乙苯脱氢的氢氧化技术进展

乙苯催化脱氢是生产苯乙烯的主要方法，为了提高乙苯转化率，降低能耗，在工艺上使脱氢反应生成的氢气和氧气反应，这不但使平衡反应向有利于生成苯乙烯的方向进行，而且还可为乙苯脱氢提供热量。介绍了近年来合成苯乙烯新技术，即乙苯脱氢－氢气氧气－乙苯脱氢工艺的催化剂开发、工艺开发和工业应用的进展。     

乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程模拟

采用AspenPlus化工流程模拟软件对乙苯两段脱氢、乙苯三段脱氢、乙苯脱氢-氧化和乙苯脱氢-氧化-换热4种乙苯脱氢制苯乙烯工艺的流程进行模拟。模拟结果表明,乙苯脱氢-氧化和乙苯脱氢-氧化-换热工艺脱氢过程的蒸汽用量比乙苯两段脱氢工艺降低35%和37%;乙苯脱氢-氧化和乙苯脱氢-氧化-换热工艺由于氢气氧化反应器的存在,尾气中氢气的量较少,尾气压缩机的功耗比乙苯两段脱氢工艺降低38%和67%;乙苯脱氢-氧化工艺和乙苯脱氢-氧化-换热工艺乙苯的单程转化率达到80%以上,循环乙苯量较乙苯两段脱氢工艺大幅降低,因此这两种工艺分离过程的蒸汽用量比乙苯两段脱氢工艺减少15%和17%。     

“6万t／a乙苯脱氢单元成套技术工业化应用”项目通过鉴定

由中国石油兰州石化公司、华东理工大学和中国石化兰州设计院共同完成的“6万ｔ ａ苯乙烯装置中乙苯脱氢单元成套技术工业化应用”项目 ,于 2 0 0 2年 7月 8日在兰州通过由中国石油天然气集团公司科技发展部组织的技术鉴定。专家认为 :兰州石化公司 6万ｔ ａ乙苯脱氢制苯乙烯轴径向反应装置设计合理 ,运行平稳 ,易于控制 ;该单元使用的ＬＨ系列脱氢催化剂在运行过程中具有好的活性和稳定性。乙苯脱氢单元配套研究开发完成了 6项内容 :系统操作压力的研究 ,乙苯蒸发系统蒸发用补充水的研究 ,中间换热器的研究 ,工艺冷凝液汽提系统的研究 ,锅…     

苯乙烯装置全流程模拟与优化

利用PRO/Ⅱ化工流程模拟软件,建立了乙苯脱氢制苯乙烯工艺全流程的数学模型。选用SRK方程、PR方程、SRKM方程计算各操作点物系的汽液平衡和流体物性;确定的流股收敛方法及模拟计算顺序能使模拟计算快速收敛,模拟值与实际值的平均误差在4%以内。利用乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程的数学模型对苯乙烯装置的工艺进行优化,提出脱氢反应显热的回收工艺和脱氢尾气回收系统的优化方案;对脱氢反应条件和粗苯乙烯塔操作工况的优化,可使综合能耗和设备投资有效降低,在苯乙烯收率提高0.2%的基础上,装置综合能耗降低4.5%。     

改性X分子筛催化乙苯CO2氧化脱氢制取苯乙烯

将改性X分子筛应用于催化乙苯CO2氧化脱氢反应,并比较了不同改性X分子筛的乙苯氧化脱氢催化性能。结果表明,KX、CsX对乙苯CO2选择氧化脱氢反应有良好的催化活性及苯乙烯选择性,并且该反应需要适当的酸碱活性中心协同催化,以使乙苯高效活化并转化生成产物苯乙烯。CsX分子筛催化乙苯CO2选择氧化脱氢的较佳操作条件为反应温度范围545～565℃、质量空速05 h-1、CO2/乙苯摩尔比8。     

国外苯乙烯生产技术动向 Ⅱ.苯乙烯的生产

<正> 三、苯乙烯生产工艺迄今,工业苯乙烯单体几乎全由乙苯为原料制得。生产路线主要有乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法。其中90％以上的苯乙烯由乙苯催化脱氢法制得。 1.乙苯催化脱氢法乙苯侧链上的乙基易于脱氢生成苯乙烯。乙苯脱氢反应是一个可逆吸热增分子反应。     

GS-12催化剂在DFSH苯乙烯装置的应用

乙苯脱氢反应是乙苯/苯乙烯装置的核心单元。乙苯脱氢反应器使用的脱氢催化剂直接决定了装置的产能及经济利益。本文介绍了DFSH乙苯/苯乙烯装置的简要流程,介绍GS-12催化剂在本装置使用33个月的应用数据、性能,以及对装置的能耗、物耗、经济性能的分析。解析本装置的重要工艺操作数据和生产操作经验。     

乙苯脱氢多孔膜反应器的研究

采用管形结构的填充床纳滤不对称γ－Ａｌ２Ｏ３／α－Ａｌ２Ｏ３膜反应器，考察了膜反应器的操作条件：进样速度、吹气流量、水和乙苯摩尔比和反应温度等对转化率和苯乙烯选择性的影响。结果表明，膜反应器中乙苯脱氢转化率以及苯乙烯选择性均高于相同操作条件下填充床反应器中的值，转化率平均提高约４．５％，苯乙烯选择性约２％左右。试验还表明，降低进样速度，提高乙苯和水的比例或提高吹气速率均可提高膜反应器中乙苯转化率，同时可保持选择性基本不变。并且用动态毛细凝聚法和扫描电子显微镜研究了纳滤膜反应前后的稳定性。结果表明，膜的Ｋｅｌｖｉｎ孔径在反应前后有明显变化。     

大庆石化公司让“两苯”装置“自由混搭”

<正>中国石油大庆石化公司化工三厂将苯乙烯装置乙苯单元0.4 MPa低压蒸汽并入乙苯脱氢装置蒸汽管网,并同时作为反应单元的稀释蒸汽,使苯乙烯、乙苯脱氢两套装置蒸汽系统实现了"两苯"装置"自由混搭"。该项目投用后,每天节约蒸汽约80 t,降低综合能耗1 504.8 MJt,每年节能降耗约300多万元。该厂苯乙烯装置扩能改造以来,由于设计原因,副产蒸汽超出了装置消耗范畴。这部分"富余"蒸汽无法进行     

导致苯乙烯装置物耗高的因素及解决途径

从苯乙烯装置的物料平衡入手，重点分析了导致装置物耗高的因素，并结合技术改造、生产经验、技术交流提出解决途径：提高薄膜蒸发器、尾气回收系统的开工率；优化烃化反应、三级洗涤、乙苯脱氢操作；提高乙苯／苯乙烯分离塔的分离效果。     

乙苯脱氢反应数学模型的建立

采用数理统计分析方法建立了乙苯脱氢反应多元回归数学模型，进行了模型的拟合优度及方程的显著性检验，确认了模型的可信度。结果表明：温度对乙苯转化率影响最大，出口压力对苯乙烯选择性影响最大。在生产中可据此来调控各因素，使乙苯脱氢催化剂得以发挥最大效能。     

CO_2气氛中TiO_2催化乙苯脱氢制苯乙烯的研究

研究了溶胶-凝胶法合成TiO2催化剂乙苯脱氢制苯乙烯的性能。考察了煅烧温度、反应气氛对乙苯脱氢制备苯乙烯的影响。结果表明,在相同反应条件下,随着煅烧温度的增加,乙苯转化率和苯乙烯选择性降低,但高温煅烧TiO2单位面积乙苯转化约是低温时的2倍。与N2气氛条件下相比,CO2气氛能有效促进乙苯转化为苯乙烯。XRD、BET和SEM表征结果显示,773K条件下煅烧主要为锐钛矿相TiO2,而923K条件下煅烧后,主要为金红石相TiO2;同时随煅烧温度的增加,TiO2的BET表面积减小,这可能是乙苯转化率降低的原因。     

纳米碳材料催化乙苯脱氢制苯乙烯的研究进展

乙苯脱氢制苯乙烯是工业上十分重要的反应。以纳米碳材料为催化剂,催化乙苯脱氢制苯乙烯是纳米碳材料领域近年来的研究热点之一。相比于传统的金属氧化物催化剂,纳米碳材料既可以在较低温度下高活性地催化乙苯氧化脱氢,也可以高选择性地催化乙苯直接脱氢,且反应过程中无需通入水蒸气,极大地提高了能源利用效率,具有较大的发展潜力。综述了近年来纳米碳材料催化乙苯脱氢制苯乙烯的研究进展,主要包括纳米碳材料的结构和表面化学性质、纳米碳催化剂的研究进展、催化乙苯脱氢反应机理等方面,同时总结了该领域存在的挑战并对前景进行了展望。     

乙苯脱氢国产化技术的开发和应用

介绍了乙苯脱氢国产化技术的开发和应用情况。6万t/a苯乙烯的乙苯脱氢技术，其脱氢催化剂采用兰州石化公司开发的LH-365型催化剂，脱氢反应器采用华东理工大学开发的轴径向两段绝热脱氢反应技术，该装置自投产以来，已连续平稳运行2年，主要技术经济指标均达到国内同类引进装置的水平。     

钯膜反应器中乙苯脱氢反应的研究Ⅰ.实验研究

在乙苯脱氢反应中利用钯膜反应器对氢的渗透作用使反应生成的氢不断从反应区移出，提高了乙苯脱氢转化率和苯乙烯生成选择性。在分离侧吹扫气中混入氧气，可以达到反应与分离、脱氢反应的吸热与氢的氧化反应放热的耦合，有利于使转化率和选择性的提高和能量的合理利用。对膜反应器的反应性能进行了研究。     

乙苯／苯乙烯分离工艺技术

高真空低釜温度乙苯脱氢液分离工艺,苯乙烯只经历两次加热,是一项苯乙烯低损耗的分离工艺,通过与相同规模的国外引进的低真空高釜温乙苯／苯乙烯分离工艺比较表明,采用本工艺,在设备投资,操作费用上比引进工艺稍有增加,但苯乙烯的聚合损失可以明显地降低,经济效益明显,可用于苯乙烯装置国产化成套技术的设计和建设中。     

高活性乙苯脱氢催化剂在苯乙烯装置的工业试应用

在中国石油抚顺石化公司60 kt/a苯乙烯装置中,以乙苯为原料,使用YFCT-01催化剂替代原有的FSGSYE-01催化剂,采用乙苯负压绝热脱氢工艺生产苯乙烯。结果表明:在工艺流程、乙苯组成和操作条件基本不变的条件下,使用YFCT-01催化剂的反应温度和反应压力均低于FSGSYE-01催化剂;在前者装填量较后者减少12 t的情况下,其乙苯转化率、苯乙烯选择性和收率均略高于后者;当前者试运行1个生产周期后,累计节约成本达到1 010.16万元。     

钯膜反应器中乙苯脱氢反应的研究：I.实验研究

在乙苯脱氢反应中利用钯膜反应器对氢的渗透作用使反应生成的氢不断从反应区移出，提高了乙苯脱氢转化率和苯乙烯生成选择性。在分离侧吹扫气中混入氧气，可以达到反应与分离、脱氢反应的吸热与氢的氧化反应放热的耦合，有利于使转化率和选择性的提高和能量的合理利用。对膜反应器的反应性能进行了研究。     

乙苯脱氢单元后系统苯乙烯聚合的原因及解决方法

由于苯乙烯装置乙苯脱氢单元苯乙烯单体浓度升高,导致该单元后系统冷却器和尾气压缩机中聚合物含量明显增加。为了有效控制苯乙烯聚合的发生,采取了添加阻聚剂,通过调节阻聚剂注入泵冲程的方式优化注入量,用乙苯冲洗脱氢单元后系统冷却器进料口的措施。优化措施实施后,脱氢反应物中苯乙烯的浓度提高了0.85%,压缩机透平蒸汽用量由14 t/h降低到12 t/h,降低了装置的生产成本。     

用钯膜反应器提高乙苯脱氢性能

研究了乙苯在复合金属钯膜反应器中脱氢反应生成苯乙烯的过程。实验结果表明,与传统的乙苯脱氢固定床反应器相比,钯膜反应器乙苯转化率可提高14.2%,而对产物苯乙烯的选择性影响不大,说明钯膜反应器是提高苯乙烯产率的有效方法。