苯乙烯生產(chǎn)中年處理35萬(wàn)噸乙苯和多乙苯分離工段的工藝文獻(xiàn)綜述(共9頁(yè))

1、 文獻(xiàn)(wnxin)綜述摘 要 通過(guò)(tnggu)查閱大量的文獻(xiàn)，對(duì)苯乙烯的性質(zhì)、用途、市場(chǎng)情況、工藝原理、分離乙苯和多乙苯塔的類(lèi)型進(jìn)行了簡(jiǎn)介，重點(diǎn)論述了乙苯和多乙苯的分離。在苯乙烯生產(chǎn)中，通常是用苯和乙烯脫氫制得苯乙烯，在此過(guò)程中，會(huì)有副產(chǎn)物乙苯和多乙苯的產(chǎn)生，通過(guò)連續(xù)精餾操作，從而使乙苯和多乙苯分離。關(guān)鍵詞：苯乙烯 乙苯和多乙苯 連續(xù)(linx)精餾AbstractBy consulting a lot of literature, the styrene properties, uses, market conditions, process principle, separation

2、ethylbenzene and polyethylbenzene tower type were introduced, focuses on the separation of ethylbenzene and polyethylbenzene. In the production of styrene, usually with benzene and ethylene dehydrogenation to styrene, in this process, ethylbenzene and polyethylbenzene were by-producted. Through the

3、continuous rectification operation, thylbenzene and polyethylbenzene were separated.Key words: styrene ethylbenzene and polyethylbenzene continuous rectification前 言 苯乙烯是生產(chǎn)塑料和合成橡膠的重要基本有機(jī)原料,主要(zhyo)用于生產(chǎn)聚苯乙烯、ABS,也可用于制備丁苯橡膠、苯乙烯-順丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、不飽和聚酷等,此外,也是生產(chǎn)涂料、染料、合成醫(yī)藥的重要原料1。 在化工、石油、輕工等生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要將液體混合物分離以達(dá)到

4、提純或回收有用組分的目的。在苯乙烯生產(chǎn)中，將乙苯和多乙苯與苯乙烯分離可以提高苯乙烯的純度，得到精制苯乙烯的目的。分離過(guò)程的設(shè)計(jì)通常以系統(tǒng)的總費(fèi)用最小為目標(biāo)，涉及選擇適宜的分離方法，確定最優(yōu)的分離序列，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)熱集成等環(huán)節(jié)，是化工過(guò)程系統(tǒng)工程研究的重要問(wèn)題之一。而精餾是目前最重要的多組分分離操作，由于其只需要提供(tgng)能量和冷卻劑就能得到高純度的產(chǎn)品，且操作簡(jiǎn)單，因此被廣泛應(yīng)用2。1.苯乙烯的性質(zhì)(xngzh)1.1結(jié)構(gòu)式 苯乙烯又名蘇合香烯，乙苯烯。英文名字：Styrene。 分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u)如下：1.2性質(zhì)(xngzh) 無(wú)色油狀液體，凝固點(diǎn)-30.6，沸點(diǎn)145.2，相

5、對(duì)密度0.9059（20），折光率（nD20）1.5463,閃點(diǎn)31。溶于醇和醚，不溶于水。受熱或空氣中易聚合成稠厚或透明的固體，聚合過(guò)程中可因溫度升高而引起爆炸。不能長(zhǎng)期存放。商品常加入對(duì)苯二酚或叔丁基苯二酚（220mmp）作穩(wěn)定劑，以延緩其聚合。2.苯乙烯的用途 苯乙烯是一種重要的基本有機(jī)化工原料,主要用于生產(chǎn)苯乙烯系列樹(shù)脂、ABS、丁苯橡膠,離子交換樹(shù)脂。此外,苯乙烯還可用于制藥、染料、農(nóng)藥以及選礦等行業(yè)。苯乙烯系列樹(shù)脂的產(chǎn)量在世界合成樹(shù)脂中居第三位,僅次于PE、PVC3。苯乙烯、丁二烯和丙烯睛共聚而成的ABS樹(shù)脂是用量最大的大宗熱塑性工程塑料,在電子電器、儀器儀表、汽車(chē)制造、家電、玩具

6、、建材工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。具體用途如下: 聚苯乙烯（PS）目前聚苯乙烯是我國(guó)苯乙烯最主要的消費(fèi)領(lǐng)域,占苯乙烯消費(fèi)總量的53.4%,其產(chǎn)品包括通用型聚苯乙烯(GPPS)、耐沖擊性聚苯乙烯(HIPS)以及可發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)等,GPPS/HIPS廣泛用于電子電器、日用品及包裝材料等諸多領(lǐng)域,可作常見(jiàn)的電視機(jī)、空調(diào)、冰箱、電腦等的外殼或其它配件;EPS廣泛用于包裝材料、建筑保溫材料和一次性餐具,其在建材和包裝方面將快速增長(zhǎng)。隨著電視機(jī)朝著平板化方向的發(fā)展,GPPS/HIPS在電子電器行業(yè)的需求有所放緩4。 ABS/SAN樹(shù)脂ABS/SAN樹(shù)脂是我國(guó)第二大苯乙烯衍生物,也是增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域。A

7、BS/SAN樹(shù)脂兼具有聚丁二烯橡膠的韌性和低溫抗沖擊性,SAN樹(shù)脂的耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性及聚苯乙烯樹(shù)脂的剛性和光澤性,因而具有耐沖擊、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)腐蝕性、電氣性、易加工成型和表面光澤性好等優(yōu)異的綜合性能,廣泛用在電子/電器(dinq)部件、儀器儀表、汽車(chē)制造、建材和玩具等產(chǎn)品上5。 丁苯橡膠/丁苯膠乳丁苯橡膠是苯乙烯下游的主要產(chǎn)品之一。其主要用于輪胎胎面膠、胎側(cè)膠,也廣泛用于鞋底、膠帶、膠管、膠輥、膠布、醫(yī)療用品及其他工業(yè)制品,并少量(sholing)用于電線、電纜等非橡膠工業(yè)中。 不飽和聚酷樹(shù)脂苯乙烯是不飽和聚酷制得粘稠(zhn chu)的液態(tài)樹(shù)脂的稀釋劑。不飽和聚脂分為增強(qiáng)和非增強(qiáng)類(lèi)兩

8、種樹(shù)脂6。增強(qiáng)類(lèi)樹(shù)脂主要是玻璃鋼制品,廣泛用于建筑工業(yè)、造船工業(yè)、化工防腐設(shè)備(玻璃鋼管及罐)、車(chē)輛部件等方面。非增強(qiáng)類(lèi)樹(shù)脂主要用于工藝品及人造大理石等。 苯乙烯系熱塑性彈性體苯乙烯系熱塑性彈性體主要包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)以及其相應(yīng)的加氫產(chǎn)物SEBS和SEPS等。我國(guó)主要生產(chǎn)SBS產(chǎn)品,用于鞋用料、瀝青改性劑、膠粘劑和聚合物改性劑。 其它方面苯乙烯主要用于生產(chǎn)農(nóng)藥、醫(yī)藥、離子交換樹(shù)脂等。3.苯乙烯的市場(chǎng)情況 目前，我國(guó)苯乙稀作為生產(chǎn)樹(shù)脂和合成橡膠的原料近幾年的需求在逐步增加。隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是在國(guó)家政策的刺激下,家電、

9、建材、汽車(chē)工業(yè)都得到了飛速發(fā)展,對(duì)PS、ABS樹(shù)脂以及苯乙稀系列橡膠SBR、SBS等需求將繼續(xù)保持較快速度的增長(zhǎng)。最近隨建筑物節(jié)能降耗要求受到重視,EPS、SBS等產(chǎn)品作為優(yōu)良的保溫材料大量用于建筑業(yè),在苯乙稀消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比例將有所增加。同時(shí)聚苯乙稀、ABS及SBR的需求也保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。但是我國(guó)苯乙烯產(chǎn)能還不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,產(chǎn)品一直依賴(lài)進(jìn)口。據(jù)統(tǒng)計(jì),2012年我國(guó)苯乙烯表觀消費(fèi)量約850萬(wàn)噸,國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能超過(guò)650萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量約490萬(wàn)噸,進(jìn)口量約為360萬(wàn)噸,產(chǎn)品自給率約58%。相比2011年,國(guó)內(nèi)產(chǎn)量較去年同期增加了 50余萬(wàn)噸,約增加10%,進(jìn)口總量較去年同期增加約3萬(wàn)噸。

10、預(yù)計(jì)到2015年,國(guó)內(nèi)的消費(fèi)量將達(dá)到1200萬(wàn)噸,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能將達(dá)到700萬(wàn)噸,仍缺口 500萬(wàn)噸。從目前來(lái)看,苯乙烯仍呈供不應(yīng)求的趨勢(shì)7。4.苯乙烯生產(chǎn)工藝原理(yunl)苯乙稀裝置共分乙笨及苯乙烯兩個(gè)單元,其中乙苯單元所使用的工藝方法(fngf)為液相分子篩法,乙苯單元生產(chǎn)高質(zhì)量的乙苯（EB）,用于生產(chǎn)苯乙稀8。在沸石催化劑的作用下,通過(guò)苯和乙稀在高壓下發(fā)生的烷基化反應(yīng)(fnyng)生產(chǎn)乙苯,經(jīng)精餾后生產(chǎn)出中間產(chǎn)品高純度乙苯,做為苯乙稀單元脫氫原料;苯乙稀單元?jiǎng)t利用負(fù)壓催化脫氫技術(shù),將中間產(chǎn)品乙苯在高溫、負(fù)壓下脫氫生成粗苯乙稀,經(jīng)精餾后生產(chǎn)出純度為99.90%的苯乙稀單體9。副反應(yīng)的原理是兩個(gè)

11、苯環(huán)通過(guò)一個(gè)乙基連接。最簡(jiǎn)單的副反應(yīng)產(chǎn)生1,1-二苯基乙院。其他副反應(yīng)產(chǎn)物如三乙苯、四乙苯的量比較少,二乙苯和三乙苯在精餾部分從乙苯中問(wèn)收,同加入的過(guò)量的苯發(fā)生院基遷移反應(yīng)生成乙苯10。5.分離乙苯和多乙苯塔的類(lèi)型 由于平衡蒸餾和簡(jiǎn)單蒸餾均不能得到高純度的產(chǎn)品，若要對(duì)多組分混合物進(jìn)行完全的分離，工程上常采用精餾操作。精餾是利用混合液中各組分揮發(fā)度的差異，通過(guò)多次部分汽化、部分冷凝實(shí)現(xiàn)液體混合物分離，并獲得高純度產(chǎn)品的一種操作11。圖l是一個(gè)典型的連續(xù)精餾裝置簡(jiǎn)圖： 其中，原料中的氣相部分和提餾段上升蒸氣混合進(jìn)入精餾段，經(jīng)冷凝器冷凝得到(d do)目流液和塔頂液相產(chǎn)品。同時(shí)，原料中的液相部分和精

12、餾段下降的液相混合進(jìn)入提餾段，經(jīng)再沸器使液相沸騰提供氣相回流。在精餾塔內(nèi)的兩相接觸，精餾段靠消耗冷凝器中的冷量而逐漸將比塔頂產(chǎn)品重的組分冷凝，提餾段靠塔底再沸器的熱量而逐漸將比塔底產(chǎn)品輕的組分汽化，如此反復(fù)可得到高純度的產(chǎn)品12。結(jié) 論 從總體上看，世界苯乙烯的生產(chǎn)能力已經(jīng)出現(xiàn)了過(guò)剩的態(tài)勢(shì)，而亞洲尤其是中國(guó)的消費(fèi)量卻不斷增加，這樣勢(shì)必導(dǎo)致更多的外國(guó)產(chǎn)品流入我國(guó)，對(duì)我國(guó)苯乙烯行業(yè)(hngy)今后的發(fā)展造成一定的威脅。而目前我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)能力小，最大的只有14.5萬(wàn)噸/年，僅為發(fā)達(dá)國(guó)家同類(lèi)裝置設(shè)計(jì)規(guī)模的下限，遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的要求，加上生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)落后，致使生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益差，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中缺

13、乏競(jìng)爭(zhēng)力13；因此，應(yīng)盡快采用先進(jìn)技術(shù)對(duì)現(xiàn)有裝置(zhungzh)進(jìn)行技術(shù)改造，逐步提高裝置的生產(chǎn)規(guī)模和工藝技術(shù)水平，使單套裝置的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到20.0萬(wàn)噸/年以上，以增加產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)我國(guó)苯乙烯在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。另外，也可以考慮引進(jìn)國(guó)外最新的生產(chǎn)技術(shù)，新建幾套生產(chǎn)規(guī)模在30.0萬(wàn)噸/年以上的苯乙烯大型生產(chǎn)裝置，從根本上解決我國(guó)苯乙烯供需之間的矛盾14。 盡管我國(guó)在苯乙烯的生產(chǎn)中精餾技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一定高度的水平，并部分取代了進(jìn)口，但在高效率、高水準(zhǔn)、高節(jié)能等方面仍有相當(dāng)大的潛力15。此次設(shè)計(jì)的目的是使設(shè)備達(dá)到最佳的工藝要求，以節(jié)省費(fèi)用，提高更高的經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，本設(shè)計(jì)用現(xiàn)行(xi

14、nxng)的乙苯脫氫制取苯乙烯的方法為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，對(duì)苯乙烯和乙苯塔進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化。參考文獻(xiàn)1崔小明,趙惠萍.我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)(shngchn)消費(fèi)現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景J.業(yè)界觀察.2004,（2）:61-63.2楊祖榮.化工原理第二版M.北京(bi jn)：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.3王彬.苯乙烯生產(chǎn)最新技術(shù)J.現(xiàn)代化工.2005,25(10):30-32.4劉文杰.苯乙烯裝置全流程模擬與優(yōu)化J.石油化工.2008,37(6):617-623.5馬占鏞.乙苯-苯乙烯單塔分離的部分工藝操作條件J.合成橡膠工業(yè).1994,（5）:359-362.6楊為民，錢(qián)鋒，張彬等.乙苯催化脫氫制苯乙烯生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)理

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