱到 ℃430 （氣）所需熱量 2Q ： 先求平均溫度 ℃365?mt 再查mt下水蒸汽（氣）的 ℃?? kgkcalCpm 即 ? ? ? ? k c a lttGCQ Pm 1 7 8 6 3 6 9 7 2 73 0 04 3 07 0 1 6 5 3 5 8 6122 ??????? (3) 熱交換器把乙苯和水蒸氣混合物從 ℃300 （氣）加熱到 ℃430 （氣）所需熱量 總Q （ 21 Q ??總 ）： 即 1 7 8 6 3 6 9 7 2 71 4 2 3 6 6 6 3 8 9??總Q 3210036116? kcal 第二預(yù)熱器 (1) 把原料乙苯從 ℃430 （氣）加熱到 ℃550 （氣）所需熱量 1Q ： 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 18 先求平均溫度 ℃490?mt 再查mt下乙苯（氣）的 ℃?? kgkcalCpm 即 ? ? ? ? 4 5 9 0 1 9 9 74 3 05 5 7 8 9 7 9 6121 ??????? ttGCQ Pm kcal (2) 把水蒸氣從