中国苯乙烯供需分析及技术进展
- 格式:pdf
- 大小:271.36 KB
- 文档页数:5
苯乙烯产品及生产技术情况介绍一、产品情况1、产品用途:苯乙烯是石油化工的基本原料,用来生产各种合成树脂,如通用级聚苯乙烯(GPS),高抗冲聚苯乙烯(HIPS )、AS、ABS、PS、EPS、MBS及各种改性聚苯乙烯树脂等,广泛用于汽车制造,家用电器和玩具制造等工业部门。
苯乙烯和丁二烯制成的丁苯橡胶大量用于轮胎制造,丁苯胶乳则用于纺织和造纸,丁苯嵌段共聚物SBS 热塑性弹性体用于制鞋等轻工领域。
2、市场供应状况•国际市场2010年全球苯乙烯总生产能力约达3210.3万t/a。
其中北美为635.6万t/a、西欧为572.7万t/a、亚洲及中东地区为1822.7万t/a、中南美地区约为69.0万t/a。
•国内市场2010年我国苯乙烯产能已达到486.9万t/a。
我国苯乙烯主要生产厂家及生产能力国内新增苯乙烯产能2012年前我国新、扩建苯乙烯装置计划尽管苯乙烯产能增加较多,但对市场的巨大影响仍未呈现,主要原因在于各装置实际投产的不断推迟,新增产能尚未形成有效产出。
另外,国内苯乙烯装置故障频发,产量损失比较严重。
在中国下游需求的快速复苏并保持良好增长之下,中国苯乙烯市场2010年对进口的依赖度也较高,达300多万t3、市场需求状况•国际市场由于聚苯乙烯和ABS树脂等苯乙烯下游产品消费的强劲增长,近年来世界苯乙烯的生产发展很快。
2010〜2015年年均增长率2.2%。
另外,未来几年苯乙烯生产能力的增长将远高于需求的增长。
这一方面是受到亚洲地区新建能力不断增加的影响,同时也是中东地区大力发展石化业,乙烯配套大型苯乙烯装置所导致,今后苯乙烯的发展重心将向亚洲及中东地区转移。
预计未来几年,苯乙烯主要的下游衍生物聚苯乙烯、ABS/SAN、SBR及其胶乳、不饱和聚酯树脂以及苯乙烯共聚物中,消费增长最快的领域将是ABS/SAN,消费量的年均增长率将达到约 6.2%,其次是苯乙烯共聚物,消费量的年均增长率将达到约5.7%。
中国石油抚顺石化分公司6万吨/年苯乙烯装置HAZOP分析报告中国石油大学环境与安全技术中心青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司中国石油抚顺石化分公司6万吨/年苯乙烯装置HAZOP分析报告HAZOP委托单位:中国石油抚顺石化分公司HAZOP组织单位:青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司项目设计单位:山东齐鲁石化工程有限公司职责姓名签名分析项目组长:孙乐朋分析报告编写:王建伟分析报告审核:路帅分析报告定稿:孙乐朋编制单位:青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司报告出版日期:年月日目录1 前言 (1)2 总则 (2)2.1 HAZOP分析目的 (2)2.2 HAZOP 分析依据的图纸 (2)2.3 HAZOP分析依据的资料 (2)2.4 HAZOP分析的基本流程 (3)3 工程概况介绍 (4)3.1线路工程 (4)3.2 站场工程 (4)3.3 辅助工程 (9)4 HAZOP分析工作介绍 (22)4.1 HAZOP分析方法介绍 (26)4.2 HAZOP小组的组成 (27)4.3 HAZOP的范围 (27)4.4 HAZOP 分析时间和地点 (36)5 HAZOP分析成果 (37)5.1 HAZOP分析成果 (37)5.2 HAZOP建议措施说明 (37)5.3 HAZOP分析记录表 (41)青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司1 前言中国石油抚顺石化分公司根据中国石油天然气集团公司《危险与可操作性分析工作管理规定》的要求,同时也为了实现本工程的本质安全,减少在生产过程中可能存在的危害因素,合理分配安全资金投入等目的,聘请青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司对于本工程开展HAZOP(危险和可操作性)分析工作。
本次HAZOP小组由青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司的分析师、中国石油抚顺石化分公司现场技术人员组成,HAZOP小组主持和秘书由青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司技术人员承担。
HAZOP分析与研究主要针对研究范围内各参数偏差产生的原因、可能导致的后果及已采用的安全措施,对偏差产生的风险进行了分析,并对部分引起较大风险并且控制措施不足的偏差提出了进一步削减风险的措施。
关于苯乙烯生产工艺节能技术的研究发布时间:2021-05-17T08:11:17.497Z 来源:《中国科技人才》2021年第8期作者:刘国柱[导读] 苯乙烯生产工艺涉及到多个类型的装置能耗,这些装置能耗与操作流程、工艺复杂度以及温度等类型参数的控制都具有密切的关联性。
天津大沽化工股份有限公司天津塘沽 300450摘要:苯乙烯是我国现代化工生产中的重要原材料,目前化工生产领域多采用乙苯催化脱氢制苯乙烯工艺来进行苯乙烯生产,其能耗管理问题成为限制行业发展的主要因素。
本文首先介绍了苯乙烯生产工艺与技术特征,其次就苯乙烯生产工艺节能技术的应用策略进行了探讨,希望可以进一步改善工艺现状,提升企业经济效益与生产效益水平。
关键词:苯乙烯;生产工艺;节能技术引言苯乙烯生产工艺涉及到多个类型的装置能耗,这些装置能耗与操作流程、工艺复杂度以及温度等类型参数的控制都具有密切的关联性。
找到工艺中的能耗发生点并且做好研究开发对于能耗关键因素的管理具有重要意义。
为了进一步探讨苯乙烯生产工艺节能技术的发展策略,现就苯乙烯生产工艺节能现状分析如下。
一、苯乙烯生产工艺概述苯乙烯作为现代化工生产中有机化工原材料的重要类型,其被广泛的适用于电子、建筑、化工、日用轻工等多个领域,主要解决生产聚苯乙烯树脂以及离子交换树脂等材料,达到理想的生产标准,满足现代化建设的各方需求。
基于苯乙烯用途特征与需求的广泛性,近些年来各个国家都在致力于苯乙烯生产技术的研究,推动了苯乙烯生产规模化、集成化发展。
现阶段乙苯制取苯乙烯的技术已经十分成熟,应用较为广泛的是共氧化联产技术以及乙苯催化脱氢技术。
共氧化生产技术中,苯乙烯作为产物的同时还可以获取联产环氧丙烷,但是其本身具有一些生产缺陷与实际问题,包括流程较长、工艺控制难度较高等,还具有设备腐蚀风险大、投资风险高的问题。
所以,现阶段全球大多数国家在进行苯乙烯生产时都会尽可能选择乙苯催化脱氢工艺来解决苯乙烯生产问题。
苯乙烯的生产现状及工艺进展李建韬;金月昶;金熙俊【摘要】介绍了2013年国内外苯乙烯的生产和市场情况,简要分析和预测苯乙烯的市场发展趋势。
苯乙烯的3种主要生产方法为催化脱氢法,乙苯共氧化法,选择氧化脱氢法。
详细介绍了各种生产技术的流程及特点,并指出各自的不足之处。
%Production and market conditions of styrene in 2013 at home and abroad were introduced; the styrene market trend was analyzed and forecasted. The three main production methods of styrene are catalytic dehydrogenation, ethylbenzene co-oxidation and selective oxidative dehydrogenation. The process flows and technology characteristics of the three methods were discussed, and their disadvantages were pointed out.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P359-362)【关键词】苯乙烯;生产;市场;技术进展【作者】李建韬;金月昶;金熙俊【作者单位】辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳 110000;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳 110000【正文语种】中文【中图分类】TQ241苯乙烯(C8H8,SM)作为一种重要的基本有机化工原料,其应用十分广泛。
主要用来生产聚苯乙烯(PS)树脂,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂,苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂,丁苯橡胶(SBR),不饱和聚酯,离子交换树脂等。
我国乙烯工业呈跨越式发展趋势分析我国乙烯工业进展开头留意规模效益,大型化已成为进展主流,新建装置规模一般在80万~100万吨/年我国乙烯工业经过近50年的进展,生产技术、装置规模和单炉装置产能都有很大进展,从近年产能的急剧增长趋势,可明显看出我国乙烯工业近年来呈跨越式进展趋势;但目前乙烯工业布局分散、原料供应紧急等问题也应引起关注。
世界产能集中四大产区据统计,2022年世界乙烯总产能为1.195亿吨/年,同比增长2.8%。
欧洲和北美的乙烯产能所占比例有所下降,而亚洲、中东及拉丁美洲所占比例渐渐上升。
目前北美、亚洲和西欧成为世界三大乙烯产区,占世界乙烯产能的比例分别为29.2%、28.9%和20.1%,中东是世界第四大乙烯工业产区,占世界乙烯产能的10%。
自20世纪90年月中期以来,世界乙烯装置规模快速向大型化进展。
目前全球以石脑油为原料的裂解装置规模已达110万吨/年,以乙烷为原料的已达135万吨/年,中东正在规划建设以乙烷为原料的超过150万吨/年的乙烯装置,一些公司在讨论建设180万吨/年装置的可能性。
随着世界新建大型装置的投产和对原有装置的脱瓶颈改造,乙烯装置平均规模不断提高。
目前,沙特阿拉伯乙烯装置平均规模提高到88万吨/年,北美地区及新加坡的乙烯装置平均规模在65万~77万吨/年。
韩国、日本、我国台湾、印度和中国大陆的乙烯装置平均规模在38万~52万吨/年。
炼化一体化、装置大型化极大地提高了石化产业的整体技术水平,优化了总体布局,可降低乙烯/丙烯生产成本,有效利用资源,削减投资,降低能耗,削减废物排放。
我国乙烯呈跨越式进展我国乙烯工业经过近50年的进展,生产技术、装置规模和单炉装置产能都有很大进展,产量从1960年的700吨、1970年的5100吨上升到2022年的1024.8万吨。
2022年国内乙烯产能达到997万吨,很多装置产能从60万吨/年提高到80万吨/年,以提高其规模经济性和改善资源利用率。
苯乙烯焦油综合利用的研究进展孟庆宁1,许军2,李林2(1.中国石油兰州石化公司市场营销部,甘肃兰州730060;2.中国石油兰州石化公司炼油运行三部,甘肃兰州730060)摘要:苯乙烯焦油为苯乙烯生产过程中产生的副产品,其主要成分是苯乙烯聚合物以及组成复杂的衍生物、低聚物等,一般作为燃料燃烧或废物出厂。
随着环保管控的升级,苯乙烯焦油的加工利用难度也随之增大。
近年来,为解决苯乙烯焦油的有效利用问题,以提高其利用价值,对其进行了研究,主要包括炼油装置掺炼,回收有效组分,制备磺酸盐,用于石油开采等方面。
通过以上技术措施对苯乙烯焦油进行利用,能解决目前加工利用难的问题,提高其利用价值,对苯乙烯焦油的综合利用前景进行了展望。
关键词:苯乙烯焦油;延迟焦化;掺炼;回收;磺酸盐;石油开采中图分类号:TQ241.2+1文献标识码:B文章编号:1671-4962(2022)01-0004-05Research progress in comprehensive utilization of styrene tarMeng Qingning1,Xu Jun2,Li Lin2(1.Sales&marketing Department,PetroChina Lanzhou Petrochemical Company,Lanzhou730060,China;2.Third Operation Department,PetroChina Lanzhou Petrochemical Company,Lanzhou730060,China)Abstract:Styrene tar is a by-product produced in the production process of styrene.Its main composition is styrene polymer and complex derivatives,oligomers,etc.,which is generally used as fuel combustion or waste release.With the upgrading of environmental protection control,the processing and utilization of styrene tar is becoming more difficult.In recent years,in order to solve the problem of effective utilization of styrene tar and improve its utilization value,research on blending refining,recovery of effective components,preparation of sulfonates,utilization in petroleum exploitation,had been carried on.The utilization of styrene tar through the above technical measures can solve the problem of difficult processing and utilization at present,improve its utilization value,and prospect the comprehensive utilization of styrene tar.Keywords:styrene tar;delayed coking;blending;recovery;sulfonate;petroleum exploitation苯乙烯焦油是苯乙烯生产过程中粗苯乙烯精馏提纯后产生的残液,其主要成份为苯乙烯聚合物以及组成复杂的苯乙烯衍生物、低聚物等[1]。
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)1 产品概述苯乙烯系热塑性弹性体(又称为苯乙烯系嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers,简称SBCs),目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。
目前,SBCs系列品种中主要有4种类型,即:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS);苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS);苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS);苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(SEPS)。
SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的加氢共聚物。
SBS苯乙烯类热塑性弹性体是是SBCs中产量最大(占70%以上)、成本最低、应用较广的一个品种,是以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物,兼有塑料和橡胶的特性,被称为“第三代合成橡胶”。
与丁苯橡胶相似,SBS可以和水、弱酸、碱等接触,具有优良的拉伸强度,表面摩擦系数大,低温性能好,电性能优良,加工性能好等特性,成为目前消费量最大的热塑性弹性体。
SBS在加工应用拥有热固性橡胶无法比拟的优势:(1)可用热塑性塑料加工设备进行加工成型,如挤压、注射、吹塑等,成型速度比传统硫化橡胶工艺快;(2)不需硫化,可省去一般热固性橡胶加工过程中的硫化工序,因而设备投资少,生产能耗低、工艺简单,加工周期短,生产效率高,加工费用低;(3)加角余料可多次回收利用,节省资源,有利于环境保护。
目前SBS主要用于橡胶制品、树脂改性剂、粘合剂和沥青改性剂四大应域。
在橡胶制品方面,SBS模压制品主要用于制鞋(鞋底)工业,挤出制品主要用于胶管和胶带;作为树脂改性剂,少量SBS分别与聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)共混可明显改善制品的低温性能和冲击强度;SBS作为粘合剂具有高固体物质含量、快干、耐低温的特点;SBS作为建筑沥青和道路沥青的改性剂可明显改进沥青的耐候性和耐负载性能。
目前我国SBS的生产能力21万吨/年,而国内市场的需求则已却超过了35万吨,国内市场缺口较大,产品具有良好的市场发展前景。
现代催化干气制乙苯技术工艺进展摘要乙苯作为重要的化工原料之一,主要用途是生产苯乙烯。
全球绝大部分乙苯都是用苯和乙烯通过烃化反应而得,且几乎都是采用纯乙烯作为原料,进而导致了乙烯成本过高。
伴随我国原油消费量逐年增加,年产含有大量乙烯的催化干气却主要作为燃料使用,不仅造成了资源浪费,也对环境造成破坏。
因此,利用催化干气作为原料,使其中的乙烯与苯反应制成乙苯的生产工艺成为迫切需要。
关键词催化干气;稀乙烯;技术工艺;发展前景引言第三代催化干气制乙苯是我国具有自主知识产权的新型工艺,已得到广泛运用。
它是以催化干气中的稀乙烯作为原料,采用气相烷基化和液相烷基转移反应,实现了催化干气中稀乙烯的最大化利用,同时還配套生产国内紧缺的用于合成聚苯乙烯、丁苯橡胶等的苯乙烯产品。
不仅开拓了催化干气利用的新路子,还大大增加了公司的效益,提升公司竞争力[1]。
1 催化干气制乙苯技术工艺过程及发展分析1.1 烃化和反烃化反应原理(1)生成乙苯:C2H4+C6H6=C6H5C2H5在沸石催化剂上存在Lewis酸中心,吸附干气中乙烯分子,再与苯反应生成乙苯。
(2)生成多乙苯:如:C6H5C2H5+ C2H4=C6H4(C2H5)2乙苯进一步烷基化生成二乙苯、三乙苯等。
(3)多乙苯反烃化:C6H4(C2H5)2+ C6H6=2 C6H5C2H5反烃化反应器中,沸石催化剂上存在Lewis酸中心,吸附多乙苯分子,与苯发生烷基转移反应生成乙苯。
(4)生成丙苯和丁苯:C2H6+ C6H6= C6H5C3H7 C4H8+ C6H6=C6H5C4H9干气中含有少量的丙烯和丁烯,在烃化催化剂上与苯发生烷基化反应,生成丙苯和丁苯。
(5)生成甲苯、二甲苯:非芳烃、乙苯和二甲苯生成甲苯;在Lewis酸中心作用下,乙苯能够异构化生成二甲苯。
1.2 工艺发展分析(1)传统A1C13液相法A1C13液相法将A1C13催化剂与苯均成液相反应状态,在反应器中进行烷基化反应,同时二乙苯与苯发生烷基转移反应。
苯乙烯生产工艺和应用研究进展1. 引言1.1 背景介绍苯乙烯是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、橡胶、涂料、纺织和医药等领域。
随着经济的发展和人们生活水平的提高,苯乙烯的需求量不断增加。
苯乙烯的生产过程中存在着一些环境污染和能源消耗等问题,亟需开展相关的研究工作,以提高苯乙烯的生产效率和减少对环境的影响。
苯乙烯的工业生产主要通过蒸馏裂化法和焦油水解法来实现,这两种方法各有优缺点。
蒸馏裂化法产率高,但存在能源消耗多、废水和废气排放等问题;焦油水解法相对环保,但生产成本高且产率较低。
苯乙烯的生产工艺研究一直是学术界和工业界关注的热点之一。
本文旨在系统总结苯乙烯的生产工艺及应用研究进展,探讨目前存在的问题和挑战,并展望未来的发展方向。
通过对苯乙烯的生产工艺和应用进行深入研究,为实现苯乙烯的高效、环保生产提供科学依据和技术支持。
1.2 研究意义苯乙烯是一种重要的有机化工产品,广泛应用于塑料、橡胶、纺织等领域。
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,苯乙烯的需求量逐渐增加。
研究苯乙烯生产工艺和应用具有重要的现实意义。
优化苯乙烯生产工艺可以降低生产成本,提高生产效率,促进企业的可持续发展。
通过改进反应条件、催化剂选择等方式,可以提高苯乙烯的产率和纯度,从而降低生产成本,提高竞争力。
研究苯乙烯生产工艺和应用具有重要的意义,有助于推动相关产业的发展,提高企业竞争力,促进经济社会的持续发展。
2. 正文2.1 苯乙烯生产工艺苯乙烯是一种重要的工业化学品,广泛应用于合成聚苯乙烯、合成橡胶、合成树脂等领域。
苯乙烯的生产工艺包括石油加氢裂化、乙烯氧化和苯甲酸脱羧等方法。
石油加氢裂化是目前主要的生产工艺,通过高温裂解石油原料,生成苯乙烯和其他烃类产品,然后通过分离提纯得到苯乙烯。
乙烯氧化和苯甲酸脱羧则是辅助生产工艺,主要用于苯乙烯的部分生产。
近年来,随着环境保护意识的增强,绿色环保的苯乙烯生产工艺备受关注。
一些新型生产工艺如催化氧化、生物发酵等逐渐被开发和应用,这些工艺可以减少废气排放、降低能耗、提高生产效率和产品质量。
苯乙烯生产工艺和应用研究进展苯乙烯是一种重要的化工原料,广泛应用于橡胶、塑料、合成纤维等领域。
随着工业化进程的不断推进,苯乙烯的生产工艺和应用研究也在不断取得新进展。
本文将着重介绍苯乙烯的生产工艺和应用研究的最新进展。
一、苯乙烯的生产工艺苯乙烯的生产工艺主要有乙烯法、苯法和植物油法等。
乙烯法是目前主要的生产工艺,其生产过程主要包括乙烯的氧化、催化裂解和精馏等步骤。
乙烯的氧化是苯乙烯生产的第一步,通常采用氧化铝作为催化剂,通过氧化反应将乙烯转化为乙烯醇。
随后,乙烯醇通过催化裂解反应得到苯乙烯和乙烯。
通过精馏和提纯等步骤得到纯度高的苯乙烯产品。
除了乙烯法,苯法也是一种常用的苯乙烯生产工艺。
苯法是以苯和乙烯为原料,经过苯基氧化反应制得苯乙烯。
植物油法则是利用植物油中的不饱和脂肪酸进行裂解,生成苯乙烯。
近年来,随着环境保护意识的提高,绿色生产工艺备受关注。
一些新型的苯乙烯生产工艺也逐渐兴起。
利用生物技术将微生物进行改造,使其具备合成苯乙烯能力;利用催化裂解技术,通过优化催化剂和反应条件,提高苯乙烯的生产效率和产品质量等。
二、苯乙烯的应用研究进展1. 橡胶行业苯乙烯是橡胶行业的重要原料之一,主要用于合成丁苯橡胶、聚苯乙烯橡胶、丁腈橡胶等。
目前,随着汽车、轮胎、建筑等领域的发展,对橡胶产品的需求不断增加,苯乙烯的应用前景十分广阔。
一些新型的环保橡胶材料也在研发中,这将进一步推动苯乙烯的应用研究。
2. 塑料行业在塑料行业,苯乙烯主要用于合成聚苯乙烯、ABS树脂、SBR等。
聚苯乙烯是一种常见的塑料制品,广泛用于家电、包装、建筑材料等领域。
ABS树脂具有强度高、耐冲击等优点,也被广泛应用于家电、汽车零部件等领域。
SBR是一种合成橡胶,主要用于轮胎、橡胶鞋底等领域。
3. 合成纤维行业苯乙烯也是合成纤维行业的重要原料之一,主要用于生产聚苯乙烯纤维。
聚苯乙烯纤维具有质轻、保温、保暖等优点,广泛用于服装、家居用品等领域。
苯乙烯合成工艺技术及研究进展徐明霞黄学庆张春雷(大庆油田天然气利用研究所黑龙江省大庆市163457)摘要我国对苯乙烯的需求量很大,而国内生产能力偏低,市场缺口较大,每年都需从国外进口大量的苯乙烯。
作为其下游产品的聚苯乙烯、ABS树脂的需求也不断增加。
开发苯乙烯生产工艺,有利于缓解国内市场供需紧张的矛盾。
目前,工业生产采用的乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺路线长,设备投资较大,能耗也较高。
甲苯与甲烷(或甲醇)反应生产苯乙烯,与传统工艺相比,更具有竞争力,而且该法还为苯乙烯的生产开辟了一条新的生产路线,改善了苯乙烯的生产原料严重依赖石油的局面,使得苯乙烯的生产路线多元化。
我国的天然气资源丰富,新探明的天然气储量还在不断增加,充分利用资源优势,大力开展天然气化工利用研究,必将会给我国的化工行业带来新的生机和活力。
主题词苯乙烯脱氢甲苯甲烷天然气储量工艺技术苯乙烯是合成高分子材料的重要单体,是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料。
目前,世界苯乙烯产量达20001104t/a,而国内产量只有701104 t/a,自给率仅为50%,每年都需进口大量的苯乙烯来满足市场的需求。
随着我国综合国力的迅猛发展,供需缺口将会越来越大,预计2005年对苯乙烯的需求将达到2801104t,2010年将达到350 1104t。
目前世界上90%以上苯乙烯工业生产仍采用传统的乙苯催化脱氢法,该法生产工艺虽然比较成熟,但仍存在工艺路线长、设备投资大、能耗较高等缺点。
因此,苯与乙烯一步法合成苯乙烯的技术受到人们的青睬,但寻找到高活性、高选择性的催化剂,一直是该项技术的开发难题。
随着石油资源日益枯竭以及21世纪天然气能源时代的到来,国内外各大石油公司已将研究重点转移到天然气的化工利用上,甲苯与甲烷(或甲醇)甲基化合成苯乙烯已成为热门研究课题。
1.经由乙苯的二步法生产苯乙烯的工艺技术状况111合成乙苯的工艺技术乙苯是生产苯乙烯的重要原料,其来源主要是通过苯和乙烯烷基化反应制得,以及从重整的C8馏份中分离得到。
综 述 石油规划设计 2004年11月 9 * 陈国辉,男,1970年生,工程师。
1993年毕业于石油大学炼制系,现在中国石油规划总院从事石油炼化方面的规划工作。
通信地址:北京市海淀区志新西路3号938信箱,100083 陈国辉. 中国苯乙烯供需分析及技术进展. 石油规划设计,2004,15(6):9~12 摘 要 目前,全世界的苯乙烯生产从融洽整体来看是有些过剩。
但是近年来,亚洲特别是中国苯乙烯的消费量逐年上升。
预计我国到2005年苯乙烯的消费量将达到420×104 t,届时其生产能力只有约290×104 t/a,因而仍须大量进口。
随着生产苯乙烯的CDTECH技术、“Smart SM”技术、裂解汽油抽提蒸馏回收法等世界先进技术的进展,我国应加快自有技术的研发。
具体做法是可以通过改造和新建装置增加苯乙烯的生产能力,特别是有条件的企业应充分利用炼油厂的干气资源和乙烯裂解汽油中的苯乙烯资源,以满足市场需求。
关键字 国内外 石油化工 苯乙烯 供需 工艺技术 催化剂 分析 评价 苯乙烯是苯用量最大的衍生物,也是最基本的芳烃化学品,作为重要的单体用于生产各种合成材料,如聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯(丁苯)橡胶(SBR)、ABS和苯乙烯-丙烯腈(SAN)树脂、丁苯胶乳、不饱和聚酯等产品。
此外,也是生产涂料、染料、合成医药的重要原料。
预计未来5年,全球苯乙烯产需将基本保持同步增长。
但是地区不平衡局面以然存在,表现为欧洲供应过剩,而亚洲供应不足。
亚洲苯乙烯进口将增加,近期进口来源为美国和欧洲;远期进口来源为中东地区。
2003年我国苯乙烯产量为94.82×104 t,消费量为360.27×104 t,进口量达到266.06×104 t,约占国内消费总量的73.85%,我国己成为世界苯乙烯最主要的消费国之一。
随着我国建材、家电和汽车工业的快速发展,对聚苯乙烯、ABS树脂以及苯乙烯系列橡胶SBR、SBS等的消费量将会进一步增加。
预计到2005年,我国苯乙烯的消费量将达到约420×104 t,而届时生产能力只有约290×104 t/a,仍需大量进口。
生产EB(乙苯)技术 1 ABB鲁姆斯公司生产技术 该公司推出了苯和乙烯液相烃化的鲁姆斯/UOP EBOne工艺,采用UOP公司特定配方的沸石分子筛催化剂,处理乙烯进料可为化学级(70%)至聚合级,采用固定床液相反应器。
EB产品纯度大于99.9%,含二甲苯小于10 mg/L,EB产率为99.7%。
该工艺装置物耗为:乙烯0.265 t/t、苯0.738 t/t,能耗为1美元/t;如与下游采用鲁姆斯/UOP Classic SM或Smart SM工艺的装置实施热联合,能耗还可节减。
现已有14套工艺装置投运,生产EB总能力为 370×104 t/a,单套装置能力为6.5×104~53×104 t/a,乙烯进料纯度为80%~100%。
另有7套装置在设计或建设中,最大装置能力为72.5×104 t/a。
2 华盛顿集团国际公司巴杰尔技术中心 该中心采用莫比尔/巴杰尔(Mobil/Badger)EB Max工艺和埃克森莫比尔公司的烃化和烷基转移用沸石分子筛催化剂,催化剂寿命大于4年。
采用液相或气液混合相固定床工艺,乙烯与苯反应生成EB和很少量聚乙烯苯(PEB);经烷基转移催化剂作用,PEB与苯反应再转化为EB。
EB产品纯度为99.95%~99.99%,C8+C9杂质小于100 mg/L。
该工艺物耗为乙烯0.265 t/t、苯0.739 t/t;能耗为高压蒸汽0.98 t/t,中低压蒸汽(输出)1.39 t/t。
目前,应用EB Max技术的装置能力超过720×104 t/a。
陈国辉* 中国石油天然气股份有限公司规划总院 10 石油规划设计 第15卷第6期 综 述 3 CDTECH技术 苯与乙烯烃化采用催化蒸馏技术CDTECH EB工艺,催化剂为特定配方的沸石分子筛。
烃化催化剂装填在专有的CD(催化蒸馏塔器)结构中,可处理宽范围的乙烯进料,乙烯浓度为10%(催化裂化干气稀乙烯)至100%。
EB产品纯度大于99.9%,含二甲苯小于10 mg/L;EB产品产率为99.7%。
该技术工艺物耗为乙烯0.265 t/t、苯0.738 t/t;能耗为电力20 kW・h/t、冷却水3 m3/t、蒸汽(输出)1.3 t/t,热油2.51 MJ/t。
已有2套装置在阿根廷和加拿大运行,能力分别为14×104 t/a和47.7×104 t/a,乙烯原料纯度为75%至聚合级。
另有2套装置在设计和建设中,最大装置能力为85×104 t/a。
乙苯脱氢法生产SM(苯乙烯) 拥有乙苯脱氢工艺专利的各公司在工艺流程、反应器、催化剂和节能降耗等方面各有特点,但基本原理都一样。
将高纯度的乙苯在铁系氧化物或氧化锌催化剂作用下,在约600℃气相状态下,脱氢为苯乙烯。
乙苯脱氢为吸热过程,必须采用换热的方式提供能量,工业上主要采用高温过热蒸汽的直接换热方式。
反应器则有固定床等温反应器和固定床绝热反应器之分。
反应器出口物流经冷凝后进入乙苯/苯乙烯分离塔,塔底分出苯乙烯;塔顶馏出的乙苯,在将乙苯中的苯和甲苯分出后,再返回脱氢反应器。
1 Lummus公司生产技术 通过提高苯乙烯转化率可降低生产费用,为此Lummus公司开发了一种可提高乙苯转化率的新型反应器,称为连续搅拌槽式反应器(CSP)。
该反应器可使乙苯制苯乙烯的转化率由传统反应器的65%提高到72%~78%。
由于循环乙苯较少,生产一定数量的苯乙烯时所需设备也较少。
2 WGI公司生产技术 为提高能源的利用效率,美国WGI公司开发了苯乙烯的改进生产工艺,即采用Shell公司的FDC(无焰分散燃烧)蒸汽加热方式取代了传统的再加热方式;在燃烧区注入预热的空气和微过量的燃料,以分散方式逐步释放出热量,避免了高温火焰区的出现。
FDC加热的优点是燃料可在相对低温下进行燃烧,并以对流的方式进行传热,从而有控制地将热能直接应用于工艺中,形成较低的压力降。
该改进工艺可使苯乙烯生产装置的投资费用下降5%~10%,每吨产品生产成本费用约可降低15美元。
若用该工艺对现有生产装置进行改造,则可节省更多的费用。
3 催化剂生产技术 在乙苯脱氢催化剂方面,Sud Chemie、Shell、Rhodia Chimie等公司都开发了新型催化剂及载体。
Sud Chemie公司开发的催化剂包括Fe、碱金属和碱土金属、La系金属、VI主族金属等氧化物。
其制法是先用Ce盐溶液浸渍氧化铁,使之成糊状;再用KOH溶液处理并焙烧,生成高铁酸钾;然后再加入其它组分或载体。
专利中的实例表明,采用该催化剂可使乙苯转化率达到66.8%,苯乙烯的选择性达到94.8%。
另外,已开发出具有高表面积的碳纳米纤维是在氧存在的条件下,具有较好的乙苯氧化脱氢催化性能的催化剂。
通过对这种碳纳米纤维与灯碳黑以及石墨的性能比较,表面以碳纳米纤维为催化剂时,产品选择性和苯乙烯的收率均更高。
乙苯负压脱氢制SM(苯乙烯) 乙苯负压脱氢制苯乙烯是苯乙烯生产的先进方法。
世界上90%的苯乙烯都是通过乙烯和苯烃化(采用三氯化铝或分子筛催化剂)生产乙苯,乙苯再催化脱氢生产的。
1 Classic SM工艺 在Classic SM工艺中,气相反应在高温、减(负)压下进行。
乙苯(新鲜的和循环的)和主蒸汽与过热蒸汽混合,在多段反应器中脱氢,经分馏后得到高纯度(99.85%~99.95%)苯乙烯。
对于采用Classic SM工艺的50×104 t/a装置,投资约7 800万美元。
Classic SM工艺物耗为每吨苯乙烯耗乙苯1.055 t。
2 Smart SM工艺 Smart SM工艺是在原乙苯脱氢工艺的基础上,向脱氢产物中加入适量氧或空气,使氢气在选择性氧化催化剂作用下氧化为水,从而降低了反应物中的氢分压。
反应放出的热量用于加热过程气体,无需中段换热器,对过热蒸气需求减少。
Smart SM工艺流程与Lummus/UOP苯乙烯工艺流程基本相同,但反应器结构有较大的差别;主要是在传统脱氢反应器中,增加了氢氧化反应段。
在脱氢反应条件为温度620~645℃、压力0.03~0.13 MPa、蒸汽/乙苯比为1~2∶1时,乙苯转化率为85%,苯乙烯的选择性为92%~96%。
Smart SM工艺与传统脱氢法相 综 述 石油规划设计 2004年11月 11 比,具有较高的转化率,提高了装置的生产能力,并降低了能耗。
该工艺也可用于对原生产装置的改造,改造容易且费用较低。
目前已有5套装置采用Smart SM工艺进行了改造,另外将有更多的现有装置采用Smart SM工艺进行改造。
3 EB Max 工艺EB Max工艺借助钾促进的离子氧化物催化剂,在蒸汽和负压、高温条件下,进行吸热反应。
在蒸汽/EB进料比为1.0和中等EB转化率条件下,苯乙烯的选择性大于97%。
副产品苯和甲苯通过蒸馏回收,苯馏分返回EB装置。
采用多段绝热反应器,脱氢段之间加入热量驱动EB转化,转化率为60%~75%;热量加入采用常规方法如蒸汽换热器,或直接利用Shell公司专有的直接加热技术。
该工艺技术物耗为每吨苯乙烯耗乙苯1.052 t。
已有40多套装置采用该技术,单系列设计能力为3.2×104~7.8×104 t/a,总能力超过800×104 t/a。
国产化技术 1 华东理工大学开发的两大关键技术 我国华东理工大学开发的乙苯负压脱氢反应器采用轴径向反应器技术和气气快速混合两项关键技术,突破了国外技术垄断,形成了自主知识产权。
(1)轴径向反应器是在床层顶部采用催化剂自封式结构,以使径向床的顶部造成轴径向二维流动的新颖径向反应器。
与传统的径向反应器相比,这种催化剂自封式结构取消了催化床上部的机械密封区,简化了径向床结构;有效地利用该反应器部分空间中的催化剂,消除催化剂床的滞流区,有利于提高反应转化率,同时催化剂装卸方便。
(2)气气快速混合器采用双喷射流、异孔径的混合方式,以适应温差大、摩尔比高、停留时间短的苛刻要求。
我国兰州石化公司采用该技术的 6×104 t/a负压脱氢制苯乙烯装置己通过技术鉴定。
2 TJH型脉冲规整填料及高效塔内件技术 我国最新开发了TJH型脉冲规整填料及高效塔内件技术。
由于苯乙烯是一种热敏物质,极易自聚,故苯乙烯精馏需在真空条件下进行,降低精馏温度,同时还需加阻聚剂。
对于大直径塔,其填料的选型以及适宜的气体、液体分布器配置是成功的关键。