苯烷基化生产乙苯解析(20201115083003)
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催化干气法生产乙苯的反应机理及影响因素苯乙烯是一种重要的化工产品,苯乙烯的生产由干气制乙苯和乙苯脱氢制苯乙烯两部分组成,除生产的产品苯乙烯外,还副产富丙烯干气、丙苯馏分、多乙苯残油、烃化尾气、甲苯、苯乙烯焦油等。
其中,乙苯作为乙苯单元的产品,同时也为苯乙烯单元提供反应原料。
催化裂化干气与苯烃化制乙苯技术是利用催化裂化干气中乙烯这一宝贵资源的一种工艺先进、经济可靠的技术。
干气制乙苯一烃化/反烃化反应机理1生成乙苯: C2H4+C6H6= C6H5C2H5在沸石催化剂上存在Lewis酸中心,可以吸附干气中的乙烯分子,生成正碳离子L-CH2CH2+,再与苯进行加成反应生成乙苯。
这一反应是可逆反应,但是在反应条件下,正向反应(烃化)比逆反应(反烃化)更有利。
烃化反应是放热反应。
反应热△H=-106.2KJ/ mol。
2 生成多乙苯:如:C6H5C2H5+C2H4=C6H4(C2H5)2乙苯可以进一步烷基化生成二乙苯、三乙苯等。
(有邻、间、对三种异构体)3 多乙苯反烃化:C6H4(C2H5)2+C6H6=2C6H5C2H5在反烃化反应器中,在沸石催化剂上同样存在Lewis酸中心,吸附多乙苯分子生成正碳离子,发生烷基转移反应生成乙苯,并达到稳态浓度。
4 生成丙苯和丁苯:C2H6+C6H6=C6H5C3H7C4H8+C6H6=C6H5C4H9干气中除含10~30(V)%的乙烯外,还含有少量的丙烯和丁烯,在烃化催化剂上,同样发生烷基化反应,生成同相应组分呈平衡的丙苯(异丙苯和正丙苯)和丁苯(4个异构体:正丁苯、异丁苯仲丁苯和叔丁基苯);丙苯和丁苯之类较高级的烷基苯不像乙苯那样稳定,在反烃化反应器中,在Lewis酸中心作用下,它们较易脱烷基,也能较容易发生相互转变,而且在低空速时,较易经过烯烃聚合和裂解转变为乙苯。
C6H5C3H7+C6H6→C6H5C2H5+C6H5CH3+C3H6C6H5C4H9+C6H6→C6H5C2H5+C6H5C3H7+C6H5CH3+C4H85 生成甲苯:甲苯可以由非芳烃、乙苯和二甲苯生成的,且主要是由丙苯和丁苯之类较高级烷基苯生成的。
济南大学化工设计题目:年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计学生姓名:王宗浩张军同组人:王子铖王维肖蕾杨文革姚甜慧岳晓菲张广文赵连雨指导教师:陈中合学院:化学化工学院班级:化工1201提交日期:2014.12.16小组具体分工王宗浩、王维、杨文革:设备计算及一览表、管道计算及一览表、管道布置图、尾气处理。
张军、姚甜慧:物料流程图、带控制点的物料流程图、车间布置图、生产操作制度。
赵连雨、岳晓菲:工艺设计计算书、工程预算及环境监测保护。
肖蕾、张广文、王子铖:相关技术概况、可行性报告、文献检索、选址、市场分析。
目录1.概述 (5)1.1乙苯的简介 (5)乙苯的主要性质 (5)乙苯的主要用途 (6)1.2 AlCl3液相法制乙苯 (6)1.3 生产技术现状与开发动向 (7)1.3.1 生产技术现状 (7)1.3. 2 技术开发动向 (9)1.3.3 国内技术开发现状 (10)1.3.4 结语 (11)2 可行性报告 (11)2.1市场供需状况 (11)2.2建厂条件 (15)2.2.1 地理环境 (15)2.2.2 自然资源 (16)2.2.3 气候 (16)2.2.4 交通条件 (16)2.2.5 配套设施 (16)2.3 结语 (17)3 乙苯的工艺设计 (18)3.1 工艺计算书 (18)3.1.1 计算条件及基准 (18)3.1.2. 物料衡算 (19)3.1.3 热量衡算 (25)3.2 设备计算 (30)3.2.1烷基化反应器烃化塔取设计裕量为5% (30)3.2.2苯蒸出塔 (31)3.2.3 乙苯精馏塔 (40)3.2.4 管道计算 (41)3.2.5设备设计成果一览表 (41)3.2.6 管道设计成果一览表 (42)3.3 化工设计图 (43)3.3.1 物料流程图 (43)3.3.2 带控制点的物料流程图 (44)3.3.3管道布置图 (45)3.3.4车间布置图 (45)4 生产操作制度 (46)4.1 获取和识别法律、法规及其他要求程序 (46)4.2安全投入保障制度 (47)4.3 安全生产目标责任制考核制度 (48)4.4 安全培训教育制度 (49)4.5 安全生产检查制度 (50)(一)任务与要求 (50)(二)形式与内容 (50)4.6 防火防爆安全管理制度 (51)(一)生产装置 (51)(二)动火、用火安全管理制度 (52)4.7 安全设施管理制度 (54)4.8 关键装置和重点部位(岗位)管理制度 (56)4.9 生产设施安全拆除和报废管理制度 (57)4.10 应急救援管理制度 (59)4.11 环境应急监测方案 (61)5 环境检测保护 (61)5.1 环境空气现状评价及影响评价表明: (61)5.2 地表水环境现状评价及影响分析表明: (62)5.3 地下水环境现状评价及影响分析表明: (63)5.4 噪声环境影响评价表明: (63)5.5 固体废物环境影响分析表明: (63)5.6 施工期环境影响分析表明: (63)5.7 环境风险影响评价表明: (63)5.8 生态环境影响分析表明: (64)5.9 污染防治措施及其经济技术论证表明: (64)5.10 清洁生产分析表明: (64)5.11 污染物总量控制分析表明: (64)5.12 环境经济损益分析表明: (64)5.13 环境管理及监测计划表明: (65)5.14 厂址选择及项目建设的合理性分析 (65)5.15 评价总结论 (65)6 尾气废物处理 (65)6.1 废气 (65)6.2 废水 (66)6.3 固体废物 (66)6.4 噪声 (67)7 化工设计预算 (67)7.1车间成本估算 (67)7.2设备预算 (68)7.3 地皮及水电估算 (68)7.4 收益估算 (69)7.5 投资与成本分析 (69)8 参考文献 (69)1.概述1.1乙苯的简介乙苯的主要性质乙苯是无色液体,具有芳香气味,可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚,几乎不溶于水,易燃易爆,对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性,在空气中最大允许浓度为100PPM。
济南大学化工设计题目:年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计学生姓名:王宗浩张军同组人:王子铖王维肖蕾杨文革姚甜慧岳晓菲张广文赵连雨指导教师:陈中合学院:化学化工学院班级:化工1201提交日期:2014.12.16小组具体分工王宗浩、王维、杨文革:设备计算及一览表、管道计算及一览表、管道布置图、尾气处理。
张军、姚甜慧:物料流程图、带控制点的物料流程图、车间布置图、生产操作制度。
赵连雨、岳晓菲:工艺设计计算书、工程预算及环境监测保护。
肖蕾、张广文、王子铖:相关技术概况、可行性报告、文献检索、选址、市场分析。
目录1.概述 (5)1.1乙苯的简介 (5)乙苯的主要性质 (5)乙苯的主要用途 (6)1.2 AlCl3液相法制乙苯 (6)1.3 生产技术现状与开发动向 (7)1.3.1 生产技术现状 (7)1.3. 2 技术开发动向 (9)1.3.3 国内技术开发现状 (10)1.3.4 结语 (11)2 可行性报告 (11)2.1市场供需状况 (11)2.2建厂条件 (15)2.2.1 地理环境 (15)2.2.2 自然资源 (16)2.2.3 气候 (16)2.2.4 交通条件 (16)2.2.5 配套设施 (16)2.3 结语 (17)3 乙苯的工艺设计 (18)3.1 工艺计算书 (18)3.1.1 计算条件及基准 (18)3.1.2. 物料衡算 (19)3.1.3 热量衡算 (25)3.2 设备计算 (30)3.2.1烷基化反应器烃化塔取设计裕量为5% (30)3.2.2苯蒸出塔 (31)3.2.3 乙苯精馏塔 (40)3.2.4 管道计算 (41)3.2.5设备设计成果一览表 (41)3.2.6 管道设计成果一览表 (42)3.3 化工设计图 (43)3.3.1 物料流程图 (43)3.3.2 带控制点的物料流程图 (44)3.3.3管道布置图 (45)3.3.4车间布置图 (45)4 生产操作制度 (46)4.1 获取和识别法律、法规及其他要求程序 (46)4.2安全投入保障制度 (47)4.3 安全生产目标责任制考核制度 (48)4.4 安全培训教育制度 (49)4.5 安全生产检查制度 (50)(一)任务与要求 (50)(二)形式与内容 (50)4.6 防火防爆安全管理制度 (51)(一)生产装置 (51)(二)动火、用火安全管理制度 (52)4.7 安全设施管理制度 (54)4.8 关键装置和重点部位(岗位)管理制度 (56)4.9 生产设施安全拆除和报废管理制度 (57)4.10 应急救援管理制度 (59)4.11 环境应急监测方案 (61)5 环境检测保护 (61)5.1 环境空气现状评价及影响评价表明: (61)5.2 地表水环境现状评价及影响分析表明: (62)5.3 地下水环境现状评价及影响分析表明: (63)5.4 噪声环境影响评价表明: (63)5.5 固体废物环境影响分析表明: (63)5.6 施工期环境影响分析表明: (63)5.7 环境风险影响评价表明: (63)5.8 生态环境影响分析表明: (64)5.9 污染防治措施及其经济技术论证表明: (64)5.10 清洁生产分析表明: (64)5.11 污染物总量控制分析表明: (64)5.12 环境经济损益分析表明: (64)5.13 环境管理及监测计划表明: (65)5.14 厂址选择及项目建设的合理性分析 (65)5.15 评价总结论 (65)6 尾气废物处理 (65)6.1 废气 (65)6.2 废水 (66)6.3 固体废物 (66)6.4 噪声 (67)7 化工设计预算 (67)7.1车间成本估算 (67)7.2设备预算 (68)7.3 地皮及水电估算 (68)7.4 收益估算 (69)7.5 投资与成本分析 (69)8 参考文献 (69)1.概述1.1乙苯的简介乙苯的主要性质乙苯是无色液体,具有芳香气味,可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚,几乎不溶于水,易燃易爆,对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性,在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯的特点及烷基化工业生产方法唐军凯发表时间:2018-05-16T10:34:56.633Z 来源:《基层建设》2018年第2期作者:唐军凯[导读] 摘要:乙苯是无色透明的液体,易燃。
中海石油宁波大榭石化有限公司浙江宁波 315812摘要:乙苯是无色透明的液体,易燃。
易被氧化,氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
乙苯是生产苯乙烯的原料,我国日前采用苯和乙烯的烷基化反应生产乙苯,近年来,我国对乙苯/苯乙烯需求量增长迅速,供求矛盾突出。
世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生产制得,其余是由芳烃生产过程的C8芳烃分离得到,苯和乙烯烷基化是在酸性催化剂存在下进行,其生产工艺多种多样。
本文对乙苯的特点及烷基化工业生产方法进行简单的探讨。
关键词:乙苯;特点;烷基化工业生产引言乙苯工业生产技术主要有六种,它们是:传统的三氯化铝液相法、Monsanto/Lummus法、UOP的Alkar气相法、Mobil,/Badger法和Lummus/Unoca,l法。
目前普遍使用的是Monsanto/Lummrs法和Prlobil/Badger法,最近开发成功的Lummus/Unocal法,因其无污染和无腐蚀的特点,正在乙苯生产技术市场上占有一席之地。
下面就乙苯主要生产技术进展作一介绍,对我国发展乙苯生产技术谈一些看法。
一、乙苯的特点乙苯是无色液体,具有芳香气味,可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚,几乎不容于水,易燃易爆,对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性,在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯侧链易被氧化,氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
在强氧化剂(如高锰酸钾)或催化剂下,用空气或氧气氧化,生成苯甲酸;若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化,则生成苯乙酮。
乙苯装置的工艺流程主要特点是通过控制烷基化反应条件,使催化反应系统由两相变为单相(均相),从而提高了乙苯收率,减少了三氯化铝催化剂用量,简化了流程,节省了生产费用;由于提高了烷基化反应温度(180℃),使反应热得到回收和利用;加强回收尾气中的部分氯化氢,既减少了污染,又提高了经济效益。
第1篇一、实验目的1. 了解乙苯的制备原理和工艺流程;2. 掌握乙苯的实验室制备方法;3. 熟悉实验操作技能,提高化学实验实践能力。
二、实验原理乙苯(C8H10)是一种重要的有机化工原料,广泛用于合成苯乙烯、苯酚、苯胺等。
乙苯的制备方法主要有两种:一是由苯与乙烯在催化剂作用下进行烷基化反应;二是将乙苯氧化生成苯甲酸,再还原生成乙苯。
本实验采用苯与乙烯在催化剂作用下进行烷基化反应制备乙苯。
反应方程式如下:C6H6 + C2H4 → C8H10三、实验材料与试剂1. 原料:苯、乙烯;2. 催化剂:钴钼催化剂;3. 仪器:反应釜、温度计、压力计、流量计、冷凝器、接收瓶等;4. 试剂:无水乙醇、浓硫酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 准备工作:将反应釜清洗干净,检查各连接部位是否密封良好,温度计、压力计、流量计等仪器调试正常。
2. 催化剂制备:将钴钼催化剂按照一定比例混合均匀,装入反应釜中。
3. 原料准备:将苯和乙烯分别通过流量计进入反应釜,控制进料速度。
4. 反应:将反应釜加热至一定温度,使反应进行。
在此过程中,需密切关注温度、压力、流量等参数,确保反应在适宜条件下进行。
5. 收集乙苯:反应结束后,关闭乙烯进料阀门,继续加热一段时间,使未反应的乙烯蒸发掉。
随后,将反应混合物导入接收瓶中,收集乙苯。
6. 乙苯纯化:将收集到的乙苯进行蒸馏,去除其中的杂质,得到纯净的乙苯。
五、实验数据记录与处理1. 记录反应温度、压力、流量等参数;2. 记录乙苯的收集量;3. 记录乙苯的纯度。
六、实验结果与分析1. 乙苯的收集量:根据实验数据,乙苯的收集量为XX克;2. 乙苯的纯度:根据实验数据,乙苯的纯度为XX%;3. 分析:通过对比实验数据,分析影响乙苯产率和纯度的因素,如温度、压力、催化剂等。
七、讨论与心得1. 实验过程中,温度、压力、流量等参数对乙苯的产率和纯度有较大影响。
通过调整这些参数,可以提高乙苯的产率和纯度;2. 催化剂对乙苯的制备具有重要作用,应选择合适的催化剂,以提高反应效率;3. 实验过程中,注意安全操作,避免发生意外事故。
苯烷基化制乙苯的动力学研究作者:蒋若愚程进来源:《科技资讯》 2013年第29期蒋若愚程进(常州工程职业技术学院江苏常州 213164)摘要:以苯烷基化制乙苯所得的动力学数据计算出相应的气液相反应级数并验证反应机理。
结果表明,在动力学控制的情况下,乙烯的消耗速率与乙烯的浓度呈0.86次方关系并与苯的浓度呈0.33次方关系;当反应达到动力学和扩散同时控制的情况下,乙烯的消耗速率与苯的浓度呈0.5~0.60次方关系。
验证了扩散控制时液体反应物浓度更加有利提高反应速率。
关键词:乙苯气液相反应参数测定反应速率方程拟合中图分类号:TQ241文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)10(b)-0000-00本论文利用鼓泡塔为反应器[1] [2],通过气液相反应生成乙基苯,本对其反应动力学方程进行研究。
乙苯合成反应机理苯与烯烃烷基化反应都是按照正碳离子机理进行[3] [4]。
酸性催化剂的活性中心使烯烃易形成正碳离子,从而与吸附的苯在催化剂活性表面进行化学反应,生成烷基苯。
苯和乙烯在酸性催化剂条件下发生烷基化反应生成乙苯,乙苯进一步与乙烯反应生成二乙苯、三乙苯等多乙苯,这些反应均为快速一级不可逆反应。
为了提高乙苯产品的收率,需要将分离出的二乙苯、三乙苯等与苯进行烷基转移反应再生成乙苯,这些反应是可逆的二级反应,受化学平衡限制。
因此,对于乙苯的合成需要研究两个反应,即苯与乙烯的烷基化反应和苯与多乙苯的烷基转移反应。
实验部分主要实验药品苯,( Benzene),C6H6,FW78.11,密度0.8786g/mL,mp278.65K(5.5℃),bp353.25K(80.1 ℃), 分析纯AR,宜兴市第二化学试剂厂乙苯,ethylbenzene,C8H10,FW106.16,密度0.87g/mL, mp-94.9℃,bp136.2℃, 分析纯AR,上海科丰化学试剂有限公司盐酸,(Hydrochloric acid),HCl,分子量36.46,含量36~38%,分析纯AR级,宜兴市第二化学试剂厂无水三氯化铝,(anhydrous aluminum chloride),AlCl3,分子量133.34,分析纯AR 级,上海美兴化工股份有限公司无水乙醇,(absolute ethyl alcohol),CH3CH2OH,分子量46.07,密度(20℃)0.791~0.793g/ml,俗称酒精,分析纯AR级,江苏强盛化工有限公司实验原料及催化剂制备乙烯的制备实验室中采用的是用乙醇脱水的方法制备乙烯三氯化铝络合物的制备(俗称红油)用AlCl3与苯和乙苯进行反应生成三氯化铝络合物再,进行常压蒸馏,出去其中的残余的苯。
工艺说明工艺特点技术路线为当今应用广泛、技术成熟可靠、经济合理且无腐蚀无污染的分子筛液相法苯烷基化制乙苯生产技术,所用的分子筛催化剂是AEB 型分子筛催化剂,其主要工艺特点是:1) 新一代的AEB 型烷基化催化剂(AEB-6)和烷基转移催化剂(AEB-1)活性高、乙苯选择性好,具有优良的稳定性,催化剂再生周期长(5年),预期寿命10年。
2) 反应条件缓和,反应压力约,烷基化反应温度190~240℃,烷基转移反应温度175~235℃;副反应少,产品纯度高,二甲苯含量低,乙苯选择性和收率高,工艺物耗低。
3) 使用多点注乙烯加部分反应物循环的工艺流程,可以采用较低的苯/乙烯比,使乙烯能完全溶解在反应物料中,维持液相反应条件,并控制床层温升在合理范围,确保装置平稳运行。
4) 由于反应条件缓和而且催化剂和反应物料均无腐蚀性,使主要设备可采用碳钢。
5) 催化剂采用器外再生,节省了器内再生设备和时间。
6) 采用合理的换热流程,充分回收利用低温能量,能耗低。
反应基理烷基化反应在一定温度、压力下,乙烯与苯在酸性催化剂上进行烷基化反应生成乙苯,化学方程式如下:56526242H C H C H C H C −→−+同时,生成的乙苯还可以进一步与乙烯反应生成少量二乙苯和更少量的三乙苯,而四乙苯以上的多乙苯很少,方程如下所示:46252565242)(H C H C H C H C H C −→−+363524625242)()(H C H C H C H C H C −→−+264523635242)()(H C H C H C H C H C −→−+H C H C H C H C H C 65522645242)()(−→−+6652655242)()(C H C H C H C H C −→−+理论上讲,从二乙苯一直到六乙苯都可以生成,但是由于苯环上乙基不断地增加,生成四乙苯、五乙苯、六乙苯的难度加大。
这一方面是因为苯环上乙基之间位阻增大,另一方面是因为多乙苯的分子结构越大越妨碍其在催化剂颗粒内的扩散,那么发生进一步反应的机会就越少。