乙苯脱氢制苯乙烯项目设计说明书.docxVIP

1.产品介绍 苯乙烯（Styrene）是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物，分子式为C8H8，乙烯基的电子与苯环共轭，不溶于水，溶于乙醇、乙醚中，暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。该物质对环境有严重危害，应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染，对水生生物应给予特别注意。由于其挥发性强，在大气中易被光解，也可被生物降解和化学降解，即能被特异的菌丛所破坏，亦能被空气中的氧所氧化成苯甲醚、甲醛及少量苯乙醇。 苯乙烯是生产塑料、树脂和合成橡胶的一种重要有机合成单体，主要用于生产聚苯乙烯，约占其消耗量的60% ~70%;同时也广泛应用于涂料、染料、医药和选矿方面。苯乙烯下游产品的需求量激增，促进苯乙烯产业的飞速发展，2000年世界苯乙烯产量和需求量分别为22.981 Mt和20.58 Mt,2010年苯乙烯产量和需求量为37.86Mt和 30.03 Mt ，预计到2016年苯乙烯产量能达到39.59 Mt。我国的苯乙烯工业起步较晚，始于20世纪50年代，虽然近年来我国苯乙烯产量有所增加，但与我国电子和汽车等行业快速发展所导致的苯乙烯消费量的增加仍有很大差距。2012年我国苯乙烯产量为4 960 kt，表观消费量为6820kt，预计2015年我国苯乙烯产量和表观消费量会达到7100 kt和8 000 kt左右，仍存在900 kt左右的缺口国。  2.工艺流程比较 2.1乙苯催化脱氢法 乙苯在催化剂作用下，达到550～600℃时脱氢生成苯乙烯： 乙苯脱氢是一个可逆吸热增分子反应，加热减压有利于反应向生成苯乙烯方向进行。工业上采用的方法是在进料中掺入大量高温水蒸气，以降低烃分压，并提供反应所需的部分热量，水蒸气与烃的摩尔比（简称水比）视反应器类型的不同而异，范围约在6～14之间。 ①催化剂 早期采用的有美国加利福尼亚标准油公司的镁系催化剂和德国法本公司的锌系催化剂。第二次世界大战后，广泛采用美国壳牌石油公司开发的以 氧化铁为主要成分的催化剂（Fe2O3?: K2O : Cr2O3=87:10:3），乙苯转化率约60%，选择性约87%。1978年，又出现了一种加有多种助催化剂的铁系催化剂，苯乙烯选择性可达95%，加入的助催化剂多为 碱金属或 碱土金属，如 钾、 钒、 钼、 钨、 铈、 铬等。80年代工业上仍在继续努力开发适用于低水比的催化剂，以节约能耗。 ② 反应器 乙苯脱氢反应器有等温和绝热两种。等温反应器为列管式，已很少采用。使用绝热反应器时，反应所需的热量由提高进料温度（610～660℃）和加大水比（≈14）而带入。但温度过高将引起乙苯的热裂解，通常采用径向反应器，以减小气体通过催化剂层的温度降、压力降，并分段引入过热蒸汽，使轴向温度分布均匀。 ③工艺流程 包括乙苯脱氢和苯乙烯精馏分离两部分。乙苯在反应器内转化率约在35%～40%，脱氢液约含乙苯55%～60%，苯乙烯35%～40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精馏方法可分出苯乙烯成品。由于乙苯和苯乙烯的沸点比较接近，分离时所需塔板数较多，而苯乙烯在较高温度下又极易聚合。为了减少聚合反应的发生，除加对苯二酚或硫等阻聚剂外，尚需采用减压操作，并使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔，使塔釜温度不超过90℃。?[4] 2.2绝热脱氢工艺 技术最为成熟、最具发展的负压绝热脱氢 工艺为 Lummus 技术和 Fina 技术。 （1）Lummus 技术：Lummus 的 CLASSIC SM 技术，通过过热水蒸气为热载体，采用具有级间二次加热的两级串联负压径向固定床反应器。第一反应器进口设有静态混合器，第二反应器内部设置中间换热器，用高温水蒸气同反应物料间接换热补充热量。设有一组三级组合式低压降卧式换热器，回收反应器流出物料的热量并发生蒸汽。脱氢反应温度 620～640 ℃，脱氢反应压力 40～56 kPa。 脱氢液分离为四塔流程，分别为（苯+甲苯+乙 苯）/苯乙烯塔、(苯+甲苯)/乙苯塔、苯/甲苯塔、 苯乙烯精馏塔。苯乙烯经历两次加热过程，乙苯、 苯乙烯分离塔塔顶操作压力为 24 kPa，塔釜温度为 106 ℃。 （2）Fina 技术：ATOFINA 技术以过热蒸汽为热载体，采用具有级间二次加热的两级串联负压径向固定床反应器。 二台反应器之间设外置式中间换热器，补充热量。 设有一组三级组合式立式换热器，回收反应器流出物料的热量并发生蒸汽及蒸发乙苯。脱氢反应温度 615～635 ℃，脱氢反应压力 43～68 kPa。 脱氢液分离为四塔流程，分别为(苯+甲苯)/ (乙苯+苯乙烯)塔、乙苯/苯乙烯塔、苯/甲苯塔（该塔并入苯烃化工段）、苯乙烯精馏塔。苯乙烯经历三次塔釜加热过程，乙苯、苯乙