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精餾塔頂產品濃度最高濃度為多少

發布時間: 2025-05-07 16:08:14

Ⅰ 苯乙烯的生產

生產苯乙烯的主要原料是乙苯,而乙苯是由苯和乙烯在特定條件下進行烷基化反應生成的。這個過程中,一個乙烯分子與一個苯分子在適當條件下反應生成一個乙苯分子。乙苯是一種無色、具有芳香氣味的可燃液體,其沸點為136.19°C,熔點為-94.9°C。在工業生產中,大約90%的乙苯是通過苯的烷基化過程獲得的。

在生產工藝方面,液相法使用三氯化鋁作為催化劑,反應器為塔式,反應溫度在125~140℃之間,壓力為0.2~0.4Mpa。這種方法能將乙烯與苯反應生成乙苯,副反應則生成多乙苯。為了防止生成更多的二乙苯和多乙苯,工業上將苯的轉化率限制在52%~55%,並採用高苯與乙烯的摩爾比(一般為2左右)。乙苯的平均收率可達到94%~96%。原料苯和乙烯中的硫化物、乙炔等雜質需嚴格控制,以減少三氯化鋁的消耗。在液相法中,反應前的苯需要乾燥至水含量30mg/kg以下,乙烯純度需達到99.9%。

氣相法則採用固定床式設備,催化劑為磷酸負載在硅藻土上。反應溫度為200~250℃,壓力為1.4Mpa。與液相法相比,氣相法的關鍵在於預處理中去除硫及硫化物、氮化物和乙炔。純化後的乙烯與氣-液混合物苯混合後通過負載催化劑的固定床反應器,反應過程中產生的熱量通過冷凝和冷卻進行回收。未反應的惰性氣體會循環使用,冷凝下來的液相產物則通過精餾分離,分離出的苯再循環使用,乙苯則進入儲存罐。這種工藝的一個優勢是反應器成本低,催化劑成本低,再生處理工序少。

乙苯精製過程通常分為三步:首先將苯分離出來,然後是乙苯,最後是多乙苯。乙苯脫氫生成苯乙烯的反應在催化劑的作用下進行,反應溫度需達到550~600℃。工業上通常通過在進料中加入大量高溫水蒸氣來降低烴分壓並提供部分熱量,水與烴的摩爾比約為6~14。反應器類型包括等溫和絕熱兩種,絕熱反應器使用徑向設計,以減小氣體通過催化劑層的溫度降和壓力降,並分段引入過熱蒸汽,以均勻軸向溫度分布。催化劑的選擇對乙苯轉化率和苯乙烯選擇性至關重要。

整個工藝流程包括乙苯脫氫和苯乙烯精餾分離兩部分。乙苯在反應器內的轉化率約為35%~40%,脫氫液含乙苯約55%~60%,苯乙烯約35%~40%,以及少量苯、甲苯及焦油等。通過精餾方法可以分出苯乙烯成品。由於乙苯和苯乙烯的沸點相近,分離時需要較多塔板數。為了減少聚合反應,除了添加阻聚劑外,還需採用減壓操作,並使用高效率、阻力小的新型塔器或高效填充塔,以確保塔釜溫度不超過90℃。最終,苯乙烯精餾塔塔頂產品為高濃度的苯乙烯,濃度可達99.6%。

Ⅱ 聚苯乙烯是從石油提煉時產生的廢渣中提煉出來的,我想知道具體的步驟以及周邊知識。偏向環保方面最好。

首先明確:石油中只含有很少的聚苯乙烯,渣油中很少的聚苯乙烯不值得提煉。目前市場上的聚苯乙烯都是用苯乙烯聚合生產的;而苯乙烯是由乙苯脫氫生產出來的;而乙苯是由苯和乙烯烷基化生產製得;苯和乙烯是由石油或其它途徑生產得到的。乙苯的生產工藝如下(其它各個工藝過程自己找找吧,實在是太多了,無法在一個帖子里答復你):
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生產苯乙烯的原料是乙苯。目前,世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生產製得,一分子乙烯在適當條件下與一分子苯作用生成一分子乙苯。
乙苯
乙基苯的俗稱,無色,具有芳香氣味的可燃液體,沸點136.19°C。熔點(℃) -94.9,可由苯通過烷基化或直接從碳八芳烴分離獲得,主要用於製造苯乙烯,少量用於有機合成工業,如製成苯乙酮用於香料、醫葯等方面。

現在工業上約有90%的乙苯是通過苯烷基化生產的。
1.生產工藝方法
液相法 液相法使用的催化劑為三氯化鋁,反應器為塔式,反應溫度范圍在125~140℃,反應壓力在0.2~0.4Mpa,使乙烯與苯反應生成乙苯:

副反應是乙苯進一步用乙烯烷基化生成多乙苯。工業上將苯的轉化率限制在52%~55%左右,並採用高的苯與乙烯配料比(摩爾比一般為2左右),以防止生成更多的二乙苯與多乙苯。乙苯的平均收率為94%~96%。應嚴格控制原料苯和乙烯中的硫化物、乙炔等雜質,以減少三氯化鋁的消耗。一般烴化液的組成(質量%):苯40,乙苯47,多乙苯(主要是二乙苯)13。反應前應將苯乾燥至水含量30mg/kg以下,乙烯純度為99.9%。反應產物(粗乙苯)用精餾分離得到乙苯,分離得到的苯再循環使用。
氣相法 氣相法的設備是固定床式,催化劑為磷酸負載在硅藻土構成的催化劑。反應溫度為200~250℃,反應壓力為1.4Mpa.
關於乙烯的綜合純度指標高低不是關鍵,關鍵是應在預處理中除掉硫及硫化物,氮化物和乙炔。純化後的乙烯與氣-液混合物苯混合後通過負載催化劑的固定床反應器,並產生放熱反應,將反應生成物進行冷凝和冷卻。未參加反應的惰性氣體循環並與進料反應物混合重新被使用。被冷凝下來的液相反應產物用精餾分離,被分離出的苯再循環使用,乙苯進入罐壓。這種工藝的問題是需採用高苯/乙烯比例,以防止多烷基苯的產生(因對多烷基苯後處理有難度)。這種工藝的優勢是反應器成本低(用低碳鋼),催化劑成本低,對催化劑再生處理工序少。

2.乙苯精製 乙苯精緻採用精餾分離,通常為三步進行。第一步是將苯分離出來,第二步是將乙苯分離出來,第三步是將多乙苯分離出來

乙苯脫氫生產苯乙烯
乙苯在催化劑作用下,達到550~600℃時脫氫生成苯乙烯:

乙苯脫氫是一個可逆吸熱增分子反應,加熱減壓有利於反應向生成苯乙烯方向進行。工業上採用的方法是在進料中摻入大量高溫水蒸氣,以降低烴分壓,並提供反應所需的部分熱量,水蒸氣與烴的摩爾比(簡稱水比)視反應器類型的不同而異,范圍約在6~14之間。
反應器 乙苯脫氫反應器有等溫和絕熱兩種。等溫反應器為列管式,已很少採用。使用絕熱反應器時,反應所需的熱量由提高進料溫度(610~660℃)和加大水比(≈14)而帶入。但溫度過高將引起乙苯的熱裂解,通常採用徑向反應器,以減小氣體通過催化劑層的溫度降、壓力降,並分段引入過熱蒸汽,使軸向溫度分布均勻。

催化劑 早期採用的有美國加利福尼亞標准油公司的鎂系催化劑和德國法本公司的鋅系催化劑。第二次世界大戰後,廣泛採用美國殼牌石油公司開發的以氧化鐵為主要成分的催化劑(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯轉化率約60%,選擇性約87%。1978年,又出現了一種加有多種助催化劑的鐵系催化劑,苯乙烯選擇性可達95%,加入的助催化劑多為鹼金屬或鹼土金屬,如鉀、釩、鉬、鎢、鈰、鉻等。80年代工業上仍在繼續努力開發適用於低水比的催化劑,以節約能耗。
2.工藝流程簡介
包括乙苯脫氫和苯乙烯精餾分離兩部分。乙苯在反應器內轉化率約在35%~40%,脫氫液約含乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精餾方法可分出苯乙烯成品。由於乙苯和苯乙烯的沸點比較接近,分離時所需塔板數較多,而苯乙烯在較高溫度下又極易聚合。為了減少聚合反應的發生,除加對苯二酚或硫等阻聚劑外,尚需採用減壓操作,並使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔,使塔釜溫度不超過90℃。苯乙烯精餾塔塔頂產品為苯乙烯,濃度可達99.6%。