提高苯乙烯收率
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乙基苯-苯乙烯精馏塔是用于分离乙基苯和苯乙烯的设备,下面是一般的设计步骤:
1. 确定馏分需求:首先需要明确产品要求和馏分纯度,例如乙基苯和苯乙烯的纯度要求。
2. 确定操作压力:根据物料的性质和工艺要求,选择合适的操作压力。
通常情况下,较低的操作压力可以提高苯乙烯的收率,但也会增加设备成本和操作难度。
3. 确定塔的类型:根据馏分过程的要求,选择合适的塔类型。
常见的选择包括板式塔和填料塔。
填料塔通常适用于高液体负荷和较大的塔径,而板式塔适用于较低的液体负荷和较小的塔径。
4. 确定塔内部组件:根据塔的类型和操作要求,选择合适的塔板或填料。
对于填料塔,选择具有良好质量传递和液体分布性能的填料材料。
对于板式塔,选择合适的塔板类型和开孔面积,以满足分离要求。
5. 进行热量平衡计算:根据进料和产品的物料性质,计算出所需的加热蒸汽和冷凝水量,以实现适当的回流比和塔顶温度。
6. 进行塔的设计计算:根据物料的性质、操作压力和分离要求,进
行塔的设计计算。
这包括确定塔径、塔高、塔板数目或填料高度以及其他塔内部组件的具体参数。
7. 进行塔的模拟和优化:使用流程模拟软件进行塔的模拟和优化,以验证设计参数的合理性,并进一步优化操作条件和设备配置。
8. 进行塔的机械设计:根据设计参数和机械强度要求,进行塔的机械设计,包括塔壳厚度、支撑结构和附件的选择等。
9. 进行安全和环保考虑:在设计过程中,要考虑安全和环保因素,确保塔的运行安全可靠,并满足相关的环境保护要求。
请注意,乙基苯-苯乙烯精馏塔的设计涉及复杂的化工工艺和设备工程知识,建议在实际设计中寻求专业工程师的帮助和指导。
苯乙烯阴离子聚合实验报告苯乙烯阴离子聚合实验报告实验目的:本实验旨在通过聚合反应,合成苯乙烯聚合物,并对聚合过程进行观察和分析,探究苯乙烯阴离子聚合的特点和机理。
实验原理:苯乙烯是一种具有双键结构的烯烃类化合物,其分子中的双键可被引发剂引发开裂,形成自由基,从而引发聚合反应。
由于苯乙烯分子中的双键数量较少,因此单个引发剂分解生成的自由基只能引发少数苯乙烯分子的聚合。
为了提高反应效率,通常需要引入一种称为“共聚单体”的物质,以增加反应中活性自由基的数量,从而促进聚合反应的进行。
实验步骤:1. 准备实验所需材料,包括苯乙烯、引发剂、共聚单体等。
2. 在实验室条件下,将苯乙烯和共聚单体按照一定的比例混合,得到混合物。
3. 将混合物倒入装有引发剂的反应器中,同时控制反应器的温度和压力。
4. 在一定的时间内观察反应过程,并记录下来。
5. 反应结束后,将产物进行分离和纯化,得到聚合物。
实验结果:通过实验观察和数据记录,我们发现苯乙烯阴离子聚合反应在合适的条件下可以高效进行。
在反应过程中,我们可以清晰地观察到苯乙烯分子逐渐聚合形成聚合物的过程。
聚合物的形态和性质可以通过不同的实验手段进行表征和分析。
实验分析:苯乙烯阴离子聚合反应是一种重要的聚合反应,其产物广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。
通过实验观察和数据分析,我们可以得出以下结论:1. 引发剂的选择和使用量对反应的效果有重要影响。
过少的引发剂会导致反应速率过慢,而过多的引发剂则可能引起副反应,影响产物的纯度和性质。
2. 温度和压力的控制也对反应结果有重要影响。
适宜的温度和压力可以提高反应速率和产物的收率。
3. 共聚单体的选择和比例也会影响聚合物的性质。
通过调整共聚单体的种类和比例,可以改变聚合物的结构和性能。
实验结论:苯乙烯阴离子聚合是一种高效的聚合反应,通过合适的实验条件和反应控制,可以得到具有不同结构和性能的聚合物。
本实验通过观察和分析,对苯乙烯阴离子聚合的特点和机理进行了初步探究,为进一步研究和应用提供了基础。
苯乙烯溶液聚合的影响因素
苯乙烯是一种重要的合成树脂原料,其溶液聚合是一种常见的工业生产方法。
在进行苯乙烯溶液聚合时,影响聚合反应结果的因素有很多,包括溶剂选择、反应温度、催化剂种类等。
本文将就苯乙烯溶液聚合的影响因素进行综述。
首先,溶剂选择是影响苯乙烯溶液聚合的关键因素之一。
溶剂的选择直接影响到聚合反应的进行和产物的性质。
通常情况下,苯乙烯可溶于类似苯、甲苯、二甲苯等有机溶剂中。
选择合适的溶剂可以提高反应的效率和产物的纯度,同时也有利于后续的产品分离和纯化过程。
其次,反应温度也对苯乙烯溶液聚合的结果产生重要影响。
通常情况下,提高反应温度有利于增加反应速率,促进聚合反应进行。
然而,过高的温度可能导致聚合产物的副反应或降解,影响产物的质量。
因此,在实际生产中需要在保证反应进行的同时,控制好反应温度,以获得理想的产物。
此外,催化剂的选择也是影响苯乙烯溶液聚合的重要因素。
常用的催化剂包括过渡金属催化剂、硫酸类催化剂等。
不同的催化剂对反应的影响有所不同,选择合适的催化剂可以提高反应的选择性和收率,降低副反应的发生。
在实际生产中,需要根据具体的需求和反应条件选择最适合的催化剂,以确保反应的成功进行。
总的来说,苯乙烯溶液聚合是一种重要的合成方法,其影响因素多种多样。
在实际生产中,通过合理选择溶剂、控制反应温度和选择合适的催化剂,可以提高聚合反应的效率和产物的品质。
同时,对于苯乙烯溶液聚合过程的研究也将不断深入,带来更多的产业应用和技术进步。
1。
优化工艺条件,提高苯乙烯收率摘要:由于苯乙烯装置工艺路线、装置负荷以及所加阻聚剂的种类不同,苯乙烯的收率也不尽相同。
锦州石化公司苯乙烯装置的苯乙烯收率处于相对较低水平。
通过技术攻关,选择新型高效阻聚剂、改变阻聚剂的加入量和加入方式、优化苯乙烯精馏系统操作条件,使阻聚剂效果好,苯乙烯产率高,焦油产率低,焦油含量乙烯产品收率完全达到要求。
abstract: as the styrene plant process route, the device plus load as well as the different types of inhibitor, the yield of styrene are not the same. jinzhou petrochemical company styrene yield styrene plant at a relatively low level. through technical research, new efficient inhibitor selected, changing the addition amount of the polymerization inhibitor and the adding method, optimization styrene distillation system operating conditions to effect polymerization inhibitor, styrene, high yield, low yield of tar, tar content of ethylene product yield fully meet the requirements.关键词:苯乙烯;阻聚剂;焦油key words: styrene;inhibitor;tar中图分类号:tf704.3 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)18-0292-020 引言锦州石化公司苯乙烯装置受阻聚剂阻聚能力、操作条件、设备运行状态等因素的制约,苯乙烯产品收率在同行业处于较低水平,与国内先进水平相比有较大差距。
苯乙烯的最新生产工艺技术苯乙烯是一种重要的有机化合物,广泛应用于塑料、橡胶、纤维等工业领域。
随着社会经济的发展和人们对高性能产品的需求增加,苯乙烯的生产工艺技术也在不断创新与改进。
目前,苯乙烯的最新生产工艺技术主要有两种:苯乙烯本体聚合法和苯乙烯裂解法。
苯乙烯本体聚合法是通过将乙烯与苯进行共聚合反应制备苯乙烯。
该工艺技术主要有质子甲烷化法、质子甲烷化石蜡法和低温溶剂法。
质子甲烷化法是一种高选择性的苯乙烯生产方法,其原理是在固体超酸催化剂的作用下,将乙烯和苯直接甲烷化生成苯乙烯。
该方法具有反应条件温和、废气含量低、催化剂使用寿命长等优点。
但是,该方法中催化剂的稳定性和活性仍然是关键问题。
质子甲烷化石蜡法是一种将乙烯与石蜡共聚合生成苯乙烯的技术。
该方法不需要使用昂贵的超酸催化剂,催化剂的可再生性较好。
同时,该方法还可以利用石蜡这种低价原料,降低生产成本。
然而,该方法的主要问题是石蜡的烷烃分布广泛,导致苯乙烯产品的分子量分布较宽。
低温溶剂法则是一种利用低温混合溶剂来控制聚合反应温度的技术。
该方法通过在低温下将乙烯和苯溶解于特定溶剂中,然后加入催化剂进行聚合反应。
溶剂可以有效降低聚合反应的温度,提高苯乙烯的选择性。
此外,该方法还可以控制聚合反应的速率和聚合程度,从而调控苯乙烯的分子量和性能。
然而,该方法还需要解决溶剂回收和处理的问题。
另一种苯乙烯的生产工艺技术是苯乙烯裂解法。
该方法是将高分子量的烃类原料(如重油、蜡等)经裂解反应得到苯乙烯。
裂解反应是一种高温、高压条件下的热解反应,要求反应设备具有较高的耐高温、耐高压和传质性能。
此外,裂解反应还需要在催化剂的作用下进行,以提高苯乙烯的收率和选择性。
总的来说,苯乙烯的最新生产工艺技术主要集中在苯乙烯本体聚合法和苯乙烯裂解法两个方向。
这些技术的不断创新与改进,将有效提高苯乙烯的生产效率、产品质量和环保性能,满足人们对于高性能产品的需求。
阻聚剂
一、特性与用途
1、具有抗氧、阻聚、金属钝化、清净分散等多种功能。
2、能显著降低精馏系统的聚合物生成量,提高苯乙烯收率和纯度,降低焦油生成量和装置能耗。
3、不含金属,对催化剂无毒害作用,对后续加工无不良影响。
4、主要用于苯乙烯、丁二烯和异戊二烯生产装置的精馏和回收部分(尾气压缩机)。
二、技术指标
三、使用方法
苯乙烯阻聚剂通常不经稀释直接投加,如果有必要也可用芳香烃稀释至合适的浓度。
加药点应在进料换热器上游低温部位,如进料泵出口管线,或进料泵入口管线上。
加药量通常为50-200ppm。
四、包装与贮存
1、用塑料桶包装,每桶25kg或根据用户要求确定。
2、储存在凉爽通风处,避免直接曝露在阳光下,不可靠近明火。
五、安全与防护
1、操作时注意劳动保护,应避免与皮肤、眼睛等接触,接触后应立即用大量清水冲洗。
2、严重者,立即就医。
3、如发生着火现象,可用1211、干粉、泡沫、CO2等灭火器以及黄砂灭火,不可用水灭火。
苯乙烯装置的生产运行优化摘要:依据苯乙烯装置现状及特点进行运行优化控制,对装置主要单元进行了优化应用,在确保装置整体运行稳定的前提下实现产量提高及能源消耗降低。
关键词:苯乙烯生产运行优化先进控制齐鲁苯乙烯装置2004年完成了20万吨/年改扩建工作,随着近几年的生产应用,影响装置经济运行的因素相继显现,尤其装置物耗、能耗水平需要进一步提高。
齐鲁苯乙烯装置与同行业水平最好的茂名苯乙烯相比较能耗高约20千克标油/吨,其主要原因是装置蒸汽用量大,因此在2012年6月开始在装置四个主要单元实施优化控制,以便实现装置产量的提高和经济技术指标的提升。
一、工艺流程介绍及生产运行优化目标1.工艺流程简介苯和乙烯在液相分子筛催化剂作用下通过烷基化反应生成乙苯;含有乙苯的烷基化产物送到乙苯精馏系统4个精馏塔进行分离,分离出未反应的苯及中间产物乙苯;精馏后的乙苯在负压、绝热条件下通过脱氢催化剂反应生成苯乙烯;含有苯乙烯的脱氢产物进入苯乙烯精馏单元分离出产品苯乙烯。
苯乙烯能耗主要是蒸汽、脱盐水、氮气及电的消耗,其中蒸汽消耗占能耗指标的82%左右,因此降低装置蒸汽消耗成为装置降耗的主要手段。
2.优化目标实施的范围包括:烷基化反应、乙苯精馏、乙苯脱氢反应和苯乙烯精馏等四个主要生产单元。
优化运行目标为:2.1符合所有工艺条件;2.2能实现优化控制/原有控制方式的安全切换;2.3实现产品质量的卡边控制,产品收率提高0.2%以上,获得最大的装置产量;2.4不增加其他投资的前提下降低能耗1%,最大程度地回收能量。
3.控制系统介绍苯乙烯装置控制系统为爱默生的deltav操控系统,增设的优化控制系统能够与原系统兼容,能够实现控制方式的安全切换。
根据苯乙烯装置特点及运行状况,优化控制系统共设置4个控制器,分别为烷基化单元控制器、乙苯精馏单元控制器、乙苯脱氢单元(包含a/b两条线)控制器和苯乙烯精馏单元控制器,各个控制器之间通过软测量和工艺计算系统进行连接。
乙苯脱氢反应实验报告乙苯脱氢制苯乙烯实验报告乙苯脱氢制苯乙烯实验报告一实验目的(1)了解以乙苯为原料在铁系催化剂上进行固定床制备苯乙烯的过程,学会设计实验流程和操作;(2)掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响,学会获取稳定的工艺条件之方法。
(3)掌握催化剂的填装、活化、反应使用方法。
(4)掌握色谱分析方法。
二实验原理2.1主副反应乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应,只有在催化剂存在的高温条件下才能提高产品收率,其反应如下:主反应C6H5C2H56H5C2H3 + H2副反应C6H5C2H56 + C2H4C2H4 + H2H6C6H5C2H5 + H2H6+ C2H6C6H5C2H56H5,CH3+ CH4此外,还有部分芳烃脱氢缩合、聚合物以及焦油和碳生成。
2.2 影响因素2.2.1温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应,?H00,从平衡常数与温度的关系式?H0??lnKP?可知,提高温度可增大平衡常数,从而提高脱氢反应的平衡???2?TRT??P转化率。
但是温度过高副反应增加,使苯乙烯选择性下降,能耗增大,设备材质要求增加,故应控制适应的反应温度。
2.2.2 压力的影响?P?乙苯脱氢为体积增加的反应,从平衡常数与压力的关系式KP?Kn?总?可??ni???知,当?γ0时,降低总压P总可使Kn增大,从而增加了反应的平衡转化率,故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。
实验中加入惰性气体或减压条件下进行,通常均使用水蒸气作稀释剂,它可降低乙苯的分压,以提高平衡转化率。
水蒸气的加入还可向脱氢反应提供部分热量,使反应温度比较稳定,能使反应产物迅速脱离催化剂表面,有利于反应向苯乙烯方向进行;同时还可以有利于烧掉催化剂表面的积碳。
但水蒸汽增大到一定程度后,转化率提高并不显著,因此适宜的用量为:水:乙苯,1.2,2.6:1(质量比)。
2.2.3 空速的影响乙苯脱氢反应中的副反应和连串副反应,随着接触时间的增大而增大,产物苯乙烯的选择性会下降,催化剂的最佳活性与适宜的空速及反应温度有关,本-1实验乙苯的液空速以0.6,1h为宜。
苯乙烯生产技术一、苯乙烯的简介苯乙烯分子球棍模型苯乙烯分子比例模型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。
主要由乙苯制得,是聚合物的重要单体。
二、苯乙烯研究历史早在1850年人们就已知道苯乙烯不与天然树脂发生反应但要发生聚合作用。
到19世纪30年代,被应用于工业生产,苯乙烯是通过对苯乙烷进行除氢作用而生成的(苯乙烷是汽油中提取的乙烯和苯的化合物)。
德国法本公司和美国陶氏化学公司于1937年采用乙苯脱氢法进行了苯乙烯工业化生产。
第二次世界大战后,由于苯乙烯系塑料的发展,例如:1966年,美国哈康公司开发了乙苯共氧化法;20世纪70年代初,日本等国采用萃取精馏从裂解汽油中分离苯乙烯,制得的苯乙烯量取决于乙烯生产的规模。
1981年,世界苯乙烯装置的总能力达17.13Mt,其中90%以上采用乙苯催化脱氢法制造的。
三、苯乙烯的用途(1)最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体,以生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯;(2)用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料,如与丙烯腈、丁二烯共聚制得的ABS树脂,广泛用于各种家用电器及工业仪表上;(3)与丙烯腈共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂;(4)与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶,广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等。
(5)此外,少量苯乙烯也用作香料等中间体。
(6)近年来需求发展增长旺盛。
苯乙烯还用作镇咳祛痰的易咳嗪、抗胆碱药胃长宁的原药。
[1]四:生产方法(一)乙苯催化脱氢;(二)乙苯氧化脱氢;(三)哈康法(共氧化法);(四)乙烯和苯直接合成目前生产苯乙烯的主要方法是乙苯催化脱氢法(主要探讨此方法)五、反应原理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。
苯乙烯生产工艺流程设计与工艺优化设计和优化苯乙烯的生产工艺流程对于提高产品质量、生产效率和降低成本具有重要意义。
本文将重点讨论苯乙烯的工艺流程设计和工艺优化的相关内容。
1. 原料准备苯乙烯的主要原料是乙苯和乙烯,其中乙苯可以通过石化工厂得到,而乙烯可以通过乙烷经过聚合或烯烃裂化得到。
生产过程中,需要对原料进行净化和预处理,以确保原料质量的稳定和提高下游工艺的运行效果。
2. 反应装置苯乙烯的主要生产方法是乙苯和乙烯的共聚反应,常用的反应装置有塔式反应器和流化床反应器。
在设计反应装置时需要考虑反应温度、压力、反应物浓度、催化剂种类和循环液等参数的控制,以达到高产率和高选择性的目标。
3. 分离与提纯苯乙烯产物中常常含有杂质,如苯、乙苯、环己烷等。
分离苯乙烯与杂质的方法主要包括蒸馏、晶体分离、吸附和萃取等。
优化分离与提纯工艺可以提高苯乙烯的纯度和产品收率,降低能耗和设备投资。
4. 废气处理苯乙烯生产工艺中产生大量废气,其中包括未反应的乙烯和其他有机物。
这些废气对环境和人体健康都存在潜在风险,所以必须进行有效的处理和净化。
常见的废气处理方法包括催化燃烧、吸附和焚烧等。
5. 能源利用和回收苯乙烯生产工艺中需要消耗大量的能源,如电力、蒸汽和冷却水等。
对于节能和资源的合理利用具有重要意义。
通过回收和利用废热、废水和废气中的能量,可以实现能源的循环利用,降低生产成本并减少对环境的负面影响。
6. 控制系统与自动化苯乙烯生产工艺对于控制系统和自动化技术的要求较高。
通过合理选择仪表、传感器和自动控制装置,可以实时监测和控制工艺参数,提高生产的稳定性和可靠性,降低人工操作的风险。
7. 工艺优化工艺优化是指通过改进原有工艺流程,减少能耗和资源消耗,提高产品质量和生产效率。
常用的工艺优化方法包括模拟仿真、工艺参数优化和催化剂改进等。
通过持续的工艺优化,可以提高苯乙烯生产的经济效益和竞争力。
总结:苯乙烯生产工艺流程设计和工艺优化是提高产品质量、降低成本和提高生产效率的关键。
苯乙烯装置脱氢反应工艺及常见问题摘要:苯乙烯装置操作过程常出现仪表指示不准、设备聚堵等情况。
正确判断异常原因对快速采取措施起重要作用。
配合模拟计算可协助判断关键词:苯乙烯;仪表问题;1引言苯乙烯是石油化工的重要的有机化工原料,目前国内外乙苯催化脱氢法工艺主要有Lummus工艺、Badger工艺和瑞华工艺。
上述脱氢工艺原理基本相同,都采用了具有级间换热的负压反应技术。
但工艺及仪表流程安排上各具特点。
2脱氢反应工艺2.1 Lummus工艺图1为Lummus工艺流程。
该技术使用两段径相床,负压脱氢反应器。
乙苯转化率 64%,苯乙烯选择性 96.5%(mol),水油比 1.0-1.1(质量)。
脱氢废热回收采用卧式三联换热器,用于过热乙苯进料。
图1 Lummus工艺2.2 Badger 工艺图2为 Badger工艺流程图。
该技术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。
设有立式三联换热器。
脱氢反应温度 615-635℃,脱氢反应压力40-60kPa(A)。
图2 Badger工艺2.3 瑞华工艺图3为瑞华工艺流程图。
该技术脱氢反应器采用国内开发的独特的径向反应器,流体均布采用双曲锥形导流器,消除了多孔板过孔压降。
脱氢反应温度在610℃-640℃,脱氢反应压力 36-58kPa(A)。
级间二次加热换热器是一个列管换热器,它与传统一体化反应器不同,采用单独设立。
图3 瑞华工艺3乙苯脱氢法生产苯乙烯脱氢反应高温区常见问题3.1仪表检测不准问题3.1.1 反应器入口温度异常脱氢反应器入口温度在乙苯脱氢反应中作为重要控制参数,与催化剂选择性及转化率息息相关。
实际操作中反应器入口温度显示经常不准,表现为进口温度指示低,如国内某装置,反应器入口温度指示575℃时,第一反应器乙苯转化率已达42%,第二反应器需610℃才能达到42%转化率,低于其催化剂正常的操作数据,如温度显示异常,将影响催化剂性能判断。
通过流程模拟软件可对换热过程进行模拟计算。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第7期·2464·化 工 进展甲苯-甲醇侧链烷基化制备苯乙烯反应机理与催化剂李江川1,柴永明1,2,刘宾1,2,吴仪岚1,李奕川2,刘晨光1,2(1中国石油大学(华东)化学工程学院,重质油国家重点实验室,山东 青岛 266580;2中国石油天然气集团公司催化重点实验室,山东 青岛 266580)摘要:甲苯-甲醇侧链烷基化制备苯乙烯是具有重要研究意义和工业化前景的苯乙烯生产途径。
本文回顾了甲苯-甲醇侧链烷基化的研究背景,综述了近年来甲苯-甲醇侧链烷基化反应机理的研究进展,简述了反应条件的影响,分析了催化剂特点和需求,全面总结了酸碱双功能催化剂开发理念和技术路线。
对甲苯-甲醇侧链烷基化反应历程的研究结果和热力学特性进行了分析,结果表明甲醇深度分解和活化甲苯侧链甲基为反应主要限制因素。
最后论述了新催化材料在侧链烷基化反应中的应用,提出酸催化剂和碱催化剂的高效耦合构建活性中心的催化剂设计新思路。
关键词:甲苯;甲醇;侧链烷基化;苯乙烯;酸碱催化中图分类号:O643.32 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2017)07–2464–09 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2127Side-chain alkylation of toluene with methanol to produce styrene:mechanism and catalystsLI Jiangchuan 1,CHAI Yongming 1,2,LIU Bin 1,2,WU Yilan 1,LI Yichuan 2,LIU Chenguang 1,2(1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing ,School of Chemical Engineering ,China University of Petroleum (East China),Qingdao 266580,Shandong ,China ;2Key Laboratory of Catalysis ,China National Petroleum Corp.,Qingdao266580,Shandong ,China )Abstract :Side-chain alkylation of toluene with methanol is a promising method to prepare styrene which shows great industrial prospect and therefore is of both economic and scientific importance. The research background is briefly introduced and then the research progress on the side-chain alkylation mechanism is systemically reviewed. Subsequently ,we summarize the influence of various reaction conditions and the features of different catalysts. The development concepts and technology routes of acid-base dual-functional catalysts are summarized comprehensively. Results based on reaction mechanistic path and thermodynamic property analysis show that methanol decomposition and activation of methyl in toluene are the main limiting factors. Ultimately ,this review provides applications of new catalytic materials in side-chain alkylation and a novel catalyst design idea that combines suitable acid and basic catalyst to construct synergistic catalysts.Key words :toluene ;methanol ;side-chain alkylation ;styrene ;acid-base catalysis气加工研究。
第53卷第2期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 2 2024年2月 Liaoning Chemical Industry February,2024收稿日期: 2023-06-07苯乙烯抽提装置苯乙烯脱色控制迟锋,刁晶晶,姜武林,潘多星(新疆天利石化股份有限公司,新疆 克拉玛依 833699)摘 要: 裂解汽油抽提得到的粗苯乙烯呈黄色,工业上主要应用有硝酸、有机酸两种脱色方法。
硝酸脱色利用硝酸与粗苯乙烯中的着色物质发生氧化反应,然后通过碱中和、水洗以及蒸馏,实现粗苯乙烯的脱色目的。
苯乙烯的色度直接影响精致苯乙烯的判级,混合器是苯乙烯抽提装置粗苯乙烯脱色的主要场所,为了使粗苯乙烯的达到要求的脱色效果,需要从脱色剂硝酸浓度、脱色温度、脱色场所运行等方面进行有效的控制。
从影响粗苯乙烯脱色几个方面进行了分析、解读、说明,对影响苯乙烯抽提装置脱色效果的几方面的控制,给予了一定操作建议。
关 键 词:苯乙烯抽提; 硝酸脱色; 温度; 乳化层; 混合器中图分类号:TQ201 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)02-0323-03苯乙烯抽提装置通过对C 8+馏分经过C 8切割、苯乙炔选择性加氢、萃取精馏、苯乙烯脱色等主要操作步骤得到聚合级或工业级的苯乙烯产品,其中萃取精馏分离得到粗苯乙烯产品呈黄色,其主要的染色物质为沸点140~155 ℃的共轭二烯烃(共轭双烯),另外含氧、硫、氮的微量杂质对其色度也有一定程度的影响。
现阶段苯乙烯抽提上应用的脱色方法主要有硝酸、有机酸脱色两种主要方法,两种方法各有优缺点,各装置可根据具体产品需求进行选择,本文主要介绍硝酸脱色的控制方法。
1 苯乙烯脱色简介硝酸脱色是利用浓硝酸与苯乙烯中的着色物质发生氧化反应,然后通过碱中和、水洗以及蒸馏,实现粗苯乙烯的脱色以及部分脱硫的目的。
有机酸脱色利用脱色剂与粗苯乙烯中共轭二烯烃发生Diels—Alder 加成反应生成重组分,然后进入精制塔进行蒸馏,从而达到脱色的目的。
提高苯乙烯收率
摘要:抽提法苯乙烯装置依托的中沙石化100万吨乙烯配套工程,其原料来源
于乙烯装置裂解汽油加氢工段(DPG)的C8-C9产品,通过苯乙炔加氢,抽提及
脱色和精制四步来得到苯乙烯产品和C8抽余油。
本文通过工艺对比,简要概述
抽提法苯乙烯的工艺优点,并分析出目前影响收率的原因,提出解决方案,实现
效果验证。
关键词:苯乙烯;抽提法;C8-C9;萃取精馏;收率
引言:
通过对抽提法苯乙烯生产工艺中苯乙炔加氢反应器、C8抽余油苯乙烯损失和
苯乙烯精制塔塔釜排放损失进行分析提出解决方案,最终完成效果验证,实现提
高苯乙烯收率的目的。
一、苯乙烯的物理性质及用途
苯乙烯是一种无色透明,无机械杂质的液体,沸点是145.1℃,它是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物,乙烯基的电子和苯环共轭,并且不溶于水,可以溶于乙烯和乙醚中,暴露于空气中会逐渐发生聚合及氧化反应。
工业上苯乙
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。
二、苯乙烯的生产工艺
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。
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℃。
2.2 乙苯共氧化法
苯乙烯也通过POSM法进行商业化生产,以乙苯和丙烯为原料,得到苯乙烯
和环氧丙烷。
在该生产路线中,乙苯被氧气氧化生成乙苯的过氧化物,之后,该
过氧化物被用来氧化丙烯,得到1-苯基乙醇和环氧丙烷。
最终,1-苯基乙醇脱水
后就可以得到苯乙烯。
此法的特点是生产每吨苯乙烯的同时,可联产0.4t环氧丙烷。
它既不需脱氢
法那样的高温,又可避免氯醇法生产环氧丙烷的污染问题。
但反应复杂、副产物多、工艺过程长,乙苯单耗较脱氢法高。
2.3抽提法苯乙烯
苯乙烯抽提法,所应用抽提溶剂为复合溶剂。
其工艺路线是以DPG装置送出
的C8C9馏分作为原料,经脱C9塔分离后得到C8馏分。
该C8馏分经选择性加氢
反应器脱去馏分中的苯乙炔,再送至抽提精馏单元实现苯乙烯的分离,再经脱色
剂脱色后再分离得到符合国标的苯乙烯产品,该工艺优点为:(1)工艺流程短,
易于操作;(2)原料成本低,来源为百万吨级乙烯,不需要另外购买原料,装
置一次性投入成本较低,经济效益良好;(3)通过萃取精馏得到产品,纯粹物
理分离过程,不涉及化学反应;(4)加工过程温度低,对设备材质要求不高。
三、影响抽提法苯乙烯收率的原因分析
区别于传统的乙苯脱氢法制苯乙烯和PO/SM法制苯乙烯,抽提法生产苯乙烯
是将粗裂解汽油中3%的苯乙烯通过萃取精馏最终制得我们所需要的苯乙烯产品。
该工艺属于新型苯乙烯生产工艺,其建设依托于百万吨级乙烯配套项目,经济效
益良好,但在实际生产过程中由于设备原因薄膜蒸发器暂时不能正常投用,苯乙
烯收率较低,需进一步优化改进。
本文重点对影响苯乙烯收率的原因进行分析,
并提出建议性改进措施。
1.苯乙炔加氢反应器苯乙烯过度加氢损失
粗裂解汽油原料中含有一定量的苯乙炔,为了不影响最终苯乙烯产品的纯度,需对原料中苯乙炔进行选择性加氢,让其转变为苯乙烯。
但在实际生产过程中由
于负荷的调整和检测的延迟,因此,常常出现原料过度加氢或加氢不足的现象。
当出现过度加氢时,原料中的苯乙烯也会加氢形成乙苯,造成苯乙烯损失,据统
计过度加氢造成的苯乙烯损失为装置总产量的1.47%;当出现加氢不足时,苯乙
炔不能被降至规定含量并且带到下游,造成抽提产品中苯乙炔含量偏高影响产品
纯度。
2.C8抽余油中苯乙烯损失
经抽提之后的C8抽余油中仍含有一定量的苯乙烯,某年抽余油中苯乙烯含量平均为1.66%。
全年随抽余油损失苯乙烯781吨。
按进料中苯乙烯计算,其中抽
余油中苯乙烯损失占总处理量的 2.61%。
根据设计文件和其它同类装置生产情况,抽余油中苯乙烯跑损应控制在0.5%-1.0%,抽余油中的跑损为1.66%,仍有较大的
提升改进空间。
3.苯乙烯精制塔塔釜排放损失
抽提法苯乙烯年生产焦油约1875吨,按小时计算每小时排放215kg焦油。
其中常规排放50kg/h,为低聚物;苯乙烯精制塔塔底排放165kg/h,为苯乙烯和低
聚物。
经分析苯乙烯精制塔塔底物料组成中苯乙烯含量为86.6%,按此计算塔底
物料中苯乙烯损失为1246吨,折合成全年苯乙烯损失率为4.17%,因此,降低精
制塔塔底排放量可有效地降低苯乙烯损失提高苯乙烯收率。
4.现状分析
通过对抽提法苯乙烯生产过程中影响苯乙烯收率的三个重要因素进行分析,
可以看出为了提高苯乙烯产品收率,对以下三个原因进行优化操作势在必行。
四、改进措施和实施效果验证
1. 苯乙炔加氢反应器过度加氢优化及效果验证
1.1 苯乙炔加氢反应器过度加氢优化
根据实际情况提出优化方案,反应器上部床层氢气与进料量投串级控制,减小负荷变动
氢气的滞后调整。
同时,上部氢气调整比较平缓避免了大幅度过度加氢和加氢不足的情况发生。
1.2 苯乙炔加氢反应器优化效果验证
通过优化操作,苯乙炔加氢反应器处苯乙烯损失由之前的1.47%降至1.02%下降了0.45%,直接经济效益70万/年。
2. 降低C8抽余油中苯乙烯损失优化及效果验证
2.1 降低C8抽余油中苯乙烯损失优化操作
C8抽余油中苯乙烯平均含量为1.66%,较同类装置偏大,高附加值的苯乙烯随抽余油外送,带来较大的经济损失。
降低抽余油中苯乙烯含量能够有效的提高装置的经济效益。
为此,做以下几点调整:
1.严格控制装置溶剂比调节,严禁大幅度调整;
2.定期补水,控制溶剂/水比例,提高溶剂选择性;
3.提高溶剂再生量和反萃量,保证溶剂纯度;
4.提高脱重塔塔顶回流,增加纯度操作稳定性;
5.控制优化抽提精馏塔塔温,严禁温度大幅度调整。
2.2 C8抽余油中苯乙烯损失优化效果验证
通过调整,C8抽余油中苯乙烯含量将为1.21%,较之前下降了0.45%,可带来经济效益112万。
3.苯乙烯精制塔塔釜排放优化及效果验证
3.1苯乙烯精制塔塔釜排放优化
开车初期为了保证苯乙烯精制塔的稳定运行,保证低聚物排放彻底,塔底排放量控制排
量偏大,之前塔底年平均排放量为165kg/h,物料中苯乙烯含量平均为86.6%。
根据实际操作经验,可将精制塔塔釜排放量由165kg/h降至100kg/h。
为了保证精制塔运行稳定,需重点关注以下参数变化:
1.精制塔塔温度变化情况;
2.苯乙烯产品中聚合物变化情况;
3.维持正常生产时的阻聚剂用量;
4.焦油罐焦油粘度和组成变化情况。
3.2苯乙烯精制塔塔釜排放优化效果验证
降低精制塔塔釜焦油排放量后,该股物料焦油中平均苯乙烯含量为87.85%。
经计算该年
塔底排放物料中含苯乙烯886吨,之前降低360吨,按苯乙烯与焦油差价9000元/吨计算,
单此一项可带来经济效益324万。
降低精制塔塔釜排放量之后此处苯乙烯损失为2.85%,较
之前4.17%有较大改善。
五、结论及参考文献
通过对影响抽提法苯乙烯收率的三个重要因素进行分析,分别制定优化改进措施,并对
其进行效果验证。
可以看出通过以上改进措施能够直接有效的提高苯乙烯收率,实现良好的
经济效益。
通过以上优化我们不难看出,抽提法苯乙烯收率仍有较大提升空间,这也为我们
做进一步优化提供了实践空间。
参考文献:
[1]蔡丽娟,苯乙烯生产技术[J].化工进展,2001(3):74-78
[2]饶兴鹤,苯乙烯生产现状及工艺技术进展[J].化工生产与技术,2002(5):33-35.
[3]金秋,苯乙烯的技术进展[J].精细化工原料及中间体,2008(4):19-23
[4]夏清,陈常贵,化工原理,天津[M].天津大学出版社,2008年。