芳烴衍生物生產(chǎn)技術(shù)-乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯

苯乙烯的性質(zhì)和用途一、

苯乙烯的物理性質(zhì)苯乙烯又名乙烯基苯，系無色至黃色的油狀液體。具有高折射性和特殊芳香氣味。沸點為145℃，凝固點-30.4℃。難溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶劑。苯乙烯蒸氣與空氣能形成爆炸混合物，其爆炸范圍為1.1％～6.01％。二、

苯乙烯的化學(xué)性質(zhì)苯乙烯具有乙烯基烯烴的性質(zhì)反應(yīng)性能極強，如氧化、還原、氯化等反應(yīng)均可進行，并能與鹵化氫發(fā)生加成反應(yīng)。苯乙烯暴露于空氣中：易被氧化成醛、酮類。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS）樹脂。易與其他含雙鍵的不飽和化合物共聚。三、苯乙烯的用途最大用途是生產(chǎn)聚苯乙烯；另外苯乙烯與丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生產(chǎn)ABS工程塑料；與丙烯腈共聚可得AS樹脂；與丁二烯共聚可生成丁苯乳膠或合成丁苯橡膠；此外，苯乙烯還廣泛被用于制藥、涂料、紡織等工業(yè)。四、苯乙烯的生產(chǎn)方法苯乙烯生產(chǎn)發(fā)展歷史苯乙烯化合物于1827年發(fā)現(xiàn)；1867年Berthelot發(fā)現(xiàn)乙苯通過赤熱瓷管時能生成苯乙烯；1930年美國道化學(xué)公司首創(chuàng)了乙苯熱脫氫法生產(chǎn)苯乙烯過程；1945年實現(xiàn)了苯乙烯工業(yè)化生產(chǎn)；60年多來，苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)不斷進步，已趨于完善。四、苯乙烯的生產(chǎn)方法苯乙烯的合成方法工業(yè)上主要是利用乙苯脫氫方法生產(chǎn)苯乙烯。乙苯氧化脫氫生產(chǎn)苯乙烯。哈康法生產(chǎn)苯乙烯，該法是以乙苯和丙烯為原料聯(lián)產(chǎn)苯乙烯和環(huán)氧丙烷。乙烯和苯直接合成苯乙烯，該方法采用貴金屬催化劑，可在液相或氣相中進行反應(yīng)，副產(chǎn)物有乙苯、乙醛、二氧化碳等。屠呦呦思政小課堂2015年10月，屠呦呦因創(chuàng)制新型抗瘧藥—青蒿素和雙氫青蒿素的貢獻，與另外兩位科學(xué)家獲2015年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。思政小課堂《肘后備急方》“青蒿一握，以水二升漬zì，絞取汁，盡服之”屠呦呦由此認為高溫有可能對青蒿有效成分造成破壞，從而影響療效。她降低了提取溫度，由乙醇提取改為用沸點更低的乙醚提取，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乙醚提取法的提取物對于鼠瘧（nüè）

和猴瘧的抑制率均達到100%！思政小課堂《肘后備急方》“青蒿一握，以水二升漬zì，絞取汁，盡服之”1972年，該成果得到重視，研究人員從這一提取物中提煉出抗瘧有效成分青蒿素。

中國中醫(yī)文化源遠流長，中醫(yī)藥確實是一個偉大的寶庫，有寶貴的財富需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、挖掘和研究。苯乙烯反應(yīng)原理一、反應(yīng)原理主反應(yīng)：在主反應(yīng)發(fā)生的同時，還伴隨發(fā)生一些副反應(yīng)，如裂解反應(yīng)和加氫裂解反應(yīng)：一、反應(yīng)原理在水蒸氣存在下，還可發(fā)生水蒸氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)：高溫下生碳：二、反應(yīng)概述乙苯脫氫反應(yīng)（可逆吸熱反應(yīng)）在低溫時平衡常數(shù)很小，平衡轉(zhuǎn)化率也很低，從熱力學(xué)分析可知，平衡常數(shù)隨反應(yīng)溫度的升高而增大，而平衡產(chǎn)率則隨壓力的降低而升高。實驗測定當(dāng)壓力從0.1MPa降至0.01MPa時，達到相同平衡轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)溫度可降低100℃左右。但是在高溫下進行負壓操作是不安全的，因此，可采用加入惰性氣體的方法以達到降低原料氣分壓的作用，其對平衡所產(chǎn)生的效應(yīng)與降低總壓相似。工業(yè)上常采用水蒸氣作惰性氣體稀釋劑。三、乙苯脫氫催化劑乙苯脫氫反應(yīng)是個復(fù)雜反應(yīng)從熱力學(xué)上講裂解反應(yīng)比脫氫反應(yīng)有利，加氫裂解反應(yīng)也比脫氫反應(yīng)有利，即使是700℃下，加氫裂解的平衡常數(shù)仍然很大。乙苯在高溫下進行脫氫時主要產(chǎn)物是苯，而要使主反應(yīng)進行順利，必須采用高活性、高選擇性的催化劑。除了活性和選擇性外，脫氫反應(yīng)是在高溫、氫氣和大量水蒸氣存在下進行的，也要求催化劑具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，此外催化劑還能抗結(jié)焦和易于再生。三、乙苯脫氫催化劑乙苯脫氫催化劑的活性組分是氧化鐵，助催化劑有鉀、釩、鉑、鎢、鈰等氧化物。助催化劑K2O能改變催化劑表面酸度，減少裂解反應(yīng)的發(fā)生能提高催化劑的抗結(jié)焦性能和消炭作用促進催化劑的再生能力，延長再生周期助催化劑Cr2O3提高催化劑的耐熱性，穩(wěn)定鐵的價態(tài)三、乙苯脫氫催化劑在有氫和水蒸氣存在下，氧化鐵體系中可能存在四價鐵、三價鐵、二價鐵和金屬鐵之間的平衡。據(jù)研究：

Fe3O4可能起催化作用。在氫作用下，高價鐵會還原成低價鐵，甚至是金屬鐵。低價鐵會促使烴類的完全分解反應(yīng)，而水蒸氣的存在能阻止低價鐵的出現(xiàn)。新冠滅活疫苗思政小課堂新冠滅活疫苗-全球首個新冠滅活疫苗臨床試驗在疫情肆掠時，全球首個新冠滅活疫苗在中國生產(chǎn)，該疫苗從啟動研發(fā)到獲批臨床只用了98天，目前60多個國家獲中國疫苗無償援助。新冠滅活疫苗思政小課堂中國速度中國實力中國力量中國特色社會主義制度的優(yōu)越性生產(chǎn)操作條件

一、反應(yīng)溫度乙苯脫氫反應(yīng)（可逆吸熱反應(yīng)）溫度升高：有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，也有利于反應(yīng)速率的提高。溫度升高：對乙苯的裂解和加氫裂解反應(yīng)有利，結(jié)果是隨著溫度的升高，乙苯的轉(zhuǎn)化率增加，而苯乙烯的選擇性下降。一、反應(yīng)溫度乙苯脫氫反應(yīng)（可逆吸熱反應(yīng)）溫度降低：副反應(yīng)雖然減少，有利于苯乙烯選擇性的提高，但因反應(yīng)速率下降，產(chǎn)率也不高。如采用氧化鐵催化劑，500℃下進行乙苯脫氫反應(yīng)，幾乎沒有裂解產(chǎn)物，選擇性接近100％，而乙苯的轉(zhuǎn)化率只有30％。故苯乙烯收率隨溫度變化存在一個最高點，其對應(yīng)的反應(yīng)溫度為最適宜的溫度。二、反應(yīng)壓力乙苯脫氫反應(yīng)（體積增大的反應(yīng)）降低反應(yīng)壓力對反應(yīng)有利，其平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)壓力的降低而升高。4-2壓力對乙苯脫氫反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的影響壓力：l01.3kPa壓力：10.1kPa溫度/K平衡轉(zhuǎn)化率/％溫度/K平衡轉(zhuǎn)化率/％46510390105653045530620505055067570565707809063090三、空速乙苯脫氫反應(yīng)（復(fù)雜的反應(yīng)）空速低：接觸時間增加，副反應(yīng)加劇，選擇性顯著下降，故需采用較高的空速，以提高選擇性。較高的空速：會使轉(zhuǎn)化率較低，未反應(yīng)的原料氣循環(huán)使用，必然會造成能耗增加。需要綜合考慮，選擇最佳空速。四、原料純度若原料氣中有二乙苯，則二乙苯在脫氫催化劑上也能脫氫生成二乙烯基苯，在精制產(chǎn)品時容易聚合而堵塔。只能用機械法清除，所以要求原料乙苯沸程應(yīng)在135～136.5℃之間。原料氣中二乙苯含量小于0.04％。要求原料中乙炔的體積分數(shù)<10-5，硫（以H2S計）的體積分數(shù)<2×10-6，氯（以HCl計）的質(zhì)量分數(shù)≤2×10-6，以免對催化劑的活性和壽命產(chǎn)生不利影響。五、水蒸氣用量

降低了乙苯的分壓，利于提高乙苯脫氫的平衡轉(zhuǎn)化率；可以抑制催化劑表面的結(jié)焦和消炭作用；提供反應(yīng)所需的熱量，且易與產(chǎn)物分離。水蒸氣作為脫氫反應(yīng)的稀釋劑具有下列優(yōu)點陳薇院士思政小課堂

新冠肺炎爆發(fā)以來，54歲的陳薇院士臨危受命，逆向出征，大年初二率領(lǐng)團隊，進駐武漢，深入抗疫一線。

他們快速運行帳篷式移動檢測實驗室，應(yīng)用自主研發(fā)的檢測試劑盒，配合核酸全自動提取技術(shù)，大幅提高確診速度和效率，為全方位確診病人，全面控制疫情贏得了寶貴的時間。武漢思政小課堂

陳薇率領(lǐng)團隊與北京后方科研基地聯(lián)合作戰(zhàn)，集中力量展開疫苗研制應(yīng)急科研攻關(guān)。2020年3月16日，重組新冠疫苗在武漢啟動一期臨床試驗。8月11日，疫苗獲得國家專利，成為國內(nèi)首個進入臨床獲得專利權(quán)的新冠疫苗。思政小課堂

陳薇院士敢為人先、勇于創(chuàng)新、胸懷大愛、不忘初心、愛崗敬業(yè)、無私奉獻的精神值得我們學(xué)習(xí)。乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝流程一、乙苯脫氫反應(yīng)工藝流程圖4-3乙苯脫氫反應(yīng)工藝流程

乙苯在水蒸氣存在下催化脫氫生成苯乙烯，是在段間帶有蒸汽再熱器的兩個串聯(lián)的脫氫絕熱徑向反應(yīng)器內(nèi)進行，反應(yīng)所需熱量由來自蒸汽過熱爐的過熱蒸汽提供。一、乙苯脫氫反應(yīng)工藝流程1—蒸汽過熱爐2（Ⅰ、Ⅱ）—脫氫絕熱徑向反應(yīng)器3，5，7—分離罐4—廢熱鍋爐6—液相分離器8，12，13，15—冷凝器9，17—壓縮機10—泵11—殘油汽提塔14—殘油洗滌塔16—工藝冷凝汽提塔圖4-3乙苯脫氫反應(yīng)工藝流程思政小課堂全球首套柴油吸附分離工藝及裝備成功實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用40萬噸/年柴油吸附分離制工業(yè)白油裝置全景針對我國煉化行業(yè)劣質(zhì)柴油加工難，烯烴、芳烴生產(chǎn)原料不足等重大問題，中國石油聯(lián)合有關(guān)單位首創(chuàng)開發(fā)了柴油吸附分離工藝，攻克了技術(shù)、裝備等難關(guān)，形成了特色鮮明的油品分質(zhì)加工“平臺級”技術(shù)，將助力煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。該技術(shù)采用模擬移動床吸附分離工藝，可對劣質(zhì)柴油等油品中的重?zé)N餾分進行分子層面族組成高純度“分類歸集”，避免了優(yōu)質(zhì)組分損失。2020年在山東濱州成功建成了全球首套40萬噸/年工業(yè)生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品指標(biāo)全面優(yōu)于設(shè)計值。該技術(shù)的成功應(yīng)用標(biāo)志著我國成為目前全球唯一掌握柴油等重?zé)N組分高純度分離基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)的國家。苯乙烯的分離與精制工藝流程二、苯乙烯的分離和精制工藝流程苯乙烯的分離與精制工序，由四臺精餾塔和一臺薄膜蒸發(fā)器組成。目的：

將脫氫混合液分餾出乙苯和苯，然后循環(huán)回脫氫反應(yīng)系統(tǒng)，并得到高純度的苯乙烯產(chǎn)品以及甲苯和苯乙烯焦油副產(chǎn)品。二、苯乙烯的分離和精制工藝流程圖4-4苯乙烯的分離和精制工藝流程1—乙苯—苯乙烯分餾塔2—乙苯回收塔3—苯—甲苯分離塔4—苯乙烯塔5—薄膜蒸發(fā)器6，7，8，9—冷凝器10，11，12，13—分離罐14—排放泵二、苯乙烯的分離和精制工藝流程流程的特點采用了帶有蒸汽再熱器的兩段徑向流動絕熱反應(yīng)器，減壓操作，單程轉(zhuǎn)化率和選擇性都很高；流程設(shè)有尾氣處理系統(tǒng)，用殘油洗滌尾氣來回收芳烴，可保證尾氣中不含芳烴；殘油和焦油的處理采用了薄膜蒸發(fā)器，使苯乙烯回收率大大提高。在節(jié)能方面也采取了一些有效措施。例如：進入反應(yīng)器的原料(乙苯和水蒸氣的混合物)，先與乙苯-苯乙烯分餾塔塔頂冷凝液換熱。鐵人精神思政小課堂是對王進喜同志崇高思想、優(yōu)秀品德的