甲苯与甲醇侧链烷基化生产苯乙烯技术分析

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1、2010年10月2010年湖南科技论坛——低碳绿色化工技术论文集275甲苯与甲醇侧链烷基化生产苯乙烯技术分析陈晓波（中石化长岭分公司信息技术管理中心，岳阳414012）　 苯乙烯是重要的基本有机原料，主要用于制造聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶弹性体(SBR)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)、不饱和聚酯树脂、离子交换树脂、合成树脂涂料及绝缘体等材料。作为第一大用户，聚苯乙烯约占苯乙烯消费总量的66%，ABS树脂和SAN树脂约占消费总量的11%，SBR约占消费总量的

2、7%，丁苯胶乳约占消费总量的6%，不饱和聚酯树脂约占消费总量的5%，其他约占消费总量的5%此外，苯乙烯还可用于制药、燃料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。1传统苯乙烯生产技术介绍1.1国外苯乙烯加工技术1930年，美国Dow化学公司首创由乙苯热脱氢法制苯乙烯的工艺，但当时因涉及的精馏技术未解决而未能实现工业化生产。1937年，在突破项目涉及的精馏技术之后，Dow化学和BASF公司均实现了乙苯脱氢制苯乙烯的工业化生产。1973年，Halcon国际公司与美国ARCO公司的合资公司-Oxi-rane公司开发了乙苯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷的工艺。目前世界苯乙烯工业生产中，采用乙苯脱氢法

3、的约占90%．成为当今苯乙烯制取的主流工艺。进入80年代后，UOP公司开发Styro-plus工艺，即乙苯脱氢-氢选择氧化工艺。此后Lummus、Monsanto和UOP三家公司推出了Smart工艺。1.2国内苯乙烯加工技术我国苯乙烯工业从六十年代开始建厂，工艺上采用自己开发的乙苯催化脱氢法技术。1985年起我国陆续引进了Monanto/Lummnus法、Fina/Badger法UOP/Lummnus法等苯乙烯制造技术。1.3苯乙烯生产技术进展现在苯乙烯的工业生产，其主要工艺为乙苯脱氢法和环氧丙烷/苯乙烯联产法（间接氧化法），前者约占苯乙烯生产能力的90%左右，后者其生产能力约占苯

4、乙烯生产能力的10%左右。乙苯脱氢法制苯乙烯的关键技术为：1）反应器型式与结构；2）催化剂；3）苯乙烯产晶的回收与精制。主要生产装置为乙苯脱氢反应器，世界各研发机构及生产厂家针对乙苯脱氢反应器进行了很多研究工作，从而提高了苯乙烯收率，降低了生产成本。乙苯间接氧化法是以乙苯有机过氧化物作为氧化剂氧化丙烯生产环氧丙烷，副产2倍多的苯乙烯。其单位投资很高、工艺复杂且流程长。2　乙苯脱氢生产苯乙烯技术2.1国外新技术⑴ABBLummusGlobal公司的CSP-SM反应器美国ABBLummusGlobal公司开发出一种可提高乙苯转化率的新型连续搅拌槽式反应器(简称CSP-SM)。该反应器将

5、多个催化剂床层和多个再热器集装填充在一个容器设备中，构成一个结构独特的乙苯脱氢反应系统，从而大幅度提高了反应器的生产能力，降低了床层压降，减少了整体消耗，乙苯转化率由传统反应器的65%提高到72%-78%。2010年10月2010年湖南科技论坛——低碳绿色化工技术论文集275⑵Lurgi公司的一步等温脱氢 Lurgi公司研究开发出一步等温脱氢工艺，该工艺极大地提高了苯乙烯的生产效率。与常规绝热脱氢工艺相比，Lurgi一步法等温脱氢工艺可节省蒸汽54%，催化剂50%，综合成本下降约40美元／t。⑶美国WGI公司的无焰分散燃烧(FDC)美国WGI公司开发了苯乙烯改进工艺，采用Shell

6、公司的无焰分散燃烧(FDC)蒸汽加热方式取代了传统的再加热方式，即在燃烧区注入微过量的燃料，以分散的方式逐步释放热量，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装置投资费用下降5%-10%，每t产品生产成本降低15美元。若用该工艺对现有装置进行改进，则可节省更多的费用。 2.2我国乙苯脱氢生产苯乙烯技术我国近几年来对乙苯脱氢制苯乙烯技术组织了开发。由上海工程公司、齐鲁石化公司和华东理工大学等3家单位共同完成的中国石化集团重大装备国产化项目已取得成功。乙苯负压脱

7、氢制苯乙烯项目开发了两段中间再热的轴向二维流动反应器，该技术已成功应用于兰州石化6万t/a苯乙烯、抚顺石化6万t/a苯乙烯、大连石化10万t/a苯乙烯等装置上，节约大量资金，而各项技术指标均达到国际先进水平。目前使用该技术的苯乙烯装置约占全国苯乙烯总装置数量的1/3，打破了国外技术的垄断地位。这种苯乙烯生产工艺技术已先后开发了生产规模达20-60万t/a苯乙烯成套技术工艺包。已形成了一些具有自主知识产权的专利技术。主要包括：(1)脱氢反应器采用国内开发的轴向反应器。(