乙苯生产方法
1 前言
乙苯是重要的化工原料,主要用于脱氢生产苯乙烯,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生产二乙基苯等。当前,全世界乙苯产量已达约2000万吨,其中99%的乙苯用于生产苯乙烯。
中石化安庆分公司原油加工能力500万吨/年,拥有常减压蒸馏、催化裂化、催化裂解、延迟焦化、催化重整等主要生产装置。其中催化(裂解)干气中含有大量的乙烯,目前都作为燃料消耗,没有进行经济有效的利用。
利用催化(裂解)干气中乙烯制备乙苯,进而生产苯乙烯,充分利用炼厂干气中的乙烯资源,是提高资源利用率,增加企业经济效益的一条有效途径。本文对安庆分公司催化干气中的乙烯资源,以及由稀乙烯制备乙苯的工艺技术路线进行了专门讨论。
2 干气中乙烯资源及利用
炼厂干气主要来源于石油的二次加工过程,如催化裂化、催化裂解、延迟焦化、加氢裂化等,其主要成份为氢气、甲烷、乙烯、乙烷以及少量C3/C4烃类。
安庆分公司的炼油装置结构中,拥有具有先进工艺的140万吨/年催化裂化装置和70万吨/年催化裂解装置。其中,140万吨/年催化裂化装置采用中国石油化工科学研究院开发的多产丙烯和清洁汽油的MIP-CGP新技术;催化裂解装置具有气体产率大、烯烃含量高的特点,其干气产率超过相同规模催化裂化装置的两倍,乙烯浓度也明显高于常规催化裂化。两套催化装置副产大量富含乙烯的干气。在炼油500万吨/年加工负荷情况下,催化裂化和催化裂解装置所产干气中乙烯量约3万吨/年。
干气中乙烯资源的回收利用,国内外都十分重视,已经开发的回收炼厂干气中乙烯的技术主要有深冷分离法、双金属盐络合吸收法、溶剂抽提法、膨胀机法、吸附法,此外还有干气直接制乙苯技术。
从目前国内外对干气中稀乙烯利用的技术开发情况来看,由于将乙烯通过分离提纯再行利用的方法投资较大,经济性差,因此稀乙烯的利用倾向于将稀乙烯直接加工,这方面的技术开发则集中于乙苯/苯乙烯的生产。
国外在上世纪70年代就开发了利用稀乙烯直接烃化制乙苯的工艺技术。国内于上世纪90年代开发成功干气稀乙烯制乙苯技术,此后,该技术经过不断改进,目前已发展到第三代。因此,利用干气中乙烯制乙苯,成为干气中稀乙烯利用方向的首选。
3 利用干气中的乙烯制乙苯工艺路线
目前在工业生产中,乙苯大都采用苯和乙烯催化烷基化法合成,少量从石油化工产品和煤焦油中分离而得。石油热裂解和重整产品中的C8馏份含有质量分数为10%-30%的乙苯,煤焦油混合二甲苯馏份中含有质量分数为10%左右的乙苯。因此,约有2%左右的乙苯是通过C8馏份的分离来生产的,其余90%以上是在适当催化剂存在下由苯与乙烯烷基化反应来制取。由苯和乙烯进行Friedel-Crafts烷基化合成的反应式为:
C6H6+C2H4→C6H5C2H5
3.1 国外利用干气中的乙烯制乙苯工艺技术
利用催化干气中的乙烯生产乙苯,国外在上世纪50年代末就已开始探索,70年代进入工业化试验阶段。其生产工艺主要有:
(1)分子筛气相法
1976年由Mobil和Badger公司合作开发了以高硅ZSM-5沸石为催化剂制乙苯的气相法。烷基化反应在高温、中压的气相条件下进行,反应温度370-430℃,反应压力1.42-
2.84MPa,乙烯质量空速3-5h-1。该工艺可以用浓乙烯为原料,也可用稀乙烯混合气体为原料,但在处理催化干气或焦炉尾气原料时,对原料气中丙烯、H2H、O2和H2O等杂质的含量要求极其严格,其质量分数均为10-6(其中硫化物)≯10×10-6H2O≯10×10-6),需对原料进行严格精制,使催化剂单程寿命延长,但装置投资和能耗相对较高(苯单耗0.749t/t 乙苯,乙烯0.268t/t乙苯)。1977年建成1.6万t/a乙苯、利用炼厂气为原料生产乙苯的工业化试验装置,并首先由Shell公司于1991年在英国Stanlow建成投产了16万吨/年乙苯的第一套大型工业装置。该生产工艺不存在环境污染和设备腐蚀问题,催化剂虽易结焦失活,但可重复再生,使用寿命较长,整个反应的热效率高,但产物中二甲苯含量较高(约
2000×10-6),影响产品的品质。
(2)美国UOP公司开发的以Al2O3-BF3为催化剂生产乙苯的Alkar工艺
Alkar法是由UOP公司于1958年开发,1960年工业化,用负载在Al2O3上的BF3为催化剂。可用浓度低达8%-10%(质量分数)的乙烯为原料进行烷基化反应,因此可以用处理后的FCC干气或焦炉尾气为原料。该反应在100-150℃和2.5-3.5MPa下进行,乙烯和苯的摩尔比控制在0.15-0.2之间。烷基转移反应在另外的反应器中进行,温度为180-230℃。从两个反应器出来的物料合并后进入提纯系统,成品的乙苯纯度可达99.9%。该方法主要优点是催化剂活性高,寿命长,乙苯选择性好,无腐蚀,无污染,流程简短,能耗小,可用于低浓度乙烯的综合利用。缺点是催化剂制备条件苛刻,费用也较贵,并容易中毒失活。原料在反应前必须净化,要求H2S、CO2和H2O等杂质的含量小于1×10-6。
(3)催化精馏制乙苯工艺
1990年CDTech公司开发成功催化精馏制乙苯工艺,该工艺将Y型分子筛催化剂与催化蒸馏技术相结合,工艺流程与Lummus/UOP工艺类似,主要差别是将烷基化反应器与苯气提塔合二为一,可同时进行催化反应和蒸馏操作,它也适用于稀乙烯原料。烷基化反应在液相和温和的反应条件下进行,放出的热量在催化精馏系统中被有效地移走,乙苯产率可达99.5%,催化剂再生周期可达两年。该工艺操作条件缓和,无腐蚀,能耗较普通液相法又有进一步降低,且设备投资减少。
(4)改良的AlCl3法
传统的AlCl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相等问题,1974年
Monsanto/Lummus公司提出了改良的AlCl3法,使AlCl3催化剂用量大为减少(仅为传统法的1/3),从而减少了废催化剂的处理量,且进料乙烯浓度范围可为15%-100%。通过控制乙烯的投料,使AlCl3催化剂的用量减少到处于溶解度范围内,使反应可以在均一的液相中进行,提高了乙苯的产率。反应温度为160-180℃,压力0.6-0.8MPa,乙烯与苯的摩尔比为0.8。当用稀乙烯为原料时,原料气中H2S、O2、CO2和H2O均需净化至质量分数约为5×10-6。由于该法在降低成本上有较明显的效果,不少传统的AlCl3法的装置都采用
Monsanto/Lummus的方法进行了改造和扩建,但这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有所缓解,并未从根本上得到解决。
3.2 国内利用干气中的乙烯制乙苯工艺技术
(1)以大连化物所为主开发的气相法技术
国内利用催化裂化干气制取乙苯的研究开发工作始于1985年末,经过催化剂研制和小试、中试工艺研究,取得了比较明显的效果。在上述研究的基础上,1990年在中石化总公司发展部的组织下,成立了由抚顺石油二厂、中科院大连化物所和洛阳石化工程公司组成的催化裂化干气与苯烃化制取乙苯工艺技术联合开发体,对该项工艺技术进行工程开发,并于1992年7月由洛阳石化工程公司完成了抚顺石油二厂3×104t/a乙苯装置的工程设计。装置于1993年7月一次投产成功。该项工艺适用于乙烯含量为10%-100%(wt)的原料气,苯单耗0.761t/tEB,乙烯单耗0.280t/tEB,但该工艺对原料气中其它杂质如丙烯、硫、水、氧等含量要求不严格,不需对原料气进行特殊精制。该工艺技术的主要特点为:①原料气不需特殊精制;②催化干气不需加压,直接进入反应器,反应压力、温度较低;③乙苯产品收率较高;④乙烯单耗、苯单耗较低;⑤生产过程无特殊“三废”排放,环境污染少;⑥反应器结构简单,操作方便。
在1993年抚顺石油二厂采用第一代技术3万吨/年干气制乙苯装置投产后,联合开发体又开发出第二代乙苯工艺技术。应用第二代技术的林源炼油厂3万吨/年乙苯装置和大连石化公司10万吨/年乙苯两套装置已分别于1996年12月和1999年11月一次开车成功,目前装置运行正常。第二代乙苯工艺技术和第一代乙苯工艺技术的主要区别是把烃化反应和反烃化反应分别放在两个反应器中进行,把反应产物两级吸收改为一级吸收,烃化反应苯烯比进一步提高。采用第二代技术,乙苯产品中二甲苯的含量由一代技术的3000ppm降为2000ppm,可满足除食品级聚苯乙烯以外其它苯乙烯加工装置对原料的要求。
在第二代技术得以成功工业化以后,联合开发体继续对已有技术进行进一步研究开发工作,于1998年底开发了第三代技术的反应部分,将气相反烃化改为液相反烃化,目的是将乙苯产品中二甲苯含量降低到1000ppm以下,满足各种苯乙烯加工装置的要求。该项技术已在抚顺石化公司石油二厂3万吨/年乙苯装置上进行了改造及工业试验,初步试验结果表明:乙苯产品中二甲苯含量低于1000ppm。近几年,在已开发成功三代技术反应部分的基础上,其进一步开发出了三代技术的分离部分,形成了一套完整的三代技术,该技术特点如下:①增加原料气脱丙烯部分,降低装置苯耗和能耗;②降低吸收塔吸收温度,减少烃化尾气中苯含量;③烃化反应温度进一步降低,从而可进一步延长烃化催化剂的单程寿命,减少再生次数,减少高沸物等杂质的生成;④增设了对于三代技术必须增设的丙苯塔;⑤合理利用低温热,大大降低能耗;⑥三代技术在大幅度降低苯耗、能耗的同时,投资小于原一代、二代的投资;⑦产品乙苯中二甲苯含量约1000ppm。
(2)北京服装学院开发的液相法技术
为了进一步改进干气稀乙烯制乙苯工艺,目前国内外许多机构正在研究第四代工艺即液相法工艺,其技术开发的主要目标为:改气相烃化为液相烃化,进一步降低烃化反应的温度,以提高催化剂寿命,降低二甲苯含量及装置能耗。
国内外很多科研机构进行过干气液相烃化技术的小试、中试研究,主要采用的工艺技术有鼓泡床和催化精馏工艺,但至今国内外尚未见干气稀乙烯液相烃化制乙苯工业化装置建设的报导。国内研究单位以北京服装学院和大连化物所为主,其中由中国石化股份公司科技开发部组织北京服装学院开发的液相法工艺已通过600吨/年中试成果鉴定,尚待工业化装置的检验;大连化物所也已经取得模试成果。
北京服装学院的液相烃化技术于1995-1999年进行催化剂和实验室技术开发,1999年7月-2000年1月进行单管真实气体的模试研究,接着在燕化公司进行了600吨/年乙苯装置中试研究。乙烯转化率≥95%,乙苯选择性≥92%,二甲苯含量<50ppm。经2000小时中试催化剂稳定性试验,催化剂性能稳定,预期再生周期在1年以上。该工艺技术与气相烃化工艺相比,产品乙苯中二甲苯含量可降低至100ppm以下,乙苯质量好。但该工艺需要对干气进行脱硫和干燥处理,再经压缩机升压进入烃化反应器进行液相烃化反应。
炼厂干气中含有大量的轻质烃类,它们既是重要的化工原料,又是理想的工业和民用燃料。目前,国外对炼厂气的利用率较高,而我国对其进行深度加工和综合利用的企业为数不多,大多数作为工业和民用燃料烧掉。如何充分利用干气资源,生产高附加值化工产品,提高炼油企业的经济效益,一直是炼油企业中的科技人员和管理人员所关注的课题。炼厂干气主要来源于原油的二次加工过程,如催化裂化、热裂化、延迟焦化、加氢裂化等。其中,催化裂化干气量最大,产率最高。催化裂化干气中含有氢气、乙烯、乙烷、丙烯等组份,而乙烯含量约12%-19%。据统计,2005年全国催化裂化能力约9300万吨/年,总乙烯潜含量近80万吨,乙烯资源量十分可观。如果能够将这部分乙烯分离提纯和有效利用,将会带来巨大的经济效益。
1 干气的分离技术
从FCC干气中回收低浓度乙烯的技术主要有深冷分离法、中冷油吸收法、膜分离法、金属络合分离法、吸附分离法、膨胀机法、水合物分离法及联合工艺。这些技术可将乙烯浓度提高到80%以上,可作为石油化工原料,用来生产一系列衍生物和聚合物产品。
1.1 深冷分离法
深冷分离技术早在20世纪50年代就发展了,目前该技术比较成熟,分离流程主要包括气体净化系统、压缩冷却系统和精馏分离系统。它利用原料中各组分相对挥发度的差异,通过气体透平膨胀制冷,在低温下将干气中各组分按工艺要求冷凝下来,其后用精馏法将其中的各类烃逐一分离,乙烯收率约为85%。
近年来,深冷分离技术有了重大突破,由美国Mo-hl公司和Air Products公司共同开发了深冷分凝器工艺,并在1987年投入工业化生产。分凝器是一个带回流的热交换器,将热传导与蒸馏结合起来,通过部分冷凝将气体混合物分开,达到高效分离效果。采用该技术FCC中的乙烯收率可达90%-98%,乙烷收率99%,甲烷含量减少到最低限度,比正常规模的深冷分离技术节能15%-25%,投资较低,经济效益显著。深冷工艺一般适合处理大量干气的情况,特别适合于炼厂集中地区,若炼厂规模比较小时,则不经济。
1.2 中冷油吸收法
中冷油吸收法又称吸收-精馏法,主要是利用吸收剂对干气中各组分溶解度的不同来实现分离。一般是利用C3、C4和芳烃等油品作吸收剂,首先除去甲烷和氢,再用精馏方法分离吸收剂中的各组分。一般操作温度-20℃~-40℃,乙烯纯度约为90%,收率为85%。
该技术是分离裂解气中乙烯的传统技术,工艺成熟。我国在20世纪70年代初期就曾有多个厂家利用该技术从裂解气中分离烯烃,江苏丹阳化肥厂、常州石油化工厂、北京化工三厂等都曾建有重油裂解制乙烯装置,后来因原料价格等原因均已停产。近年来随着技术的改进,不少厂家采用此技术新建了装置,据报道中石化燕山石化公司、抚顺二厂都新建有中冷油吸收装置。中石化北京化工研究院、上海医药工业设计院也正着手这方面的工作。采用此技术操作简单;乙烯回收率高可达95%以上,若加入膨胀机技术乙烯回收率能达99%;所得产品纯度可达99%。
1.3 金属络合分离法
金属络合分离法是由美国Tenneco化学公司开发成功的一种由低浓度乙烯中回收聚合级乙烯的新工艺。它是采用溶于芳烃溶剂中的一种双金属盐类四氯化亚铜铝络合物,从混合气中有选择性地络合吸附乙烯组份。乙烯分子与络合物所形成的键较弱,可在缓和条件下进行汽提解吸,从而得到纯度大于99.5%的聚合级乙烯,总收率约为96%。Tenneco化学公司在1982年建成了一套4.5万t/a的工业装置。由于该法关键技术严格保密,且络合物的制备难度较大,因此限制了其发展。
国内浙江大学对络合吸收法进行了多年的研究,并于2001年在杭州炼厂用FCC作原料完成了乙烯回收实验,乙烯纯度可达99%。另外,据报道,南京工业大学也曾对乙烯络合吸收剂的研制及其物性作过探讨。由于该法所用四氯亚铜铝吸收剂对设备腐蚀小,吸收容量大,产品纯度高,乙烯回收率也高,所以在我国炼厂规模不大、产气量小的情况下,采用该法具有明显的优越性。
1.4 吸附分离法
吸附分离法是利用吸附剂对混合气体中各组分的吸附选择性不同,通过压力改变或温度改变来实现分离的一种方法。根据吸附剂再生方法的不同分为变压吸附法(PSA)、变温吸附法(TSA)及变温变压吸附法几种。
吸附分离法的关键是开发好的吸附剂和与之适用的高效分离工艺。而吸附剂是吸附分离法的核心,按照所用载体不同,可分为分子筛类、树脂类、Al2O3类、SiO2类、活性炭类和粘土类等几类。目前的吸附剂性能还不太好。今后,混合离子π络合型吸附剂将是重点,除开发新型载体外,对载体进行表面处理或对络合吸附剂作二次改性处理将引起重视。
目前用于乙烯提取的吸附分离工艺有固定床和磁稳流化床两种。据报道美国麦吉尔公司已利用固定床吸附炼口气中乙烯获得了成功,国外其它机构也对此进行了研究。国内北京大学、天津大学以及四川天一科技公司等单位也做了大量研究工作。国内第一套炼厂干气乙烯回收装置于1995年在济南炼油厂完成中试,目前已建成工业试验装置,正在济南炼油厂运行。实践证明,变温变压吸附工艺所生产的产品气中乙烯的纯度能达99.88%,产品能做聚合级乙烯,乙烯回收率70%左右。上海石化利用其FCC装置的干气作为变压吸附装置的原料,回收浓缩烃类作为乙烯裂解原料,目前变压吸附装置已建成投产。磁稳流化床指
在通常的流化床外加以磁场,使流化床内磁性粒子在磁场作用下发生定向排列,从而限制粒子的随机运动,减少返混程度,使床层既具有与固定床类似的稳定结构,又具有一定的流动性,真正实现了固体粒子与流体逆向接触,为提高传质效率、简化操作过程创造了条件。Sikavitsas等人研究了磁稳流化床在烯烃分离中的应用,实验表明产品中乙烯含量可达99.9%,收率超过50%。
1.5 膜分离法
膜分离法是利用气体各组分在膜中渗透速率的差异来进行分离的,目前该技术已在一些气体分离和纯化工艺中得到应用。膜分离法回收FCC干气中氢气的装置于1987年在美国庞卡城Okia建成,氢气回收率为80%-95%,回收成本随进料压力的增大而降低,目前世界上已有十几套装置在运行或建设中。
而在乙烯提取方面还处在研究阶段,目前用于乙烯分离的膜主要有平片膜和中空纤维膜,膜中金属离子有Na+、Ag+和Cu2+等,烯烃与膜中离子形成络合物,进行迁移。我国于20世纪80年代末提出了将该技术应用于乙烯装置的设想,中科院大连化物所曾做过这方面的研究,但至今还没有其应用的工业化报道。膜技术离工业化的要求相差较大,还需进行进一步的开发和研究。
1.6 膨胀机法
该法由美国弗卢尔公司开发,其原理是利用高压气体通过膨胀机在近似等熵膨胀的同时输出外功,产生出比节流更大的温降,从而使气体中露点较高的组分冷凝,达到分离乙烯的目的。该工艺优点是:以最小的消耗,得到最大量的烯烃回收;操作灵活,对进料要求不太严格;特别是在分离较重馏分时,表现出其独特之处。据报道,美国在德克萨斯州海湾沿岸地区建成一座利用膨胀机法从炼厂气中回收乙烯的1.3万t/a的装置。朗道尔公司建有年处理炼厂气28万m3的装置。该技术的关键是膨胀制冷技术,国内尚无法解决。
1.7 水合物分离法
最近国内有专利报道了这种分离方法,其工艺特点是使FCC干气与水进行反应,生成含有乙烯组分的水合物,再将吸收液在减压或加热状态下逐级分馏,释放出水合物溶液中的乙烯,使其与其它组分分离。产品乙烯纯度为56%-81%,收率比较高。但由于该工艺所得乙烯纯度太低,限制了其应用。
1.8 其它分离方法
在目前技术不太成熟情况下,采用联合工艺将会改善分离效果以及经济性,如PSA与蒸馏联合、膜分离与PSA联合、中冷油吸收与PSA联合等。Bessarabov等对一种平片膜和流动吸附剂相结合的工艺进行研究,发现对乙烯/乙烷选择性大大提高。BOC公司申请了一项PSA-精馏联合工艺专利,用于乙烯等烯烃的提取。其它联合工艺如PSA与膜分离联合工艺、萃取精馏工艺等还未见应用于乙烯提取的报道。
2 干气的综合利用
2.1 干气制乙苯
FCC干气中乙烯直接与苯的烃化技术,国外早在50年代末就开始了研究和探索。目前工业上比较成熟的技术有Alkar工艺和Mobil-Badger工艺,它们都属于气相法烃化工艺。Alkar工艺是美国UOP公司于1958年开发的,特点是乙烯转化率近100%,生成乙苯纯度
99.9%,腐蚀和三废少,但催化剂要求高,成本较贵,原料气中的杂质必须脱除。Mobil-Badger工艺是美国Mobil石油公司和Badger工程公司70年代初共同开发的,它采用ZSM-5沸石催化剂,乙苯收率几乎100%,目前世界上约有20%的乙苯是采用该法生产出来的,该工艺具有无腐蚀、催化剂寿命长、能量利用率高等特点,因此,在世界乙苯市场上占领先地位。
我国在干气直接与苯烃化制乙苯技术方面虽然起步较晚。该科研项目由抚顺石化公司石油二厂、中国科学院化学物理研究所、抚顺石油三厂和洛阳石化工程公司联合开发成功,于1993年7月在抚顺石油二厂建成3万吨/年干气直接烃化制乙苯工业装置。此后通过技术改进,在林源炼油厂、大连石油化工公司相继建成了两套工业装置。该工艺乙烯转化率大于98%,乙烯生成乙苯的选择性大于99%,乙苯产品质量可以满足工业级聚苯乙烯的要求,具有极大的工业推广价值。目前,大连化物所正在开发催化蒸馏法稀乙烯制乙苯技术的第四代技术,已完成中试及新型分子筛催化剂工业放大工作。与此同时又创新性地提出了催化裂化干气中稀乙烯与苯自热式变相催化分离生产乙苯的第五代技术。此外,中国石化北京服装学院已开发成功液相法技术。由此可见,催化干气中稀乙烯的利用已不存在技术上的障碍,直接利用干气生产乙苯进而生产苯乙烯是一条比较经济的途径。
2.2 直接制环氧乙烷
以FCC干气为原料生产环氧乙烷的工艺技术,目前普遍采用的是氯醇法工艺路线。抚顺石油二厂建设了一套以FCC干气中稀乙烯制取环氧乙烷,进而生产乙二醇、乙醇胺、醇醚等产品的工业装置,现己安全运转了十几年。与纯乙烯制环氧乙烷技术相比,该技术的能耗及物耗较高,经济上还缺乏竞争力。如通过研制活性更高、选择性更好的催化剂,改进工艺技术降低生产能耗与物耗,同时随着石油资源的枯竭和乙烯价格上扬,该技术具有一定的竞争力。
2.3 生产丙醛及其衍生物
FCC装置副产的干气中含10%-20%乙烯,目前国内的这些资源大部分作为燃料烧掉,而以乙烯为原料的丙醛产品的产量远远不能满足实际生产的需求,因此利用FCC干气制丙醛技术成为人们关注的重点。四川大学开发出了以炼油厂FCC干气提浓的40%-80%的乙烯为原料,利用水溶性铑膦催化剂催化稀乙烯生产丙醛的清洁生产技术,目前已在新疆新峰股份有限公司建成了年产700吨丙醛的中试装置。中试结果表明,在较苛刻的反应条件下,水溶性铑-膦催化剂连续运行2000多小时,仍保持高活性和高选择性,丙醛质量达到了进口产品标准。该技术的成功开发为我国炼厂干气中乙烯资源的综合利用开辟了一条新的途径,对推动我国丙醛生产和下游产品正丙醇、丙酸、丙酸盐。甲基丙烯酸及其酯等的开发,促进我国精细化工和石油化学工业的可持续发展都具有重要意义。
2.4 于气提纯制氢
近几年来,为解决烯烃含量高的干气精制的技术,难题,石油化工科学研究院、西北化工研究院、德清化工技术公司研制成功了新型专用加氢催化剂。经工业生产证明,精制后的气体完全可以满足蒸汽转化对原料杂质的要求,为利用炼厂干气制氢技术提供了有力的保证。目前越来越多的炼厂采用价格低廉、烯烃含量高的干气作制氢原料,以降低氢气生产成本。我国第一套以FCC干气为原料的制氢装置于2000年2月在武汉分公司投料成
功,制氢能力10000Nm3/h,氢气纯度高达99.5%。石家庄炼化公司采用焦化干气水蒸汽转化和PSA提纯的工艺路线,新建1万t/年制氢装置,于2002年4月投用,氢气纯度
99.99%。荆门分公司于2002年8月将轻油制氢装置改造为焦化于气制氢,改造后原料成本下降,氢气纯度提高到97.8%。可见利用炼厂干气制氢已有许多成功的经验,若通过新型催化剂的开发和工艺技术改进,将对节约能源、降低制氢成本及提高企业经济效益具有重要意义。
2.5 干气转化合成气制氨
炼厂干气中的H2、N4是合成氨的好原料,干气经脱硫、转化、变换、甲烷化,最后将得到的混合气体,进入合成塔得到液氨。20世纪70年代,国内利用炼厂催化干气生产化肥的已有岳阳化工总厂1.5万t/a合成氨和北京东风化工厂1.5万t/a合成氨装置。此外安庆石油化工总厂利用炼油厂干气加氢精制合成氨于1997年12月顺利投料试车成功;齐鲁石化第一化肥厂以焦化干气生产氮肥的装置,目前生产能力为6万t/a-7.5万t/a。这些项目的工业化表明,利用混合炼厂干气全部或部分替代石脑油作为合成氨原料,在技术上是可行的,经济上是合理的。
2.6 利用干气对离心压缩机进行机械密封
随着石油化工及能源工业的发展,对离心压缩机性能的要求越来越高,对压缩机轴封的要求也越来越严。目前,国内使用较多的是机械浮环组合密封,或者是双端面机械密封,它们都是通过密封润滑油来达到密封气体的。这类密封具有一个很大的缺点,是要求有复杂的封油系统,能耗较大,而且必然有少量的密封油泄漏进入工艺气体。
干气密封在克服以上的缺点的同时,具有如下优点:省去了密封油系统及用于驱动密封油系统的附加功率负荷:大大减少了维修费用和停车;避免了工艺气体被油污染;密封气体泄漏量小;密封运行费用极低;密封驱动功率消耗小;密封寿命长,运行稳定可靠。通过工业运行,设计制造出的干气密封性能稳定可靠,并且提高了压缩机机组的运转性能。
3 结论及建议
(1)国外对炼厂FCC干气中氢气、乙烯等组分的分离及利用技术开发较早,并形成产业化,而我国对干气的加工利用刚刚起步。目前我国FCC的加工能力在9000万t/a以上,副产干气量较大,因此在炼厂干气的综合利用方面具有很大潜力和市场。
(2)从FCC干气中提取乙烯的工艺很多,从综合技术和经济指标来看,络合分离和吸附分离具有产品纯度高、投资小,生产成本较低等优点,因此具有较强的市场竞争力和应用前景。但国内络合分离和吸附分离还处于工业试验阶段,应加大这方面研究工作的力度,早日实现工业化、规模化。
(3)FCC干气的综合利用包括分离利用和直接加工利用,与分离利用相比,直接利用的投资和操作费用较低。因此积极推广直接利用技术,用目前比较成熟的工艺技术,如干气与苯烃化制乙苯和羰基化制丙醛、丙酸,以最少投入,增加企业经济效益。
(4)随着新的分离方法出现及新工艺和设备的不断发展,FCC干气还将有更加宽广的应用领域。炼油企业应根据自己的干气的组成特点及装置配置情况,并结合所处的地理位置、市场需求、产品质量等因素综合考虑,选择适宜干气利用路线,在保证炼厂工艺操作稳定性和弹性的情况下,减少投资,提高炼厂经济效益。
乙苯 一、健康危害 侵入途径:吸入、食入。 健康危害:本品对皮肤、粘膜有较强刺激性,高浓度有麻醉作用。 急性中毒:轻度中毒有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态蹒跚、轻度意识障碍及眼和上呼吸道刺激症状。重者发生昏迷、抽搐、血压下降及呼吸循环衰竭。可有肝损害。直接吸入本品液体可致化学性肺炎和肺水肿。 慢性中毒:眼及上呼吸道刺激症状、神经衰弱综合征。皮肤出现粘糙、皲裂、脱皮。 二、毒理学资料及环境行为 毒性:属低毒类。 3500mg/kg(大鼠经口);17800mg/kg(兔经皮) 急性毒性:LD 50 亚急性和慢性毒性:动物慢性毒性表现为肝肾及睾丸轻度损害。 致突变性:姊妹染色单体交换:人淋巴细胞10mmol/L。哺乳动物体细胞突变:小鼠淋巴细胞80mg/L。
生殖毒性:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL ):985ppm(7小时,孕1~19天),致胚胎毒 ):99ppm(7小时,孕1~18天),影性(如胚胎发育迟缓)。家兔吸入最低中毒浓度(TCL 响每窝胎数。 吸入人体内的乙苯,约有40%~60%未经转化即由呼气排出体外,经肾排出的不到2%,约40%在体内被氧化,首先转化为苯乙醇,第二步转化为酚(主要是对乙基苯酚,小量邻乙基苯酚)。所形成的乙基苯酚与硫酸根和葡萄糖醛酸结合后排出体外,小部分乙苯直接与谷胱甘肽结合生成苯基硫醚氨酸亦由尿排出,另一小部分被积蓄在体内含脂肪较多的组织内,以缓慢的速度同样转化为上述代谢物而排出。所以一次性吸入或接触乙苯后,大部分代谢物在2小时内被排出,少部分代谢物约在48小时后排出,反复多次吸入时,则随立脚点蓄积量的增加,排出的时间也就更长。 污染来源:乙苯主要用于生产苯乙烯,并广泛用作化工原料和溶剂,使用乙苯的工厂是环境中乙苯的主要污染源。贮运过程中发生的翻车、容器破裂等意外事故,也会造成严重的乙苯污染。 残留与蓄积:乙苯可以通过呼吸道被人体吸入,皮肤可吸收少量,经肠胃道虽可完成完全吸收,但实际意义不大。上面已经说过,乙苯50%以上仍由肺呼出,其余可通过体内各组织系统被氧化后以代谢物的形式排出体外,在体内残留和蓄积较少,时间也不长,一般情况吓一次性接触在两天左右几乎被全部排出体外。由于乙苯易溶于脂肪,而血液中脂肪会计师不高,所以高浓度乙苯进入血液后,极易接近或达到平衡状态。乙苯在人体组织内的分布情况是:若以血液中含量为1,则骨髓为18,腹腔脂肪中为10,心脏为15,脑组织内2.5,红细胞中的乙苯浓度比血浆中的含量大2倍。由于乙苯在水溶液中挥发趋势大,废水的乙苯很快挥发到大气中,因此在水体中残留也较少,在空气中的乙苯也会光解,故而生物富集量不多。 迁移转化:乙苯通过石油精炼、煤焦油蒸馏等方法制得,主要用来脱氢制造苯乙烯,也是一种良好的溶剂,在化工生产中应用较为广泛。乙苯主要通过工业废水和废气进入环境,在地表水体中的乙苯主要迁移过程是挥发和在空气中的光解。也有可能包括生物降解和化学降解和迁移转化过程。由于乙苯在水溶液中挥发趋势大,废水中的乙苯很快挥发至大气中。在水体中的残留也很少。乙苯是一种易燃易爆有机物,与空气混合形成爆炸性混和物。由于其蒸气比空气重,可沿地面扩散到相当距离外的火源点燃,并将火焰引回来。乙苯毒性较低,但对皮肤、眼睛和呼吸道的刺激作用比甲苯强。吸入、食入或经皮肤吸收可引起中毒,出现头痛、咳嗽、呼吸困难,神志不清、腹痛、视力模糊、
乙苯主要工业生产方法及其危险性分析 安全071 李锦洋 摘要:本文概括介绍了工业上乙苯的主要生产方法及对其中危险性的分析 关键词:工业生产、乙苯、烷基化、工艺技术、危险性 乙苯是生产苯乙烯的中间产品,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生产二乙基苯等。目前在工业生产中,除极少数(≯4 %)乙苯来源于重整轻油C8芳烃馏份抽提外,其余90%以上是在适当催化剂存在下由苯与乙烯烷基化反应来制取。 1工业生产乙苯工艺 到目前为止,工业上乙苯主要由苯与乙烯的烷基化反应来生产的。由烷基化制乙苯的工艺至今经历了三个阶段,即由三氯化铝为催化剂的烷基化反应路线,以ZSM - 5沸石为催化剂的气相烷基化法以及由Y - 沸石为催化剂的液相法制乙苯工艺路线。近几年来,国内也开展了以沸石为催化剂生产乙苯的研究,并显示了良好的工业前景。同时,催化蒸馏技术制乙苯的研究也取得了进展。 1.1法 法采用的是典型的Friedel - Crafts工艺,用配合物为催化剂。反应的副产物主要为二乙苯和多乙苯,有液相法和均相法之分。 1.1.1 液相法 传统的液相法是DOW化学公司于1935年开发的最早的乙苯生产工艺,在工业生产中占有重要地位。国外多家化学公司都在此基础上开发了自己的技术(Basf 、Shell 、Monsanto 、UCC 等) 。其中,使用最广泛的是UCC/ Badger工艺。 传统的液相法使用- HCl催化剂,溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中,生成络和物。该络和物在烷基化反应器中与液态苯形成两相反应体系,同时通入乙烯气体,在温度130℃以下,常压至0.15MPa下发生烷基化反应,生成乙苯和多乙苯,同时,多乙苯和乙苯发生烷基转移反应。反应器中乙烯与苯摩尔比为0.30~0.35 ,乙烯转化率接近100%,烷基化反应收率为97.5%。催化剂、苯、多乙苯循环使用,每吨乙苯副产焦油1.8~2.7kg。此反应中苯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应在一台反应器中完成。为限制多乙苯的生成,必须控制乙烯与苯的比例。工业生产装置控制乙烯与苯的分子比为0.3~0.4 左右。反应产物的平衡组成只与反应混合物中烷基和苯核有关。工艺流程见图1。 1.1.2 均相法 由于传统的法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相等问题,1974年Monsanto/ Lummus公司提出了均相法。该工艺通过控制乙烯的投料,使催化剂的用量减少到处于溶解度范围内,使反应可以在均一的液相中进行,提高了乙苯的产率。反应温度为160~180℃,压力0.6~0.8MPa ,乙烯与苯的摩尔比为0.8。均相法进料乙烯浓度范围可为15%~100%。当用稀乙烯为原料时,原料气中、、C和O均需净化至质
10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计方案 前言 本设计的内容为10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置,包括工艺设计,设备设计及平面布置图。
本设计的依据是采用低活性、高选择性催化剂,参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术,以乙苯脱氢法生产苯乙烯。苯乙烯单体生产工艺技术:深度减压,绝热乙苯脱氢工艺乙苯脱氢反应在绝热式固定床反应器中进行,其特点是:转化率高,可达55%,选择性好,可达90%。特殊的脱氢反应器系统:在低压(深度真空下)下操作以达到最高的乙苯单程转化率和最高的苯乙烯选择性。该系统是由蒸汽过热器、过热蒸汽输送管线和反应产物换热器组成,设计为热联合机械联合装置。整个脱氢系统的压力降小,以维持压缩机入口尽可能高压,同时维持脱氢反应器尽可能低压,从而提高苯乙烯的选择性,同时不损失压缩能和投资费用。 所需要的催化剂用量和反应器体积较小,且催化剂不宜磨损,能在高温高压下操作,内部结构简单,选价便宜。在苯乙烯蒸馏中采用一种专用的不含硫的苯乙烯阻聚剂。它经济有效且能使苯乙烯焦油作为燃料清洁地燃烧。 工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障,从而可减少生产波动. 本设计装置主要由脱氢反应和精馏两个工序系统所组成。原料来自乙苯生产装置或原料采购部门,循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供,生产出的苯乙烯产品到成品库。 此设计过程中,为了计算方便,忽略了一些计算过程,故有一定的误差,另由于计算时间比较仓促,有些问题不能够直接解决。设计中有不少错误之处,请指导老师予以批评指正,多提出宝贵意见。 苯乙烯设计任务书 一、设计题目:年产10万吨苯乙烯的生产工艺设计
乙苯 乙苯(ethylbenzene)一种芳烃。分子式C6H5C2H5 。存在于煤焦油和某些柴油中。易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。 简介 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。 基本信息 中文名称:乙苯 分子式: C8H10 结构简式: C6H5-CH2-CH3 分子量: 106.16 理化特性 主要成分:纯品 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 辛醇/水分配系数的对数值: 3.15 闪点(℃): 15 引燃温度(℃): 432 爆炸上限%(V/V): 6.7 爆炸下限%(V/V): 1.0 溶解性:不溶于水,可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂。 作用 用于有机合成和用作溶剂。 应急处置 皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给予输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 食入:饮足量温水,催吐,就医。 呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应该佩戴自吸过滤式防毒面罩(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器或氧气呼吸器。 眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。 身体防护:穿防毒渗透工作服。 手防护:戴乳胶手套。 其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 泄漏应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。迅速用砂土、泥块阻断洒在地上的乙苯向四周扩散。筑坝切断被污染的水体的流动,或用围栏限制水面乙苯的蔓延。配戴防毒面具、手套,将漏液收集在适当容器内封存,并用砂土或其他惰性材料吸附漏液,转移到安全地带。当乙苯洒到土壤中时,立即将被污染土壤收集起来,转移到安全地带。对污染地带加强通风,蒸发残液,排除乙苯蒸气。 有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法:喷水保持火场容器冷却。尽可能将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、砂土;用水灭火无效。
乙苯的理化及危险特性表 标识中文名:乙苯;苯基乙烷英文名:Ethylbenzene 分子式:C8H10 分子量:106.16 CAS号:100-4l-4 RTECS号:DA0700000 UN编号:1175 危险货物编号:32053 IMDG规则页码:3222 理化性质外观与性状:无色液体,有芳香气味。 主要用途:用于有机合成和用作溶剂。 熔点:-94.9 沸点:136.2 相对密度(水=1):0.87 相对密度(空气=1): 3.66 饱和蒸汽压(kPa):1.33/25.9℃ 溶解性:不溶于水,可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。可产生易燃,刺激性蒸气。临界温度(℃):343.1 临界压力(MPa):3.70 燃烧热(kj/mol):无资料 燃烧爆炸危险性避免接触的条件: 燃烧性:易燃 建规火险分级:甲 闪点(℃):15℃ 自燃温度(℃):432 爆炸下限(V%):1.0 爆炸上限(V%):6.7 危险特性:其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源引着回燃。 若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。流速过快,容易产生和积聚静电。 使橡胶溶胀、变软。 易燃性(红色):3 反应活性(黄色):0 燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。 稳定性:稳定 聚合危害:不能出现 禁忌物:强氧化剂。 灭火方法:泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效。如果该物质或被污染的流体进入水路,通知有潜在水体污染的下游用户,通知地方卫生、消防官员和污染控制部门。 包装与储运危险性类别:第3.2类中闪点易燃液体 危险货物包装标志:7 包装类别:Ⅱ 储运注意事项:储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。仓温不宜超过30℃。防止阳光直射。 保持容器密封。应与氧化剂分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型, 开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。桶装堆垛不可过大,应留墙距、 顶距、柱距及必要的防火检查走道。罐储时要有防火防爆技术措施。禁止使用易产 生火花的机械设备和工具。灌装时应注意流速(不超过3m/s),且有接地装置,防 止静电积聚。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。 废弃:处置前参阅国家和地方有关法规。废物储存参见“储运注意事项”。用控制 焚烧法处置。 包装方法:小开口钢桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐) 外木板箱。 ERG指南:129 ERG指南分类:易燃液体(极性的/与水混溶的/有毒的) 毒接触限值:中国MAC:未制定标准
生产工艺流程管理制度 生产工艺管理制度 一、总则: 1、工艺是产品生产方法的指南,是优质、高效、人低耗和安全生产的重要保证手段。是生产计划、生产调度、质量管理、质量检验、原材料供应,工艺装备和设备等工作的技术依据,是产品生产过程必须的标准性作业指导书。 2、工艺工作由生产技术部负责,应建立严格的管理制度和责任制,工艺人员要坚持科学态度,不断提高工艺水平,为生产服务。 3、工艺工作要认真贯彻工艺规程典型化、工艺装置标准化,通用化的原则。 二、制度: 1、工艺工作必须完善工艺手段,保证产品质量和降低成本,工艺过程合理、可靠、先进为原则。 2、工艺文件必须保证正确、完整、统一、清晰。
3、生产人员必须严格执行工艺,任何人不得擅自修改操作规程、技术文件内容,如有某种原因无法按工艺生产时,应由生产技术部主管签字方可生效。 4、设计标准的修改需经生产技术部主管、总经理批准。 5、凡是工艺文件出现的差错,应由生产技术部负责,凡属不按工艺文件而出现的差错,应由操作者负责,追查责任事故。 6、工艺技术人员应不断对车间操作人员进行工作纪律教育,严格按工艺标准监督工艺执行。 7、工艺文件的编写,个性等项工作由生产技术部负责,并按工艺文件要求编写工艺质量要求。 8、技术人员对工艺文件、工艺配方单的修改,除下达修改通知单外还应对全公司新发文件全部修改完毕,各修改单上应在存档通知单上注明。 9、工艺管理考核
9.1为了使工艺管理能够有效运行,不流于形式,对违犯工艺管理规定的责任人,将根据如下规定进行处罚。 9.1.1对于违犯工艺管理规定,不按工艺操作规程严格操作,导致工艺控制指标超标的,检查发现后责令整改并通报批评,按每一超标指标30-50元的标准,对第一责任人、当班长进行处罚。9.1.2因上一工序原因导致本工序控制指标不合格,并能够及时进行查找原因并调整的不作处罚,否则,则依9.1.1条款进行处罚。 9.1.3关键工序质量控制点工艺指标如出现超标现象,通报批评并一次性处罚100元。 9.1.4因工艺文件管理不善造成丢失的,丢失一本罚款100元,私自复印的罚款100元。 9.1.5对一月内造成指标超标3-5次的操作工,月末加罚50元,并下岗培训一周,经培训后仍继续出现指标超标的,再加罚50元后,调离本岗位。 9.1.6因不按规定操作造成产品质量不合格,系统降负荷、停车等严重后果的,依后果的严重程度、影响的大小以及发生经济损失数额多少等要素,经过经理办公会研究讨论,对第一责任人、当班班长、
乙苯生产方法 1 前言 乙苯是重要的化工原料,主要用于脱氢生产苯乙烯,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生产二乙基苯等。当前,全世界乙苯产量已达约2000万吨,其中99%的乙苯用于生产苯乙烯。 中石化安庆分公司原油加工能力500万吨/年,拥有常减压蒸馏、催化裂化、催化裂解、延迟焦化、催化重整等主要生产装置。其中催化(裂解)干气中含有大量的乙烯,目前都作为燃料消耗,没有进行经济有效的利用。 利用催化(裂解)干气中乙烯制备乙苯,进而生产苯乙烯,充分利用炼厂干气中的乙烯资源,是提高资源利用率,增加企业经济效益的一条有效途径。本文对安庆分公司催化干气中的乙烯资源,以及由稀乙烯制备乙苯的工艺技术路线进行了专门讨论。 2 干气中乙烯资源及利用 炼厂干气主要来源于石油的二次加工过程,如催化裂化、催化裂解、延迟焦化、加氢裂化等,其主要成份为氢气、甲烷、乙烯、乙烷以及少量C3/C4烃类。 安庆分公司的炼油装置结构中,拥有具有先进工艺的140万吨/年催化裂化装置和70万吨/年催化裂解装置。其中,140万吨/年催化裂化装置采用中国石油化工科学研究院开发的多产丙烯和清洁汽油的MIP-CGP新技术;催化裂解装置具有气体产率大、烯烃含量高的特点,其干气产率超过相同规模催化裂化装置的两倍,乙烯浓度也明显高于常规催化裂化。两套催化装置副产大量富含乙烯的干气。在炼油500万吨/年加工负荷情况下,催化裂化和催化裂解装置所产干气中乙烯量约3万吨/年。 干气中乙烯资源的回收利用,国内外都十分重视,已经开发的回收炼厂干气中乙烯的技术主要有深冷分离法、双金属盐络合吸收法、溶剂抽提法、膨胀机法、吸附法,此外还有干气直接制乙苯技术。 从目前国内外对干气中稀乙烯利用的技术开发情况来看,由于将乙烯通过分离提纯再行利用的方法投资较大,经济性差,因此稀乙烯的利用倾向于将稀乙烯直接加工,这方面的技术开发则集中于乙苯/苯乙烯的生产。 国外在上世纪70年代就开发了利用稀乙烯直接烃化制乙苯的工艺技术。国内于上世纪90年代开发成功干气稀乙烯制乙苯技术,此后,该技术经过不断改进,目前已发展到第三代。因此,利用干气中乙烯制乙苯,成为干气中稀乙烯利用方向的首选。 3 利用干气中的乙烯制乙苯工艺路线 目前在工业生产中,乙苯大都采用苯和乙烯催化烷基化法合成,少量从石油化工产品和煤焦油中分离而得。石油热裂解和重整产品中的C8馏份含有质量分数为10%-30%的乙苯,煤焦油混合二甲苯馏份中含有质量分数为10%左右的乙苯。因此,约有2%左右的乙苯是通过C8馏份的分离来生产的,其余90%以上是在适当催化剂存在下由苯与乙烯烷基化反应来制取。由苯和乙烯进行Friedel-Crafts烷基化合成的反应式为: C6H6+C2H4→C6H5C2H5 国外利用干气中的乙烯制乙苯工艺技术 3.1 利用催化干气中的乙烯生产乙苯,国外在上世纪50年代末就已开始探索,70年代进入工业化试验阶段。其生产工艺主要有: (1)分子筛气相法
生产工艺管理控制程序 1.目的 建立与生产相适应的生产工艺管理制度,确保生产条件(人员、环境、设备、物料等)满足化妆品的生产 质量要求。特制订本程序。 2.适用范围 适应于各车间生产工序的工艺参数、材料、设备、人员和测试方法等所有影响产品质量的生产阶段。 3.职责 3.1计划:负责制订《生产计划》负责生产过程中的综合调度。 3.2生产部:负责生产动力设施及时供给合格的水、蒸压缩空气、空气、电力等资源;编制设备的操作规程, 设备维护保养; 负责按生产指令单,在规定的工艺要求和质量要求下,组织安排生产,并对生产过程进行控制。 3.3仓库:负责按照生产派工单所开具的领料单进行原辅材料发放接收对各车间退回的物料做入库工作。 3.4技术研发部:负责生产工艺技术及半成品标准制定。在首次生产时进行指导。明确关键工序和特殊工序。 负责编制工艺规程和作业指导书。 3.5质保部:负责所有原辅材料、半成品、成品按品质标准进行检验 负责安排现场巡检员对生产现场的产品质量进行过程监督。 4.内容 4.1生产前的准备工作 1)计划调度员考虑库存情况,结合车间的生产能力,制订《生产计划》,经经理批准后,发放至相关部门作为采购和生产依据。 2)在确保每个生产订单所有原物料配套齐全后下达,生产车间根据生产计划制定生产指令,生产前由车间负责人下达批生产指令,包含批号、批生产量、执行标准、生产流程、生产配方等信息。 3)生产部根据周计划编制《车间每日作业计划》,车间主管/班长把计划分解到各小组或生产线直至各岗位,并对每日计划执行情况进行跟踪。 4)各车间均须严格按确定的日生产计划安排工作,一切有影响计划实施的因素或异常现象产生,车间主管需做有效的记录,每周统一汇总,报备生产部。 1)各相关责任人员根据生产需要,确认供给合格的水、蒸汽、压缩、空气、电力等资源,保障生产设备的正常运转。
二、乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程 脱氢反应: 强吸热反应; 反应需要在高温下进行; 反应需要在高温条件下向反应系统供给大量的热量。 由于供热方式不同,采用的反应器型式也不同。 工业上采用的反应器型式有两种: 一种是多管等温型反应器,是以烟道气为热载体,反应器放在加热炉内,由高温烟道气,将反应所需要的热量通过管壁传递给催化剂床层。 另一种是绝热型反应器,所需要的热源是由过热水蒸气直接带入反应系统。 采用这两种不同型式反应器的工艺流程,主要差别: 脱氢部分的水蒸气用量不同; 热量的供给和回收利用方式不同。 (一)多管等温反应器脱氢部分的工艺流程 反应器构成: 是由许多耐高温的镍铬不锈钢钢管组成; 或者内衬以铜锰合金的耐热钢管组成; 管径为100~185mm; 管长为3m; 管内装填催化剂; 管外用烟道气加热(见图4-9,P182)。
多管等温反应器脱氢部分的工艺流程图见图4-10(P182)所示。 反应条件及流程: 1.原料乙苯蒸气和一定量的水蒸气混合; 2.预热温度(反应进口):540℃; 3.反应温度(反应出口):580~620℃; 4.反应产物冷却冷凝: 液体分去水后送到粗苯乙烯贮槽; 不凝气体含有90%左右的H 2,其余为CO 2和少量C 1及C 2 可作为燃料气,也可以用作氢源。 5.水蒸气与乙苯的用量比(摩尔比)为6~9:1; (等温反应器脱氢,水蒸气仅作为稀释剂用)。 6.讨论: (1)等温反应器:要使反应器达到等温,沿反应器的反应管传热速率的改变,必须与反应所需要吸收热量的递减速率的改变同步。 (2)一般情况下,出口温度可能比进口温度高出几十度(传递给催化剂床层的热量,大于反应时需要吸收的热量。) (3)催化剂床层的最佳温度分布以保持等温为好。 尾气放空烟道气排 冷却水 阻聚剂循环烟道气配比蒸汽 水燃料雾化 蒸 汽粗笨乙烯至精馏工段 12345 671图4-10 多管等温反应器乙苯脱氢工艺流程 1-脱氢反应器;2-第二预热器;3-第一预热器;4-热交换器;5-冷凝器; 6-粗乙苯贮槽;7-烟囱;8-加热炉
课题:乙苯脱氢生产苯乙烯 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 1.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下: 或者 系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃, 凝固点 -30.4℃,难溶于水,能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧,生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物,其爆炸范围为1.1 %~6.01%。 苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质,反应性能极强,如氧化、还原、氯化等反应均可进行,并能与卤化氢发生加成反应。 苯乙烯暴露于空气中,易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯(PS )树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯,另外苯乙烯与丁二烯、 丙烯腈共聚,其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料;与丙烯腈共聚可得AS 树脂;与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外,苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外, 出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线, 同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90%,仍然是目前生产苯乙烯的主要方法,其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1. 主、副反应 主反应: 催化剂 +H 2 △H Φ 在主反应发生的同时,还伴随发生一些副反应,如裂解反应和加氢裂解反应: +H 2 +C H 4 4 +H 2 H 6 +2H 2O +2CO 2+3H 2 高温下生碳 8C+5H 2 此外,产物苯乙烯还可能发生聚合,生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物等。 CH 3 CH=CH 2 CH=CH 2 CH 2—CH 3 CH=CH 2 CH 2—CH 3 CH 4 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH
生产工艺管理控制程序—范文 1 目的对生产工艺过程实施控制和管理,确保编制的工艺规程正确,符合设计要求,并能有效的指导生产。 2 范围 本程序文件规定了工艺管理控制程序和要求。本文件适用于公司内供和外销产品的工艺控制。 3 术语和定义 关键过程:对形成产品质量起决定作用的过程。特殊过程:对形成的产品是否合格不易或不能经济地进行验证的过程。首件鉴定:对试生产的第一件零件进行全面的过程和成品检查,以确定生产条件是否能保证生产出符合设计要求的产品。 定型:是对新产品(含改型、革新、测绘、仿制或功能仿制产品)进行全面评定,确认其达到规定的技术要求,并按规定办理手续。定型主要指公司生产定型。 生产定型:是对批量生产进行全面考核,以确认其达到批量生产的标准。
4 管理职能 技术质量部门:负责制定工艺管理规章制度,并组织贯彻实施与检查。 负责工艺策划,编制工艺总方案及工艺标准化综合要求;负责关键件、重要件的控制策划,并编制控制计划。负责生产单位的工艺文件、材料定额的编制、产品图样工艺性审查及工艺管理工作。 负责组织生产定型工作,负责工艺纪律监督检查。负责编制技术改造规划、工艺布置、生产面积及设备的调配、外购设备的选型论证等技术改造工作。 解决现场生产技术问题,对产品故障进行分析、处理。负责新工艺、新材料、新技术的推广应用工作。负责生产设备的综合管理工作。 负责督促和检查使用单位执行有关设备管理标准和规程的情况,保证设备处于完好状态,满足工艺要求。 负责对生产工作环境进行监测和控制。负责理化检测工作。 负责按工艺规程和产品设计文件实施工序检测、验收产品,并对生产现场工艺纪律执行情况进行监督。 负责对工装、量具的设计工作。 生产部门负责按工艺规程要求组织生产、工艺装备的准备工作;负责生 产 工艺文件的贯彻,工艺纪律的执行,工艺装备的制造、使用、管 理工作。 综合管理部门负责人力资源的合理配置、接口职责、权限的分配和协调。 负责对产品质量有直接影响的人员进行岗位技能培训、考核。工作程
乙苯工艺流程说明
2.2 工艺说明 2.2.1工艺特点 技术路线为当今应用广泛、技术成熟可靠、经济合理且无腐蚀无污染的分子筛液相法苯烷基化制乙苯生产技术,所用的分子筛催化剂是AEB 型分子筛催化剂,其主要工艺特点是: 1) 新一代的AEB 型烷基化催化剂(AEB-6)和烷基转移催化剂(AEB-1)活性高、乙苯选择性好,具有优良的稳定性,催化剂再生周期长(5年),预期寿命10年。 2) 反应条件缓和,反应压力约3.5-4.2MPaG ,烷基化反应温度190~240℃,烷基转移反应温度175~235℃;副反应少,产品纯度高,二甲苯含量低,乙苯选择性和收率高,工艺物耗低。 3) 使用多点注乙烯加部分反应物循环的工艺流程,可以采用较低的苯/乙烯比,使乙烯能完全溶解在反应物料中,维持液相反应条件,并控制床层温升在合理范围,确保装置平稳运行。 4) 由于反应条件缓和而且催化剂和反应物料均无腐蚀性,使主要设备可采用碳钢。 5) 催化剂采用器外再生,节省了器内再生设备和时间。 6) 采用合理的换热流程,充分回收利用低温能量,能耗低。 2.2.2反应基理 2.2.2.1 烷基化反应 在一定温度、压力下,乙烯与苯在酸性催化剂上进行烷基化反应生成乙苯,化学方程式如下: 56526242H C H C H C H C ?→?+ 同时,生成的乙苯还可以进一步与乙烯反应生成少量二乙苯和更少量的三乙苯,而四乙苯以上的多乙苯很少,方程如下所示: 46252565242)(H C H C H C H C H C ?→?+ 363524625242)()(H C H C H C H C H C ?→?+
生产工艺管理控制程序—范文 1 目的 对生产工艺过程实施控制和管理,确保编制的工艺规程正确,符合设计要求,并能有效的指导生产。 2 范围 本程序文件规定了工艺管理控制程序和要求。 本文件适用于公司内供和外销产品的工艺控制。 3 术语和定义 关键过程:对形成产品质量起决定作用的过程。 特殊过程:对形成的产品是否合格不易或不能经济地进行验证的过程。首件鉴定:对试生产的第一件零件进行全面的过程和成品检查,以确定生产条件是否能保证生产出符合设计要求的产品。 定型:是对新产品(含改型、革新、测绘、仿制或功能仿制产品)进行全面评定,确认其达到规定的技术要求,并按规定办理手续。定型主要指公司生产定型。 生产定型:是对批量生产进行全面考核,以确认其达到批量生产的标准。
4 管理职能 技术质量部门: ●负责制定工艺管理规章制度,并组织贯彻实施与检查。 ●负责工艺策划,编制工艺总方案及工艺标准化综合要求; ●负责关键件、重要件的控制策划,并编制控制计划。 ●负责生产单位的工艺文件、材料定额的编制、产品图样工艺性审 查及工艺管理工作。 ●负责组织生产定型工作,负责工艺纪律监督检查。 ●负责编制技术改造规划、工艺布置、生产面积及设备的调配、外 购设备的选型论证等技术改造工作。 ●解决现场生产技术问题,对产品故障进行分析、处理。 ●负责新工艺、新材料、新技术的推广应用工作。 ●负责生产设备的综合管理工作。 ●负责督促和检查使用单位执行有关设备管理标准和规程的情况, 保证设备处于完好状态,满足工艺要求。 ●负责对生产工作环境进行监测和控制。 ●负责理化检测工作。 ●负责按工艺规程和产品设计文件实施工序检测、验收产品,并对 生产现场工艺纪律执行情况进行监督。 ●负责对工装、量具的设计工作。 生产部门 ●负责按工艺规程要求组织生产、工艺装备的准备工作;负责生产
工艺流程说明 一干气制乙苯 包括脱丙烯、烃化及反烃化反应、吸收及苯回收、乙苯分离等四个工艺过程。 1 脱丙烯: 来自界区外的催化干气进入催化干气水洗罐(D-101),通过水洗除去催化干气中可能夹带的脱硫剂乙醇胺,以免造成烃化催化剂中毒失活。由催化干气水洗罐出来的催化干气经过催化干气换热器(E-101)与丙烯吸收塔(C-101)顶的脱丙烯催化干气换热,再经催化干气过冷器(E-102)冷却到15℃后进入丙烯吸收塔底部。经过吸收剂吸收丙烯后的脱丙烯催化干气经过催化干气换热器冷却到35℃左右后去烃化反应器(R-101A/B)。 丙烯吸收塔的吸收剂为反烃化料,其主要成分为二乙苯。丙烯吸收塔底的富吸收剂经过贫液-富液换热器(E-103)后进入解吸塔(C-102)中部第16板,解吸塔底用热载体加热到257℃。解吸塔釜液由吸收剂循环泵(P-102A/B/C)输送经贫液-富液换热器冷却到40℃,再经贫液过冷器(E-104)过冷到15℃后进入丙烯吸收塔顶部。解吸塔顶气体经过解吸塔顶蒸汽发生器(E-106)在165℃下部分冷凝进入解吸塔回流罐(D-102),冷凝液由解吸塔回流泵 (P-103A/B)输送回流到解吸塔顶部。由解吸塔回流罐排出的气体经过解吸塔顶气冷却器(E-107)和解吸塔顶气过冷器(E-108)冷却到10℃后进入解吸塔顶气分液罐(D-103),冷凝下的液体由解吸塔顶凝液泵(P-104A/B)送回解吸塔回流罐,不凝的富丙烯催化干气去界区外催化装置或排空管网。 2 烃化及反烃化反应: 来自循环苯塔(C-104)11板侧线的循环苯由循环苯塔侧线抽出泵(P-111A/B)输送到循环苯罐(D-105),然后由循环苯泵(P-106A/B)输送一部分进入反烃化反应进料罐(D-106),大部分经过新鲜苯-循环苯换热器(E-115)、反应产物-循环苯换热器(一)(E-111)、反应产物-循环苯换热器(二)(E-110)换热到250℃后进入循环苯加热炉(F-102),循环苯加热炉出来的循环苯达到348℃,进入烃化反应器(R-101A/B)顶部。 来自丙烯吸收塔顶的脱丙烯催化干气分四路进入烃化反应器。由烃化反应器底部出来的反应产物温度为360℃,经过反应产物-循环苯换热器(一)、反应产物-循环苯换热器(二)冷却到159℃,再进入反应产物-苯塔进料换热器(E-112)在127℃下部分冷凝,冷凝液由反应产物中间凝液泵(P-107A/B)输送作为苯塔进料去循环苯塔(C-104)。不凝气经过反应产物冷凝冷却器(E-113)、反应产物过冷器(E-114)冷却到15℃后进入烃化尾气吸收塔(C-103)。 来自多乙苯塔(C-108)顶的反烃化料温度122℃,由反烃化料泵(P-120)输送经循环吸收剂-反烃化料换热器(E-124)加热到210℃后进入反烃化反应进料罐。反烃化反应进料罐中的反烃化反应进料温度158℃,由反烃化反应进料泵升压到4.0MPaG,经反烃化反应进料加热器(E-116)加热到260℃进入反烃化反应器(R-102)底部。由反烃化反应器顶部出来的反烃化产物进入循环苯塔。
乙苯 (1)化学品及企业标识 化学品中文名乙苯;乙基苯 化学品英文名 ethylbenzene;phenylethane 分子式 C8H10 相对分子质量 106.18 (2)成分/组成信息 √纯品混合物 有害物成分浓度 CAS No. 乙苯 100—4l—4 (3)危险性概述 危险性类别第3.2类中闪点液体 侵入途径吸入、食入 健康危害本品对皮肤、黏膜有较强刺激性,高浓度有麻醉作用。 急性中毒:轻度中毒有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态蹒跚、轻度意识障碍及眼和上呼吸道刺激症状。重者发生昏迷、抽搐、血压下降及呼吸循环衰竭。可有肝损害。直接吸人本品液体可致化学性肺炎和肺水肿。 慢性影响:眼及上呼吸道刺激症状、神经衰弱综合征。皮肤出现粘糙、皲裂、脱皮。 环境危害对水体、土壤和大气可造成污染。 燃爆危险易燃,其蒸气与空气混合,能形成爆炸性混合物。 (4)急救措施 皮肤接触脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。如有不适感,就医。
眼睛接触提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。如有不适感,就医。 吸入迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。呼吸、心跳停止,立即进行心肺复苏术。就医。 食入饮水,禁止催吐。给服活性炭悬液。就医。 (5)消防措施 危险特性易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触发生猛烈反应。流速过快,容易产生和积聚静电。蒸气比空气重,沿地面扩散并易积存于低洼处,遇火源会着火回燃。 有害燃烧产物一氧化碳 灭火方法用泡沫、干粉、二氧化碳、砂土灭火 灭火注意事项及措施消防人员必须佩戴空气呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。容器突然发出异常声音或出现异常现象,应立即撤离。 (6)泄漏应急处理 应急行动消除所有点火源。根据液体流动和蒸气扩散的影响区域划定警戒区,无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员戴正压自给式呼吸器,穿防静电服,戴橡胶耐油手套。作业时使用的所有设备应接地。禁止接触或跨越泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或限制性空间。小量泄漏:用砂土或其他不燃材料吸收。使用洁净的无火花工具收集吸收材料。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用砂土、惰性物质或蛭石吸收大量液体。用泡沫覆盖,减少蒸发。喷水雾能减少蒸发,但不能降低泄漏物在限制性空间内的易燃性。用防爆泵转移至槽车或专用收
生产工艺管理流程 生产技术部接到产品开发需求后,进行产品开发策划并起草设计开发任务书,经公司领导审批后,业务部门根据产品设计开发任务书准备纸、油墨、印版、烫金等生产材料及生产工艺设备的准备工作,材料、设备准备完成后,安排在印刷车间进行上机打样;打样过程中,由生产技术部组织业务、品质、车间等部门对打样结果进行评审,打样评审通过后,由生产技术部进行送样、签样工作(送中烟技术中心材料部),若签样不合格,需重新进行打样准备;签样完成后,生产技术部根据打样情况形成临时技术标准,品质部形成检验标准,印刷车间根据临时技术标准进生试机生产,生产产品由生产技术部送烟厂进行上机包装测试(若包装测试不通过,生产技术部需重新调整临时技术标准重新试机生产),包装测试通过后,生产技术部根据试机生产时情况形成技术标准。当月生产需求时,生产技术部按生产组织程序进行组织生产,并同时下达技术标准,印刷车间根据生产技术标准,进行工艺首检,确认各项工艺指标正确无误,进行材料及设备的准备工作,各项工作准备完成后按技术标准要求进行工艺控制,生产技术部对整个生产运行过程进行监督,当工艺运行不符合要求时,通知生产技术部进行工艺调整。生产结束后,进入剥盒、选盒工序,经过挑选的烟标合格的按成品入库程序进行入库,不合格的产品按不合格程序进行处理。
产品工艺管理流程图 业务部生产技术部印刷车间品质部输出记录 接到设计 更改需求 段 阶 } 改 更 计 设 { 发 开 吕 产 不通过 不通过 通过 接到设计 开发需求 产品开发策划 打样准备 送样、签样 通过 不通过 形成技术标 准(临时) 审批不通过 上机打样 形成检验标准 设计开发项目组成立 通知 产品开发任务书 段 阶 制 控 艺 工 产 生 送客户包装测试■试生产 ■ 形成技术标准 <接到生 产需求 组织生产 下达工艺标准工艺首检 材料准备设备准备 工艺监督过程质量监督 工艺改进不通过运行判定 成品质量监督 是合格 成品入库 结束 不合格 控制程序 过程检验记录 工艺检查记录表, 匚工艺记录表 工艺运行控制 剥盒、选盒 烟用材料试验评价 报告 印刷作业指导书 生产工作单 换版通知单 生产操作记录表 工艺更改通知单 成品检验记录
工艺说明 工艺生产方法 POSM 装置以丙烯和乙苯为原料,采用共氧化法生产环氧丙烷和苯乙烯单体。下面所示的简化方块总流程图描述了采用均相钼基环氧化催化剂的POSM 技术。 空气100 200EB EBHP MBA ACP EB 氧化浓缩300EBHP MBA ACP EB 环氧化/C3分离400粗PO PO精制PO产品700 600ACP ACP加氢MBA脱水/SM精制500ACP MBA EB吸收/MBA分馏EB 氢气 SM产品催化剂丙烯EB:乙苯PO:环氧丙烷SM:苯乙烯 EBHP:乙苯过氧化氢ACP:苯乙酮MBA:甲基苄醇POSM工艺流程方块图 EB MBA MBA ACP EB 工艺流程说明 过氧化反应(100) 100单元的目的是通过乙苯与空气中的氧在液相发生过氧化放热反应生成乙苯过氧化氢(EBHP ),反应方程式如下: 在145℃和下,乙苯和空气中的氧通过两个非催化、液相、串联氧化反应器反应生成乙苯过氧化氢(EBHP )。副产物主要是甲基苄醇(苯乙醇)(MBA )和苯乙酮(ACP ),此外还有醛、酚、酸和酯以及重组分等,通过保持乙苯低转化率以减少副产品的生成。经过每个反应器的转化率为5-10%,经过两个反应器后EBHP 的浓度为8-10%wt 。液相反应产物从反应器出来送至200浓缩单元,反应器顶部气相进入到乙苯回收塔底部与顶部的新鲜乙苯以及和来自200和500单元的循环乙苯逆流接触以回收反应热。冷凝下来的乙苯、新鲜乙苯以及循环乙
苯从乙苯回收塔底部进入到氧化反应器作为液相进料。空气通过空气压缩机鼓泡进入反应器。反应循环气通过循环气压缩机在反应器和乙苯回收塔之间建立循环气回路以控制反应的温度,循环气通过分布器进入到反应器。乙苯回收塔顶部尾气用500单元的贫油洗涤以回收未冷凝的有机物,使尾气中的有机物含量降到非常低的水平后,送入催化转换单元。在催化转换单元,尾气中残留的有机物被破坏后,排放至大气。乙苯对乙苯过氧化氢的选择性与氧化反应器中的氧气分压,反应器的段数,乙苯的停留时间以及乙苯转化率有关。 乙苯过氧化氢(EBHP)浓缩(200) · 200单元用二效蒸发系统浓缩100单元的乙苯过氧化氢至40%wt。回收的EB循环返回到过氧化单元。浓缩的氧化物送到300环氧化反应单元。 氧化反应器出来的反应产物进入到第一浓缩塔中,在压力下,进料中少于40%wt的乙苯从塔顶蒸出,其首先在第二浓缩塔的再沸器中冷凝,液化潜热为第二缩塔提供塔釜热源,未冷凝汽相用冷却水冷却。回收的乙苯通过乙苯回收塔返回到氧化反应器。塔釜液作为进料泵送至第二浓缩塔。第一浓缩塔用低压蒸汽作为再沸器热源。利用液环泵和蒸汽喷射系统提供操作所需的真空。 在第二浓缩塔,乙苯过氧化氢釜液进一步被浓缩到40%wt,然后送入300单元作为环氧化反应进料。塔顶蒸出多余的乙苯,用冷却水冷却后和第一浓缩塔塔顶乙苯混合后返回过氧化反应系统。两级蒸汽喷射泵系统为第二浓缩塔提供操作所需真空。 环氧化反应/C3分馏(300) (1)环氧化反应 在约100℃和,在专有钼催化剂存在下,浓缩后的EBHP与丙烯发生液相环氧化反应,生成环氧丙烷(PO)和MBA。维持丙烯的低转化率,以减少副产品的生成。通过气化液态丙烯除去反应热。经过两个水平布置的串联反应器后,EBHP的转化率为99%wt,PO对EBHP的摩尔选择性为90%。 (2)C3分馏以及粗PO回收(废碱液来源1:酚、有机杂质、环氧化催化剂) 这个子单元的目的是用一系列分馏塔从PO和C8组分中回收丙烯,分离出原料附带的丙烷和乙烷,以防止其在反应循环气中的积累。 环氧化反应器的气液相进入到高压脱丙烷塔,塔顶操作压力为,使冷却水恰好能冷凝塔顶丙烯气,冷凝下来的丙烯和新鲜丙烯一起作为环氧化反应的丙烯进料。低压蒸汽作为塔底再沸器热源,塔釜液经过一系列碱洗和水洗以去除影响苯乙烯质量的酚及其他有机杂质和环氧化反应催化剂。装置内污水池和分离罐收集的有机物也间断送入到此碱洗和水洗系统,以回收有机物。 高压脱丙烷塔塔顶不凝气体通过乙烷压缩机增压后送到脱乙烷塔,操作压力为,使冷却水恰好能冷凝塔顶绝大部分的丙烯和丙烷气,塔顶不凝气用丙烯制冷的尾气深冷器冷凝以减少丙烯损失。脱乙烷塔塔顶不凝气主要是乙烷、进料中的轻组分、环氧化反应中生成的CO和CO2,并入到装置连续火炬气系统。 、 高压脱丙烷塔塔顶冷凝的部分液相物料送入C3分离塔,分离出原料丙烯中带入的丙烷,以控制丙烯反应循环气中的丙烷含量。塔操作压力为,用冷却水冷凝丙烯并返回到高压
2007年7月第15卷第7期 工业催化I N D U S T R I A LC A T A L Y S I S J u l y 2007 V o l .15 N o .7 综述与展望 收稿日期:2006-12-25;修回日期:2007-03-05 基金项目:2006年天津市重点科技攻关培育资助项目(06Y F G P G X 08100)作者简介:程志林,1974年生,男,博士,高级工程师,主要从事催化材料和催化剂的开发工作,国内外发表论文20余篇(其中S C I 收录12篇,E I 收录8篇),申请发明专利13项。 乙苯生产技术及催化剂研究进展 程志林,赵训志,邢淑建 (中国海洋石油总公司,中国化工建设总公司天津化工研究设计院,天津300131) 摘 要:介绍了乙苯生产的市场需要及乙苯生产技术的发展现状,重点阐述了国内外乙苯生产技术和催化剂的研究进展,归纳了工艺生产路线及优缺点,对乙苯生产技术未来的研究方向提出了几点建议。 关键词:苯烷基化;乙苯;苯;乙烯;分子筛催化剂 中图分类号:T Q 426.94;T Q 241.2 文献标识码:A 文章编号:1008-1143(2007)07-0004-06 R e s e a r c h e s i n e t h y l b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e a n d c a t a l y s t s C H E N GZ h i l i n ,Z H A OX u n z h i ,X I N GS h u j i a n (C h i n a N a t i o n a l O f f s h o r e O i l C o r p o r a t i o n ,C N C C CT i a n j i n R e s e a r c h a n d D e s i g n I n s t i t u t e o f C h e m i c a l I n d u s t r y ,T i a n j i n 300131,C h i n a ) A b s t r a c t :T h e m a r k e t o f e t h y l b e n z e n e a n d s t a t u s o f e t h y l b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e s w e r e r e v i e w e d ,i n c l u d i n g t h ep r o c e s s e s a n dc a t a l y s t s ,a n dt h e i r a d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e s .T h et r e n d s i ne t h y l -b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e s w e r e o u t l i n e d ,t o o . K e y w o r d s :b e n z e n e a l k y l a t i o n ;e t h l y b e n z e n e ;b e n z e n e ;e t h y l e n e ;z e o l i t e c a t a l y s t C L Cn u m b e r :T Q 426.94;T Q 241.2 D o c u m e n t c o d e :A A r t i c l e I D :1008-1143(2007)07-0004-06 乙苯主要用于生产苯乙烯,苯乙烯可以制取透明度高的聚苯乙烯、改性的耐冲击的聚苯乙烯橡胶、A B S 二聚物、S A N 二聚物、丁苯橡胶和不饱和树脂等。目前,乙苯的需求量呈明显的上升趋势,有关资料显示,从1998年到2015年,全球乙苯的需求量将以3.7%的速率增长,国内将以年均5.3%的速率增长,从1998年的800k t 增加到2005年的1.2M t 、2015年的2M t 。 工业生产中,除极少数(≯4%)的乙苯来源于重整轻油C 5芳烃馏分抽提外,其余是在适当催化剂存在下由苯与乙烯烷基化反应制取。20世纪80年代以前,乙苯合成的烷基化方法有A l C l 3法、A 1k a r 法和M o n s a n t o /L u m m u s 法。20世纪80年代前后,相继出现了一些以沸石为催化剂的乙苯生产工艺,由于其无腐蚀、无污染、流程简短和能量利用率高, 在很短的时间内得到了较大的发展。 乙苯生产工艺技术的核心是苯和乙烯烷基化催化剂,催化剂组成和性能的差异造成了反应条件和产物分布的不同,因此出现了不同的生产工艺。 1935年,D o wC h e m i c a l 以A l C l 3作为催化剂,由苯和乙烯采用液相烷基化工艺生产乙苯。目前,全球乙苯生产的40%还采用此法的各种改良法,如A s a h i 、D o w 、A m o c o 和B A S F 。但是液相A l C l 3法已处于淘汰地位。新建的烷基化制乙苯生产装置则全部采用分子筛法。1980年,第一套商业化M o b i l /B a d g e r 分子筛气相烃化装置推出,至今世界上已有37套生产装置,占世界总乙苯生产能力的一半左右。1989年,L u m m u s /U O P 开发的液相分子筛烃化工艺在日本正式工业化运行。从乙苯生产发展趋势看,在今后一段时期内分子筛液相烷基化工艺将占主导地