1、乙苯脱氢单元
来自乙苯精馏单元的原料乙苯和循环乙苯与210kPa 低压蒸汽混合后进入苯蒸发器发生乙苯蒸汽混合物，被 第二脱氢反应器产物过热后与来自蒸汽过热炉的过热蒸 汽混合进入第一脱氢反应器底部发生负压绝热脱氢反应 ，产物经过热蒸汽中间加热后进入第二脱氢反应器继续 反应，产物脱氢气首先过热乙苯蒸汽后发生低压蒸汽， 然后急冷至67℃。急冷后的脱氢气在主冷器中被冷凝成 汽液两相，汽相进入后冷器继续冷凝，主冷器和后冷器 的液相混合后进入油水分离罐分离水相，分离后的脱氢 液进入苯乙烯精馏单元进行分离，后冷器的气相进入尾 气处理单元。
任务点05 苯乙烯生产工艺流程组织
苯乙烯装置的工艺流程简述 苯乙烯生产装置主要由烷基化单元、乙苯精馏单元、乙 苯脱氢单元和苯乙烯精馏单元四个工段组成，这次主要介 绍乙苯脱氢单元，苯乙烯径流单元、烷基化单元和乙苯精 馏就不详细说明了。 乙苯催化脱氢制苯乙烯的过程，就脱氢反应器的类型 不同可分为等温床脱氢工艺和绝热床脱氢工艺。我们组采 用二级绝热床脱氢工艺，两个反应器中间的热交换是独立 的，故反应器系统的总压降较高，为0.0309MPa。分离流 程为4塔流程，先将苯、甲苯与乙苯，苯乙烯分开，后分 乙苯，苯乙烯，苯乙烯精致塔下部重组分经薄膜蒸发器脱 除焦油，蒸出液返回苯乙烯塔，回收夹带苯乙烯。这种流 程苯乙烯需在塔釜加热三次。
任务点02 生产工艺条件影响因素分析
催化剂 目前国内大多选择Fe-K系类催化剂，其中三氧化 二铁为活性组分，氧化钾为活性促进剂，氧化钾 的引入使铁系催化剂的活性提高，而氧化钾的含 量增加，使钾离子的流失浪费。 我们则选用氧化铁系催化剂-高铁低钾氧化铁，具 有低活性，高选择性。既减少了钾的流失，又不 降低选择性。
任务点02 生产工艺条件影响因素分析
压力 热力学分析 压力增大有利于化学反应。 动力学分析 Kp=Ky（p）n，而题中的n>0，p减小，Ky增大， 则有利于产物浓度的提高。 所以在热力学和动力学的综合分析中，我们以有利 于产物增加为原则，则压力低有利于化学反应。但 压力则采用略高于常压以克服系统阻力，同时为了 维持低压操作，尽可能减少系统的压力降。
任务点03 典型设备的选择
反应设备 选择两段绝热固定床反应器 因为该反应为吸热反应，反应器结构简单，反应空间利 用率大，不需耐热金属材料，检修方便，投资低。而对 于反应而言，不需要额外增加热量只需蒸汽提供。如温 度过高，会使乙苯蒸气过热而裂解，绝热式反应器直接 传热，温度均匀。 选择两段绝热是因为单级反应器的乙苯转化率只有4050%。但是如果在加热到一级入口的温度，混合物无法 平衡，所以混合物送往到第二催化剂床层，进一步转化 为苯乙烯，直至再次接近平衡。由于受其他因素影响乙 苯转化率可达到70-85%。若在增加催化剂床层，要综合 考虑经济效益。总之，我们选用两段绝热固定床反应器。
外观与 性状
无色液 体，有 芳香气 味 无色透 明油状 液体 无色无 臭气体
危险 特性
健康 危害 LD50
3500 mg/k g 5000 mg/k g
01
-94.9
15
432
1.33
0.87
3.66
02
苯乙烯
-30.6
146 252. 8
34.4
1.16.1 4.174.1
490
1.33
0.91
3.6


薄膜蒸发器
筛板式精馏塔
任务点04 苯乙烯生产中安全、环保、
节能措施 任务点05 苯乙烯生产工艺流程组织
任务点04苯乙烯生产中安全、环保、节能措施
序 号
饱和 爆炸 相对密 危险物 熔点 沸点 闪点 引燃温 蒸气 极限 度 质名称 （℃） （℃） （℃） 度（℃） 压 (V％) (水=1) （KPa） 乙苯 136. 2 1.06.7 相对密 度 (空气 =1)
2、回收塔顶冷凝潜热
由于乙苯/苯乙烯塔必须再负压下进行操作，因此，塔顶操作温度较低。 传统苯乙烯装置的塔顶温度仅60℃左右，该低温热源只能以肺热形式排入 大气。 使用高效填料能够减少塔顶与塔底的温差，可将塔顶温度提高到 102~104 ℃.另一方面，苯乙烯装置的乙苯脱氢单元采用负压操作，并采用 乙苯和水共沸蒸发（共沸点为92 ℃ ），这就可以采用一种高效热交换器使 乙苯/苯乙烯塔顶的冷凝潜热来蒸发脱氢系统的乙苯。
生产方法（二）乙苯催化脱氢生产苯乙烯
生产方法（三） 哈康法生产苯乙烯（乙苯与丙烯氧化）
生产方法（四）苯乙酮法
根据以上四种方法，我们组选用乙苯催化脱氢生产苯 乙烯。现在的催化剂的性能、反应器的结构和工艺操 作条件都良好，而且是现在生产苯乙烯的主要方法
任务点02 生产工艺条件影响因素分析
温度 热力学分析
34.4
工艺参数 固定床 压缩机 精馏塔
温度℃ 600
压力 MPa 5-10
危险特性
安全对策
合成塔进料管线安全阀或 高压设备、 塔装安全阀；超压、超温 管线 连锁跳车 高压设备、 出口管线安全阀；超压连 管线 锁跳车
5-10
二、苯乙烯生产节能方案
1、采用高效规整填料
高效规整填料MellaPack-250Y是一种新型填料，它具有传质效率高、比 压降小、处理能力大、放大效应小等优点。用于乙苯/苯乙烯精馏塔可使精 馏塔的处理能力增大，塔压降减小，塔底温度降低，最重要的是由于传质效 率高于板式塔，因此，用于该填料改造板式塔可减小回流，从而减少再沸器 的蒸汽消耗量和冷却水的用量。
苯 粗 苯 乙 烯 1 2 3
苯 乙 烯
4
乙苯
甲苯
焦油
图4-16 粗苯乙烯的分离和精制流程
3-苯、甲苯分离塔；4-苯乙烯精馏塔 1-乙苯蒸出塔；2-苯、甲苯回收塔；
2、苯乙烯精馏单元
粗苯乙烯先进入乙苯蒸出塔，将没有反应的乙苯、 副产物苯和甲苯与苯乙烯进行分离。塔顶蒸出的乙苯、 苯和甲苯经过冷凝后，一部分回流，其余送入苯、甲苯 回收塔，将乙苯与苯、甲苯分离，塔底分出的乙苯可循 环作脱氢原料用。塔顶分出的苯和甲苯，送入苯、甲苯 分馏塔，将苯和甲苯进行分离。乙苯蒸出塔塔底液体主 要是苯乙烯，还含有少量焦油，送入苯乙烯精馏塔，塔 顶蒸出聚合级成品苯乙烯，纯度为99.6%（质量）。塔 底液体为焦油，焦油里面含有苯乙烯，可进一步进行回 收。上述流程中，乙苯蒸出塔和苯乙烯精馏塔均应当在 减压下操作，为了防止苯乙烯的聚合，塔底需要加入阻 聚剂，例如二
任务点01 苯乙烯生产工艺路线选择；
任务点02 生产工艺条件影响因素分析； 任务点03 典型设备的选择；
苯乙烯生产工艺路线选择-苯乙烯的性质与用途
苯乙烯生产工艺路线选择-苯乙烯的性质与用途
生产方法（一）乙苯氧化脱氢生产苯乙烯
生产方法（二）乙苯催化脱氢生产苯乙烯
反应是吸热反应，因此，高温有利于化学反应。
对于反应气态 平衡常数
Kp=P苯乙烯*P氢气/P乙苯 所以对于所有的吸热气相反应Kp随温度的升高而增加。所 以高温有利于反应，但高温带来副反应会使乙苯分解为苯 和乙烯，或者甲苯和甲烷，从而使副反应的选择性增加。
动力学分析
温度升高，也有利于化学反应速率升高。见课本P87页 讲解。适宜的温度选择600℃左右。
03
氢气
259.2
400
13.33
0.07
0.07
一、苯乙烯生产安全技术方案
物料 乙苯 闪点℃ 爆炸极限 危险特性 安全对策 储罐氮封装置 储存需氮封，储存运输时需 加入阻聚剂 管线安全阀；超压连锁跳车； 驰放气火炬放空。
15
1.0-6.7
1.1-6.1
燃烧爆炸 高压易燃气体
高压易燃气体
苯乙烯
H2
任务点02 生产工艺条件影响因素分析






蒸汽的稀释 蒸汽的稀释能减少乙苯、苯乙烯和氢气的分压，其实 就是与降低压力一样。但除降压之外还有其他作用。 1、蒸汽提供热量，使乙苯的分压降低，改善化学平衡， 使乙苯转化率增加。 2、少量的蒸汽可以使催化剂保持氧化状态，具有活性。 而蒸汽量随催化剂的活性的变化而用量变化。 3、蒸汽能够抑制高沸物沉积在催化剂表面。如沉积， 会使催化剂活性下降，无法使用。 4、反应物和蒸汽易分离。 所以在工业上，乙苯与蒸汽摩尔比一般为（6-9）:1左 右。