年产10万吨苯乙烯工艺设计
为了减少在催化剂上的结炭,需要在反应器进料中加入高温水蒸气,从而发生下述反应:
C H2O CO2 2H2
脱氢反应式1mol乙苯生成2mol产品(苯乙烯和氢气),因此加入蒸气也可使苯乙烯在系统中的分压降低,有利于提高乙苯的转化率。催化剂以三氧化二铁为主,加上氧化铬、氧化铜、氧化钾等助催化剂涂于氧化铁或碳酸钾等载体上,投料比为水蒸气:乙苯=2~3:1(质量比),反应所得的气体混合物经冷凝、油水分离、多塔分离和精制,制得苯乙烯。
3.生产工艺
(1)脱氢过程
在脱氢反应器中,苯乙烯的产率与水蒸气用量和反应温度有关。水蒸气用量太少或反应温度太低,反应不完全,产率低;水蒸气用量过多或反应温度过高,催化剂结炭而降低产率。将原料中的水蒸气(按比例过量)有助于反应向右移,也要严格控制反应温度。 (2)冷凝过程
在冷凝器中,将脱氢反应的产物冷凝,降低其温度。 (3)油水分离过程
冷凝后,因反应中的水蒸气变为水,通过气体压缩机和油水分离器,将有机相和水分离。 (4)多塔分离过程
油水分离的有机相进入粗馏塔,并加入阻聚剂防止苯乙烯聚合,还要进入
乙苯塔、苯乙烯精馏塔、苯∕甲苯塔,将依次它们分离出来,把分离出来的乙苯送回脱氢反应器,使其循环。 (5)催化剂的选取
1)催化剂以三氧化二铁为主,加上氧化铬、氧化铜、氧化钾等助催化剂涂于氧化铁或碳酸钾等载体上,使反应更好的发生,有利于苯乙烯的生成。 2)阻聚剂
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