年产10万吨石脑油催化重整制三苯项目
可行性研究报告
目录
一、总论------------------------------------------------------------1
二、市场需求预测------------------------------------------------6
三、产品方案及生产规模---------------------------------------10
四、工艺持术方案------------------------------------------------12
五、原料、辅助材料及燃料的供应----------------------------19
六、建厂条件和厂址方案---------------------------------------20
七、公用工程和辅助设施方案---------------------------------23
八、环境保护------------------------------------------------------31
九、安全、消防与劳动卫生-------------------------------------34
十、工厂组织和劳动定员---------------------------------------44 十一、项目实施规划---------------------------------------------46 十二、投资估算和资金筹措------------------------------------48 十三、财务、经济评价------------------------------------------51 十四、结论---------------------------------------------------------55 附表：
1、单位产品成本、效益分析表
2、建设资金估算表
3、流动资金估算表
4、投资使用计划和资金筹措表
5、固定资产折旧表
6、无形及递延资产摊销估算表
7、总成本费用表
8、产品销售收入与增值税及附加估算表
9、损益表
10、现金流量表
附件：
1、年产10万吨石脑油催化重整制三苯工艺流程图
1.总论
1.1、概述
1.1.1建设单位：XX县XX石化有限公司
法定地址：XX县工业新区（XX县白衣阁乡政府南）
1.1.2企业负责人：XX
1.1.3项目名称：年产10万吨石脑油催化重整制三苯项目。
1.1.4报名编制单位：XX设计研究院有限责任公司。
1.1.5可行性研究报告编制依据。
（1）《化工建设项目可行性研究报告主要内容和深度规定》原化学工业部（1997）。
（2）《化工建设项目经济评价与参数》原化学工业部。
（3）《建设项目经济评价与参数》原国家计委。
1.1.6可行性研究报告编制原则
1.1.6.1认真贯彻《国务院办公厅关于加强基础设施工程质量管理的通知》确保工程质量。
1.1.6.2科学、全面、客观地对项目建设条件、技术方案、建设投资技术经济及环境保护等各个方面进行探讨、分析与评价。
1.1.6.3根据建设规模、生产原料、产品质量及环保要求采用与之相适应的新工艺技术设备，力争生产过程中节能降耗，提高企业经济效益。
1.1.6.4依托社会力度，利用其公用工程设施和技术力量，尽可能地降低工程建设投资，并降低产品生产过程中的能耗。
1.1.6.5注重环境保护、劳动安全和工业卫生，“三废”治理要做到同时设计、同时施工同时投产，并考虑环境的综合治理。加强“三废”排放的控制与治理，加强对劳动安全和工业卫生的投入，满足国家对环境保护、劳动安全和工业卫生的要求。
1.1.6.5贯彻国家工程建设有关标准、规XX，精心设计。
1.1.7企业概况
XX县XX石化有限公司是股份制有限公司，成立于2005年8月，是一家股份制企业，占地面积13200平方米，职工68人，2007年末，公司资产总值1000万元，其中固定资产420万元。公司主要产品溶剂油系列产品，产品畅销周边地区。公司自成立以来，坚持高质量的产品占领国内市场，抓住机遇抢占国际市场，扩大出口创汇。积极争取国家优惠政策扶持，搞挖潜、革新、改造，低成本扩张壮大自身实力的路子，使生产技术、产品质量、生产规模和管理水平不断提高。
1.1.8项目提出的背景及投资的必要性
XX县XX石化有限公司位于河南省XX县工业新区（XX县白衣阁乡政府南）内。濮阳市是一个新兴的石油化工城市，该公司位于XX县工业新区内，濮阳市已被确立为河南省石化基地。濮阳市委、市政府非常重视工业发展，确立了“全党抓经济、重点抓工业”、“工业立市、工业兴市、工业强市”的战略指导思想，依托中原油田，大力发展石油化工和轻纺工业。濮阳的工业经济发展已具备了较好的基础和开端。
该公司经过认真市场调研和技术考察，并充分利用国家鼓励民营企业发展政策的良好机遇及公司现有的技术优势、市场优势和周边资源的优势。以周边地区石脑油等基础化工产品为原料。采用国内先进成熟催化重新工艺技术，建设年产10万吨石脑油催化重整制三苯系列产品生产装置。
该项目建成投产后，年可生产石脑油催化重整制三苯10万吨，满足国内对该产品的需求，部分产品还可出口。
1.1.9研究XX围
主要生产装置：年生产石脑油催化重整制三苯10万吨化工生产装置。
公用工程及辅助工程：对公司原生产装置现有公用工程及辅助工程的现有能力进行核算，不足部分进行填平补齐改造。
1.1.10研究的主要过程
对产品市场及价格进行分析预测，确定生产规模并合理选择工艺技术方案。在对现有公用工程装置能力核算的基础上进行填平改造。分析工程对环境的影响及应采取的环保措施、安全卫生措施及消防措施。拟定项目实施规划，做出投资估算并进行财务经济评价。
1.2研究结论
①XX县XX石化有限公司利用国内先进成熟水平的催化重整工艺技术生产石脑油催化重新制三苯产品，适应发展绿色化工，满足市场需求，符合国家产业发展政策。
②拟建生产装置在国内有成熟技术，技术来源可靠，可以建设规模化生产装置。
③本工程建成投产以后，工艺生产装置“三废”排放较少，生活及生产装置设备泄漏、洗刷产生的废水通过妥善有效治理，对环境影响较小，可达标排放，预计对环境造成污染的总量增加较少。
④本项目是充分利用XX县XX石化有限公司现有的技术优势、市场优势和周边资源的优势，建设年产10万吨石脑油催化重整制三苯产品生产装置，使企业产品结构得到进一步调整，为企业培育了一个新的经济增长点。
⑤本工程投产后，正常年新增销售收入48400万元，正常年新增利润1962万元，投资利润率35.5%，财务内部收益率（税后）31.6%，投资回收期（税后）3.1年（包括建设期0.5年），经济效益较好。
综上所述，该项目的实施，符合国家产业政策，产品市场竞争力强，主要原料来源方便有保障。采用的工艺技术先进、成熟、可靠，并能充分利用公司的人力、物力和场地，具有良好的经济效益和社会效益，因此，该项目是可行的。
主要技术经济指标表
序号项目单位数量备注一生产规模
1 石脑油催化重整制三笨吨100000
2 戊烷（30%）吨1000
二年操作日天300
三主要原材料
1 石脑油吨101000
四公用动力消耗
1 用电量kwh 1656000
2 用汽量t/a 100000
3 一次水t/a 100000
4 循环水t/a 6000000
五三废排放量
1 废气t/a 100
2 废水t/a 100000
3 废渣t/a 0
六总运输量（新增）t/a 201000
1 运入量t/a 101000
2 运出量t/a 100000
七定员人46
其中工人人40
八占地面积M2 10656
九建筑面积M2 3000
十工程总投资万元5500
1 固定资产投资万元4500
其中（1）建设投资万元4500
固定资产投资方向调节税万元0
（3）建设期利息万元0
2 流动资金万元100
十一报批项目总投资万元4800
十二正常平均销售收入万元484000
十三正常年生产总成本万元44616
十四正常下利润总额万元2928
十五正常年增值税及附加万元856
十六财务评价指标
1 投资利润率（税后）35．5%
2 投资利润率（税后）53．2%
3 投资回收期（税后）年3．1 包括建设期0.5年
4 财务内部收益率（税后）31．6%
5 财务净现值（i=12%）（税后）万元14986
2、产品市场预测
2. 1 石油脑催化重整制三苯应用及国内外市场分析预测
2.1.1三苯的理化特性及机理功能：
三苯是芳香族苯、甲苯、二甲苯的混合物，其含量分别为苯28%、甲苯46%、二甲苯26%。其主要理化特性及机遇功能分别如下：苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。苯能与水生成恒沸物，沸点为69.25℃，含苯91.2%。因此，在有水生成的反应中常加苯蒸馏，以将水带出。甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为—95℃，沸点为111℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压正是一种无色透明，清澈如水的液体，对光有很强的折射作用（折射率：1，4961）。甲苯几乎不溶于水（0，52g/1），但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0，6mPa s，也就是说它的粘稠性弱于水。甲苯的热值为40.940kJ/kg，闪点为4℃，燃点为535℃。二甲苯又称混合二甲苯。是对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和乙苯的混合物。无色透明液体。沸点135~145℃。相对密度d4200.840~0.870。易燃。化学性质较活泼，可发生异构化、
歧化、烷基转移、甲基氧化、脱氢、芳烃氯代、磺化反应等。主要由石油催化重整料、裂解汽油、焦炉副产汽油经分离而得，还可由甲苯歧化生成苯和二甲苯而得；或由甲苯与三甲苯进行甲基转移而得。此混合物主要用作生产对二甲苯、邻二甲苯的原料及涂料的溶剂和航空汽油添加剂。可作耳科用药。
2.1.2三苯应用及国内外市场分析预测
苯、甲苯和二甲苯都是重要的基本有机化工原料。以苯为原料可合成250种以上有机化学品，主要衍生物为乙苯、异丙苯、环乙烷和硝基苯等。2005年全球苯消费量为4100万t，其中上述4种衍生物分别占53%、18%、13%和7%，占总消费构成的91%。甲苯可用作汽油掺合组份和溶剂，可也通过歧化和烷基转移工艺制苯和二甲苯，还可加氢脱甲基制苯。以甲苯为原料同样可合成多种有机化学品。
据统计，2005年全球苯的总生产能力为4464.9万t/a，其中北美962.1万t/a，占21.5%；南美为118.10万t/a，占2.6%；西欧为932.8万t/a，占20.9%；东欧为544.3万t/a，占12.2%；中东/非洲262.10万t/a，占5.9%；西太地区1645.3万t/a，占36.9%。预计2010年全球苯的消费量将增加至4610万t，年均增长率3.7%。同时生产能力将达到5010万t/a，平均增长率为2.5%。2004年全球甲苯总消费量为1660万t，预计2010年可增至1910万t，增加260万t，年均增长率2.4%。甲苯生产能力则将从2004年的2470万t/a增加至2010年的2680万t/a，增加约200万t/a，年均增长率
1.3%。加之国内医药、化工、轻工等其他行业的需求，缺口较大，市场供不应求，需要大量进口，因此开发生产三苯产品不仅可以满足国内市场的需求，而且还能出口创汇，是一种市场前景极好的石脑油深加工产品。
目前我国石脑油催化重整制三苯的供需矛盾比较突出，产量较少，远远不能满足国内实际生产的需求，产品主要依赖进口。所以“十五”期间我国石脑石催化重整制三苯市场仍有较大的缺口，加上一批技术落后、经济效益较差的生产装置将要逐步被淘汰，因此在近期内，我国石脑油催化重整制三苯短缺的局面还难以改变，仍需进口一定数量的石脑油催化重整制三苯来满足国内实际生产的需求，采用该新工艺生产的石脑油催化重整制三苯的产品质量可以和美国Honst公司的同类产品相当，达到国内先进水平。
综上所述，在上述领域石脑油催化重整制三苯的应用目前约2000万吨，由于该产品目前正处在应用上升期，其需求量将大幅度提高，2015将达到5000万吨以上。而目前国内年生产能力只有3000万吨，远远不能满足国内市场需求。因此，应用国内成熟、处于国内先进水平的催化重整工艺技术工艺技术建设年产10万吨石脑油催化重整制三苯生产装置，市场前景十分广阔。
3.产品方案和生产规模
3.1产品方案
生产规模：年产10万吨石脑油催化重整制三苯。
3.2生产规模
该工程拟定生产规模为：每年生产石脑油催化重整制三苯10万吨。
3.2.1生产规模分析
本项目产品属于绿色精细化工添加剂，符合国家产业政策。
由于该产品目前正处在应用上升期，其需求量将大幅度提高，2015将达到5000万吨以上。而目前国内生产能力只有3000万吨，远远不能满足国内市场需求。因此，应用国内成熟、处于国内先进水平的催化重整工艺技术工艺技术建设年产10万吨石脑油催化重整制三苯生产装置，加剧了对石脑油催化重整制三苯的需求，加之国内医药、化工、轻工等其他行业的需求，缺口较大，市场供不应求，需要大量进口，因此开发生产糖氯酸产品不仅可以满足国内市场的需求，而且还能出口创汇，是一种市场前景极好的氯气深加工产品。
有关专家预测该产品今后十年内需求量将以15%递增，到2015年国内需求量将达到5000万吨左右，并逐年呈递增趋势。国内现有的石脑油催化重整制三苯生产线满足不了国内需求。因此，石脑油催化重整制三苯在国内具有潜在的巨大市场，具有很好的市场前景。
因此，该项目确定的生产规模是可行的。
4.工艺技术方案
石脑油催化重整是最重要的炼油过程之一。“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构，而不改变分子大小的加工过程。重整过程是在催化剂存在之下进行的。采用铂催化剂的重整过程称铂重整，采用铂铼催化剂的称为铂铼重整。而采用多金属催化剂的重整过程为多金属重整。催化重整是石油加工过程中重要的二次加工方法，其目的是用以生产高辛烷值汽油或化工原料芳香烃，同时副产大量氢气可作为加氢工艺的氢气来源。下面介绍催化重整的工艺要求和工业装置。
4.1、催化重整（catalytic reformation）的化学反应
重整催化剂通常含有千分之几的贵金属铂，它或者单独的或者与其它金属（Re、Ir或Sn）共同担载在多孔的酸性氧化铝（一般引入氯元素）上。重整催化剂是一种双功能催化剂。金属催化烷烃脱氢为烯烃，环烷烃脱氢为芳香烃，催化异构烯烃的加氢，对于加氢异构化和异构化反应也有贡献。酸性载体催化烯烃的异构化，环化和裂化。在双金属重整过程中加入金属铼作为助催化剂，以减少氢解副反应和金属在高温含氢环境下聚集烧结。双功能之间的相互作用通过烯烃而显现出来，烯烃是反应网络中的关键中间物。
所有的重整过程均采用固定床系列（通常是三个）反应器：第一反应器的主要反应是环烷脱氢，第二反应器发生C5环烷异构
化生成环已烷的同系物和税氢环化，第三反应器发生轻微的加氢裂化和税氢环化。典型的工艺条件为：770K~820K和3000kPa，氢和烃的摩尔比为10：1至3：1。
4.2催化重整的原料油
催化重整通常以直馏汽油馏分或石脑油为原料，根据生产目的不同，对原料油的馏程有一定的要求。为了维持催化剂的活性，对原料油杂质含量有严格的限制。
㈠原料油的沸点XX围
重整原料的沸点XX围根据生产目的来确定。
当生产芳烃时，应根据生产的目的芳烃产品选择适宜沸点XX 围原料馏分。如C6烷烃及环烷氢的沸点在60.27℃~80.74℃之间；C7烷烃和环烷烃沸点在90.05℃~103.4℃之间；而C8烷烃一环烷烃的沸点在99.24℃~131.78℃之间。沸点小于60℃的烃类分子中的碳原子数＜6，故原料中含＜60℃馏分反应时不能增加芳烃产率，反而能降低装置本身的处理能力。选用60℃~145℃馏分作重整原料时，其中的130℃~145℃属于航煤馏分的沸点XX围。在同时生产航空煤油的炼厂，多选用60℃~130℃馏分。
㈡重整原料油的杂质含量
重整原料对杂质含量有极严格的要求，这是从保护催化剂的活性所考虑的。原料中少量重金属（砷、铅、铜等）都会引起催化剂永久中毒，尤其是砷与铂可形成合金，使催化剂丧失活性。原料油中的含硫、含氮化合物和水分在重整条件下，分别生成硫
苯与溴的取代反应
二、苯与溴的取代反应 苯与溴的取代反应之一 [原理] 用铁作催化剂（实际起催化作用的是FeBr3），苯能跟溴发生反应，苯分子里的氢原子能被溴原子取代生成溴苯。 [用品] 铁架台、烧瓶、导管、锥形瓶、苯、液溴 [操作] (1)装置如图。先检查装置的气密性。在圆底小烧瓶里加入5mL苯和2mL液溴，轻轻振荡，使苯与溴混合均匀。此时因无催化剂，苯与溴不发生反应。 (2)在混合液冷却后，将准备好的还原铁屑（约0.5g）或几枚去锈的小铁钉，迅速放入小烧瓶中，立即用带有长玻璃导管的单孔橡皮塞塞好。一般情况下反应即可开始，液面上会有小气泡产生，随后反应逐渐剧烈，半分钟后液体呈沸腾状态。在锥形瓶内导管口附近出现大量白雾（反应中生成的溴化氢溶于水而成的酸雾）。(3)等反应结束后，先检验锥形瓶里的氢溴酸。把锥形瓶里的液体在两支试管各倒少许，在其中一支试管中加入石蕊试液（会变红）；另一支试管中滴入几滴AgNO3溶液（会有浅黄色的AgBr沉淀析出）。 HBr H++Br- Ag++Br- AgBr↓ (4)把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里，在烧杯底部有红褐色不溶于水的液体，这就是反应中生成的溴苯。纯净的溴苯是无色液体，制取时往往因溶解了少量的溴而呈红褐色。可用水或10%NaOH溶液进行洗涤，洗去FeBr3和没有反应的溴，能够得到无色透明的油状液体。
[备注] (1)装置的气密性必须良好。(2)装置中跟烧瓶口垂直的一段导管，同时兼起冷凝作用，以防止溴和苯的蒸气挥发出来，所以它应有一定的长度，一般不小于25cm。(3)在盛放液溴的试剂瓶中，液溴上面是一层溴的饱和水溶液，取用时必须将吸管插入下层液溴部分，以吸取纯溴。所用的苯应用无水氯化钙干燥，所用的烧瓶和导管也应是干燥的。否则反应比较困难，甚至不反应。(4)一般不需加热，如开始要加热时，只用热水浴微微加热即可。(5)此反应不宜太剧烈，如反应过于剧烈时，可把烧瓶浸在盛冷水的烧杯中冷却。反应温度过高，会增加苯和溴的挥发和副反应的产物二溴苯的产量。(6)为了防止反应进行得过于猛烈，所用铁屑不宜太细，更不宜用铁粉代替铁屑。(7)液溴容易挥发，又有很强的腐蚀性，取用液溴时一定要注意安全，不要沾在手上。最好戴上橡皮手套，在通风橱内取。万一沾到皮肤上，应立即用水冲洗，再用酒精擦净，然后涂上甘油。 苯与溴的取代反应之二 [用品] 烧瓶、铁架台、玻璃管、导管、U形管、锥形瓶 [原理] 同之一 [操作] 1．装置如图所示，在玻璃管里加入冷水。 2．在U形管里放少量四氯化碳 ，在锥形瓶里加适量水。 3．在圆底烧瓶里加8~10mL苯、少量铁屑和1~2mL溴，反应即开始。 4．实验完毕，在烧瓶里有油状的溴苯生成。在锥形瓶里加少量硝酸银溶液，产生浅黄色沉淀。
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2019, 9(4), 349-360 Published Online July 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/224692785.html,/journal/hjcet https://https://www.doczj.com/doc/224692785.html,/10.12677/hjcet.2019.94050 Naphtha Recombination for the Production of High-Quality Catalytic Reforming and Ethylene Cracking Feed Siliang Gao, Longsheng Tian, Wencheng Tang, Ming Zhao Research Institute of Petroleum Processing, SINOPEC, Beijing Received: Jul. 10th, 2019; accepted: Jul. 24th, 2019; published: Jul. 31st, 2019 Abstract A novel process was designed to recombine naphtha in order to produce high-quality feed of cata- lytic reforming and ethylene cracking. It included a naphtha pre-fractionation column and an ex-tractive distillation (ED) unit. The light fraction from the top of the pre-fractionation column was sent into the ED column as its feed. The extracted oil together with the heavy components from the bottom of the pre-fractionation column were used as reforming feed; while the raffinate from the ED unit was used as ethylene cracking feed. The experiment results showed that the best solvent for ED unit was the mixture of N-methyl pyrrolidone and diphenyl methane (mass ratio was 7:3), and it was used in the extractive distillation trial test to separate the light fraction after pre-fractionation. The mass fraction of alkanes in the raffinate went up to 68.99%, which was 24.21 percent points higher than naphtha, and the content of aromatics was almost 0. It was good raw material for ethylene plant. The aromatic potential of pre-fractionated heavy components and the extracted oil increased by 5.7 and 6.5 percentage points respectively compared with naphtha, and the final aromatic potential of the mixture was 57.5%. It was suitable to produce benzene-free clean gasoline or to be the reforming feedstock for toluene production. The whole process was simulated by ProII software, and the simulation results were basically consistent with the experi-mental results. Finally, the operating parameters were optimized, and the total energy consump-tion was 20.86 MW. Keywords Naphtha, Extractive Distillation, Alkane, Naphthene, Aromatics 抽提重组石脑油用于生产优质催化重整 及乙烯裂解原料 高思亮，田龙胜，唐文成，赵明 中国石化石油化工科学研究院，北京
1.装置概况及工艺过程 1.1装置概况 粗苯加氢装置由制氢、加氢精制、萃取蒸馏、酸性水处理、酸性气处理、公用工程系统等单元组成。年处理焦化粗苯原料10万吨。其主要工艺过程是将粗苯原料经过脱重组分塔脱除C9以上重组分后经两级加氢处理（预加氢和加氢净化）。原料通过预反应器催化剂床层逆流向上，使双烯烃、苯乙烯、二硫化碳进行加氢脱除和双烯饱和，再通过主反应器催化剂床层进行加氢处理，使烯烃发生饱和反应生成饱和烃。硫、氧、氮等化合物被加氢转化烃类、硫化氢、水及铵盐被脱除，芳烃转化被抑制。处理后的物料经稳定塔除去溶解于物料中的硫化氢后进入萃取蒸馏系统。在环丁砜的作用下将芳烃和非芳烃分离。分离出的混合芳烃经苯塔、甲苯塔、二甲苯塔精馏分离，生产纯度极高的苯、甲苯、混合二甲苯产品及少量的C8—、C8+溶剂油。生产过程中产生的酸性水经酸性水汽提处理后送至污水处理厂，酸性气经酸性气处理装置脱除硫化氢制取硫磺。 1.2工艺流程简述 1.2.1加氢工艺流程 自罐区泵送来的焦化粗苯原料经过滤器FT-1101/A、B，再经主反应产物/脱重组分塔进料换热器E-1101（管程）换热后入脱重组分塔C-1101，在塔内进行轻、重组分分离，塔顶汽相经脱重组分塔顶冷却器E-1102（壳程）冷凝冷却后进入塔顶回流罐V-1101，不凝气经真空机组排放至火炬燃烧。液体经脱重塔回流泵P-1101/A、B加压后部分回流，部分送入加氢进料缓冲罐V-1102。塔底重苯经塔底泵P-1103/A、B 加压后送入脱重组份塔底冷凝器E-1104（管程）冷却后送往罐区。脱重塔底设两台再沸器E-1103/A、B和两台塔底循环泵P-1102/A、B 强制循环。再沸器热源采用导热油。为防止物料聚合结焦在脱重塔进料线注入阻聚剂。 加氢进料缓冲罐V-1102的轻苯经反应进料泵P-1104/A、B 加压后入轻苯预热器E-1105（管程）预热后与K-1101/A、B送来的循环氢气混合后依次进入轻苯蒸发器E-1106/A、B、C（管程），在轻苯蒸发器内被加热蒸发的轻苯和
1.定义 石脑油是石油产品之一。英文名称Naphtha，别名轻汽油、化工轻油。词源于波斯语，指易挥发的石油产品。是由C4-C12烷烃、环烷烃、芳烃、烯烃组成的混合物。 2.性状、情况简介。 石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味，不溶于水。密度在650-750kg/m3、。硫含量不大于0.08%，烷烃含量不超过60%，芳烃含量不超有12%，烯烃含量不大于1.0%。3.加工工艺情况 通常由原油直接蒸馏而得到，也可以由二次加工汽油进行加氢精制后获得。石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。作为裂解原料，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70%（体积）；作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180℃，用于生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围为60-165℃； 用作蒸汽裂解制乙烯原料或合成氨造气原料时，可取初馏点至220℃馏分。国外常用的轻质直馏石脑油沸程为0-100℃，重质直馏石脑油沸程为100-200℃；催化裂化石脑油有<105℃，105-160℃及160-200℃的轻、中、重质三种。 4.用途 石脑油的用途是多方面的，在石油炼制方面是制造清洁汽油的主要原料，在石油化工方面是制造乙烯、芳烃/聚酯、合成氨/化肥和
制氢的原料。在数量关系方面，石脑油使用于油品的数量最大，乙烯料其次，芳烃更小。国际上油品、乙烯料、芳烃料三者大致数量比例为：6.82：1：0.36。这样，对于炼油和石油化工行业来讲，石脑油原料的分配和合理利用存在一个内部竞争的问题。 石脑油由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得。其沸点范围依需要而定，通常为较宽的馏程，如30-220℃。石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。作为裂解原料，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70（体积）；作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180℃，用于生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围为60-165℃。 5.其它 石脑油闪点在0℃以下，爆炸极限为1.0%-0.8%。毒性随芳烃含量的不同而不同，高浓度蒸发气体有窒息性。石脑油由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得。其沸点范围依需要而定，通常为较宽的馏程，如30-220℃。石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。作为裂解原料，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70%（体积）；作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180℃，用于生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围为60-165℃。国外常用的轻质直馏石脑油沸程为0-100℃，重质直馏石脑油沸程为100-200℃；催化裂化石脑油有<105℃，105-160℃及160-200℃的轻、中、重质
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕业设计 20万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 摘要 苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。 本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。 由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。 关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化
Abstract Styrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes. This design is based on the annual targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device . This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis ，Aspen Plus，Simulation and optimization
5.工艺路线叙述 从上述生产机理知工艺路线：苯与氯气在FeCl3催化下连续氯化得氯化液,再经水洗、中和、，粗馏、精馏除去过量苯和多氯苯而得到成品氯化苯.反应放出的氯化氢用水吸收制成盐酸;多氯苯回收为邻，对位二氯苯。 具体工艺流程为： A：原料的干燥 氯气由氯干燥系统（或液氯液化后的废气）送来，经氯气缓冲器,并跨过一定的高度经阀门控制从下部进入氯化反应器。氯气缓冲器的作用有①缓冲作用,可减少氯压的波动，保证氯气平稳进塔；②分离作用，氯气进入系统常带有一定杂质，缓冲器内设挡板，可使氯气系统中的分散的细微颗粒受撞击而被捕集下来,达到净化氯气消除杂质的作用，确保氯气质量和管道畅通. 纯苯首先进入原苯计量槽，经苯干燥器脱去其中水分进入干苯贮槽，由干苯泵打入干苯高位槽，利用位差，经转子流量计控制从下部进入氯化反应器。 苯的干燥曾使用过两种方法：①共沸蒸馏法；②食盐﹑氯化钙，固碱干燥法，共沸蒸馏法,即利用苯中少量水可在沸腾同时汽化蒸出釜内存留物中含苯较低的原理进行脱水干燥的。此法可加苯后进行间断蒸馏,也可中部进料连续蒸馏,预馏出的苯水混合物经过冷凝后进入苯水分离器沉降分离，苯返回原苯贮槽，干苯含水可达0。02％以下，此法所得干苯质量好，其特点是耗蒸汽，需一套设备，操作麻烦，而且回收苯不能进行干燥。因此现同行均采用食盐,氯化钙，固碱干燥法,利用某些无机盐及金属氧化物有从苯中回收水分的能力,它是根据干燥剂只溶于水不溶于苯的性质,将需要干燥的苯按序从充满干燥剂的容器中通过，苯的含水被干燥剂表面吸附，干燥剂溶解后聚积成盐水颗粒，盐水颗粒比重远大于苯,沉降至容器底部被间断排放,使经干燥后的苯中含水显著降低. B:苯的氯化 苯的氯化为高温沸腾连续氯化，自苯高位槽下来的干苯,经苯转子流量计进入氯化器之底部；通过缓冲器的氯气，经π型管进入氯化器底部与苯并流而上,通过铁环层，进行氯化反应。氯化器内苯和氯气有三氯化铁催化剂（苯中的三氯化铁浓度达到0。01%，就可达到氯化反应的需要）的催化作用发生取代反应生成氯化液含苯,氯苯,氯化氢和少量的多氯苯，保持苯过量以使氯化反应完全并抑制多氯苯的生成。氯化器为钢制，内衬瓷砖，装带铁环作触媒（约7m），氯化为放热反应，氯化器自下而上，温度逐渐升高，液相温度控制在70~ 85oC 之间,反应温度的调节，借助于干苯流量的调节而实现，热量由蒸发出苯的汽化潜热带出，从而实现温度的控制,生成物氯化液由氯化器上部侧面溢流出来，进入液封（此液封高度约5m）。其目的是阻止盐酸气体随氯化液带出，一般情况下，氯化液的密度控制在0.03~0.95/15oC范围内,重量组成约含氯化苯25~35％，每班并定期从氯化器底部放酸水至缓冲器.生成的氯化氢气体连同蒸汽从氯化器顶部的升气管引出，经过一段，二段，三段石墨冷凝器，冷凝下来的苯经酸苯分离器返回氯化器重新反应,为使苯完全脱除，进一步使用深冷降膜吸收脱去气相中的苯，最后尾气中氯化氢气体经水吸收转化为盐酸，其余气体经水流喷射泵抽吸放空. C：尾气的吸收
[原理] 用铁作催化剂（实际起催化作用的是FeBr3，FeBr3由Fe与Br2反应生成），苯能跟溴发生反应，苯环里的氢原子能被溴原子取代生成溴苯。 [用品] 铁架台、烧瓶、导管、锥形瓶、苯、液溴 [操作] (1)装置如图。先检查装置的气密性。在圆底小烧瓶里加入5mL苯和2mL液溴，轻轻振荡，使苯与溴混合均匀。此时因无催化剂，苯与溴不发生反应。 (2)在混合液冷却后，将准备好的还原铁屑（约）或几枚去锈的小铁钉，迅速放入小烧瓶中，立即用带有长玻璃导管的单孔橡皮塞塞好。一般情况下反应即可开始，液面上会有小气泡产生，随后反应逐渐剧烈，半分钟后液体呈沸腾状态。在锥形瓶内导管口附近出现大量白雾（反应中生成的溴化氢溶于水而成的酸雾）。锥形瓶中导管不插入液面以下，原因是避免锥形瓶中的水倒吸入烧瓶中。(3)等反应结束后，先检验锥形瓶里的氢溴酸。把锥形瓶里的液体在两支试管各倒少许，在其中一支试管中加入石蕊试液（会变红）；另一支试管中滴入几滴AgNO3溶液（会有浅黄色的AgBr沉淀析出）。 Ag+ + Br- = AgBr↓ (4)把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里，在烧杯底部有红褐色不溶于水的液体，这就是反应中生成的溴苯。纯净的溴苯是无色液体，制取时往往因溶解了少量的溴而呈红褐色。可用水或10%NaOH溶液进行洗涤，洗去FeBr3和没有反应的溴，能够得到无色透明的油状液体。 [注意] (1)装置的气密性必须良好。(2)装置中跟烧瓶口垂直的一段导管，起导气兼冷凝作用，以防止溴和苯的蒸气挥发出来，减少苯和溴的消耗以及它们对环境的污染，所以它应有一定的长度，一般不小于25cm。(3)在盛放液溴的试剂瓶中，液溴上面是一层溴的饱和水溶液，取用时必须将吸管插入下层液溴部分，以吸取纯溴。所用的苯应用无水氯化钙干燥，所用的烧瓶和导管也应是干燥的。否则反应比较困难，甚至不反应。(4)这个反应是放热的，一般不需加热，如开始要加热时，只用热水浴微微加热（30~40℃）即可。(5)此反应不宜太剧烈，如反应过于剧烈时，可把烧瓶浸在盛冷水的烧杯中冷却。反应温度过高，会增加苯和溴的挥发和副反应的产物二溴苯的产量。(6)为了防止反应进行得过于猛烈，所用铁屑不宜太细，更不宜用铁粉代替铁屑。(7)液溴容易挥发，又有很强的腐蚀性，取用液溴时一定要注意安全，不要沾在手上。最好戴上橡皮手套，在通风橱内取。万一沾到皮肤上，应立即用水冲洗，再用酒精擦净，然后涂上甘油。 苯的硝化反应实验 ①浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂
一、意义 1.1三苯在国民经济中的作用 苯、甲苯、二甲苯（简称BTX）等同属于芳香烃，是重要的基本有机化工原料，由芳烃衍生的下游产品，广泛用于三大合成材料（合成塑料、合成纤维和合成橡胶）和有机原料及各种中间体的制造。纯苯大量用于生产精细化工中间体和有机原料，甲苯除用于歧化生产苯和二甲苯外，其化工利用主要是生产甲苯二异氰酸脂、有机原料和少量中间体，此外作为溶剂还用于涂料、粘合剂、油墨和农药等方面。二甲苯在化工方面的应用主要是生产对苯二甲酸和苯酐，作为溶剂的消费量也很大。间二甲苯主要用于生产对苯二甲酸和间苯二腈。焦化粗苯主要含苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，另外还有一些不饱和化合物、含硫化合物、含氧化合物及氮化合物等杂质。焦化苯是染料、塑料、合成橡胶、树脂、纤维、药物等原料, 也可用作动力燃料以及涂料、橡胶、胶水的溶剂。 1.2三苯来源 苯在工业上由炼制石油所产生的石脑油馏分经催化重整制得，或从炼焦所得焦炉气中回收。苯的生产方法有多种，其中来自催化重整和裂解汽油的苯各占世界苯总产量的38%，甲苯歧化占13%，甲苯加氢脱烷基化占6%，另外还有5%来自焦化工艺。甲苯的主要来源是催化重整和裂解汽油，其中催化重整占世界甲苯产量的71%，甲苯在催化重整产物中的含量大约为9.5%-27%。大部分重整产物中的甲苯并不抽提，而是留在调和汽油中。裂解汽油中的甲苯占世界甲苯供应量的24%。当裂解石脑油和柴油时，通常每100t乙烯可产生10-15t甲苯。煤焦油和焦炉轻油生产的甲苯约占世界甲苯
供应量的1%。 1.3焦化粗苯的成分，性质 粗苯主要组成含量（%） 组分含量组分含量 苯55～80 古马隆0.6～1.0 甲苯12～22 茚 1.5～2.5 二甲苯2～6 硫化氢0.1～0.2 三甲苯2～6 二硫化碳0.3～1.5 乙基苯0.5～1 噻吩0.2～1.0 丙基苯0.03～0.05 甲基噻吩0.1～0.2 乙基甲苯0.08～0.10 吡啶及其同系物0.1～0.5 戊烯0.5～0.8 苯酚及其同系物0.1～0.6 环戊二烯0.5～1.0 萘0.5～2.0 C6～C8直链烯烃0.5～0.6 脂肪烃C6～C8 0.5～1.0 苯乙烯0.5～1.0 二、工艺选择 2.1终冷的几种工艺 焦炉煤气终冷有直接水终冷法、间接水终冷法和直接抽终冷法。其主要设备为焦炉煤气终冷塔。 2.1.1直接水终冷法 直接水终冷法用循环喷洒的冷却水直接与煤气接触，对煤气进行最终冷却。直接水终冷法是焦炉煤气终冷工艺中最通用的一种方法。直接水终冷法分敞开式和封闭式两种。敞开式在煤气终冷前既无脱萘也无脱硫脱氰装置。煤气在终冷中脱萘，煤气中的氰化氢同时大量溶解于终冷水中，氰化氢等有害气体从凉水架上逸散，污染了环境，并且工艺流程复杂，因此，
苯乙烯试验报告 1.过程合成与分析 苯乙烯（Phenylthylene/SM），是非常重要的化工原料。我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、ABS树脂、SAN树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。近几年国内苯乙烯产能不断扩大，目前已经超过400万吨/年。 苯乙烯系列树脂的产量在世界五大合成材料的产量中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯而名列第三位。苯乙烯主要用于生产苯乙烯系列树脂及丁苯橡胶，也是生产离子交换树脂及医药品的原料之一，此外，苯乙烯还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业。苯乙烯系列树脂的产量在世界合成树脂中居第三位，仅次于PE、PVC。苯乙烯的均聚物――聚苯乙烯(PS)是五大通用热塑性合成树脂之一，广泛用于注塑制品、挤出制品及泡沫制品3大领域。近年来需求发展增长旺盛。苯乙烯、丁二烯和丙烯腈共聚而成的ABS树脂是用量最大的大宗热塑性工程塑料，是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种，在电子电器、仪器仪表、汽车制造、家电、玩具、建材工业等领域得到了广泛应用。中国已经成为世界ABS最大的产地和消费市场之一。 已知工业化的苯乙烯的生产主要采用两种方法： （一）乙苯脱氢法 乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90%。它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺。 1、乙苯催化脱氢工艺 乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow化学公司首次开发成功。目前典型的生产工艺主要有Fina/Badger工艺、ABB鲁姆斯/UOP工艺以及BASF 工艺等。 （1）ABB鲁姆斯/UOP工艺。用超加热器将蒸汽过热至800℃，与原料乙苯一起进入绝热反应器。反应温度550-650℃，常压或负压，蒸汽/乙苯质量比为1.0-1.5。通过脱氢反应器所生成的脱氢产物经冷凝器冷凝后进入乙苯/苯乙烯分离塔，塔底分出苯乙烯，塔顶馏出未反应的乙苯。将乙苯中的苯和甲苯分出后返回脱氢反应器重复利用。 （2）Fina/Badger工艺。Fina/Badger工艺通常与美孚/ Badger乙苯工艺联合签发许可。该工艺采用绝热脱氢，高温蒸汽提供脱氢需要的热量并降低进料中乙苯的分压和抑制结焦。蒸汽过热至800-950℃，与预热器内的乙苯混合后再通过催化剂，反应温度为560-650℃，压力为负压，蒸汽/乙苯质量比为1.5-2.2。反应器材质为铬镍，反应产物在冷凝器中冷凝。Fina/ Badger与 ABB Lummus公司一起几乎垄断了世界苯乙烯生产专利市场。 （3）BASF工艺。BASF工艺的特点是用烟道气直接加热的方式提供反应热，这是与绝热反应的最大不同点。脱氢过程中反应产物与原料气系统进行热交换，列管间加折流挡板，使加热气体径向流动，烟道气进口温度为750℃，出口温度为630℃，可用来预热进料的气体，使乙苯的进料温度达到585℃，直接与管内脱氢催化剂接触反应。出口气体经急冷、换热，再经空气冷却，分离脱氢尾气（H2、CH4、CO2等）、水和油，上层脱氢料液送精馏工序制得苯乙烯。 乙苯催化脱氢法的技术关键是寻找高活性和高选择性的催化剂。一开始采用的是锌系、镁系催化剂，以后逐渐被综合性能更好的铁系催化剂所替代。目前，国外苯乙烯催化剂主要有南方化学集团公司开发的Styromax-1、Styromax-2、Styromax-4以及Styromax-5型催化剂；美国标准催化剂公司推出的C-025HA、C-035、C-045型催化剂；德国BASF公司开发的S6-20、S6-20S、S6-28、S6-30催化剂；Dow化学公司开发出的D-0239E型绝热型催化剂等。我国开发成功的催化剂主要有兰州石油化工公司研究院的315、335、345、355系列催化剂；厦门
二、苯与溴的取代反应 苯与溴的取代反应之一 [原理] 用铁作催化剂（实际起催化作用的是FeBr3），苯能跟溴发生反应，苯分子里的氢原子能被溴原子取代生成溴苯。 [用品] 铁架台、烧瓶、导管、锥形瓶、苯、液溴 [操作] (1)装置如图。先检查装置的气密性。在圆底小烧瓶里加入5mL苯和2mL液溴，轻轻振荡，使苯与溴混合均匀。此时因无催化剂，苯与溴不发生反应。 (2)在混合液冷却后，将准备好的还原铁屑（约0.5g）或几枚去锈的小铁钉，迅速放入小烧瓶中，立即用带有长玻璃导管的单孔橡皮塞塞好。一般情况下反应即可开始，液面上会有小气泡产生，随后反应逐渐剧烈，半分钟后液体呈沸腾状态。在锥形瓶内导管口附近出现大量白雾（反应中生成的溴化氢溶于水而成的酸雾）。(3)等反应结束后，先检验锥形瓶里的氢溴酸。把锥形瓶里的液体在两支试管各倒少许，在其中一支试管中加入石蕊试液（会变红）；另一支试管中滴入几滴AgNO3溶液（会有浅黄色的AgBr沉淀析出）。 HBr H++Br- Ag++Br- AgBr↓ (4)把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里，在烧杯底部有红褐色不溶于水的液体，这就是反应中生成的溴苯。纯净的溴苯是无色液体，制取时往往因溶解了少量的溴而呈红褐色。可用水或10%NaOH溶液进行洗涤，洗去FeBr3和没有反应的溴，能够得到无色透明的油状液体。
[备注] (1)装置的气密性必须良好。(2)装置中跟烧瓶口垂直的一段导管，同时兼起冷凝作用，以防止溴和苯的蒸气挥发出来，所以它应有一定的长度，一般不小于25cm。(3)在盛放液溴的试剂瓶中，液溴上面是一层溴的饱和水溶液，取用时必须将吸管插入下层液溴部分，以吸取纯溴。所用的苯应用无水氯化钙干燥，所用的烧瓶和导管也应是干燥的。否则反应比较困难，甚至不反应。(4)一般不需加热，如开始要加热时，只用热水浴微微加热即可。(5)此反应不宜太剧烈，如反应过于剧烈时，可把烧瓶浸在盛冷水的烧杯中冷却。反应温度过高，会增加苯和溴的挥发和副反应的产物二溴苯的产量。(6)为了防止反应进行得过于猛烈，所用铁屑不宜太细，更不宜用铁粉代替铁屑。(7)液溴容易挥发，又有很强的腐蚀性，取用液溴时一定要注意安全，不要沾在手上。最好戴上橡皮手套，在通风橱内取。万一沾到皮肤上，应立即用水冲洗，再用酒精擦净，然后涂上甘油。 苯与溴的取代反应之二 [用品] 烧瓶、铁架台、玻璃管、导管、U形管、锥形瓶 [原理] 同之一 [操作] 1．装置如图所示，在玻璃管里加入冷水。 2．在U形管里放少量四氯化碳 ，在锥形瓶里加适量水。 3．在圆底烧瓶里加8~10mL苯、少量铁屑和1~2mL溴，反应即开始。 4．实验完毕，在烧瓶里有油状的溴苯生成。在锥形瓶里加少量硝酸银溶液，产生浅黄色沉淀。[备注]
石脑油 石脑油的利用 1、做其他生产单元的原料 比如 乙烯装置 2、做汽油 但不能直接按汽油卖 方法有加氢处理、异构化等 现在有些地方把它与催化汽油按比例掺在一起 加一些助剂进行调和 经济效益也不错。石脑油通过精馏方法是不可能提高辛烷值的。因为石脑油是直链烷烃。但它可以通过异构化的方法提高辛烷值 大概可以提供20多个单位 生产数据显示 RON可以达到78左右。 3、石脑油可以作为重整原料 经过重整加工 可以大幅度提高辛烷值。如果芳烃潜含量高 可以进重整装置 生产辛烷值高的重整汽油 然后去和其它汽油馏分调和。如果石脑油的BMCI值小 则是乙烯裂解的优良原料。有的炼厂的制氢装置也是用轻石脑油作原料的 不过相对用炼厂气制氢 成本就要高一些 石脑油（naphtha）：一部分石油轻馏分的泛称。因用途不同有各种不同的馏程。我国规定馏程自初镏点至220℃左右。主要用作重整和化工原料。作为生产芳烃的重整原料，采用70~145℃馏分，称轻石脑油；当以生产高辛烷值汽油为目的时，采用70~180℃馏分，称重石脑油。用作溶剂时，则称溶剂石脑油，来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑油。 主要用途：可分离出多种有机原料，如汽油、苯、煤油、沥青等。 石脑油是一种轻质油品，由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得。其沸点范围依需要而定，通常为较宽的馏程，如30-220℃。 石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。作为裂解原料，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70%（体积）；作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180℃，用于生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围为60-165℃。 国外常用的轻质直馏石脑油沸程为0-100℃，重质直馏石脑油沸程为100-200℃；催化裂化石脑油有<105℃，105-160℃及 160-200℃的轻、中、重质三种。 实际关联：由于石脑油市场价格远低于车用无铅汽油（吨价差达600-1200元），使用石脑油和石化助剂调配车用无铅汽油已成为民营石化企业增加成品油利润的重要方式。 石脑油切割产品作用 溶剂油是五大类石油产品之一。溶剂油的用途十分广泛。用量最大的首推涂料溶剂油（俗称油漆溶剂油），其次有食用油，印刷油墨，皮革，农药，杀虫剂，橡胶，化妆品，香料，医药，电子部件等溶剂油。目前约有400-500种溶剂在市场上销售，其中溶剂油（烃类溶剂，苯类化合物）占一半左右。
课题：乙苯脱氢生产苯乙烯 授课内容： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程 知识目标： ●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程 能力目标： ●分析和判断影响反应过程的主要因素 ●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响 思考与练习： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？ ●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？ ●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图 授课班级：
授课时间： 年 月 日 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 １.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下： 苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。 苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 2．生产方法 工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1.主、副反应 CH=CH 2 CH=CH 2
第一节粗苯精制苯基本原理 精苯车间加工的原料是外购粗苯和轻苯。其主要组分是苯及同系物、苯、甲苯、二甲苯等占80％—95％，此外还有脂肪烃、环烷烃、不饱合化合物以及少量硫化物、吡啶碱类、酸类如洗油的低沸点馏份。 粗苯的各种主要组份皆在180℃前馏出。 由于粗苯、轻苯是一种比较复杂的混合物，故其本身用途不大、但经加工以后所得的多和纯产品的却是重要的化工原料，具有很高的经济价值。粗苯精制的目的在于获得尽可能多的苯族纯产品，同时对其它组份尽可能加以综合得用。 （一）硫酸洗涤净化法基本原理 粗苯中含有5—12％的不饱合化合物及其它杂质，并主要分布在14℃以后和79℃以前馏出物中。 粗苯经两苯塔是除去140℃以后重苯中的不饱合化合物，以获得轻苯和重苯两种产品。 轻苯初馏的目的是切除79℃以前不饱合化合物及二硫化碳。所得混合馏份还含有与苯族产品沸点相接近不饱合化合物及硫化物杂质，可以采用化学方法加以净化。 1、经常使用的是硫酸洗涤净化法，其主要化学方法如下： (1)不饱合化合物的聚合反应 不饱合化合物在硫酸作用下很容易发生聚合反应，低沸点化合物易生成粘度大，不溶于混合份及硫酸的极深度的聚合物。引起化合物的夹带损失。所以必须先经过初馏除去低沸点不饱合化合物。高沸点不饱合化合物聚合程度较差，一般只生成可溶混合份的二聚物，三聚物。 (2)加成反应 硫酸各不饱合化合物还能生成酸式脂和中式脂，前者溶于硫酸中，后者溶于混合份中。低沸点不饱合化合物与硫酸生成中性脂，在吹苯中，中性脂加热分解，放出腐蚀设备的酸性物质，故初馏时尽可能地把低沸点物质清除。 （3）清除噻吩反应 噻吩在浓硫酸的催化作用下能和高沸点不饱合化合物共聚生成溶于混合物的共聚物，反应迅速完全，噻吩还能直接溶于硫酸中，但溶解速度很慢。 （4）苯族烃和不和化合物共聚反应 苯族烃在浓酸的催化作用下和不饱合化合物发生共聚反应生成能溶解于混合物的共聚物。（5）苯族烃的磺化反应 苯族烃与浓硫酸作用能发生磺化反应而造成苯族烃的损失。 2、影响硫酸洗涤的方要因素 （1）反应温度 最适宜的反应温度为35—45℃，温度过低反应缓慢而达不到净化要求，温度过高苯族烃磺化反应以及不饱合化合物的共聚反应加剧，因而使苯族烃损失增加。 （2）硫酸浓度 硫酸浓度过低达不到净化要求，浓度过高磺化反应加剧，苯族烃损失增加，因此先择较适宜的硫酸浓度为93—95％。 （3）硫酸和混合份的比例 在保证洗涤质量要求的前提下，酸油比例愈小愈好。不仅降低酸耗，而且可以减轻苯族烃的磺化反应。 （4）反应时间 酸洗净化反应所需时间与反应温度、硫酸浓度、酸油化、搅拌合程度等因素有关。一般反应时间为十分左右，时间过短，反应效果差，势必增加酸耗，时间过长，磺化反应加剧，苯族烃损失增加，所以反应器必须立即加水，使浓硫酸反应终止。
催化重整：在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。石油炼 制过程之一，加热、氢压和催化剂存在的条件下，使原油蒸馏所得 的轻汽油馏分（或石脑油）转变成富含芳烃的高辛烷值汽油（重整 汽油），并副产液化石油气和氢气的过程。重整汽油可直接用作汽 油的调合组分，也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯。副产的氢 气是石油炼厂加氢装置（如加氢精制、加氢裂化）用氢的重要来源。沿革 20世纪40年代在德国建成了以氧化钼（或氧化铬）/氧化铝作 催化剂（见金属氧化物催化剂）的催化重整工业装置，因催化剂活 性不高，设备复杂，现已被淘汰。1949年美国公布以贵金属铂作催化剂的重整新工艺，同年11月在密歇根州建成第一套工业装置，其后在原料预处理、催化剂性能、工艺流程和反应器结构等方面不断 有所改进。1965年，中国自行开发的铂重整装置在大庆炼油厂投产。1969年，铂铼双金属催化剂用于催化重整，提高了重整反应的深度，增加了汽油、芳烃和氢气等的产率，使催化重整技术达到了一个新 的水平。 化学反应 包括以下四种主要反应：①环烷烃脱氢；②烷烃脱氢环化；③ 异构化；④加氢裂化。反应①、②生成芳烃，同时产生氢气，反应 是吸热的；反应③将烃分子结构重排，为一放热反应（热效应不大）；反应④使大分子烷烃断裂成较轻的烷烃和低分子气体，会减 少液体收率，并消耗氢,反应是放热的。除以上反应外,还有烯烃的饱和及生焦等反应，各类反应进行的程度取决于操作条件、原料性质 以及所用催化剂的类型。
催化剂 近代催化重整催化剂的金属组分主要是铂，酸性组分为卤素 （氟或氯），载体为氧化铝。其中铂构成脱氢活性中心，促进脱氢 反应；而酸性组分提供酸性中心，促进裂化、异构化等反应。改变 催化剂中的酸性组分及其含量可以调节其酸性功能。为了改善催化 剂的稳定性和活性，自60年代末以来出现了各种双金属或多金属催化剂。这些催化剂中除铂外，还加入铼、铱或锡等金属组分作助催 化剂，以改进催化剂的性能。 过程条件 原料为石脑油或低质量汽油，其中含有烷烃、环烷烃和芳烃。 含较多环烷烃的原料是良好的重整原料。催化重整用于生产高辛烷 值汽油时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80～180℃；用于生产 芳烃时,进料为窄馏分,沸点范围一般为60～165℃。重整原料中的烯烃、水及砷、铅、铜、硫、氮等杂质会使催化剂中毒而丧失活性， 需要在进入重整反应器之前除去。对该过程的影响因素除了原料性 质和催化剂类型以外，还有温度、压力、空速和氢油比。温度高、 压力低、空速小和低氢油比对生成芳烃有利，但为了抑制生焦反应，需要使这些参数保持在一定的范围内。此外，为了取得最好的催化 活性和催化剂选择性，有时在操作中还注入适当的氯化物以维持催 化剂的氯含量稳定。 工艺流程 主要包括原料预处理和重整两个工序，在以生产芳烃为目的时, 还包括芳烃抽提和精馏装置。经过预处理后的原料进入重整工段(见图)，与循环氢混合并加热至490～525℃后,在1～2MPa下进入反 应器。反应器由3～4个串联，其间设有加热炉，以补偿反应所吸收的热量。离开反应器的物料进入分离器分离出富氢循环气（多余部
苯环上亲电取代反应的定位规律 基本概念：定位基：在进行亲电取代反应时，苯环上原有取代基，不仅影响着苯环的取代反应活性，同时决定着第二个取代基进入苯环的位置，即决定取代反应的位置。原有取代基称做定位基。 一、两类定位基 在一元取代苯的亲电取代反应中，新进入的取代基可以取代定位基的邻、间、对位上的氢原子，生成三种异构体。如果定位基没有影响，生成的产物是三种异构体的混合物，其中邻位取代物40%（2/5）、间位取代物40%（2/5）和对位取代物20%（1/5）。实际上只有一种或二种主要产物。例如各种一元取代苯进行硝化反应，得到下表所示的结果： 排在苯前面的取代硝化产物主要是邻位和对位取代物，除卤苯外，其它取代苯硝化速率都比苯快；排在苯后面取代硝化产物主要是间位取代物，硝化速率比苯慢得多。归纳大量实验结果，根据苯环上的取代基（定位基）在亲电取代反应中的定位作用，一般分为两类：第一类定位基又称邻对位定位基：—O-，—N(CH3)2，—NH2，—OH，—OCH3，—NHCOCH3，—OCOCH3，—F，—Cl，—Br，—I，—R，—C6H5等。 第二类定位基又称间位定位基：—N+(CH3)3，—NO2，—CN，—SO3H，—CHO，—COCH3，—COOH，—COOCH3，—CONH2，—N+H3等。 两类定位基的结构特征：第一类定位基与苯环直接相连的原子上只有单键，且多数有孤对电子或是负离子；第二类定位基与苯环直接相连的原子上有重键，且重键的另一端是电负性
大的元素或带正电荷。两类定位基中每个取代基的定位能力不同，其强度次序近似如上列顺 序。 苯环上亲电取代反应的定位规律 二、定位规律的电子理论解释 在一取代苯中，由于取代基的电子效应沿着苯环共轭链传递，在环上出现了电子云密度较 大和较小的交替分布现象，因而环上各位置进行亲电取代反应的难易程度不同，出现两种定 位作用。也可以从一取代苯进行亲电取代反 应生成的中间体σ络合物的相对稳定性的角度进行考察，当亲电试剂E +进攻一取代 时，生成三苯 σ络合物： Z 不同，生成的三种σ 络合物碳正离子的稳定性不同，出现了两种定位作用。 1．第一类定位基对苯环的影响及其定位效应 以甲基、氨基和卤素原子为例说明。 甲基在甲苯中，甲基的碳为sp3杂化，苯环碳为sp2杂化，sp2杂化碳的电负性比sp3杂 化碳的大，因此，甲基表现出供电子的诱导效应（A）。另外，甲基C—H σ 键的轨道与苯 环的π 轨道形成σ—π 超共轭体系（B）。供电诱导效应和超共轭效应的结果，苯环上电 子密度增加，尤其邻、对位增加得更多。因此，甲苯进行亲电取代反应比苯容易，而且主要 发生在邻、对位上。 亲电试剂E+进攻甲基的邻、间、对位置，形成三种σ 络合物中间体，三种σ 络合物 碳正离子的稳定性可用共振杂化体表示： 进攻邻位：