氧化脫氫制苯乙烯的工藝說明概述目錄TOC\o"1-3"\h\u202231.1乙苯氧化脫氫制苯乙烯原理 1122491.1.1乙苯脫氫 1209561.1.2氧化反應(yīng) 394211.1.3熱反應(yīng) 4115161.1.4蒸汽重整反應(yīng) 4198681.2主要工藝參數(shù) 5193681.3主要工藝流程說明 5203361.1.1反應(yīng)器部分 5126081.1.2氣液分離區(qū) 5203561.1.3精餾區(qū) 6本工藝的流程圖如下圖：圖3-1乙苯氧化催化脫氫的工藝流程框圖1.1乙苯氧化脫氫制苯乙烯原理1.1.1乙苯脫氫苯乙烯工藝的脫氫原理：根據(jù)下列方程式，乙苯在過熱蒸汽分壓作用下流經(jīng)以氧化鐵為主的脫氫催化劑床層，形成苯乙烯，反應(yīng)方程式如下：這是一個(gè)吸熱的可逆反應(yīng)，反應(yīng)方向取決于反應(yīng)器的操作條件，通過控制苯乙烯和未反應(yīng)的乙苯之間的平衡，可以控制該反應(yīng)的最大深度。與乙苯脫氫反應(yīng)有關(guān)的主要副反應(yīng)是:主要副反應(yīng):催化劑的結(jié)焦和除焦：斷環(huán)：重整：重組分生成：1.1.2氧化反應(yīng)發(fā)生在脫氫床上的反應(yīng)具有很強(qiáng)的吸熱性，會導(dǎo)致催化劑床上的溫度下降很大。在進(jìn)入下一個(gè)脫氫床之前，反應(yīng)物必須重新加熱以獲得所需的反應(yīng)溫度。這種加熱通常由熱交換器或加熱爐來完成。苯乙烯單體先進(jìn)的再加熱技術(shù)（SMART）通過直接氧化反應(yīng)器的出料對反應(yīng)器的出料進(jìn)行再加熱，進(jìn)行下一步反應(yīng)。UOP公司獨(dú)特的鉑/鎳催化劑OC-5用于選擇反應(yīng)器排放中的氫和氧反應(yīng)，同時(shí)將碳?xì)浠衔锏难趸３衷谧畹拖薅?。氧氣純度?9%，進(jìn)樣速度得到嚴(yán)格控制。反應(yīng)在氧化催化劑床層中進(jìn)行。預(yù)期的反應(yīng)是：通過反應(yīng)除去氫氣對苯乙烯工藝的性能有益，原因如下:為下一個(gè)脫氫床提供熱量，使反應(yīng)物達(dá)到需要的反應(yīng)溫度。在反應(yīng)物物流中降低氫氣分壓對乙苯轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性有利。盡管氧化催化劑對燃燒氫氣有很高的選擇性，但是仍然有少量的烴類在氧化床中被消耗掉。副反應(yīng)如下:1.1.3熱反應(yīng)在沒有催化劑的情況下，乙苯在高溫下轉(zhuǎn)化為苯乙烯。苯乙烯實(shí)際上是這一過程中的最重要的商業(yè)產(chǎn)品。乙苯的轉(zhuǎn)化率（10%-15%）和苯乙烯的選擇性（50%-55%）都很低。在使用催化劑的過程中，高溫下也會發(fā)生熱反應(yīng)。熱的副反應(yīng)不受平衡的限制，脫烷基反應(yīng)產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)物:其它的副反應(yīng)產(chǎn)生少量的α-甲基苯乙烯和高沸物。1.1.4蒸汽重整反應(yīng)熱副反應(yīng)的副產(chǎn)物甲烷和乙烯參與了蒸汽重整反應(yīng)。蒸汽重整反應(yīng)中還包括碳和苯乙烯。第一步是轉(zhuǎn)化為一氧化碳（CO）和氫氣（H2）。在水-氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，CO和水轉(zhuǎn)化為二氧化碳（CO2）和氫氣，在反應(yīng)溫度下接近平衡。水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)是：一氧化碳是碳氧化物總量的10%。1.2主要工藝參數(shù)表3-2工藝操作參數(shù)一覽表項(xiàng)目單位設(shè)定值實(shí)際運(yùn)行值乙苯進(jìn)料量Kg/h48004762.24氧氣進(jìn)料量Kg/h4270042700第一反應(yīng)器壓力Bar1.11.1第一反應(yīng)器溫度℃620620SMART反應(yīng)器壓力KPa5050SMART反應(yīng)器溫度℃620620進(jìn)料換熱器溫度℃450445冷卻器溫度℃20201.3主要工藝流程說明1.1.1反應(yīng)器部分如圖2-1所示，來自貯罐的新鮮乙苯和蒸汽經(jīng)混合器混合后進(jìn)入進(jìn)料換熱器。乙苯進(jìn)料在進(jìn)料換熱器中被SMART反應(yīng)器的出料換熱。進(jìn)行換熱后的乙苯進(jìn)料經(jīng)過加熱器再加熱后進(jìn)入第一反應(yīng)器(脫氫反應(yīng)器)的徑向流出的催化劑床層，在第一反應(yīng)器中發(fā)生脫氫反應(yīng)，部分乙苯轉(zhuǎn)化成苯乙烯，少數(shù)乙苯轉(zhuǎn)化成苯和乙烯。隨著吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，溫度降低。經(jīng)過加熱器再次加熱后，第一反應(yīng)器的出料進(jìn)入SMART反應(yīng)器，在SMART反應(yīng)器中與氧氣進(jìn)料發(fā)生氧化反應(yīng)并使更多的乙苯轉(zhuǎn)化成苯乙烯。隨著吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，溫度再次降低本工段主要設(shè)備包括脫氫反應(yīng)器、智能反應(yīng)器、換熱器、加熱器等，SMART反應(yīng)器內(nèi)流體沿徑向流出。SMART反應(yīng)器有兩個(gè)同心的催化床，由JEONSON篩網(wǎng)隔開。第一催化劑床促進(jìn)反應(yīng)混合物中氫的選擇性氧化，同時(shí)將混合物的溫度提高到第二催化劑床中脫氫所需的入口溫度。在SMART反應(yīng)器中，多數(shù)的乙苯反應(yīng)轉(zhuǎn)化成了苯乙烯和副產(chǎn)物。反應(yīng)系統(tǒng)的出料進(jìn)入進(jìn)料換熱器與乙苯進(jìn)料進(jìn)行換熱。1.1.2氣液分離區(qū)經(jīng)過進(jìn)料換熱器降溫的反應(yīng)器出料進(jìn)入苯乙烯冷凝器進(jìn)一步降溫，氣相為廢氣出料，液相出料進(jìn)入粗苯乙烯沉降罐，有機(jī)相去精餾工段，水相通過泵進(jìn)入廢水罐。1.1.3精餾區(qū)來自脫氫工段的物料經(jīng)過泵和加熱