催化蒸馏与催化吸收干气制乙苯工艺研究

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1、北京服装学院硕士学位论文催化蒸馏与催化吸收干气制乙苯工艺研究姓名：彭波申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张吉瑞;刘军霞2001.12.28摘要摘要本文研究了在FX一02催化剂上，催化蒸馏和催化吸收模拟干气制备乙苯的过程。首先，分别对催化蒸馏过程和催化吸收过程进行了小试研究。考察了三种装填方式对催化蒸馏过程的影响，重点考察了在催化剂与金属e环填料均匀混合装填条件下，各因素对过程的影响，从而得到适宜的工艺条件口【催化剂装填分率20～25％、乙烯重量空速<0．3h～、苯烯摩尔比>6、操作压力>1．9、温度150～160℃。在此条件下，乙烯转化率大于95％，乙苯选择性

2、大于95％。同时，考察了在混装条件下．各因素对催化吸收过程的影响，实验得到适宜的工艺条件：催化剂装填分率25％、乙烯重量空速O．2h"1、液体喷淋量4～6m3／(m2垤)、操作压力>1．5MPa、温度140～150。C。在此条件下，乙烯转化率大于95％，乙苯选择性大于92％。然后，采用平衡级模型对催化蒸馏过程进行了模拟研究。通过模拟计算．考察了各因素对催化蒸馏过程的影响。【在催化剂为混装条件下，当苯从反应段上段进料，干气从提馏段上部进料时，模拟得到的结果与小试结果一致。同时，对催化吸收也进行了模拟研究。催化吸收过程中催化剂也采用混装方式，模拟得到的结果也与催化吸收小试

3、的结果一致。丫。最后，还对催化吸收过程进行了稳定性研究，结果表明，催化吸收是一种能耗少、稳定性好的新型干气制乙苯工艺。关键词：催化蒸馏、催化吸收、干气、乙苯、沸石催化剂、模拟AbstractSecondly,catalyticdistillationprocesswassimulatedbyequilibriumstagemodel．Theinfluencesoftechnologicalparameterswereinvestigated．Whenpackingmixtureofrandommetalpackingandcatalystparticleswasuse

4、dandthepositionofbenzenefeedingisonthetopofreactionsectionandthepositionofdry—gasfeedingisonthetopofstrippingsection，theresultsofsimulationaccordedwiththeresultsofexpedment．Meanwhile，catalyticabsorptionWassimulatedtoo．Whenpackingmixtureofrandommetalpackingandcatalystparticles，theresults

5、ofsimulationaccordedwiththeresultsofexperiment．Finally,stabilitytestofcatalyticabsorptionWasstudied．Theexperimentshowedthatcatalyticabsorptionisanewprocessofethylbenzenesynthesiswithlessenergyconsumptionandgoodstability．Keywords：catalyticdistillation；catalyticabsorption；dry-gas；ethylben

6、zene；zeolReeatatyst；simulationIII北京服装学院硕士研究生论文0前言乙苯是一种重要的有机化工原料，经脱氢处理后，可制得苯乙烯单体。苯乙烯单体广泛用于制取聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、离子交换树脂、不饱和聚酯等合成材料，是石油化工的主要产品之一。在全世界，仅聚苯乙烯每年就需要消耗上千万吨。在中国，1998年共消耗了约1．83Mr聚苯乙烯，国内仅年产了460kt，其余均靠进口。到目前为止．工业上乙苯主要由苯和乙烯的烷基化反应制得。因此，乙烯原料在乙烯工业发展中具有重要意义。在我国，炼厂催化裂化干气中的乙烯含量

7、普遍较高(一般在12％以上)，是很宝贵的化工原料，但目前由于技术的不成熟，很多炼厂干气都用作燃料烧掉．既浪费了资源，又污染了环境。如果将其与苯烷基化制取乙苯．不仅合理利用了资源，而且可以提高炼厂经济效益，具有重大意义。世界上制取乙苯的方法很多，各有其优缺点。其生产工艺有传统的A1C1，液相法、Alkar气相法、均相AICl，液相法、ZSM．5分子筛气相法、Y．分子筛液相法、0．沸石和合成分子筛气液相法。前三种工艺由于介质的腐蚀性太强．严重污染环境，已经被逐步淘汰，不再有新装置投产。20世纪后期，随着分子筛研究的深入，各种由分子筛制备乙苯的工艺蓬勃发展