芳烴生產(chǎn)技術(shù)

1、主講人：趙立祥主講人：趙立祥單單 位：蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院位：蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院時(shí)時(shí) 間：二一七年八月十六日間：二一七年八月十六日目錄目錄 催化重整催化重整 裂解汽油加氫裂解汽油加氫 對二甲苯的生產(chǎn)對二甲苯的生產(chǎn) 催化重整催化重整 一、概述一、概述二、催化重整的反應(yīng)原理二、催化重整的反應(yīng)原理四、四、 催化重整的發(fā)展歷程及趨勢催化重整的發(fā)展歷程及趨勢三、三、 催化重整的工藝過程催化重整的工藝過程催化重整催化重整 1. 催化重整的目的催化重整的目的2. 催化重整在芳烴生產(chǎn)過產(chǎn)中的地位催化重整在芳烴生產(chǎn)過產(chǎn)中的地位4. 催化重整的產(chǎn)品催化重整的產(chǎn)品3. 催化重整的原料催化重整的原料一、概述一、概述

2、催化重整催化重整 1. 催化重整的目的催化重整的目的一、概述一、概述 生產(chǎn)高辛烷值的汽油生產(chǎn)高辛烷值的汽油 三苯原料（苯、甲苯、二甲苯）三苯原料（苯、甲苯、二甲苯） 提供廉價(jià)氫氣和民用燃料液化氣提供廉價(jià)氫氣和民用燃料液化氣催化重整催化重整 2. 催化重整在芳烴生產(chǎn)過產(chǎn)中的地位催化重整在芳烴生產(chǎn)過產(chǎn)中的地位一、概述一、概述（1）地位）地位 僅此于烯烴的有機(jī)化工基礎(chǔ)原料僅此于烯烴的有機(jī)化工基礎(chǔ)原料 （2）來源）來源 煤焦油煤焦油 石油：催化重整和裂解汽油石油：催化重整和裂解汽油 （3）用途）用途 79催化重整催化重整 3. 催化重整的原料催化重整的原料一、概述一、概述 直餾石腦油直餾石腦油 加氫裂

3、化石腦油加氫裂化石腦油 催化裂化石腦油催化裂化石腦油 焦化石腦油焦化石腦油 乙烯裂解石腦油抽余油乙烯裂解石腦油抽余油催化重整催化重整生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程重整原料的預(yù)處理重整原料的預(yù)處理產(chǎn)物分離過程產(chǎn)物分離過程重整原料重整原料重整氫重整氫CC5 5烴烴重質(zhì)烴重質(zhì)烴輕質(zhì)烴及雜質(zhì)輕質(zhì)烴及雜質(zhì)循環(huán)氣循環(huán)氣重整反應(yīng)過程重整反應(yīng)過程高辛烷值汽油高辛烷值汽油 催化重整催化重整生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程重整原料的預(yù)處理重整原料的預(yù)處理產(chǎn)物分離過程產(chǎn)物分離過程芳烴抽提芳烴抽提精餾芳烴精餾芳烴混合混合芳烴芳烴苯苯甲苯甲苯重整原料重整原料二甲苯二甲苯C9芳烴芳烴脫戊烷油脫戊烷油重整氫重整氫CC5 5烴烴戊烷油戊烷油重質(zhì)烴重質(zhì)烴輕

4、質(zhì)烴及雜質(zhì)輕質(zhì)烴及雜質(zhì)循環(huán)氣循環(huán)氣重整反應(yīng)過程重整反應(yīng)過程催化重整催化重整 4. 催化重整的產(chǎn)品催化重整的產(chǎn)品一、概述一、概述（1）以生產(chǎn)高辛烷值汽油為目的產(chǎn)品分布及特點(diǎn)）以生產(chǎn)高辛烷值汽油為目的產(chǎn)品分布及特點(diǎn)H2；裂解氣（；裂解氣（C1-C2） 液化氣（液化氣（C3-C4）；高辛烷值汽油組分）；高辛烷值汽油組分 （2）以化工原料芳烴為目的產(chǎn)品分布及特點(diǎn)）以化工原料芳烴為目的產(chǎn)品分布及特點(diǎn) H2；裂解氣；裂解氣(C1-C2); 液化氣（液化氣（C3-C4）戊烷油；芳烴；重整芳烴的抽余油戊烷油；芳烴；重整芳烴的抽余油 催化重整催化重整 1. 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)二、催化重整的反應(yīng)原理二、催化重整的反

5、應(yīng)原理催化重整過程中的化學(xué)反應(yīng)主要有以下幾類：催化重整過程中的化學(xué)反應(yīng)主要有以下幾類：(1)芳構(gòu)化反應(yīng)芳構(gòu)化反應(yīng) 六元環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)；六元環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)； 五元環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)；五元環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)； 烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)；烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)；(2)異構(gòu)化反應(yīng)；異構(gòu)化反應(yīng)；(3)加氫裂化反應(yīng)；加氫裂化反應(yīng)；(4)縮合生焦反應(yīng)?？s合生焦反應(yīng)。催化重整催化重整(1) 芳構(gòu)化反應(yīng)芳構(gòu)化反應(yīng)吸熱反應(yīng)，重整反應(yīng)中反應(yīng)速度最快的反應(yīng)，因而是吸熱反應(yīng)，重整反應(yīng)中反應(yīng)速度最快的反應(yīng)，因而是生成芳烴的主要反應(yīng)。生成芳烴的主要反應(yīng)。 六元環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)六元環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)反應(yīng)的特點(diǎn)也是吸熱、體積增大、生成芳烴并產(chǎn)生反

6、應(yīng)的特點(diǎn)也是吸熱、體積增大、生成芳烴并產(chǎn)生氫氣的，反應(yīng)速度較快，是生產(chǎn)芳烴的主要反應(yīng)。氫氣的，反應(yīng)速度較快，是生產(chǎn)芳烴的主要反應(yīng)。催化重整催化重整(1) 芳構(gòu)化反應(yīng)芳構(gòu)化反應(yīng) 五元環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)五元環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)這類反應(yīng)也有這類反應(yīng)也有吸熱和體積吸熱和體積增大等特點(diǎn)。由于烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)可生成芳烴增大等特點(diǎn)。由于烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)可生成芳烴，所以它是增加芳烴收率的，所以它是增加芳烴收率的最顯著的反應(yīng)最顯著的反應(yīng)。反應(yīng)速度較慢，條件苛刻。反應(yīng)速度較慢，條件苛刻。催化重整催化重整(1) 芳構(gòu)化反應(yīng)芳構(gòu)化反應(yīng) 烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)有正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)有反應(yīng)速度

7、較快、輕度熱量放出反應(yīng)速度較快、輕度熱量放出的特點(diǎn)，它不能直接生成芳烴和氫氣，但正構(gòu)烷烴反應(yīng)的特點(diǎn)，它不能直接生成芳烴和氫氣，但正構(gòu)烷烴反應(yīng)后生成的后生成的異構(gòu)烷烴易于環(huán)化脫氫生成芳烴異構(gòu)烷烴易于環(huán)化脫氫生成芳烴，所以只要控，所以只要控制相宜的反應(yīng)條件，此反應(yīng)也是十分重要的。制相宜的反應(yīng)條件，此反應(yīng)也是十分重要的。催化重整催化重整(2) 異構(gòu)化反應(yīng)異構(gòu)化反應(yīng)這類反應(yīng)是這類反應(yīng)是不可逆的放熱反應(yīng)不可逆的放熱反應(yīng)，對生成，對生成芳烴不利芳烴不利，過多會(huì)，過多會(huì)使液體產(chǎn)率下降。使液體產(chǎn)率下降。催化重整催化重整(3) 加氫裂化反應(yīng)加氫裂化反應(yīng)烴類還可以發(fā)生疊合和縮合等分子增大的烴類還可以發(fā)生疊合和縮合

8、等分子增大的反應(yīng)，最終縮合成焦炭，覆蓋在反應(yīng)，最終縮合成焦炭，覆蓋在催化劑催化劑表表面，使其面，使其失活失活。工業(yè)上采用工業(yè)上采用循環(huán)氫循環(huán)氫保護(hù)，一方面使容易縮合保護(hù)，一方面使容易縮合的烯烴飽和，另一方面抑制芳烴深度脫氫。的烯烴飽和，另一方面抑制芳烴深度脫氫。催化重整催化重整(4) 縮合生焦反應(yīng)縮合生焦反應(yīng)催化重整催化重整 2. 催化重整催化劑催化重整催化劑二、催化重整的反應(yīng)原理二、催化重整的反應(yīng)原理(1)重整催化劑的組成重整催化劑的組成現(xiàn)代重整催化劑由現(xiàn)代重整催化劑由三部分三部分組成：組成： 活性活性組分組分金屬功能金屬功能：鉑、鈀、銥、鉑、鈀、銥、銠銠酸性功能酸性功能：由鹵素提供：由鹵素

9、提供 助催化劑助催化劑（鉑錸、鉑錫（鉑錸、鉑錫） 酸性載體（如含鹵素的酸性載體（如含鹵素的-Al2O3）催化重整催化重整 2. 催化重整催化劑催化重整催化劑二、催化重整的反應(yīng)原理二、催化重整的反應(yīng)原理(2)重整催化劑的中毒與老化重整催化劑的中毒與老化 催化劑的中毒催化劑的中毒 催化劑的老化催化劑的老化催化重整催化重整 1. 原料預(yù)處理過程原料預(yù)處理過程三、催化重整的工藝過程三、催化重整的工藝過程 生產(chǎn)各種芳烴時(shí)的適宜餾程生產(chǎn)各種芳烴時(shí)的適宜餾程 目的產(chǎn)物目的產(chǎn)物 適宜餾程，適宜餾程， 苯苯 6085 甲苯甲苯 85110 二甲苯二甲苯 110145 苯苯-甲苯甲苯-二甲苯二甲苯 60145 （

10、1）催化重整對原料的要求）催化重整對原料的要求催化重整催化重整雜質(zhì)名稱雜質(zhì)名稱 含量限制含量限制 雜質(zhì)名稱雜質(zhì)名稱 含量限制含量限制 砷砷 1ppb 硫、氮硫、氮 0.5ppm 鉛鉛 20ppb 氯氯 1ppm 銅銅 10ppb 水水 80%。以甲苯和以甲苯和C9芳烴為原料的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)芳烴為原料的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯和二甲苯的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有二種。苯和二甲苯的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有二種。一種是一種是加壓臨氫氣法加壓臨氫氣法；另一種是另一種是常壓不臨氫氣相法常壓不臨氫氣相法。加壓臨氫氣法工藝流程加壓臨氫氣法工藝流程臨氫岐化和烷基轉(zhuǎn)移工藝流程臨氫岐化和烷基轉(zhuǎn)移工藝流程 1-加熱爐加熱爐 2-

11、反應(yīng)器反應(yīng)器 3-分離器分離器 4-氫氣壓縮機(jī)氫氣壓縮機(jī) 5-冷凝器冷凝器 6-穩(wěn)定塔穩(wěn)定塔 7-白土塔白土塔 8-苯塔苯塔 9-甲苯塔甲苯塔 10-二甲苯塔二甲苯塔 11-C9芳烴塔芳烴塔（1）二甲苯、乙苯）二甲苯、乙苯加氫烷基化加氫烷基化，生成甲烷、乙烷，生成甲烷、乙烷、苯、甲苯等；、苯、甲苯等；（2）二甲苯）二甲苯加氫開環(huán)裂解加氫開環(huán)裂解，最終生成低級(jí)烷烴；，最終生成低級(jí)烷烴；（3）二甲苯、乙苯發(fā)生）二甲苯、乙苯發(fā)生歧化歧化，生成苯、甲苯、三，生成苯、甲苯、三甲苯、二乙苯等。甲苯、二乙苯等?？梢?，可見，異構(gòu)化產(chǎn)物異構(gòu)化產(chǎn)物是對位、間位、鄰位三種二甲苯是對位、間位、鄰位三種二甲苯異構(gòu)體混合

12、物，還有少量的苯、甲苯及異構(gòu)體混合物，還有少量的苯、甲苯及C9以上芳烴以上芳烴、C8非芳烴、非芳烴、C1C4烷烴等。烷烴等。（1）原料組成）原料組成水、甲醇、水、甲醇、CO2等氧化物及堿性有機(jī)氮化物等氧化物及堿性有機(jī)氮化物是催化是催化劑酸性活性中心的毒物，砷、鋁和其它重金屬則是劑酸性活性中心的毒物，砷、鋁和其它重金屬則是金屬活性中心的毒物。金屬活性中心的毒物。（2）溫度）溫度 溫度降低溫度降低，對二甲苯平衡濃度高，但此時(shí)，對二甲苯平衡濃度高，但此時(shí)反應(yīng)速度反應(yīng)速度較慢，特別對于雙功能的較慢，特別對于雙功能的貴重金屬催化劑貴重金屬催化劑來說，當(dāng)來說，當(dāng)溫度低于某值，產(chǎn)品則以加氫產(chǎn)物為主，二甲苯收

13、溫度低于某值，產(chǎn)品則以加氫產(chǎn)物為主，二甲苯收率降低。率降低。因此，溫度選擇要權(quán)衡各方面，如催化劑性能等的因此，溫度選擇要權(quán)衡各方面，如催化劑性能等的影響。一般選取反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為影響。一般選取反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為400450。 操作條件操作條件（3）壓力）壓力提高壓力可提高氫分壓，氫分壓太低，提高壓力可提高氫分壓，氫分壓太低，易使催化劑易使催化劑表面積炭、失活表面積炭、失活，一般反應(yīng)壓力為，一般反應(yīng)壓力為1.372.30MPa。（4）空速）空速 若催化劑活性高，則允許空速高；催化劑活性低，若催化劑活性高，則允許空速高；催化劑活性低，空速必須降低。隨著空速必須降低。隨著空速提高空速提高，反應(yīng)產(chǎn)物

14、中的對二，反應(yīng)產(chǎn)物中的對二甲苯濃度和乙苯甲苯濃度和乙苯轉(zhuǎn)化率將下降轉(zhuǎn)化率將下降。一般空速為。一般空速為3.1h-1（5）氫油比）氫油比 氫氣不僅氫氣不僅參加加氫反應(yīng)參加加氫反應(yīng)，還可，還可防止催化劑表面積炭防止催化劑表面積炭。氫油比一般為。氫油比一般為6：1（分子比），氫氣濃度必須保（分子比），氫氣濃度必須保持在持在80%以上，在生產(chǎn)過程中還應(yīng)不斷補(bǔ)加新鮮氫以上，在生產(chǎn)過程中還應(yīng)不斷補(bǔ)加新鮮氫氣。氣。 操作條件操作條件C8芳烴異構(gòu)化工藝流程芳烴異構(gòu)化工藝流程C8芳烴異構(gòu)化的工藝流程芳烴異構(gòu)化的工藝流程 1-進(jìn)料加熱爐進(jìn)料加熱爐 2-反應(yīng)器反應(yīng)器 3-冷凝器冷凝器 4-氫氣壓縮機(jī)氫氣壓縮機(jī) 5-

15、產(chǎn)品分離器；產(chǎn)品分離器； 6-白土塔白土塔 7-脫庚烷塔；脫庚烷塔； 8-分離器分離器沸點(diǎn)沸點(diǎn)/ 熔點(diǎn)熔點(diǎn)/ 鄰二甲苯鄰二甲苯 144.41 -25.173 間二甲苯間二甲苯 139.104 -47.872 對二甲苯對二甲苯 138.351 13.263 乙乙 苯苯 136.186 -94.971 表表4-2 C8芳烴中各組分的沸點(diǎn)與熔點(diǎn)芳烴中各組分的沸點(diǎn)與熔點(diǎn)1、分離方法、分離方法用于分離二甲苯的方法主要有用于分離二甲苯的方法主要有深冷分步結(jié)晶分離法深冷分步結(jié)晶分離法和和模擬移動(dòng)床吸附分離法模擬移動(dòng)床吸附分離法。（1）深冷分步結(jié)晶分離法）深冷分步結(jié)晶分離法將將C8芳烴逐步冷凝，首先對二甲苯被

16、結(jié)晶出來，然芳烴逐步冷凝，首先對二甲苯被結(jié)晶出來，然后濾除液態(tài)的鄰二甲苯、間二甲苯和乙苯，則得晶后濾除液態(tài)的鄰二甲苯、間二甲苯和乙苯，則得晶 體對二甲苯。體對二甲苯。（2）吸附分離法）吸附分離法定義：定義：利用利用某種某種固體吸附劑固體吸附劑，有選擇地，有選擇地吸附吸附混合物混合物中某一組分，隨后使之從吸附劑上中某一組分，隨后使之從吸附劑上解吸解吸出來，從而出來，從而達(dá)到分離的目的達(dá)到分離的目的。吸附分離。吸附分離C8混合芳烴是采用液相混合芳烴是采用液相操作。操作。分離原理：分離原理：選擇選擇分于篩分于篩作為吸附劑，它對于作為吸附劑，它對于對二甲對二甲苯苯吸附能力較強(qiáng)，而對其它的二甲苯異構(gòu)體吸

17、附能吸附能力較強(qiáng)，而對其它的二甲苯異構(gòu)體吸附能力較弱，從而使對二甲苯可以從混合二甲苯中被分力較弱，從而使對二甲苯可以從混合二甲苯中被分子篩吸附；然后用一種液體脫附劑沖洗，使對二甲子篩吸附；然后用一種液體脫附劑沖洗，使對二甲苯從分子篩吸附劑上脫附；最后用苯從分子篩吸附劑上脫附；最后用精餾的方法精餾的方法分離分離對二甲苯和脫附劑對二甲苯和脫附劑，從而達(dá)到分離對二甲苯與其它，從而達(dá)到分離對二甲苯與其它異構(gòu)體的目的。異構(gòu)體的目的。691吸附塔吸附塔A；2吸附塔吸附塔B；3旋轉(zhuǎn)閥；旋轉(zhuǎn)閥；4抽余液塔；抽余液塔；5解吸劑槽，解吸劑槽，6油提液塔；油提液塔；7成品塔；成品塔；8解吸劑再精餾塔解吸劑再精餾塔惠

18、州煉化84萬噸/年P(guān)X裝置異構(gòu)化單元簡介異構(gòu)化單元反應(yīng)系統(tǒng)異構(gòu)化單元反應(yīng)系統(tǒng)一、一、異構(gòu)化單元的作用異構(gòu)化單元的作用v ： 異構(gòu)化單元的主要作用是將已分離出對二甲苯和部分鄰二甲苯的C8芳烴異構(gòu)體混合物，有效地轉(zhuǎn)化成接近平衡濃度組份C8芳烴混合物，重新建立起C8芳烴異構(gòu)體之間的平衡。即MX+OX+EBMX+OX+PX。 異構(gòu)化裝置對于降低吸附分離單元進(jìn)料中乙苯含量，為吸附分離單元提供富含PX的原料、降低PX裝置的操作費(fèi)用和能耗具有重要作用。 原則流程原則流程反應(yīng)器及板換反應(yīng)器及板換原料處理量原料處理量v 原料來源：進(jìn)料來自吸附分離裝置（600單元）的抽余液塔側(cè)線抽出物，該抽出物是含貧對二甲苯和鄰

19、二甲苯的C8芳烴。即MX+OX+EB。v 異構(gòu)化處理量： 在8400小時(shí)/年的連續(xù)開工的基礎(chǔ)上。v 處理原料能力296.5萬噸/年。v 生產(chǎn)出二甲苯分離單元的合格進(jìn)料v 生產(chǎn)出抽提裝置的合格進(jìn)料v 生產(chǎn)出燃料氣產(chǎn)品v設(shè)計(jì)工藝條件：反應(yīng)溫度：417/421 （初期）466 /470（末期）反應(yīng)器入口壓力：1.73MPaG 高分入口1.37MPaG氫烴摩爾比：H2/HC1重量空速WHSV：10h-1二、催化劑二、催化劑v 異構(gòu)化單元采用Exxon Mobil的XyMaxSM工藝，采EM4500T/EM4500B乙苯脫烷基型催化劑 。v EM-4500催化劑系統(tǒng)包括兩個(gè)催化劑床層，由上層床(EM-4

20、500T：乙苯脫乙基)和下層床(EM-4500B：二甲苯異構(gòu))構(gòu)成，上層床與下層床的裝填比例為40%/60%。v 在EM-4500催化劑作用下，在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫Ψ秶鷥?nèi)操作，利用催化劑的酸性功能和金屬功能使貧PX的C8混合物轉(zhuǎn)化成接近平衡濃度的C8芳烴混和物。除了二甲苯的異構(gòu)化外，本工藝還具有使乙苯脫烷基轉(zhuǎn)化為苯的作用。 通過酸性功能酸性功能，使鄰二甲苯、間二甲苯向平衡PX濃度轉(zhuǎn)化； 將大分子非芳烴裂解為小分子烴類化合物 通過金屬功能金屬功能達(dá)到下列目的v 乙苯脫烷基轉(zhuǎn)化為苯v 將非芳烴裂解為低分子化合物，將C9+重環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴，以便與C8A分離；v 減少催化劑表面的積炭v 二甲苯異構(gòu)化反

21、應(yīng)（利用酸性作用）二甲苯異構(gòu)化反應(yīng)（利用酸/金屬作用）乙苯加氫脫烷基生成苯和乙烷C2H4C2H6C2H5ACID+METALH2+EB 通過環(huán)烷橋向二甲苯轉(zhuǎn)化二甲苯烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)2+CH3CH3CH3CH3CH3CH3v 二甲苯脫烷基反應(yīng)CH4H2Cat.CH3CH3CH3+副反應(yīng)副反應(yīng)v加氫開環(huán)裂解反應(yīng)2C4H10+H2C8H18-+H2H2CH3CH3CH3CH3H2H2-+循環(huán)氫作用循環(huán)氫作用v氫氣的作用有以下四個(gè)方面：1.參與化學(xué)反應(yīng)2.防止催化劑結(jié)焦，延長催化劑壽命3.使物料在催化劑上均勻分布4.作為熱載體，將反應(yīng)熱帶出反應(yīng)器項(xiàng)目項(xiàng)目歧化與烷基轉(zhuǎn)移單歧化與烷基轉(zhuǎn)移單元元C8C8芳烴芳烴

22、連續(xù)重整單連續(xù)重整單元元C8C8芳烴芳烴蒸汽裂解單蒸汽裂解單元元C8C8芳烴芳烴總總C8C8芳烴芳烴流量流量/t/th-1h-1組成組成(w)(w)，% %43.52743.52729.49729.49729.06829.068102.092102.092乙苯乙苯5.295.2917.0317.0356.5056.5023.2623.26對二甲苯對二甲苯22.6l22.6l18.4618.469.669.6617.7217.72間二甲苯間二甲苯49.9149.9139.8239.8223.2423.2439.4139.41鄰二甲苯鄰二甲苯22.1922.1924.6924.6910.6010.

23、6019.6119.61進(jìn)料組成 (% wt)值苯0.001甲苯0.164乙基苯5.293對二甲苯0.870間二甲苯65.656鄰二甲苯27.980C9芳烴0.031C8非芳0.005總計(jì)100.00補(bǔ)充氫組成 (% mol)初期工末期工況氫氣77.3676.04甲烷3.733.70乙烷14.5515.29丙烷3.964.54丁烷0.080.10戊烷0.010.01苯0.120.12甲苯0.130.13C8芳烴0.040.04其他0.020.03總計(jì)100.00100.00組分 (% wt)C8+自異構(gòu)化單元甲苯0.20乙苯1.65對二甲苯22.83間二甲苯51.81鄰二甲苯23.15異丙基苯

24、0.0甲基,乙基苯0.05三甲基苯0.2二乙基苯0.04二甲基乙基苯0.05C11+ 芳烴0.00總計(jì)100.00組分 （%wt）初期工況末期工況戊烷0.050.05己烷0.470.47碳六環(huán)烷烴0.100.10苯85.2285.23碳七環(huán)烷烴0.020.02甲苯10.7610.76C8非芳0.020.02C8芳烴3.363.35總計(jì)100.00100.00v 芳烴異構(gòu)化的目的是什么？芳烴異構(gòu)化的目的是什么？v 答：芳烴異構(gòu)化反應(yīng)就是在一定的溫度、壓力，臨氫狀態(tài)和催化劑作用下，將含貧對二甲苯較少（1）的混合二甲苯轉(zhuǎn)化為二甲苯四種異構(gòu)體（PX、MX、OX、EB）接近平衡的催化異構(gòu)過程。其目的是為

25、了降低吸附塔進(jìn)料中乙苯的含量，提高對二甲苯的濃度，這樣通過吸附塔能一次性分離出合格的抽出液，以最少循環(huán)和能耗生產(chǎn)出合格的對二甲苯產(chǎn)品。v 什么叫異構(gòu)化催化劑的選擇性？什么叫異構(gòu)化催化劑的選擇性？v 答：將進(jìn)料轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)品的趨勢強(qiáng)弱稱為選擇性，催化劑的選擇性一般情況下以通過一次C8芳烴（更準(zhǔn)確地說，是C8環(huán)化合物）所產(chǎn)生的損失百分?jǐn)?shù)來表示的。對于異構(gòu)化反應(yīng)而言，如果產(chǎn)物中的濃度高且8越接近平衡，離收斂點(diǎn)越近，C8環(huán)損失大，催化劑的活性高，而反應(yīng)的選擇性差，否則選擇性好。所以說，在一定的范圍內(nèi)活性和選擇性的關(guān)系是相反的，我們在實(shí)踐中應(yīng)對活性和選擇性進(jìn)行綜合考慮 v 異構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)料來自何處？又去向

26、何處？異構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)料來自何處？又去向何處？v 答：異構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)料來自吸附單元抽余液塔頂部的側(cè)線采出（x1%wt）,反應(yīng)產(chǎn)品是接近平衡濃度的8混合物，在經(jīng)過冷凝、精餾塔分離后，它分別去二甲苯分離單元C-402、C-403精餾塔，最終為吸附分離裝置提供理想的C8A原料。v 異構(gòu)化反應(yīng)的工藝變量是什么？異構(gòu)化反應(yīng)的工藝變量是什么？v 答：溫度、壓力、氫油比、空速、氫分壓等 v 什么叫空速？什么叫空速？v 答：每小時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的原料與反應(yīng)器中催化劑量之比，即單位催化劑的進(jìn)料量稱為空間速度，簡稱“空速”。空速分為液時(shí)重量空速和液時(shí)體積空速。液時(shí)重量空速就是每小時(shí)液體物料的重量與催化劑重量之比。液時(shí)體積空

27、速就是單位體積催化劑每小時(shí)處理的液體量。v 什么叫氫油比？什么叫氫油比？v 答：在異構(gòu)化反應(yīng)中，壓縮機(jī)循環(huán)氣中氫氣的量與異構(gòu)化反應(yīng)器總進(jìn)油量之比比稱為氫油比。氫油有體積比和摩爾比，通常指的氫油比是摩爾比即兩者的摩爾數(shù)之比 v 異構(gòu)化反應(yīng)有什么特點(diǎn)？異構(gòu)化反應(yīng)有什么特點(diǎn)？v 答：異構(gòu)化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，二甲苯異構(gòu)化反應(yīng)速度快，乙苯異構(gòu)需要加氫且速度慢，因此反應(yīng)必須在一定的溫度和壓力下才能進(jìn)行 v 簡述異構(gòu)化反應(yīng)氫氣的流程。簡述異構(gòu)化反應(yīng)氫氣的流程。v 答：從歧化單元來的補(bǔ)充氫氣進(jìn)入壓縮機(jī)出口，和循環(huán)氫一起和C8A物料一起進(jìn)入板式換熱器，在與反應(yīng)流出物換熱和加熱爐F加熱后，進(jìn)入?yún)⒓赢悩?gòu)化反應(yīng) ，反應(yīng)

28、流出物與進(jìn)料換熱后再經(jīng)A-冷卻后進(jìn)入高分罐D(zhuǎn)-進(jìn)行分離，頂上的氫氣排放至燃料氣管網(wǎng)或火炬 v簡要說明異構(gòu)化反應(yīng)主要工藝變量的影響簡要說明異構(gòu)化反應(yīng)主要工藝變量的影響v1) 溫度和壓力v溫度直接影響反應(yīng)速度和化學(xué)平衡，提高溫度能加快反應(yīng)速度，但隨著溫度的升高，對二甲苯在平衡組成中的濃度稍有下降。壓力直接影響反應(yīng)物濃度，提高壓力，就相當(dāng)于提高了氫分壓，會(huì)產(chǎn)生更多的環(huán)烷，有利于乙苯的異化。v2) 氫油比v增加氫油比，有利于乙苯的異構(gòu)。有利于除去飽和烴，延長催化劑壽命，但是氫油比過高會(huì)抑制8環(huán)烷脫氫異構(gòu)為二甲苯，也會(huì)使加氫副反應(yīng)加劇，同時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率下降。v3) 空速v當(dāng)反應(yīng)溫度、壓力、氫油

29、比不變時(shí)，空速過大，接觸時(shí)間短，乙苯轉(zhuǎn)化還停留在中間階級(jí)，還來不及達(dá)到化學(xué)平衡，使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率降價(jià)；空速過小，接觸時(shí)間長，反應(yīng)深度加深，環(huán)損失增加。v 提高反應(yīng)壓力有哪些方法？提高反應(yīng)壓力有哪些方法？v 答：提高反應(yīng)壓力有兩種方法：提高系統(tǒng)的總壓，為提高氫氣純度，以增大氫分壓。v 異構(gòu)化反應(yīng)器是是什么類型？有什么特點(diǎn)異構(gòu)化反應(yīng)器是是什么類型？有什么特點(diǎn)？v 答：異構(gòu)化反應(yīng)器是軸向反應(yīng)器，反應(yīng)物料從頂部進(jìn)入，經(jīng)過分布器后，進(jìn)入催化劑床層，從反應(yīng)器的底部出料。v 能使催化劑中毒的毒物有哪些？能使催化劑中毒的毒物有哪些？v 答：使催化劑中毒的物質(zhì)有：氯化物、過多的水、碳氧化物、氮化物、硫化物和金屬（砷

30、、鉛等）。v 使酸性功能中毒的物質(zhì)主要是：H2O，CO2等氧化物及堿性氮化物。v 使金屬功能中毒的物質(zhì)有：CO，H2S，As，Pb和其它重金屬，其中CO和H2S是暫時(shí)性毒物，As和Pb等則是永久積累性毒物v異構(gòu)化進(jìn)料中的最大雜質(zhì)含量如下：v雜質(zhì)最高值非芳烴2 wt% C9+ 芳烴2 wt% C11+ 芳烴200 ppmWv鹵素2 ppmW氧化物1 ppmWv溶解氧1 ppmW氮（不含N2）1 ppmW溴指數(shù)20壓縮機(jī)潤滑油和液封油40 ppmVv硫2 ppmVv水50 ppmV金屬含量痕量主講人：趙立祥主講人：趙立祥單單 位：蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院位：蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院時(shí)時(shí) 間：二一七年八月十

31、六日間：二一七年八月十六日 反應(yīng)反應(yīng)原理原理主反應(yīng)： +(氣)+C2H4 副反應(yīng)： + C2H4 烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)： + 2 C2H5 C2H5 C2H5 C2H5 C2H5 C2H5 C2H5 苯烷基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯在氯化氫存在下，乙烯在氯化氫存在下，乙烯與三氯化鋁加成生成二與三氯化鋁加成生成二元絡(luò)合物元絡(luò)合物二元絡(luò)合物再與苯作二元絡(luò)合物再與苯作用生成三元絡(luò)合物用生成三元絡(luò)合物在三元絡(luò)合物作用下，在三元絡(luò)合物作用下，烷基化反應(yīng)按下式進(jìn)行烷基化反應(yīng)按下式進(jìn)行乙基絡(luò)合物又與原料苯乙基絡(luò)合物又與原料苯或產(chǎn)物（如二乙基苯）或產(chǎn)物（如二乙基苯）起復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生烷起復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)基

32、轉(zhuǎn)移反應(yīng)2AlCl3+HCl+C2H4Al2Cl6RCl Al2Cl6RCl+C6H6 Al2Cl6C6H5RHCl Al2Cl6C6H5RHCl+CH2= CH2 Al2Cl6C6H4R2HCl Al2Cl6C6H4R2HCl+C6H6Al2Cl6C6H5RHCl+C6H5R 苯烷基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯 反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理機(jī)理烷基化催烷基化催化劑化劑分類分類 （1）酸性鹵化物類）酸性鹵化物類 （2）質(zhì)子酸類）質(zhì)子酸類 （3）分子篩類）分子篩類 苯烷基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯目前普遍采用的是目前普遍采用的是氯化鋁催化劑氯化鋁催化劑，并加少量氯化氫以促進(jìn)反應(yīng)。并加少量氯化氫以促進(jìn)反應(yīng)。 分子篩

33、催化劑分子篩催化劑，具有活性高、反應(yīng)選擇性高，具有活性高、反應(yīng)選擇性高、烯烴轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)可在較低壓力下進(jìn)行、烯烴轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)可在較低壓力下進(jìn)行，過程三廢排放量極少，對設(shè)備無腐蝕等特，過程三廢排放量極少，對設(shè)備無腐蝕等特點(diǎn)，是一種點(diǎn)，是一種頗有前途頗有前途的烷基化催化劑。的烷基化催化劑。 最常采用的是最常采用的是磷酸磷酸-硅藻土固體催化劑硅藻土固體催化劑優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：選擇性高、腐蝕性小、三廢排放量小選擇性高、腐蝕性小、三廢排放量小缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：反應(yīng)溫度和壓力較高，多烷基苯不能反應(yīng)溫度和壓力較高，多烷基苯不能在烷基化條件下進(jìn)行脫烷基反應(yīng)。在烷基化條件下進(jìn)行脫烷基反應(yīng)。 操作條件操作條件（1 1）反

34、應(yīng)溫度）反應(yīng)溫度u 烷基化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，烷基化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度較低時(shí)溫度較低時(shí)反應(yīng)反應(yīng), ,就可以就可以達(dá)到理想的達(dá)到理想的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率，但，但反應(yīng)速度反應(yīng)速度極慢。極慢。u提高反應(yīng)溫度提高反應(yīng)溫度，雖可以加快乙基化的，雖可以加快乙基化的反應(yīng)速度反應(yīng)速度， 但不利于烯烴的吸收（本質(zhì)結(jié)果就是但不利于烯烴的吸收（本質(zhì)結(jié)果就是轉(zhuǎn)化率低轉(zhuǎn)化率低）。）。u溫度過高溫度過高，甚至?xí)?，甚至?xí)茐钠茐囊研纬傻囊研纬傻拇呋j(luò)合物催化絡(luò)合物。所以必須要控制在合適的范圍內(nèi)，反應(yīng)溫度一般控制所以必須要控制在合適的范圍內(nèi)，反應(yīng)溫度一般控制為為95100為宜。為宜?；a(chǎn)乙苯基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生

35、產(chǎn)乙苯 操作條件操作條件（2 2）原料純度）原料純度硫化氫、乙炔、一氧化碳及含氧化合物硫化氫、乙炔、一氧化碳及含氧化合物等能破壞催化絡(luò)合等能破壞催化絡(luò)合物或使其鈍化，引起催化劑的中毒與物或使其鈍化，引起催化劑的中毒與-失活。失活。乙烯中含有的乙烯中含有的丙烯、丁烯以及高級(jí)烯烴丙烯、丁烯以及高級(jí)烯烴與苯的烷基化反應(yīng)與苯的烷基化反應(yīng)速度較快，使烷基化產(chǎn)物與分離過程復(fù)雜化，且增加了苯速度較快，使烷基化產(chǎn)物與分離過程復(fù)雜化，且增加了苯的消耗量。的消耗量。原料苯中的原料苯中的硫化物硫化物同樣是乙基化反應(yīng)的催化毒物，直接影同樣是乙基化反應(yīng)的催化毒物，直接影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。響生產(chǎn)正常進(jìn)行。苯中若含有苯中若含

36、有甲苯甲苯，在三氯化鋁催化劑作用下易生成甲乙苯，在三氯化鋁催化劑作用下易生成甲乙苯，給乙苯分離帶來困難，增加了乙烯原料的耗量。，給乙苯分離帶來困難，增加了乙烯原料的耗量。苯中若含有苯中若含有過量水過量水，則會(huì)將三氯化鋁催化劑水解，產(chǎn)生的，則會(huì)將三氯化鋁催化劑水解，產(chǎn)生的氯化氫對設(shè)備有腐蝕作用，產(chǎn)生的氫氧化鋁可沉淀，導(dǎo)致氯化氫對設(shè)備有腐蝕作用，產(chǎn)生的氫氧化鋁可沉淀，導(dǎo)致管道與設(shè)備堵塞。管道與設(shè)備堵塞?；a(chǎn)乙苯基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯(1)苯乙基化反應(yīng)部分苯乙基化反應(yīng)部分 圖圖9-5 苯乙基化反應(yīng)工藝流程苯乙基化反應(yīng)工藝流程1-烷基化反應(yīng)器；烷基化反應(yīng)器；2-苯洗滌塔；苯洗

37、滌塔；3-堿洗滌塔；堿洗滌塔；4-閃蒸罐；閃蒸罐；5-AlCl3溶解槽；溶解槽；6-催化絡(luò)合催化絡(luò)合物緩沖罐；物緩沖罐；7-烴化液與烴化液與AlCl3分離器；分離器；8-烴化液與堿液分離器；烴化液與堿液分離器；9-烴化液與水分離器烴化液與水分離器；10-稀堿罐；稀堿罐；11-催化劑輸送泵；催化劑輸送泵；12-苯循環(huán)泵；苯循環(huán)泵；13、14-換熱器換熱器苯烷基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯(1)乙苯精制部分乙苯精制部分 苯烷基化生產(chǎn)乙苯苯烷基化生產(chǎn)乙苯圖圖9-6 苯乙基化反應(yīng)工藝流程苯乙基化反應(yīng)工藝流程1-苯塔；苯塔；2-苯干燥塔；苯干燥塔；3-乙苯塔；乙苯塔；4-多乙苯塔多乙苯塔1 1、苯乙烯的性

38、質(zhì)、苯乙烯的性質(zhì) 苯乙烯（又名：乙烯基苯；乙烯苯，苯乙烯（又名：乙烯基苯；乙烯苯，SM等。），等。）， 暴露于空氣中容易被氧化成為醛及酮類，因此在精餾及貯暴露于空氣中容易被氧化成為醛及酮類，因此在精餾及貯存過程中必須加入阻聚劑（對叔丁基鄰苯二酚存過程中必須加入阻聚劑（對叔丁基鄰苯二酚15mg/kg15mg/kg）熔點(diǎn)熔點(diǎn)30.630.6沸點(diǎn)沸點(diǎn) 145.2145.2相對密度相對密度0.9059(20/4) 0.9059(20/4) CHCH2115 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯2 2、用途、用途CHCH2 苯乙烯分子中，由于側(cè)鏈?zhǔn)潜揭蚁┓肿又?，由于?cè)鏈?zhǔn)荂=CC=C雙鍵雙鍵，因此，化學(xué)

39、性質(zhì)較為活潑。，因此，化學(xué)性質(zhì)較為活潑。聚苯乙烯樹脂聚苯乙烯樹脂nSPS 自聚S+ANABS 共聚丁二烯S+SBR 共聚丁二烯丁苯橡膠丁苯橡膠ABS樹脂樹脂116 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯世界苯乙烯的供應(yīng)情況世界苯乙烯的供應(yīng)情況60%40%20%0%100%80%2000150010005000250020022003200420052006200720082009201020112012萬t/a，萬t35003000產(chǎn)能產(chǎn)量開工率東北亞44%東南亞6%北美18%中東/ 非洲10%中南美2%20122012年世界苯乙烯的產(chǎn)能分布年世界苯乙烯的產(chǎn)能分布中東歐3%西歐17%比利時(shí)Sty

40、rolution50法國Total Petrochem60德國BASF55INEOS Styrenics35Styron30意大利ENI Versalis59.5荷蘭Ellba55Lyondell/Bayer68SABIC Europe2.7Shell Nederland44Styron50西班牙西歐Repsol Quimica45554.2捷克Synthos Kralupy17波蘭Synthos12俄羅斯Angarsk Petrochem4.4Gazprom Neftekhim 20NKNK27.5Plastik4.1Sibur Khimpron13.5中東歐98.5印尼SMI34馬來西亞I

41、demitsu Styrene24新加坡Ellba Eastern55Seraya Chemical35泰國IRPC20Siam Styrene30東南亞198中國中石化232.6中石油141中海殼牌64天津大沽化工50雙良利士德42北方華錦22.5常州新日25常州東昊21山東玉皇20其他公司41.5日本旭化成71千葉苯乙烯單體27出光石化55Nihon Oxirane42NS Styrene Monomer44太洋石化37電氣化學(xué)工業(yè)24韓國Honam Petrochem58LG Chemical67Samsung Total93SKC Chemical40.5Yeochun NCC28.5

42、中國臺(tái)灣臺(tái)灣化學(xué)與纖維120大太平洋石化37臺(tái)灣苯乙烯單體34東北亞1437.6國家/地區(qū)公司名稱產(chǎn)能美國Americas Styrenics95.3Cosmer115LyondellBasell125.9Styrolution127.1Westiake Styrene26.1加拿大Shell Canada45Styrolution43.1墨西哥PEMEX15北美592.5阿根廷Petrobras Energia16巴西CBE12EDN-Unigel16Innova25.6中南美69.6伊朗Pars Petrochem60Tabriz Petrochem9.5科威特Kuwait Styrene

43、47.5沙特阿拉伯 Chevron Phillips77.5SADAF115中東/非洲309.5中國是世界最大苯乙烯生產(chǎn)國，其次是美日韓中國是世界最大苯乙烯生產(chǎn)國，其次是美日韓20122012年世界苯乙烯主要生產(chǎn)廠家年世界苯乙烯主要生產(chǎn)廠家PSSBR/SBLUPRSCP2012年世界苯乙烯消費(fèi)量達(dá)到2735萬噸，20122017年均增速3.5% 可發(fā)泡PS(EPS)未來需求增長較快4.6% 通用/高抗沖 PS未來需求增長較慢2.4%ABS/SAN 主要用于家用電器、電子及通訊設(shè)備 未來需求增長較快ABS 4.9%，SAN 3.9% 丁苯橡膠(SBR)大量用于汽車輪胎 SBR膠乳和S/B膠乳用于

44、紡織和造紙 SBR未來需求增長較快4.2%，膠乳較慢1.5% 主要用于制鞋業(yè) 未來需求增長較快4.0% SBS主要用于制鞋業(yè)和瀝青改性 SBS未來需求增長較快4.7%中國苯乙烯產(chǎn)能增長迅速，20022012年的年均增長率達(dá)到13%中國苯乙烯的供應(yīng)情況中國苯乙烯的供應(yīng)情況易貿(mào)會(huì)議 12Source: CNCIC60%40%20%0%100%80%400300200100050020022003200420052006200720082009201020112012萬t/a，萬t700600產(chǎn)能產(chǎn)量開工率年產(chǎn)年產(chǎn)1010萬噸以上規(guī)模的企業(yè)萬噸以上規(guī)模的企業(yè)2020家家 20122012年中國苯乙烯

45、主要生產(chǎn)企業(yè)分布地圖年中國苯乙烯主要生產(chǎn)企業(yè)分布地圖單位：萬噸/年大慶石化,19獨(dú)山子石化,32江蘇利士德,42揚(yáng)子巴斯夫,12常州東昊, 21常州新日, 25吉林石化,46北方華錦,22.5大連石化,10天津大沽石化,50齊魯石化,20山東玉皇,20上海賽科,71安慶石化,10鎮(zhèn)海煉化,62巴陵石化,62中海殼牌,64燕山石化,11.1延長石油,123 3、生產(chǎn)方法、生產(chǎn)方法乙苯脫氫法乙苯脫氫法環(huán)氧丙烷聯(lián)產(chǎn)法環(huán)氧丙烷聯(lián)產(chǎn)法 工業(yè)上生產(chǎn)苯乙烯主要是采用乙苯催化脫氫的方法，工業(yè)上生產(chǎn)苯乙烯主要是采用乙苯催化脫氫的方法，本項(xiàng)目重點(diǎn)介紹乙苯催化脫氫生產(chǎn)苯乙烯的生產(chǎn)技術(shù)。本項(xiàng)目重點(diǎn)介紹乙苯催化脫氫生產(chǎn)

46、苯乙烯的生產(chǎn)技術(shù)。 123乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯裂解汽油抽提法裂解汽油抽提法目前中國主要生產(chǎn)企業(yè)33家按企業(yè)性質(zhì)劃分的產(chǎn)能分布中石化35%中石油10%其他34%裂解汽油抽提法2%乙苯脫氫法79%中海油按工藝路線劃分的產(chǎn)能分布環(huán)氧丙烷聯(lián)產(chǎn)法19%1 1、反應(yīng)原理及特點(diǎn)、反應(yīng)原理及特點(diǎn) 由于苯環(huán)比較穩(wěn)定，在通常的鐵系或鋅系催化劑由于苯環(huán)比較穩(wěn)定，在通常的鐵系或鋅系催化劑作用下，苯環(huán)不會(huì)被脫氫。作用下，苯環(huán)不會(huì)被脫氫。脫氫只能發(fā)生在側(cè)鏈上脫氫只能發(fā)生在側(cè)鏈上。乙苯脫氫生成苯乙烯的主反應(yīng)為：乙苯脫氫生成苯乙烯的主反應(yīng)為：+ H2CHCH2C2H5rm117.8/HKJmol乙苯脫氫生產(chǎn)苯

47、乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯 反應(yīng)反應(yīng)原理原理 苯脫氫生成苯乙烯是吸熱反應(yīng)，在生成苯乙烯的同時(shí)苯脫氫生成苯乙烯是吸熱反應(yīng)，在生成苯乙烯的同時(shí)可能發(fā)生的副反應(yīng)主要是可能發(fā)生的副反應(yīng)主要是裂解反應(yīng)和加氫裂解反應(yīng)裂解反應(yīng)和加氫裂解反應(yīng)，因?yàn)楸江h(huán)比較穩(wěn)定，裂解反應(yīng)都發(fā)生在側(cè)鏈上因?yàn)楸江h(huán)比較穩(wěn)定，裂解反應(yīng)都發(fā)生在側(cè)鏈上。 同時(shí)還會(huì)有生碳反應(yīng)，碳沉積在催化劑表面，降低催同時(shí)還會(huì)有生碳反應(yīng)，碳沉積在催化劑表面，降低催化劑活性化劑活性126 反應(yīng)反應(yīng)原理原理 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯 體積增加反應(yīng)，應(yīng)降低系統(tǒng)壓力體積增加反應(yīng)，應(yīng)降低系統(tǒng)壓力 通入惰性氣體作為稀釋劑（水蒸氣）通入惰性氣體作為稀釋劑（水蒸氣

48、） 可供給反應(yīng)熱；與催化劑表面焦炭反應(yīng)，生成二氧化可供給反應(yīng)熱；與催化劑表面焦炭反應(yīng)，生成二氧化碳碳127 反應(yīng)反應(yīng)原理原理乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯 在一定的溫度下，隨著水蒸汽用量的增加，乙苯的在一定的溫度下，隨著水蒸汽用量的增加，乙苯的轉(zhuǎn)化率也隨之提高，但增加到一定用量之后，乙苯轉(zhuǎn)化率也隨之提高，但增加到一定用量之后，乙苯轉(zhuǎn)化率的提高就不太明顯，而且水蒸汽用量過大，轉(zhuǎn)化率的提高就不太明顯，而且水蒸汽用量過大，能量消耗也增加，產(chǎn)物分離時(shí)用來使水蒸汽冷凝耗能量消耗也增加，產(chǎn)物分離時(shí)用來使水蒸汽冷凝耗用的冷卻水量也很大，因此水蒸汽與乙苯的比例應(yīng)用的冷卻水量也很大，因此水蒸汽與乙苯的比例

49、應(yīng)控制在控制在1.5:11.5:1以內(nèi)。以內(nèi)。 反應(yīng)反應(yīng)原理原理02lnPPKHTRT0H 因此平衡常數(shù)因此平衡常數(shù)KpKp隨溫度的上升而增大，故可采用提隨溫度的上升而增大，故可采用提高溫度的辦法來增大平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率。高溫度的辦法來增大平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率。主反應(yīng)主反應(yīng) 乙苯加氫裂解反應(yīng)乙苯加氫裂解反應(yīng) 00H00HT T ，X X T T ，X X ：主反應(yīng)在主反應(yīng)在熱力學(xué)占絕對優(yōu)勢。熱力學(xué)占絕對優(yōu)勢。129 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯 影響因素影響因素吸熱吸熱升高溫度升高溫度（有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率）（有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率）（有利于提高反應(yīng)速率）（有利于提高反應(yīng)速率）利利弊弊

50、（有利于副反應(yīng)）（有利于副反應(yīng)）降低溫度降低溫度利利弊弊副反應(yīng)少。副反應(yīng)少。反應(yīng)速率低，產(chǎn)率低。反應(yīng)速率低，產(chǎn)率低。catcat失活失活 適宜的反應(yīng)溫度必須在催化劑活性的起始溫度以上適宜的反應(yīng)溫度必須在催化劑活性的起始溫度以上。而且應(yīng)在低于終極溫度。而且應(yīng)在低于終極溫度。130乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯 催化劑催化劑 氧化鐵系：氧化鐵為活性組分，氧化鉀為助催化劑。氧化鐵系：氧化鐵為活性組分，氧化鉀為助催化劑。 蘭化蘭化345催化劑：乙苯轉(zhuǎn)化率為催化劑：乙苯轉(zhuǎn)化率為67.85%，苯乙烯選擇性為，苯乙烯選擇性為95.46%，苯乙烯收率為，苯乙烯收率為64.76%，壽命，壽命2年年乙苯脫氫

51、生產(chǎn)苯乙烯乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯反應(yīng)器反應(yīng)器反應(yīng)器反應(yīng)器 徑向固定床反應(yīng)器：徑向固定床反應(yīng)器：流體沿徑向流過床層，可采用流體沿徑向流過床層，可采用離心流離心流動(dòng)或向心流動(dòng)動(dòng)或向心流動(dòng)，床層同外界無熱交換。徑向反應(yīng)器與軸向，床層同外界無熱交換。徑向反應(yīng)器與軸向反應(yīng)器相比，反應(yīng)器相比，流體流動(dòng)的距離較短流體流動(dòng)的距離較短, ,流道截面積較大流道截面積較大, ,流體流體的壓力降較小。的壓力降較小。但徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜。但徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜。 以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器, ,適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大, ,或或反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反

52、應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化的場合。的場合。反應(yīng)器反應(yīng)器反應(yīng)器反應(yīng)器v 軸向反應(yīng)器：軸向反應(yīng)器：直徑小，催化床層厚，造成反應(yīng)器阻力大，直徑小，催化床層厚，造成反應(yīng)器阻力大，為減小必須使用大顆粒觸媒。為減小必須使用大顆粒觸媒。v 徑向反應(yīng)器：徑向反應(yīng)器：其流通截面不受直徑制約，且行程短，這樣其流通截面不受直徑制約，且行程短，這樣床層阻力小，可使用小顆粒觸媒。但是由于氣體流速隨流床層阻力小，可使用小顆粒觸媒。但是由于氣體流速隨流通截面的變化在改變，觸媒的利用便不充分。通截面的變化在改變，觸媒的利用便不充分。反應(yīng)器反應(yīng)器1.1.乙苯脫氫反應(yīng)部分乙苯脫氫反應(yīng)

53、部分 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程 蒸汽過熱爐系統(tǒng)蒸汽過熱爐系統(tǒng) 乙苯脫氫系統(tǒng)乙苯脫氫系統(tǒng) 反應(yīng)物廢熱回收及冷凝系統(tǒng)反應(yīng)物廢熱回收及冷凝系統(tǒng) 工藝?yán)淠浩嵯到y(tǒng)工藝?yán)淠浩嵯到y(tǒng)1.乙苯脫氫反應(yīng)部分乙苯脫氫反應(yīng)部分 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程5757615640615640530559530559564594564594油水分離罐油水分離罐液膜式蒸發(fā)器液膜式蒸發(fā)器v 料液在管壁或器壁上分散成液膜的形式流動(dòng)（上升、下降料液在管壁或器壁上分散成液膜的形式流動(dòng)（上升、下降或上升與下降組合），從而使蒸發(fā)面積增加，提高蒸發(fā)效或上升與下降組合），從而使蒸發(fā)

54、面積增加，提高蒸發(fā)效率。率。 它是在加熱管內(nèi)部安裝一可旋轉(zhuǎn)的攪拌刮板，刮板端它是在加熱管內(nèi)部安裝一可旋轉(zhuǎn)的攪拌刮板，刮板端部與加熱管內(nèi)壁間隙固定在部與加熱管內(nèi)壁間隙固定在0.750.751.5mm1.5mm之間，依靠之間，依靠刮板的作用使溶液成膜狀分布在加熱管內(nèi)壁面上。刮板的作用使溶液成膜狀分布在加熱管內(nèi)壁面上。 溶液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入，在重力和旋轉(zhuǎn)刮溶液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入，在重力和旋轉(zhuǎn)刮板帶動(dòng)下，在加熱管內(nèi)壁上形成旋轉(zhuǎn)下降的液膜，在板帶動(dòng)下，在加熱管內(nèi)壁上形成旋轉(zhuǎn)下降的液膜，在下降過程中通過接收加熱管外加熱蒸汽夾套中蒸汽冷下降過程中通過接收加熱管外加熱蒸汽夾套中蒸汽冷凝熱量而

55、被不斷蒸發(fā)，底部得到完成液，二次蒸汽上凝熱量而被不斷蒸發(fā)，底部得到完成液，二次蒸汽上升至頂部經(jīng)分離器后進(jìn)入冷凝器。升至頂部經(jīng)分離器后進(jìn)入冷凝器。液膜式蒸發(fā)器液膜式蒸發(fā)器2.苯乙烯的分離與精制苯乙烯的分離與精制乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸一、概述一、概述1 1、對二甲苯的性質(zhì)和用途、對二甲苯的性質(zhì)和用途 物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：TPA，在常溫下系白色結(jié)晶或粉末狀固，在常溫下系白色結(jié)晶或粉末狀固體，受熱至體，受熱至300以上可升華，常溫常壓下不溶于以上可升華，常溫常壓下不溶于水、乙醚、冰醋酸和氯仿，微溶于乙醇，能溶于熱水、乙醚

56、、冰醋酸和氯仿，微溶于乙醇，能溶于熱乙醇。在多種有機(jī)溶劑中難溶，但溶于堿溶液。乙醇。在多種有機(jī)溶劑中難溶，但溶于堿溶液。 用途：生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二酯樹脂（簡稱聚酯用途：生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二酯樹脂（簡稱聚酯樹脂，簡寫為樹脂，簡寫為PET），進(jìn)而制造聚酯纖維、聚酯薄膜），進(jìn)而制造聚酯纖維、聚酯薄膜及多種塑料制品等。及多種塑料制品等。 反應(yīng)反應(yīng)原理原理 對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸(1) 主反應(yīng)：主反應(yīng)：原料對二甲苯和溶劑醋酸都容易發(fā)生原料對二甲苯和溶劑醋酸都容易發(fā)生深度氧深度氧化化，同時(shí)氧化不完全的中間產(chǎn)物或帶入的一，同時(shí)氧化不完全的中間產(chǎn)物或帶入的一些雜質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生一些副

57、反應(yīng)。這些副產(chǎn)物雖些雜質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生一些副反應(yīng)。這些副產(chǎn)物雖數(shù)量不多，但品種繁多，已檢出的數(shù)量不多，但品種繁多，已檢出的副產(chǎn)物副產(chǎn)物多多達(dá)達(dá)30種左右，統(tǒng)稱為種左右，統(tǒng)稱為雜質(zhì)雜質(zhì)。(2) 副反應(yīng)：副反應(yīng)： 催化劑催化劑對二甲苯高溫氧化法是以對二甲苯高溫氧化法是以醋酸鈷和醋酸錳醋酸鈷和醋酸錳為催為催化劑，化劑，溴化物溴化物（如溴化銨、四溴乙烷）為助催（如溴化銨、四溴乙烷）為助催化劑，于醋酸溶劑中將對二甲苯液相連續(xù)一步化劑，于醋酸溶劑中將對二甲苯液相連續(xù)一步氧化為對苯二甲酸。氧化為對苯二甲酸。對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸（1）溶劑比）溶劑比醋酸溶劑：提高對二甲苯在溶醋酸溶劑：提高對二甲苯在溶劑中的分散性與對二甲苯的轉(zhuǎn)劑中的分散性與對二甲苯的轉(zhuǎn)化率，溶解氧化中間產(chǎn)物；利化率，溶解氧化中間產(chǎn)物；利用溶劑汽化移走部分反應(yīng)熱。用溶劑汽化移走部分反應(yīng)熱。有利于反應(yīng)物的傳質(zhì)和傳熱，有利于反應(yīng)物的傳質(zhì)和傳熱，又可以提高產(chǎn)品純度。又可以提高產(chǎn)品純度。（3.5-40：1） 操作條件操作條件對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸（2）反