论文--苯乙烯工艺技术及催化剂发展
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探究苯乙烯工艺技术的发展及应用摘要:苯乙烯工艺技术的发展和应用,对于我国工业生产、社会经济进步以及人民生活水平的提升有重要意义。
因此,相关单位需要重视苯乙烯工艺技术的发展研究,结合国内外的技术应用现状,明确其应用优势和应用特点,逐步优化技术应用方式,为国产化技术水平的提升提供参考。
关键词:苯乙烯;工艺技术;发展应用引言苯乙烯生产技术对于部分行业产品制造有重要意义,生产技术水平的提升能够充分推动行业进步,对于相关企业的长远发展也有积极意义。
因此,需要对苯乙烯工艺技术的应用进行研究分析,明确具体的生产制造需求和关键点,推动我国相关工业产业的进步。
一、苯乙烯工艺技术概述在苯乙烯制造过程中,具体的生产装置一般都是由干气制乙苯单元、乙苯脱氢制苯乙烯单元做成。
苯乙烯工艺生产工艺技术在近年来逐步发展,其高效的生产原料和流程更进一步地有了明确。
因此,通过对工艺技术应用现状的分析,能够进一步了解苯乙烯工艺技术的应用优势和关键点,为生产制造打好基础。
二、苯乙烯生产工艺通过对国外苯乙烯工艺技术的研究分析,能够为我国的工艺发展提供支持帮助,对于具体工艺技术的升级优化有积极作用。
因此,本文结合国外多种苯乙烯工艺技术的分析,明确其具体的应用优势和技术应用特点,为我国工业生产提供支持,推动工艺技术进步。
1.国外的苯乙烯技术发展情况1.1国外苯乙烯生产中的等温脱氢工艺等温脱氢工艺是苯乙烯生产过程中的关键工艺技术,其该技术当前的应用已经较为成熟,在苯乙烯制造过程中有重要意义。
在国外的BASF公司的改进过程中,等温脱氢工艺已经成为当前世界上最先进的苯乙烯工艺技术之一,其工艺特点是通过烟道气作为热源来供乙苯进行脱氢反应。
同时,脱氢反应可以在恒温下进行,因此叫做等温脱氢工艺,具体的反应温度则需要根据催化剂的活性而定。
等温脱氢工艺在实际的生产制造过程中,反应速度分布良好,催化剂效率高,转化率高,同时具有脱氢温度低、蒸汽耗量少,生产成本低的优势,在市场竞争中有极大的竞争力,是苯乙烯工艺生产的关键技术。
苯乙烯生产工艺和应用研究进展【摘要】苯乙烯是一种重要的有机化学品,其生产工艺和应用研究一直备受关注。
本文首先介绍了苯乙烯的生产工艺研究,包括传统生产工艺和新型生产工艺的发展情况。
接着详细探讨了苯乙烯在各个领域的应用研究,包括在橡胶工业、塑料工业、化妆品工业等领域的广泛应用。
随后对苯乙烯的市场前景进行了展望,指出其在化工行业中的重要地位和未来发展潜力。
接着列举了苯乙烯在工业中的应用案例和在新材料领域的应用研究进展。
最后对苯乙烯生产工艺和应用研究进展进行了总结,展望了其未来发展趋势和在各个领域的重要性。
本文通过对苯乙烯的全面研究,为进一步深入探讨其生产和应用提供了重要的参考。
【关键词】苯乙烯、生产工艺、应用研究、市场前景、工业应用、新材料、发展趋势、重要性分析1. 引言1.1 苯乙烯生产工艺和应用研究进展苯乙烯是一种重要的有机化工产品,广泛应用于塑料、合成橡胶、树脂、药物等领域。
随着市场需求的不断增长,对苯乙烯的生产工艺和应用研究也日益受到重视。
本文将从苯乙烯的生产工艺研究、应用研究、市场前景展望、工业应用案例以及新材料领域的应用研究等方面进行综述,以探讨苯乙烯生产工艺和应用研究的最新进展。
通过对苯乙烯生产工艺的深入研究和探索,不仅可以提高生产效率,降低生产成本,还可以改善产品质量,拓展苯乙烯的应用领域,促进我国有机化工产业的发展。
在未来的发展中,苯乙烯的生产工艺和应用研究将继续取得新突破,为我国有机化工行业的发展注入新的动力。
2. 正文2.1 苯乙烯的生产工艺研究苯乙烯是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、合成橡胶、树脂等工业领域。
在苯乙烯的生产工艺方面,目前主要采用乙苯催化裂化法、酚法、丙烯法等方法进行生产。
乙苯催化裂化法是目前应用较广泛的生产工艺,通过将乙苯经过裂化反应生成苯乙烯。
这种方法具有工艺简单、投资成本低、产品纯度高等优点,但也存在催化剂寿命短、能耗高等缺点。
酚法是另一种常用的生产工艺,通过将苯和乙烯在酸性催化剂的作用下进行反应,生成苯乙烯。
苯乙烯生产工艺和应用研究进展苯乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛用于合成各类树脂、橡胶和塑料等产品。
随着全球经济的快速发展和人民生活水平的提高,对苯乙烯的需求不断增加,因此苯乙烯的生产工艺和应用研究也不断取得进展。
苯乙烯的生产工艺主要有以下几种:乙烯法、环烃法和煤焦烯法。
乙烯法是目前最主要的苯乙烯生产工艺,其原理是将乙烯通过气相氧化反应转化为苯乙烯。
这种工艺具有原料来源广泛、产品纯度高、工艺稳定等优点,但能源消耗较大。
环烃法是将环烃类化合物通过气相裂解反应生成苯乙烯,工艺相对简单,但存在环境污染和原料资源有限的问题。
煤焦烯法是利用煤焦油作为原料进行苯乙烯生产,具有资源丰富、投资成本低的优势,但产品质量较低,难以满足高要求的应用需求。
近年来,苯乙烯的应用研究也取得了一些进展。
在树脂方面,苯乙烯被广泛应用于制备聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯共聚物等材料,这些材料具有良好的力学性能、耐化学品腐蚀性和耐热性。
在橡胶方面,苯乙烯是合成丁腈橡胶、不同种类的丁烯橡胶、聚异戊二烯橡胶等的重要原料,这些橡胶材料广泛用于制造轮胎、橡胶密封件等产品。
在塑料方面,苯乙烯可用于制备聚苯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯薄膜、聚苯乙烯改性塑料等,这些塑料具有轻质、隔音、保温等特性。
苯乙烯还被广泛应用于高级合成材料、电子材料、医药中间体等领域。
在高级合成材料领域,苯乙烯可用于制备纤维素醋酸酯、聚酰亚胺、环氧树脂等。
在电子材料领域,苯乙烯可用于制备导电聚苯乙烯、涂层材料等。
在医药中间体领域,苯乙烯可用于合成对乙酰氨基酚、甲磺酸噻吗氯胺等药物。
苯乙烯的生产工艺和应用研究不断取得进展,为满足不断增长的市场需求提供了坚实的基础。
未来,随着科学技术的不断进步和创新,相信苯乙烯的生产工艺和应用研究将会取得更大的突破和进展。
关于苯乙烯工艺技术及发展的研究摘要:苯乙烯(C8H8,SM)是近年来常用的一种重要化工原料,主要用来生产苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂,聚苯乙烯(PS)树脂,离子交换树脂,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂,可发性聚苯乙烯(EPS),丁苯橡胶(SBR)等。
此外,其在制造农药乳化剂,调制染料,选择矿种和制做药品等其他行业的应用也很广泛。
本文主要对苯乙烯的装置及购工艺技术发展进行了研究。
关键词:苯乙烯;技术;发展1苯乙烯概述苯乙烯分子式C8H8,结构简式C6H5CH=CH2,存在于苏合香脂中。
苯乙烯是一种无色、有特殊香气的油状液体,熔点-30.6℃,沸点145.2℃,相对密度0.9060(20/4℃),折光率1.5469,黏度0.762cpat68°F。
苯乙烯不溶于水(<1%),能与乙醇、乙醚等有机溶剂混溶。
苯乙烯在室温下即能缓慢聚合,要加阻聚剂对苯二酚或叔丁基邻苯二酚(0.0002%-0.002%)作稳定剂,以延缓其聚合才能贮存。
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苯乙烯工艺2.1苯乙烯装置工艺技术路线苯乙烯装置可分为乙苯,苯乙烯两个主要部分,其中乙苯部分的工艺技术路线可选择的技术分为:高浓度液相法、低浓度液相法、气相法、催化蒸馏法。
苯乙烯部分的工艺技术路线可选择的技术分为:绝热脱氢法、氧化脱氢法、环氧丙烷制苯乙烯法。
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。
苯乙烯生产工艺和应用研究进展苯乙烯是一种重要的有机化工产品,广泛应用于橡胶、塑料、纺织、涂料等领域。
随着化工工业的发展,苯乙烯的生产工艺和应用研究也取得了长足的进展。
本文将对苯乙烯生产工艺和应用研究的进展进行简要的介绍。
苯乙烯的生产工艺主要有煤炭干馏法、溶剂萘法和石油烃催化法。
最常用的生产工艺是石油烃催化法,该工艺以丁二烯和苯为原料,通过催化剂的作用,在合适的温度和压力下进行反应,生成苯乙烯。
这种工艺具有原料来源广泛、生产工艺简单、生产能力大等优势,被广泛应用于工业生产中。
在苯乙烯的应用研究方面,目前主要集中在改性塑料、高性能橡胶和聚苯乙烯等领域。
改性塑料是指通过在塑料中添加苯乙烯等化合物,改变其性能,提高其耐热性、耐候性和机械性能等。
高性能橡胶主要指通过在橡胶中添加苯乙烯等化合物,提高其强度、抗拉性能和耐磨性等。
聚苯乙烯是将苯乙烯聚合而成的聚合物,具有优良的电绝缘性能、耐候性和耐化学性能,广泛应用于建筑、家电、交通等领域。
近年来,苯乙烯的生产工艺和应用研究也取得了一些新的进展。
一方面,通过改进催化剂的选择和工艺参数的调控,提高了苯乙烯的生产效率和产品质量,降低了工艺的能耗和环境污染。
针对苯乙烯的应用研究,研发出了一系列新型的功能性和高性能的苯乙烯共聚物,如苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯共聚物等,这些材料具有优良的物理性能和工艺性能,可以满足不同领域的应用需求。
苯乙烯的生产工艺和应用研究在化工工业中具有重要的地位和意义。
随着科技的不断进步和工艺的不断改进,相信苯乙烯的生产工艺和应用研究会取得更大的突破和进展,为化工工业的发展做出更大的贡献。
苯乙烯生产工艺和应用研究进展
苯乙烯是一种重要的有机化工原料,被广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料等行
业中,其生产工艺和应用研究一直受到关注。
近年来,随着环保意识的增强和能源成本的
上升,苯乙烯生产工艺和应用研究向着更加环保、高效的方向发展。
苯乙烯的生产工艺主要有两种:乙烯法和苯法。
乙烯法是指将乙烯与苯通过催化剂反
应制得苯乙烯的工艺,该工艺具有能耗低、反应速度快、产品纯度高等优点。
苯法是指将
苯与乙烯通过氧化、脱氢等反应制得苯乙烯,该工艺具有原料丰富、对环境影响小等优点。
目前,乙烯法是苯乙烯的主要生产工艺,但苯法仍在部分地区应用广泛。
苯乙烯的应用范围广泛,其中最主要的应用是生产聚苯乙烯(PS)塑料,该塑料表面
光滑,具有高强度、抗冲击性好等特点,被广泛应用于包装材料、电器、汽车零件等领域。
此外,苯乙烯还可用于生产ABS塑料、SBS橡胶、丁苯橡胶等合成材料,以及合成纤维、
涂料等化工产品。
近年来,苯乙烯的生产和应用研究已经向着更加环保、高效的方向发展。
一方面,工
艺技术不断创新,如新型催化剂的研究和开发、反应器的结构和设计的改善等,可以减少
废水、废气和固体废弃物的排放,达到节能减排的效果。
另一方面,苯乙烯的应用也在不
断拓展,如利用苯乙烯生产高附加值的化工产品、开发苯乙烯环保型塑料等,可以提高资
源利用率,减少环境污染。
苯乙烯生产工艺和应用研究进展苯乙烯是一种重要的有机化工产品,广泛应用于塑料、橡胶、树脂等领域。
随着化工行业的发展,苯乙烯的生产工艺和应用研究也在不断取得进展。
本文将就苯乙烯的生产工艺和应用研究进行探讨,希望能为相关领域的研究和应用提供参考。
一、苯乙烯的生产工艺苯乙烯是一种重要的石化产品,主要用途包括制备聚苯乙烯、橡胶等。
苯乙烯的生产工艺通常包括苯乙烯的裂解和苯乙烯的合成两个过程。
1. 苯乙烯的裂解苯乙烯是通过裂解乙烷苯得到的,裂解乙烷苯主要是利用热量将乙烷苯进行加热,使其分子发生断裂,生成苯和乙烯两种产品。
目前,乙烷苯的裂解工艺已经相对成熟,主要包括催化裂解和裂解炉裂解两种方式。
催化裂解是指将乙烷苯在催化剂的作用下进行裂解,裂解炉裂解是指将乙烷苯在高温下进行裂解。
苯乙烯的合成通常是通过苯与乙烯在催化剂的作用下进行加成反应得到的。
目前市面上广泛使用的催化剂包括铝酸盐类催化剂和贵金属催化剂。
铝酸盐类催化剂催化剂具有成本低、催化活性高等优点,而贵金属催化剂则具有选择性好、反应活性高等优点。
苯乙烯的合成工艺主要包括气相反应和液相反应两种方式,目前气相反应工艺较为成熟,可以广泛应用于工业生产中。
二、苯乙烯的应用研究进展聚苯乙烯是苯乙烯的重要衍生物,具有质轻、强度高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于包装、建筑材料、电子产品等领域。
目前,固相法合成聚苯乙烯的研究取得了一定进展,该方法具有成本低、工艺简单、废水少等优点,有望成为未来聚苯乙烯生产的主流方法。
苯乙烯橡胶是一种重要的橡胶制品,具有耐磨损、耐低温等优点,被广泛应用于轮胎、密封件、橡胶管等领域。
近年来,苯乙烯橡胶的研究重点主要集中在新型合成方法和功能性材料的研发上,以满足不同领域对橡胶制品的需求。
苯乙烯树脂是一种重要的树脂材料,具有优良的透明性、耐候性等特点,被广泛应用于包装、建筑材料、汽车零部件等领域。
目前,苯乙烯树脂的应用研究主要集中在改性技术和环保材料的开发上,以提高树脂的性能和降低对环境的影响。
苯乙烯工艺技术及催化剂发展1 苯乙烯简介化工产品的重要基础原料苯乙烯,主要是用于生产聚苯乙烯树脂、ABS树脂、合成橡胶,也是用于生产离子交换树脂及医药品。
苯乙烯系列树脂的产量在世界合成树脂中排在PE、PVC之后,居第三位。
聚苯乙烯(苯乙烯的均聚物)是通用热塑性合成树脂,广泛用于三大领域:注塑制品、挤出制品和泡沫制品。
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系列,在仪器仪表、家电、玩具、电子电器、建材工业、汽车制造等领域得到广泛应用。
中国将会成为世界ABS最大的产地和消费市场。
丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯共聚,是最大的通用合成橡胶品种,最早实现工业化生产的橡胶。
丁苯胶的年耗用量占合成橡胶的首位。
苯乙烯是化学工业中最重要的单体之一,它可以生产丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(SAN)、不饱和树脂(UPR)、丁苯橡胶(SBR)、丁苯胶乳(SBL)、热塑性丁苯橡胶(SBS)等产品。
2 苯乙烯发展趋势2.1 国外苯乙烯主要生产企业产能、发展趋势和预测全球苯乙烯装置平均开工率高达90%,尤其是中东及亚太地区开工率更高,超过或接近100%。
全球产量平均增长率达4.6%,略高于生产能力的增长。
从地区供需状况看,亚太地区仍是最主要的净进口地区,中南美洲及非洲也是苯乙烯的净进口地区,但数量较少。
中东及北美地区仍是最主要的净出口地区,西欧也略有出口,但出口量不大。
将随着亚太及中东地区苯乙烯新建装置的不断投产,拉动全球苯乙烯装置产能增速达5.4%,产量增速为4%,需求增长为3.9%。
2011年全球苯乙烯生产能力达3709万吨,产量及需求量均为3147万吨,而装置平均开工率将降至84.8%。
据悉,2007~2011年世界主要苯乙烯新增产能主要在中东及亚太地区,而北美及西欧地区因PS产品市场正受替代品的挤压而需求下降,增速减缓,尤其近年随着国际原油价飙升,所以使北美、西欧等地SM生产企业利润急剧下滑,促使其加快合并重组步伐,如北美6大PS生产商很快变为4家等。
纵观全球苯乙烯的供需来看,日后其增速将明显低于前5年,预计2011~2016年,能力增速会降至1.3%,而产量及需求的增速亦不会超过2%,至2016年,预计全球苯乙烯的生产能力将达3959万吨/年,产量及需求量均为3476万吨,装置平均开工率升至87.8%。
2.2 国内苯乙烯当前生产及市场需求趋势中国苯乙烯市场作为亚洲苯乙烯第一需求国,下游需求保持平稳增涨的同时,中国苯乙烯市场供应缺口近年来依然存在。
但随着近年来国内装置投产及稳定开工,苯乙烯进口货物依赖度明显下降。
据统计,2004年中国苯乙烯表观需求量在384.11万吨,进口量为288.90万吨,而国内苯乙烯产量仅为96.07万吨,自给率为25%。
而2005年至2011年,国产苯乙烯的产能有效提升,至2011年底中国苯乙烯表观需求量达795.98万吨,进口量为360.77万吨,国内苯乙烯供应突破达442.32万吨,自给率过半至55.89%。
据了解,未来国内供应仍将持续稳固提升,除中石化、中石油体系下大规模苯乙烯生产装置,亦不乏部分中小型装置加入生产者行列。
我国苯乙烯生产近年来得到了快速发展。
由于国际上跨国石油公司东移投资和国内市场强力拉动需求,使我国苯乙烯的发展步入了一个新阶段。
在原料成本高企,下游需求低迷的双重打击下,国内苯乙烯利润受到严重挤压。
山东菏泽玉皇化工有限公司20万t/a苯乙烯装置为国内唯一一套以乙醇为原料的装置。
该装置2009年底投产时,华东乙醇价格在5000多元/吨,用乙醇为原料有利可图。
2011年,华东地区乙醇价格维持在7000元/吨左右,因此公司已被迫将原料从乙醇改为乙烯,以降低损失。
除了山东玉皇,2011年中海壳牌、上海赛科、镇海炼化等国内多套苯乙烯装置计划内或计划外停车检修,大庆中蓝、华北石化装置常年停车,全年行业总体开工率不高。
2011年新投产装置均集中在下半年。
常州新日化学25万t/a苯乙烯装置和茂名石化3万t/a苯乙烯装置分别在7月底部投产。
值得一提的是,茂名石化装置是目前世界上第三套工业化的裂解汽油苯乙烯抽提装置,采用中石化石科院开发的拥有自主知识产权的工艺技术。
青岛炼化8万t/a苯乙烯装置于8月底投产,延长石油集团12万t/a苯乙烯装置11月初建成投产。
这两套装置是炼油项目的配套装置。
2012年苯乙烯新建项目不多。
其中,巴陵石化公司12万t/a苯乙烯装置原计划在2011年投产,现已推迟到2012年。
新浦化学(泰兴)有限公司32万t/a 苯乙烯装置计划在2012年二季度投产。
吉林石化32万t/a苯乙烯装置定于2012年9月投产。
另一方面,2012年苯乙烯下游将有多套装置建成投产。
天津仁泰40万t/a 聚苯乙烯项目一期14万t/a已在1月份开始试车。
EPS方面,无锡兴达集团计划在新建和黑龙江各投产一套12万t/aEPS装置;兴达子公司大庆锡达石油化工有限公司12万t/aEPS装置预计将在2012年7月建成投产;台湾见龙集团计划在2012年把浙江宁波18万t/aEPS装置产能扩大至38万t/a;见龙在辽宁盘锦的15万t/aEPS装置也将在2012年开始运行。
总的来看,2012年苯乙烯下游产能增速将超过苯乙烯,这将对苯乙烯价格形成有力支撑。
从成本考量,近期原油、纯苯价格维持高位,这也将对苯乙烯市场提供较强支撑。
不过,苯乙烯市场仍存在一些不确定性。
欧债危机不见好转,美国经济步履艰难,苯乙烯终端市场需求维持疲软。
另一方面,关于宏观经济政策放松的传闻不绝于耳,但具体实施情况也有待观察。
未来中国苯乙烯市场的大中小型生产企业建成与投产,大幅提高了国内苯乙烯自主供应的能力,同时也将对亚洲整体苯乙烯市场供需格局产生深远影响。
届时,国内大型装置“规模化”、“整体化”、“配套化”等明显特征与部分中小装置所具备的成本较低,地理位置优势等将呈现博弈,部分民营及三资等中小装置的后续投产、稳定发展将值得关注。
3 苯乙烯生产方法苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法,以乙苯为原料,采用多床绝热或管式等温反应器,在催化剂作用下,在蒸汽存在下脱氢而成苯乙烯;环氧丙烷-苯乙烯(PO/SM)联产法;热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等。
目前国内外生产苯乙烯的方法主要采用乙苯脱氢法,该方法的生产能力占世界苯乙烯生产能力的90%以上。
乙苯脱氢工艺包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺。
3.1 乙苯催化脱氢工艺工业上传统的生产苯乙烯的工艺就是乙苯催化脱氢工艺,它由美国Dow化学公司首次开发成功。
典型的乙苯催化脱氢生产工艺主要有Fina/Badger工艺、Lummus/UOP工艺以及BASF工艺等。
(1) Fina/Badger工艺Fina/Badger工艺采用绝热反应器、脱氢催化剂,由高温蒸汽供给乙苯脱氢反应吸收的热量,高温蒸汽还可以降低进料中乙苯的分压,从而抑制结焦。
经过预热后的乙苯,与过热到800~890℃的蒸汽混合后通过铬镍材质反应器内的脱氢催化剂,在580~650℃,50kPaA工况下进行反应,蒸汽/乙苯质量比为1.0-1.2,反应产物经过冷凝器冷凝为液体后通过减压精馏生产出合格的苯乙烯。
(2) Lummus/UOP工艺反应在高温、负压下进行,新鲜乙苯和循环乙苯混合由蒸发蒸汽预热后与过热稀释蒸汽混合,在多段反应器中脱氢,经分馏后得到高纯度苯乙烯。
目前世界上有多套苯乙烯装置采用该工艺进行生产,总生产能力超过6700kta。
采用该工艺生产苯乙烯的装置主要设备有蒸汽过热炉、绝热型反应器、热回收器、气体压缩机和乙苯/苯乙烯分离塔等。
将蒸汽过热至800℃,与乙苯一起进入绝热反应器。
反应温度550~650℃,负压下操作,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。
(3) BASF工艺与绝热反应相比最大的不同点是用烟道气直接加热的方式提供反应热。
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℃,用来预热进料气体,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。
出口物料气体经急冷、换热,再经空气冷却,分离脱氢尾气(H2、CH4、CO2等)、水和油,上层脱氢液送精馏工序制得苯乙烯。
BASF工艺目前使用不多。
3.2 乙苯氧化脱氢法乙苯氧化脱氢技术是用较低温度下氧气与氢气的放热反应代替高温下乙苯脱氢的吸热反应,从而大大降低了装置的能耗,提高了装置效率。
典型的生产工艺有以下两种:乙苯脱氢选择性氧化技术(Styro-Plus工艺)和苯乙烯单体先进反应器技术(Smart工艺)。
(1) Styro-Plus技术美国UOP公司20世纪80年代开发的Styro-Plus技术,其选择性不亚于传统脱氢法,蒸汽消耗比传统脱氢工艺低34%,节能优势相当明显,是很有发展前途的工艺。
其工艺是采用分段氧化供热的方式,乙苯脱氢反应产生的氢气与引入反应系统的氧气反应,放出足够热量,用于加热乙苯脱氢后冷却下来的反应物料,大大降低过热蒸汽的使用量,同时在反应平衡物系中,由于氢的消耗,使平衡向生成苯乙烯的方向移动,从而大大提高了乙苯转化率,降低了能耗,经济效益明显提高。
氢气选择性氧化需采用特殊氧化催化剂,该催化剂需具备以下条件:①优越的稳定性:由于反应条件苛刻(在600~650℃的高温和水蒸气存在下),载体的孔结构长时间内保持不变;②显著的活性:使氧气在氧化段中尽量实现完全转化,因为过量的氧存在对下游脱氢催化剂产生毒化作用;③良好的选择性:可防止大量乙苯、苯乙烯与氢气同时被氧化。
UOP公司采用 Styro-Plus技术,在日本三菱油化公司鹿岛事务所建成1套5000t/a苯乙烯试验装置,且运行多年。
(2) Smart工艺Smart工艺是UOP公司20世纪90年代初期与Lummus、Monsanto两家公司在自有Styro-Plus工艺基础上共同开发成功的Lummus/UOP乙苯绝热脱氢技术的集成工艺。
该工艺是在乙苯催化脱氢工艺的基础上,向脱氢物料产物中注入适量氧气,将氢气在良好选择性氧化催化剂作用下转化为水,从而降低了反应物中的氢分压,打破了乙苯脱氢反应中的平衡,使反应向生成苯乙烯方向移动。
“Smart”工艺流程与Lummus/UOP苯乙烯工艺流程基本相同,但反应器结构大有不同,主要是在乙苯脱氢反应器中增加了氢氧化反应过程。
该工艺采用三段式反应器。
一段脱氢反应器中乙苯和水蒸气在脱氢催化剂中进行脱氢反应,在出口物流中加入定量的氧气与水蒸气进入二段反应器,二段反应器中装有高选择性氧化催化剂和脱氢催化剂,氧和氢反应产生的热量使反应物流升温,氧全部消耗,烃无损失,二段反应器出口物流进入三段反应器,完成脱氢反应。