南华大学化学化工学院毕业设计
Halcon法又称PO－SM联产法。Halcon法公司开发，于1973年在西班牙实现工业化。反应过程中乙苯在液相反应器中用氧化成过氧化物，反应条件为 , 压力0.35MPa, 温度141℃, 停留时间4h, 生成的乙苯过氧化物经提浓到 17% 后, 进入环氧化工序。环氧化温度为110℃、压力为4.05MPa。环氧化反应液经蒸馏得环氧丙烷。环氧化另一产物甲基苄醇在260℃、常压下脱水得苯乙烯。反应流程如图4所示。
图1.5 Halcon法工艺流程示意图
第 6 页 共 91 页
南华大学化学化工学院毕业设计
(5) 裂解汽油萃取分离法
日本日本东丽公司开发了Stex法裂解汽油萃取分离苯乙烯技术，同时还开发了专用萃取剂，可分离出纯度大于99.7%的苯乙烯，同时可生产对二甲苯，并降低裂解汽油加氢负荷，生产成本仅为乙苯脱氢法的一半。 （6）环氧丙烷联产法
环氧烷联产法是先将乙苯氧化成乙苯氢过氧化物，再使之在Mo、W催化剂存在下与丙烯反应生成环氧丙烷和?－苯乙醇，后者脱水可得到苯乙烯。其优点是克服了AlCl3法有污染、腐蚀和需要氯资源的特点；缺点是流程长、投资大，对原料质量要求较高，操作条件严格，联产品多，每吨苯乙烯联产0.45t左右的环氧丙烷，因此不适宜建中小型装置。目前世界上拥有该技术的有阿尔科化学、壳牌和德士古化学。
通过比较上述六种方法，可以看出方案（1）工艺流程简单，工艺条件合理，生产成本低，最适合工业化生产，并且具有很高的经济效益，所以最终确定按照方案（1）进行工艺设计。 2.生产工艺的反应历程 （1）反应历程
第 7 页 共 91 页
催化剂 C2H5 500～600℃
CH=CH2
＋
H2
南华大学化学化工学院毕业设计
H2?O2?H2O?热量
除脱氢反应外，同时发生一系列副反应，副产物甲苯、甲烷、乙烷、 焦油等；
C6H5C2H5?C6H6?C2H4
C6H5C2H5?H2?C6H5CH2?CH4 C6H5C2H5?H2?C6H6?C2H6 C6H5C2H5?8C?5H2
C6H5C2H5?16H2O?8CO2?21H2
12为了减少在催化剂上的结炭，需要在反应器进料中加入高温水蒸气，从而发生下述反应：
C?H2O?CO2?2H2
脱氢反应式1mol乙苯生成2mol产品（苯乙烯和氢气），因此加入蒸气也可使苯乙烯在系统中的分压降低，有利于提高乙苯的转化率。催化剂以三氧化二铁为主，加上氧化铬、氧化铜、氧化钾等助催化剂涂于氧化铁或碳酸钾等载体上，投料比为水蒸气：乙苯=2～3：1（质量比），反应所得的气体混合物经冷凝、油水分离、多塔分离和精制，制得苯乙烯。 3.生产工艺 （1）脱氢过程
在脱氢反应器中，苯乙烯的产率与水蒸气用量和反应温度有关。水蒸气用量太少或反应温度太低，反应不完全，产率低；水蒸气用量过多或反应温度过高，催化剂结炭而降低产率。将原料中的
第 8 页 共 91 页
南华大学化学化工学院毕业设计
水蒸气（按比例过量）有助于反应向右移，也要严格控制反应温度。 （2）冷凝过程
在冷凝器中，将脱氢反应的产物冷凝，降低其温度。 （3）油水分离过程
冷凝后，因反应中的水蒸气变为水，通过气体压缩机和油水分离器，将有机相和水分离。 （4）多塔分离过程
油水分离的有机相进入粗馏塔，并加入阻聚剂防止苯乙烯聚合，
还要进入乙苯塔、苯乙烯精馏塔、苯∕甲苯塔，将依次它们分离出来，把分离出来的乙苯送回脱氢反应器，使其循环。 （5）催化剂的选取
1）催化剂以三氧化二铁为主，加上氧化铬、氧化铜、氧化钾等助催化剂涂于氧化铁或碳酸钾等载体上，使反应更好的发生，有利于苯乙烯的生成。 2）阻聚剂
第 9 页 共 91 页
南华大学化学化工学院毕业设计
4.生产控制参数及具体操作 （1）投料配比
水蒸气：乙苯=3：1（质量比） 乙苯：氧气=1：1（质量比） （2）温度、压强和时间
脱氢温度控制在600℃左右，负压； 多塔分离控制在常温，常压。 （3）具体操作
在脱氢反应器600℃条件下，加入定量的水蒸气、乙苯和氧气混合气体，反应完全后；通到冷凝器进行冷凝，降温；输送到气体压缩机油水分离器将有机相和无机相分离，保持恒温20℃左右；和阻聚剂一起加到粗馏塔中，初步分离，塔顶为乙苯、苯和甲苯，塔底为苯
乙烯、焦油；将其送至乙苯塔和苯乙烯精制塔，
乙苯塔分离出乙苯和甲苯、苯，把乙苯送回脱氢反应器，还将甲苯和苯送到苯∕甲苯塔分离，分离出甲苯和苯。生产工艺流程见Lummus的SMART乙苯脱氢工艺流程图。 5.生产方式的选取
化工生产的操作可分为全间歇、半间歇、连续、半连续四种：在全间歇操作中，整批物料投在一个设备单元中处理一定时间，然后整批输送到下一个工序；半间歇操作过程是间歇操作过程的连续操作过程。全间歇与半间歇（统称间歇式操作）的优点是设备简单，改变生产品种容易；其缺点是原料消耗定额高，能量消耗大，劳动生产率低，产品质量不稳定。连续式操作，原料及能量消耗低，劳动生产率
第 10 页 共 91 页