第三组-乙苯脱氢反应器的选型.ppt

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1、乙苯脱氢反应器的选型第五组汇报人：刘孝送组员：崔孟丽黄玲燕张家进董辉樊溪乙笨脱氢反应的反应原理反应原理：以乙苯为原料，按1.3~1.8水比加入过热水蒸汽，在轴径向反应器内，于高温、负压条件下，通过催化剂床层进行乙苯脱氢反应，生成苯乙烯主产品；副反应生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、H2、CO和CO2。1．本反应的主副反应主反应：副反应：催化剂采用氧化铁系催化剂。其组成为：Fe2O3－CuO－K2O－Cr2O3－CeO2。这是一个强吸热，可逆增分子反应。乙笨脱氢反应的反应原理苯乙烯工业生产方法乙苯脱氢法；乙苯共氧化法（哈康法）；甲苯为

2、原料合成苯乙烯；乙烯和苯直接合成苯乙烯；乙苯氧化脱氢。乙苯脱氢法反应条件1、温度：乙苯脱氢反应是可逆吸热反应，温度升高有利于平衡转化率的提高，也有利于反应速率的提高。但温度升高同时苯乙烯的选择性下降，而低温时反应速率又下降，产率也不高。故存在最适宜温度。工业：6000C左右，视催化剂而定实验：540-6000C,铁系催化剂乙苯脱氢法2、压力：压力↑反应速率↑但对脱氢的平衡不利工业上常采用水蒸气来降低乙苯的分压，提高乙苯转化率，如果水蒸气对催化剂有影响，只能采取降压操作。实验室采用通水蒸气来降低反应产物分压，起降压作用，提高平衡转化

3、率，另外，水蒸气可以与沉积在催化剂上的碳发生反应：C+2H2O→CO2↑+2H2↑，使催化剂获得再生，延长了催化剂的寿命。乙苯脱氢法3、空速高空速可减少副反应，提高反应选择性，但转化率不高，原料气需循环利用，增加了能耗，因此需综合考虑，选择最佳空速一、原料乙苯二、产品苯乙烯相关副产品原料及产品性质三、催化剂氧化铁系催化剂乙苯乙苯是一个芳香族的有机化合物，主要用途是在石油化学工业作为生产苯乙烯的中间体，所制成的苯乙烯一般被用来制备常用的塑料制品——聚苯乙烯。尽管在原油里存在少量的乙苯，但大批量生产仍然是靠在酸催化下苯与乙烯反应。乙苯

4、经过催化脱氢，生成氢气和聚苯乙烯。乙苯也存在与某些颜料中。物理性质外观与性状：无色液体，有芳香气味。熔点(℃)：-94.9沸点(℃)：136.2相对密度(水=1)：0.87相对蒸气密度(空气=1)：3.66饱和蒸气压(kPa)：1.33(25.9℃)临界温度(℃)：343.1临界压力(MPa)：3.70苯乙烯中文名苯乙烯；乙烯基苯英文名phenylethylene；styrene分子式C8H8相对分子质量104.14CH=CH2结构式CAS号100-42-5危险性类别第3.3类高闪点易燃液体化学类别芳香烃苯乙烯化学性质在不受辐射的

5、催化剂的作用下，苯乙烯迅速生成一种广泛用于模压制品的塑料，聚苯乙烯，它还可以与丁二烯发生化学反应形成一种异分子聚合物，即合成橡胶，还有一些单分子体（如氯乙烯）可与苯乙烯发生共聚反应，生成化聚苯乙烯质量更好的塑料或树脂。其分子中烯键较活泼，易受亲电试剂及自由基的进攻，催化氢化得到乙苯，然后得到乙基环己烷；在醇与钠中得乙苯；铬酸氧化可得苯甲酸；硝酸氧化得硝基苯甲酸；气相氧化得苯甲酸；五氧化二钒催化，400℃得顺丁稀乙酐，过氧酸作用得苯基环氧乙烷；臭氧氧化得苯甲醛；氯化、溴化得α，β-二卤代乙苯；氢卤酸加成得α-卤代乙苯；硫酸存在下与甲

6、醇反应生成α-甲氧基乙苯。乙苯脱氢制苯乙烯脱氢催化剂氧化铁系催化剂组成Fe2O3—CuO—K2O—Cr2O5—CeO2活性组分：氧化铁助催化剂：钾、钒、钼、钨、铈等氧化物活性组分和助催化剂按适当比例组合可实现高乙苯转化率和高选择性，如Fe2O3：K2O：Cr2O3=87:10:3组成的催化剂，乙苯的转化率为60%，选择性为87%。乙苯脱氢工艺流程一、外加热列管式乙苯脱氢工艺由脱氢反应，尾气产物分离及最终产品苯乙烯的精制三部分组成脱氢反应：原料为乙苯和水蒸气，反应温度为580~600℃，乙苯转化率为40％~45％，选择性92％~95

7、％，副反应较少。尾气产物分离：产物中有粗苯乙烯、水、氢气、和二氧化碳，要将它们分离。苯乙烯的精制：将粗苯乙烯中的苯、甲苯、乙苯分离后就可以得到产品苯乙烯。绝热式反应器乙苯脱氢工艺流程图如下：进料：原料气一反应尾气换热，在经过预热进入反应器。预热的热量来自于过热水蒸汽，入口温度为610℃~660℃。脱氢反应：催化剂床层为三段，段间补充过热蒸汽，蒸汽与乙苯的摩尔比为14.产物分离：产物冷却后首先要气液分离，气相包括氢气，二氧化碳，一氧化碳，可用作燃料。液相经精馏塔分离出苯，甲苯，乙苯及焦油，最终得到产物苯乙烯。绝热式反应器乙苯脱氢工艺

8、乙苯脱氢工艺的改进一、脱氢反应器的改进：可利用圆筒形辐射流动反应器，双蒸汽两段绝热反应器、多段径向流反应器来提高乙苯的转化率和收率。二、脱氢工艺条件的改进1、降低反应的压力可以提高苯乙烯的转化率和选择性2、利用多段绝热反应器，填充不同的催化剂，发挥