乙苯脱氢论文（精选4篇）
乙苯脱氢论文 篇1
苯乙烯是重要的有机化工原料,主要是以乙苯为原料经催化脱氢生成。在生产过程中,乙苯回收塔塔底产物循环乙苯与新鲜乙苯一同进入乙苯蒸发器,再与210k Pa蒸汽混合被乙苯蒸发器蒸发后进入脱氢反应系统,催化脱氢生成苯乙烯及其副产物。苯乙烯精馏过程中,苯/ 甲苯塔塔顶苯进入原料苯罐,作为原料进入烷基化反应器生成中间产物乙苯。循环乙苯中甲苯含量对乙苯脱氢反应苯乙烯的单程收率有着较大的影响,原料苯中的甲苯对产品乙苯中二甲苯的含量有较大的影响。为了解决上述问题,我们对乙苯回收塔和苯/ 甲苯塔进行了调整操作,降低了乙苯脱氢进料乙苯中甲苯的含量,稳定了苯/甲苯塔塔顶的甲苯含量,提高了苯乙烯的收率。
1 乙苯脱氢反应苯乙烯收率低的原因分析
1.1 乙苯回收塔塔底循环乙苯中甲苯含量高
乙苯回收塔的主要作用是利用乙苯与甲苯的沸点不同,将循环乙苯中的甲苯等轻组分脱除,提高回收乙苯的纯度,返回脱氢反应器催化脱氢反应生成苯乙烯。在操作中,该塔压力为0.056MPa,塔顶温度为114℃,塔底温度为155℃。经化验分析,塔底甲苯含量为10.25wt%,乙苯含量只有86.21wt%,显然在精馏过程中塔底甲苯含量偏高,因此塔底温度控制过低是该塔提馏段采出的乙苯含量低的主要原因。其次,为了不将乙苯带入塔顶,控制较低的塔顶温度,也是塔底甲苯含量高的重要原因。
1.2 苯/ 甲苯塔的塔顶甲苯含量高
若原料苯中甲苯含量增加,在烷基反应中,甲苯歧化生成二甲苯,而二甲苯的沸点(邻二甲苯144.43℃,间二甲苯139.12℃,对二甲苯138.36℃)与乙苯的沸点(136.2℃)极其接近,使得中间产物乙苯中二甲苯含量过高。由于二甲苯极难从系统中分离出去,导致二甲苯在系统中不断累积增加,使得乙苯进料中二甲苯浓度升高[1],从而影响苯乙烯的单程收率。
如图1 所示,苯/ 甲苯塔塔顶甲苯含量为4wt%~9wt%,而设计中要求为0.1wt%,高于设计要求,原料苯中甲苯含量增加会对乙苯产品中二甲苯含量的增加起着显著的作用。
2 应对措施
2.1 乙苯回收塔
由于乙苯回收塔的温度长期偏低,使得甲苯在系统中累积量增加,为此,我们将该塔的塔底温度升高,使塔底的甲苯蒸至塔顶,降低塔底乙苯中的甲苯含量。
如图2 和图3 所示,从9 月底,塔底温度由155.5℃左右开始升温,经过大约半个月的时间达到158.5℃左右,温度趋于平稳,最终稳定在157.5℃,使乙苯回收塔塔底的甲苯含量降低至4% 左右。
2.2 苯/ 甲苯塔
甲苯作为副产品外卖,而GB/T 3406-2010 规定,甲苯中苯含量不大于0.1wt%。如前所述,该塔操作条件比较苛刻,在保证塔底甲苯产品合格的前提下,操作负荷已达到最大,因此塔顶苯中甲苯含量无法达到设计值。
如图4 所示,乙苯产品中二甲苯含量始终没有大于0.1wt%(优级品),并且比较平稳。由此可以得出,在现阶段操作中,苯/ 甲苯塔顶苯中甲苯含量高于设计值对乙苯产品中二甲苯的含量几乎没有影响。但是由于原料苯中甲苯对于二甲苯的生成毕竟会造成一定的影响[2],不排除长期的积累会影响以后乙苯产品中二甲苯含量的升高,因此,在实际操作中应尽量保证苯/ 甲苯塔顶甲苯含量的稳定,并时刻关注乙苯产品中二甲苯含量的变化,避免二甲苯超标造成乙苯脱氢反应苯乙烯收率降低。
3 各项参数调整前后数据对比
公司在2015年9月底开始调整,多次小幅升温,观察数据变化,经过将近半个月的稳定期,乙苯回收塔在增加塔底蒸汽量,提高塔底温度,增加回流量的情况下,通过化验分析得出,10 月份的分离效果明显好转。
由表1~4 可以看出,调整后乙苯回收塔塔底组成中甲苯含量大幅降低,由之前的10.25% 降为3.32%,而脱氢反应器进料中甲苯含量也从1.18%降为0.84%,效果显著。计算得出,在之后的脱氢反应中苯乙烯的收率由61.90% 提高至62.03%,因此乙苯回收塔塔底乙苯中甲苯含量的降低,使得脱氢反应器进料中甲苯含量降低,乙苯含量增加,最终使得反应后苯乙烯的收率升高。
4 经济效益分析
由于操作的调整,苯乙烯的单程收率从61.90%升至62.03%,在乙苯/ 苯乙烯分馏塔进料一定的情况下,按现在本装置脱氢液进料量17600kg·h-1,可年增苯乙烯产量198t,按苯乙烯产品价格8000元·t-1计算,公司每年可增加工业产值158 万元人民币,经济效益显著。
5 总结
对乙苯回收塔操作进行调整后,大幅降低了脱氢反应乙苯进料中甲苯的含量,使苯乙烯的收率增加。苯/ 甲苯塔由于塔底甲苯产品的质量要求,塔顶苯中甲苯含量高于设计值,由于该塔本身塔顶采出量不大,通常在100kg·h-1左右,对乙苯产品中二甲苯含量的影响微乎其微。但是操作中也应该保证该塔的稳定,密切观察乙苯中二甲苯含量的变化,及时做出调整。综上所述,乙苯回收塔和苯/ 甲苯塔的操作状态对脱氢反应有较大影响,应当在工艺优化过程中对其予以关注。
参考文献
[1]王利,刘盛林,赵雪松,等.催化裂化干气制乙苯过程中二甲苯生成研究[J].天然气化工,2006(4):8-12.
[2]马献波,阮复昌.工艺杂质对稀乙烯法制乙苯烷基化反应的影响[J].工业催化,2014(8):632-636.
乙苯脱氢论文 篇2
乙苯催化脱氢制苯乙烯技术仍占当今苯乙烯生产的主导地位, 其中脱氢催化剂的研究是关键技术之一, 催化剂的优劣决定了脱氢过程的经济性, 既要求有较高的转化率, 又要保证较好的选择性。而当所用催化剂确定后, 控制适宜的工艺条件如温度 (T) 、压力、液体空速 (LHSV) 、水油比 (SOR) 等不仅可以最大限度地发挥催化剂的效能, 还能节约能源、操作平稳, 从而延长催化剂的使用寿命。本文试图应用均匀设计安排各因素的影响试验并由此优化工艺条件范围。
2 实验部分
2.1 实验装置
采用100ml等温常压评价装置, 其流程如图1。
2.2 使用原料
乙苯:为兰州石化分公司苯乙烯装置乙苯合成单元生产的新鲜乙苯工业级, 执行标准为SH1140-92。
水:自制蒸馏水。
催化剂:自制。以铁、钾、铈、钼、镁为主组分, 添加适量的造孔剂、增强剂、粘结剂等助组份, 经掺混、捏合、挤条成型、干燥、活化等工艺制成成品催化剂。
2.3 实验安排及结果
为了揭示较宽实验范围内乙苯脱氢催化剂的工艺条件, 如反应温度、空速、水油比等与其催化剂性能之间的关系, 我们利用Uniform Design即均匀设计软件按三因素双指标考察了上述三个影响因素, 根据各因素的试验范围和工业应用现状, 选择T570～630℃、LHSV0.4～1.0 h-1、SOR1.1～2.5组成如下因素水平表1。
然后所用U11 (114) 均匀设计表安排实验, 结果见表2。
将表2中数据利用Uniform Design软件回归处理后作图即得各工艺条件对乙苯转化率和苯乙烯选择性的影响趋势图 (见图2～图4) 。
3实验结果讨论
3.1反应温度的影响
图2-1、图2-2分别为反应温度对转化率和选择性的影响, 由图看出, 温度对转化率和选择性的影响明显。在570～630℃范围内, 转化率随温度的上升而上升, 两者几乎呈线性关系, 在大于600℃时, 转化率可达75%。而对选择性的影响却没有这一线性关系。在570～590℃低温区间, 选择性变化随温度的升高迅速降低, 在630℃降至93%, 说明在高温区, 在生成目的产物苯乙烯的同时, 副产物如甲苯、苯等也在逐渐增加。可见欲保证较高选择性, 反应温度不易过高;而若要求较高的转化率, 则希望反应在高温区进行。针对温度对转化率和选择性这一互相矛盾的影响结果, 在本试验范围内若期望较高的转化率下的高选择性, 乙苯脱氢的反应温度选取610～628℃为宜。
3.2 液体空速的影响
图3-1、图3-2分别为液体空速 (单位时间通过单位体积催化剂乙苯的质量) 对转化率和选择性的影响, 由图看出, 与温度相比, 乙苯的空速对转化率和选择性的影响程度较次之。当空速为0.4～0.6 h-1时, 转化率基本维持在75%以上;但当空速大于0.7 h-1时, 转化率呈较快下降趋势。对选择性而言, 在空速0.4～0.6 h-1范围内则随着空速的增大呈线性关系上升, 且均能达到95%以上。这是因为随着空速的逐渐增大, 乙苯与催化剂的接触时间将随之变短, 从而导致转化率逐渐降低;与此同时, 副反应也随之减弱而使选择性得以提高。因此为保证苯乙烯收率和催化剂在高选择性条件下长时间运行, 选取0.4～0.7 h-1是适宜的。
3.3 水油比
在乙苯脱氢反应体系中, 加入水蒸汽, 不仅可降低系统的反应物分压, 使乙苯与催化剂活性表面充分接触, 有利于主反应的进行, 从而提高转化率, 同时还可延缓催化剂表面积炭的生成, 延长催化剂的使用寿命。因此, 水油比是乙苯脱氢工艺中的重要参数。本试验的目的即是通过不同水油比对转化率和选择性影响的考察, 确定适宜的水油比范围。
图4-1、图4-2分别为水油比 (进料水与乙苯质量比) 对转化率和选择性的影响。由图看出, 水油比对转化率的影响远不如温度和空速, 转化率随水油比的增大而缓慢上升, 水油比大于1.3时, 转化率大于75%;水比大于2.0时, 转化率上升的速度趋于变缓。而水油比对选择性虽有影响, 但不甚明显, 在1.1～2.5水油比范围内, 选择性基本维持在95%。可见, 水油比的选用范围较宽, 但从节能角度考虑, 在保证一定转化率和选择性的前提下, 适宜的水油比是1.3-1.6。
4 结论
乙苯脱氢论文 篇3
中国石油兰州石化6万t/a苯乙烯装置于2000年建成投产。十几年来, 本装置应用了国内外不同牌号的乙苯脱氢催化剂, 包括中国石油兰州化工研究中心自主研发的LH-365、PED-01[2]、德国南方化学公司的S6-60, 德国巴斯夫公司的styromax-5、styromax-6, 上海化工研究院的GS-11。经过对工业应用乙苯脱氢催化剂的活性影响因素不断摸索与总结, 找到影响催化剂活性的因素, 并对主要影响因素进行分析制定措施, 保证了催化剂的活性与稳定性, 提高了苯乙烯的收率, 可为同类装置提供借鉴。
1 催化剂活性影响因素分析
结合本装置生产实际分析, 原料中杂质、工艺水中氯离子、水油比、反应压力是影响催化剂活性的主要因素。
1.1 原料中杂质对催化剂活性的影响
原料乙苯通过乙烯和苯发生烷基化反应经过精馏提纯制得, 由于乙烯中夹带丙烯和烷基化的副反应, 会导致异丙苯和二乙苯的生成。如果公用工程波动, 乙苯中异丙苯或二乙苯含量可能超标, 它们与脱氢催化剂接触发生脱氢反应, 生产极易聚合的α-甲基苯乙烯和二乙烯基苯在催化剂表面聚合结碳, 堵塞催化剂孔道。据有关研究发现[3]催化剂表面的积碳有两种类型:一种是轻质碳, 在180~220℃可通过燃烧或发生水煤气反应除去;另一种是类石墨的碳, 该类积碳需要600~700℃高温才能燃烧除去, 而乙苯脱氢催化剂一般最高允许使用温度为640℃, 类石墨的碳负载在催化剂表面无异于催化剂永久性失活。原料杂质异丙苯和二乙苯对2010年和2011年两种不同牌号的催化剂活性影响情况如图1, 2所示。
注:图1和图2是在相同反应温度、相同水油比、相同负荷和相同催化剂装填量的条件下进行对比。
图1和图2表明, 不同牌号的催化剂活性随着异丙苯和二乙苯的含量增加而下降, 当异丙苯和二乙苯含量超出原料质量指标 (异丙苯≤0.03wt%, 二乙苯≤0.015wt%) 时, 催化剂活性下降较大;而当异丙苯和二乙苯含量下降时, 催化剂活性开始恢复。
1.2 工艺凝液中氯离子对催化剂活性的影响
乙苯脱氢催化剂已由Fe-K-Cr系列向Fe-K-Ce系列以及由高钾含量向低钾含量过渡[4], 始终以氧化铁为活性组分, 钾为主要助催化剂。催化剂中铁和钾形成具有尖晶石结构的铁钾化合物, 在乙苯脱氢反应中起着重要的活化作用[5]。有些学者认为催化剂活性下降主要是由于催化剂表面钾离子向催化剂内部转移, 钾离子分布发生变化导致催化剂表面钾离子浓度下降, 电子转移速度下降。而工业应用发现, 每次更换催化剂时催化剂表面附着一层白色晶体, 专业部门分别用四苯硼酸钠和氯化银溶液检验, 发现分别生成白色沉淀, 说明了钾离子和氯离子的存在, 因此可推测白色晶体为氯化钾。通过对此推测的追调查发现, 当凝液中氯离子浓度一段时间偏高时, 脱氢单元后系统脱氢液中出现铁红色的粉末并且催化剂的活性随之下降, 说明了凝液中Cl-使Fe-K系列脱氢催化剂的强度和活性下降。工艺凝液中Cl-对2010年和2011年两种不同牌号的催化剂活性影响情况如图3所示。
图3表明, 不同牌号的催化剂活性随着接触Cl-浓度的升高而下降, 并且当Cl-浓度为10mg/L左右时, 催化剂活性下降较大;而且当Cl-浓度下降时, 催化剂的活性并未随之上升。
1.3 水油比对催化剂活性的影响
水油比的高低决定了乙苯脱氢制苯乙烯装置能耗的高低, 决定了脱氢单元后系统处理脱氢混合物设备投资的大小, 最重要的是水油比影响催化剂的活性。因此, 国内外乙苯脱氢催化剂厂家在实际工业应用中都明确要求对水油比的控制, 一般为1.3~1.5 (重量比) 。由于乙苯脱氢反应为分子数增大的强吸热反应, 降低反应物分压、高温有助于反应向正向进行, 其反应方程式见式 (1) :
反应热源的提供和反应物分压的大小通过调节水油比来实现。当水油比过小时, 乙苯脱氢反应温度不足、反应物分压高都不利于反应向正向进行, 同时不利于在催化剂表面发生水煤气反应, 将负载在催化剂表面的积碳清除, 影响催化剂的活性。但是, 水油比过高会造成水蒸气对催化剂的强烈冲刷, 易导致催化剂强度下降, 粉末化严重, 造成催化剂损失, 而且还会造成很大的能源浪费, 给后续处理工序造成很大的负担。水煤气反应方程式见式 (2) :
1.4 反应压力对催化剂活性的影响
乙苯脱氢反应是在由华东理工大学自主开发的轴径向两段绝热脱氢反应器中负压的条件下进行的。由于乙苯脱氢反应的特点, 催化剂处在浓度较高的氢气氛围内, 易使催化剂的活性组分氧化铁被还原, 催化剂的活性下降。因此, 乙苯脱氢反应应在较高的真空度下进行, 缩短氢气在反应器内的停留时间, 降低还原反应发生的几率, 有助于催化剂活性的稳定性。但是过高的真空度, 会降低乙苯与催化剂的接触时间, 影响转化率。所以, 第二反应器出口压力不能高于为-40k Pa (P) 。
2 稳定催化剂活性的对策及效果
2.1 原料质量的控制和尾气中CO2含量的监控
2.1.1 原料质量的控制
通过提高乙苯精馏塔的塔顶外回流量, 确保乙苯中杂质含量远低于质量指标要求。2012年和2013年原料杂质含量情况见表1。
从表1可看出, 2012年乙苯中二乙苯平均含量为0.012wt%, 异丙苯平均含量为0.024wt%;2013年乙苯中二乙苯平均含量为0.008wt%, 异丙苯平均含量为0.02wt%, 远低于质量指标要求。
2.1.2 尾气中CO2含量的监控
将脱氢尾气组分中CO2含量的分析纳入每日分析计划中, 监控尾气中CO2的变化。当CO2含量>5% (体积分数) 时, 说明催化剂表面积碳相对较多, 通过将水油比提高5%~10%, 乙苯加料负荷降为70%~75%, 促使水蒸气与积碳发生水煤气反应, 将负载在催化剂表面的积碳清除。
2.2 工艺凝液中Cl-浓度的监控
每周对加入乙苯脱氢反应系统的工艺凝液进行水质分析, 如发现工艺凝液中Cl-浓度高于10mg/L时, 立即打开二级脱盐水的补给阀门向工艺凝液储罐中注入软水, 确保工艺凝液中Cl-浓度低于10mg/L, 补软水流程简图如图4所示。
2.3 水油比的控制
通过平衡试验设备对水油比进行监控。每天由专门人员对第一反应器和第二反应器的出口进行取样, 将脱氢液充分静置。当油水彻底分层时, 称重得出水油比。当水油比超出1.3~1.5 (质量比) 范围时, 调整工艺凝液加入量, 尽量将水油比控制在最佳范围内。
2.4 反应压力的控制
对第二反应器出口压力进行监控并将仪表报警值设为-40k Pa (P) 。当第二反应出口压力高于-40k Pa (P) 时系统报警。专业人员以200r/min的速度提尾气压缩机转数, 直至第二反应出口压力为-40k Pa (P) 。
3 对策实施效果
通过对原料质量、工艺凝液氯离子含量、水油比和反应压力的控制, 确保了催化剂活性的稳定。2012年和2013年两种不同牌号的催化剂运行24个月后转化率和选择率情况分别由图5所示。
从图5可看出, 通过上述稳定催化剂活性对策的实施后, 不同牌号的催化剂经过24个月的工业运行仍能保持较高的转化率和选择率, 催化剂的活性稳定。
4 结束语
中国石油兰州石化公司6万t/苯乙烯装置经过十几年来的运行, 应用过国内外多种乙苯脱氢催化剂, 不断地总结经验并从理论上分析了原料质量、工艺凝液中氯离子浓度、水油比和反应系统压力对催化剂活性的影响。通过对稳定催化剂活性的对策实施后, 多种乙苯脱氢催化剂在反应后期也保持着较高的活性。
参考文献
乙苯脱氢论文 篇4
苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料。它是仅次于PE、PVC、EO的第四大乙烯衍生产品, 苯乙烯系列树脂的产量在合成树脂中仅次于PE、PVC而名列第三。目前, 世界苯乙烯产量达1900万吨/年, 国内产量也在70万吨/年左右。
工业化的苯乙烯生产方法主要有乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法。其中共氧化法工艺复杂, 一次性投资大, 能耗高, 难以成为主导方法, 目前90%以上的苯乙烯仍由乙苯催化脱氢法生产。
对于乙苯催化脱氢制苯乙烯这一重要的石油化工催化过程, 所用催化剂的研究开发、更新换代, 从20世纪30年代以来持续发展。以催化剂为中心的工艺条件的优化, 反应器类型的结构设计也常有改进。以下将对我国苯乙烯制造技术的催化剂开发进行总结, 并对有工业应用前景的技术进行展望。
1 催化剂的设计与开发
工业上制造苯乙烯早在20世纪30年代就开始了, 当时使用的是铝钒土体系的催化剂。由于需要很复杂的再生, 所以到20世纪40年代又开发了在蒸汽的存在下有可能自身再生的氧化铁-氧化钾系催化剂。以后, 含结构稳定剂Cr的Fe-K-Cr系催化剂占主要地位, 并得到广泛应用。
进入20世纪60年代, 人们在Fe-K-Cr系催化剂中, 添加V等元素提高苯乙烯选择性。20世纪70年代, 随着全球环保意识的加强, 各国逐步淘汰了含Cr量较大的Fe-K-Cr系脱氢催化剂, 开发了含有Ce、Mo氧化物的Fe-K-Ce-Mo系催化剂, 该类催化剂因具有高选择性而被广泛用于绝热型反应器。
20世纪80年代, UCI公司开发出G84C脱氢催化剂, 不久又有G84C改进型即G84D、G84E、G84F系列催化剂问世。与此同时, 美国标准催化剂公司也开发成功了C035、C045新型乙苯脱氢催化剂。近年来, 德国南方化学公司又先后开发成功了Stryomax 1-4型苯乙烯催化剂, 该类催化剂以其优良的反应性能被许多国家的苯乙烯生产厂家所采用。
我国最早开发的铁系催化剂是兰化公司合成橡胶厂研制的315型催化剂, 厦门大学从20世纪70年代中期先后研制过11#和210型无Cr催化剂。近年来, 上述两单位又推出了345、355型和XH-02、XH-03和XH-04系列催化剂。大连化物所在氧化铁基础上, 引入碱性促进剂和添加金属氧化物助剂, 并开发成功了DC系列催化剂。上海石化院在1984年至今的十多年中, 先后开发成功了GS-01~GS-08系列催化剂, 并成功应用于国内多套绝热或等温反应器。GS-05、GS-06B、GS-08催化剂多次在引进的大型装置上应用并获得成功。国产化催化剂的成功开发和应用, 极大地提高了我国该类催化剂的研究水平, 推动了苯乙烯制造技术全面国产化的进程, 同时产生了良好的经济效益和社会效益。
国内外催化工作者在努力提高苯乙烯催化剂的催化活性的同时, 还根据乙苯脱氢反应动力学模型, 对催化剂的外形、尺寸等进行了研究, 除常见的圆柱型催化剂外, 还研制了三叶型、车轮型及拉西环型等异型催化剂, 从多方面全方位提高催化剂的性能。
2 新催化剂和新工艺的开发与展望
自从Standard Oil公司开发的Standard1707第一代铁系催化剂诞生以来, 人们对新催化剂的开发工作从来没有停止过, 近年来的更新换代更为迅速。例如, 德国南方化学公司在前几年推出了Styromax 1-4型催化剂的基础上, 今年又推出了该系列的5型催化剂, 并且不久将在日本的Chiba和Tokuyama两家工厂的三套装置上运用。上海石化研究院也在GS-05、06B催化剂的基础上, 新近推出了GS-08新型脱氢催化剂。未来新催化剂的研究将更加强调其低温和稳定性方面的性能, 以适应国内外装置降低能耗和长周期运转的新需要。
由于开发了高性能的脱氢催化剂和采用负压脱氢装置, 现在的苯乙烯生产能耗降低到20世纪60年代的一半以下, 催化剂的活性特别是选择性有了大幅度提高, 副产物减少到原来的三分之一。但是, 催化剂方面的改进几乎已接近极限, 所用的脱氢工艺的性能也相差无几, 迫切需要开发生产苯乙烯的新工艺。
20世纪80年代初期, 美国UOP公司开发了“Styro-Plus”技术, 即乙苯脱氢-氢选择氧化技术。新技术的基本原理是:将乙苯脱氢生成的氢气, 通过选择氧化催化氢气转化成水蒸气, 使反应平衡向有利于生成苯乙烯方向移动, 同时又为脱氢反应提供所需的热量。十多年来, UOP与三菱油化等公司对此技术进行了多方面的研究, 包括:反应器的设计与改进, 氧化催化剂载体与活性组份的选择, 氧化过程中氧气或空气含量的控制等工作, 使之成为一种可操作性很强的实用技术。
最近, UOP和Lummus、Moansanto等三家公司联手将该技术进行了进一步发展, 形成了称之为Smart技术的新工艺。新工艺的主要优点是:
2.1乙苯转化率有了明显提高, 最高可达85%, 因而减少了未转化乙苯的循环返回量, 使装置生产能力提高, 减少了分离部分的能耗和单耗。2.2以氢氧化的热量代替中间换热, 节约了能量。2.3减少副反应的发生。2.4原装置改造容易且费用低。
乙苯氧化脱氢新工艺, 自从20世纪70年代中期英国Distillers公司发表了这方面的专利以来, 一直受到催化工作者的注意。该工艺的突出优点是:不仅可以避免催化脱氢所存在的热力学平衡上的限制, 而且可以解决自供热的问题。因而反应可以在较低的温度下进行。但据报道除V-Mg-O催化剂外, 乙苯转化率普遍不高, 再加上采用氧作为氧化剂, 存在一定程度的苯乙烯深度氧化, 即有苯甲醛生成, 使反应选择性降低, 而且由于苯甲醛回收困难, 易使苯乙烯变黄。因此该工艺的工业化前景仍不太明朗, 目前只有俄罗斯有一个使用V-Mg-O催化剂连续运行5000h的中试报道。但这一路线对于降低长期困扰苯乙烯生产厂家的高能耗问题无疑具有极为重要的意义, 为寻找并最终实现苯乙烯生产的低温节能新工艺拓宽了思路。
膜催化、甲苯二聚共歧化和丁二烯二聚等苯乙烯生产方法都处于试验探索阶段, 实现工业化目前还不可能。
近年来, 许多公司研究用甲苯代替苯制造苯乙烯的方法, 如Monsanto公司和三菱油化公司的提出的甲苯-甲醇、甲苯-甲烷直接合成苯乙烯的方法, 是一种全新的工艺路线, 引起了苯乙烯制造技术研究者的广泛注意。
3 结论
传统的乙苯催化脱氢制苯乙烯的方法, 无论是催化剂、反应器还是工艺条件都日趋成熟, 目前仍是各国生产苯乙烯的主要方法。但其乙苯转化率受化学平衡的限制, 进一步提高的难度大, 且能耗较高, 开发新一代低温节能和稳定性好的脱氢催化剂是未来的努力方向。
乙苯氧化脱氢法改变了催化脱氢的反应途径, 显示出反应温度低、能耗少的优越性, 可能成为苯乙烯生产的新工艺。但其副反应多, 产品纯度差是亟待解决的难题。
乙苯脱氢-氢选择氧化新工艺有很大优越性, 而且可以降低部分能耗, 有广阔的发展前景。人们正在进行各方面的探索工作, 以改进和完善这一工艺。我国近年来也有少数单位进行了该工艺的初步研究工作, 与国外公司相比, 无论是人力、物力、财力, 还是规模等方面都显得非常不足。我国应当密切注意该工艺的最新发展动向, 投入足够的科研力量, 争取赶上或超过国外的研究水平, 形成符合我国国情的乙苯脱氢-氢选择氧化新工艺。
摘要：介绍了苯乙烯催化剂的发展概况, 对有工业化前景的新工艺进行了探讨。发现开发低温节能型催化剂是催化脱氢法未来的发展方向, Smart工艺和乙苯氧化脱氢工艺是值得推荐的具有发展前途的苯乙烯制造新技术。