乙烯生产技术简介: 煤制烯烃。全球首个煤制烯烃工业化装置工程-神华集团煤制油有限公司的煤制烯烃项目于2005年10月28日举行了奠基仪式。该项目的厂址位于内蒙古包头市九原区哈林格尔镇新规划的工业基地内,总体工程包括180万吨/年煤制甲醇装置、60万吨/年甲醇制乙烯加丙烯装置、31万吨/年聚丙烯装置、30万吨/年聚乙烯装置等。整个项目消耗原料煤345 万吨/年、燃料煤128万吨/年。其关键技术将采用美国环球油品公司煤制烯烃技术,项目总投资124亿元。规划到2020年,将发展到3000万吨/年煤制油、300万吨/年煤制甲醇及衍生产品的规模。
(2)甲醇制乙烯。由中科院大连化学物理研究所、陕西新兴煤化工科技发展有限公司和洛阳石化工程公司合作进行的甲醇制烯烃(MTO)的试验取得了实质性进展,并于2005年建成1万吨/年甲醇制烯烃的工业化试验装置,为建设100万吨/年大型化MTO工业化装置打下可靠的技术基础。MTO技术开发成功后,将有效缓解我国乙烯、丙烯等化工产品对石油轻烃原料资源依赖程度,开辟出一条崭新的烯烃生产途径。
(3)甲烷制乙烯技术。LG化学公司目前正在进行利用天然气的主要成分甲烷生产乙烯的技术。这是目前世界上利用甲烷生产乙烯的首例技术尝试。以甲烷为原料生产乙烯的新技术,可以降低乙烯的生产成本,其关键是开发出新催化剂。按计划,LG化学公司将于2008年开发成功新催化剂,2010年实现商业化生产。
(4)重质渣油制乙烯。沈阳化工集团投资36亿元建设国内首套50万吨/年催化热裂解(CPP)制乙烯生产装置。该装置采用北京化工研究院开发的以重质渣油为原料富产烯烃的国际领先技术,是该技术研发后国内第1套生产装置,被国家认定为乙烯新的原料来源承萝项目。该项目于2005年11月29日开工建设,计划于2008年竣工投产。
(5)干气回收乙烯。由四川天一科技股份有限公司和北京燕化股份公司共同开发的国内首套催化裂化干气净化回收乙烯工业化装置在北京燕化股份公司开车成功,各项技术经济指标全部达到设计要求。该技术属国内首创,国外无类似工业装置报道。
(6)甜高梁制乙烯。新疆农科院研制成功甜高粱制备生物质乙烯的新技术。生物质乙烯是利用甜高梁生产乙醇,然后通过脱水制造乙烯,从而达到节省原油的目的。据测算,6.7X109m3甜高梁可产95%乙醇280万吨,可转化成乙烯200万吨,如果200万吨乙烯用原油来生产,需原油600万吨。因此该项目被誉为"再造一个地上绿色塔里木的油田"。2005年8月,中国石化集团公司对新疆发展生物质乙烯产业前期工作进行了调研,中国石化集团公司经济技术研究院在完成该项目的经济技术评估后,认为中国石化集团公司与新疆合作开发以甜高梁生产生物质乙烯是必要的。目前,新疆与中国石化集团公司达成了共同推进生物质乙烯产业化的合作意向。
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基于苯乙烯的用途广泛和需求量的不断提升,近年来世界各国苯乙烯生产发展迅速,并向着大型化发展。下面是我精心推荐的乙烯生产技术论文,希望你能有所感触!
苯乙烯生产技术研究
摘要: 苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于生产聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯三元共聚物(ABS)、苯乙烯- 丙烯腈共聚物(SAN)树脂、丁苯橡胶(SBR)和丁苯胶乳(SBR胶乳)、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体SBS等。此外, 还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业, 用途十分广泛。
一、苯乙烯生产工艺介绍
目前,世界上苯乙烯的生产方法有乙苯气相催化脱氢法、环氧丙烷—苯乙烯联产法、乙苯脱氢选择性氧化法、热解汽油抽提蒸馏回收法、乙苯—丙烯共氧法、甲苯甲醇合成法、丁二烯合成法等。其中,常用的方法有3种:催化脱氢法、乙苯脱氢选择性氧化(SMART)法、乙苯—丙烯共氧(POSM)法。下面就重点介绍这三种方法。
1.催化脱氢法
DOW化学公司与BASF公司与1937年联合开发出催化脱氢法,在长期生产中各公司在催化剂、反应器、流程、节能等方面各具特色,典型的如:Fina/Badger法、Monsanto/Lummus/UOP法、DOW法、Cosden/Badger法、CdF法等。其中Monsanto/Lummus/UOP法被世界上生产能力最大的一些苯乙烯装置所采用,与其他方法相比,每吨苯乙烯可节约蒸汽2t,降低生产成本16%。
2.乙苯脱氢选择性氧化法
乙苯氧化脱氢技术采用三段式反应器:一段脱氢反应器中乙苯和水蒸汽在脱氢催化剂层进行脱氢反应,在出口物流中加入定量的空气或氧气与水蒸汽进入二段反应器,二段反应器中装有高选择性氧化催化剂和脱氢催化剂,氧和氢反应产生的热量使反应物流升温,氧全部消耗,烃无损失,二段反应器出口物流进入三段反应器,完成脱氢反应。当脱氢反应温度为620~645℃、压力为0.03~0.13 MPa、蒸汽和乙苯质量比为(1∶1)~(2∶1)时,乙苯转化率为85%,苯乙烯选择性为92 %~96 %。
3.环氧丙烷—苯乙烯(PO/SM)联产法
环氧丙烷一苯乙烯(PO/SM)联产法又称共氧化法, 在130~160℃、0.3~0.5MPa下,乙苯先在液相反应器中用氧气氧化生成乙苯过氧化物,生成的乙苯过氧化物经提浓到l7%后进入环氧化T序,在反应温度为110℃、压力为4.05 MPa条件下,与丙烯发生环氧化反应成环氧丙烷和甲基苄醇。环氧化反应液经过蒸馏得到环氧丙烷,甲基苄醇在260℃、常压条件下脱水生成苯乙烯。反应产物中苯
乙烯与环氧丙烷的质量之比为2.5:1。将乙苯脱氢的吸热和丙烯氧化的放热两个反应结合起来,节省了能量,解决了环氧丙烷生产中的三废处理问题。另外,由于联产装置的投资费用要比单独的环氧丙烷和苯乙烯装置降低25 %,操作费用降低50 %以上,因此采用该法建设大型生产装置时更具竞争优势。该法的不足之处在于受产品市场状况影响较大,且反应复杂,副产物多,投资大,乙苯单耗和装置能耗都要高于乙苯脱氢法工艺。
4.苯乙烯生产工艺国产化进展
华东理工大学开发的乙苯负压脱氢反应器采用轴径向反应器技术和气气快速混合两大关键技术,轴径向反应器是在床层顶部采用催化剂自封式结构、以使径向床的顶部造成轴径向二维流动的新颖径向反应器。与传统的径向反应器相比,这种催化剂自封式结构取消了催化床上部的机械密封区,简化了径向床结构,有效地利用此部分反应器空间中的催化剂,消除催化剂床的滞流区,有利于提高反应转化率,催化剂装卸方便。
二、苯乙烯的毒性机理
虽然苯乙烯具有燃爆性和毒性,但是由于对爆炸危险性的重视,因此很少出现苯乙烯的爆炸事故,而职业中毒却屡见不鲜,因此需对苯乙烯的职业中毒提高警惕。苯乙烯既有急性毒性又有慢性毒性,可对人体多个系统产生损害,虽然其生殖毒性、血液毒性和致癌作用尚不能确定,也应引起高度警惕。
1.对神经系统的影响
苯乙烯具有较强的致神经衰弱作用,苯乙烯大量吸入后可引起中毒性脑病,研究表明,脂质过氧化及神经逆质波动在中毒性脑病中有重要作用。少量苯乙烯吸入仅引起轻微头晕、头痛症状。并且近年国内有研究发现,苯乙烯长期接触组心电图异常率明显高于对照组,以心率失常居多,其中又以窦性心动过缓为主。
2.对消化系统的影响
短时间大量接触高浓度苯乙烯可引起恶心呕吐、腹痛、腹泻等消化道症状。长期接触苯乙烯可引起中毒性肝病,具有起病隐袭的特点。临床上以消化道症状为主,多数为肝肿大,但肝功能检查多为正常。
3.对泌尿生殖系统的影响
长期低浓度接触苯乙烯可引起肾功能损害,主要是通过抑制肾组织中酶的活动,使细胞三羧酸循环和膜吸收转运过程受到干扰,并使近曲小管上皮受损所致,短期接触也可影响肾小球的功能。此外,苯乙烯在体内的主要中间代谢产物苯乙烯-7,8-氧化物(SO)已被研究证明为一种强直接致突变剂。工人接触苯乙烯可引起精液DNA损伤。苯乙烯为高脂溶性的小分子化合物,在体内可经胎盘转运,与宫内的胎儿直接接触,从而对发育中的胚胎产生毒性作用,干扰器官的形成和胎儿的发育。
4.对呼吸系统的影响
一次大量吸入苯乙烯可引起呼吸道腐蚀性损伤,导致中毒性肺水肿。另外,苯乙烯可通过酶系统或呼吸爆发产生自由基、启动生物膜的脂质过氧化、并有炎性介质参与造成肺弥漫性损伤。短时间接触高浓度苯乙烯可引起咳嗽、咽痛等呼吸道刺激症状,长期接触低浓度苯乙烯对作业工人呼吸道有明显的刺激作用,可引起慢性鼻炎、慢性咽炎等。
对于安全专业来说,苯乙烯的生产工艺已经非常成熟,但是我们需要在工艺中找到潜在的危险,尽可能排除或者降低危害程度。
参考文献
[1]崔小明,李明.苯乙烯生产技术及国内外市场前景[J].弹性体,2005,15(3):53~59
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[3] Anno. Styrene[J].Europear Chemical News,2004,80 (2096):13
[4]史永,张新民.苯乙烯综述(上)[J].上海化工,2000,7:23~28
[5]左文明,张群,王威等.苯乙烯生产工艺及国产化技术进展[J].炼油与化工,2007,18(3):55~58
[6]任引津,王世俊,何凤生,等.我国职业中毒临床及科研工作50年进展[J].中华劳动卫生职业病杂志,1999,17 (5):4~7
[7]任引津,王世俊,何凤生,等.我国职业中毒临床及科研工作50年进展[J].中华劳动卫生职业病杂志,1999,17 (5):4~7
作者简介:王连生,男,江苏扬州人,生于1960年5月,连云港凤蝶染化有限公司。
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1
a\乙烯水相配位聚合反应的研究进展 付丽丽; 李三喜 合成树脂及塑料
b\用复合型高效催化剂进行乙烯配位聚合 王海华; 张启兴; 杨均辉; 林尚安; 陆耘 塑料工业
2
a\苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物的阴离子聚合及其表征 吕新平; 金关泰; 刘青; 易毅; 杨性坤 北京化工大学学报
b\丁二烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的阴离子聚合及表征 周庆业; 张邦华; 宋谋道; 郝广杰; 何炳林 高分子学报
c\甲基丙烯酸甲酯的阴离子聚合反应——(1)产物的核磁共振波谱 颜德岳 ; 吴邦瑗; 裘祖文; 唐敖庆 同济大学学报(自然科学版)
d\甲基丙烯酸甲酯的阴离子聚合反应(二)——动力学研究 颜德岳 ; 吴邦瑗 同济大学学报(自然科学版)
e\甲基丙烯酸甲酯的CO_2激光阴离子聚合 岳传龙; 程海涛; 徐祥铭; 陆汉云; 岳传华 高分子材料科学与工程
3
a\乙烯系单体自由基聚合的阻聚效应 Ⅹ.羟胺类化合物对苯乙烯自由基聚合的阻聚及历程 张自义; 李兆陇; 王晓艳; 吕志珍; 汪汉卿; 冯良波 高分子学报
b\乙烯系单体自由基聚合阻聚反应——Ⅴ二乙羟胺对苯乙烯自由基聚合的阻聚及历程 张自义 ; 魏秀英 ; 杨虎 ; 谢永平 兰州大学学报(自然科学版)
c\乙烯系单体自由基聚合的阻聚效应——XIX.取代哌啶羟胺和二叔丁基羟胺及其稳定自由基对苯乙烯-丙烯腈共聚合的影响 李兆陇; 张自义; 刘贤斌 高分子学报
等88篇
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5\...
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摘要4-5
ABSTRACT5-10
第1章
引言10-26
1.1
研究背景10-12
1.2
裂解原料12-17
1.2.1
裂解原料评价指标13-15
1.2.2
石脑油15-17
1.3
蒸汽裂解炉17-19
1.4
乙烯裂解炉模拟研究进展19-23
1.4.1
裂解反应动力学模型20-22
1.4.2
裂解炉的模拟22-23
1.5
乙烯蒸汽裂解炉操作优化研究进展23-24
1.6
目前存在的问题24-25
1.7
本文的内容安排25-26
第2章
乙烯裂解炉的模拟26-39
2.1
分子反应动力学模型26-27
2.2
结焦动力学模型27-28
2.3
各类平衡方程28-32
2.3.1
质量平衡方程28-29
2.3.2
动量平衡方程29
2.3.3
辐射室烟气分布模型29-30
2.3.4
能量平衡方程30-32
2.4
裂解炉模拟加速算法32
2.5
石脑油原料在SW
炉裂解的模拟结果32-38
2.5.1
清洁管模拟33-35
2.5.2
带结焦模型的全周期模型35-38
2.6
本章小结38-39
第3章
一次反应选择性系数的估计39-51
3.1
基于标准数据库的一次反应选择性系数的估计方法39-40
3.2
一次反应选择性系数的回归方法40-46
3.2.1
传统优化方法41
3.2.2
简单对应式算法41-43
3.2.3
考虑二次反应的回归算法43-46
3.3
模糊匹配法估计一次反应选择性系数46-50
3.4
小结50-51
第4章
乙烯裂解炉全周期操作优化方法51-70
4.1
裂解炉的全周期操作优化模型51-56
4.1.1
目标函数52-53
4.1.2
操作变量53-54
4.1.3
约束方程54-56
4.2
全周期操作优化算法56-66
4.2.1
模拟退火法57-60
4.2.2
遗传算法60-62
4.2.3
逐次二次规划法62-63
4.2.4
三种方法的效率比较63-66
4.3
全周期操作优化结果讨论66-68
4.4
小结68-70
第5章
并行的混合多目标优化算法70-93
5.1
多目标优化的基本概念70-73
5.1.1
多目标优化问题70-71
5.1.2
优劣性71-73
5.2
多目标优化算法回顾73-78
5.2.1
线性加权法73-75
5.2.2
其他传统多目标优化方法75
5.2.3
多目标进化算法75-76
5.2.4
精英保留的非劣排序遗传算法(NSGA-II)76-77
5.2.5
混合算法77-78
5.3
并行的混合多目标优化算法78-86
5.3.1
混合算法的并行结构78
5.3.2
SQP
模块算法78-80
5.3.3
NSGA-II
模块算法80-81
5.3.4
算例研究81-86
5.4
乙烯裂解炉的多目标优化86-92
5.4.1
优化模型86-87
5.4.2
优化结果及讨论87-92
5.5
小结92-93
第6章
乙烯裂解炉模拟优化系统EPSOS
及工业应用93-107
6.1
EPSOS
系统93-102
6.1.1
炉型结构组态模块94-96
6.1.2
原料分析模块96
6.1.3
一次反应选择性系数的反推计算模块96-98
6.1.4
裂解炉的模拟模块98-99
6.1.5
全周期操作优化模块99-100
6.1.6
结果的图形输出模块100-102
6.2
EPSOS
系统的工业应用102-106
6.3
小结106-107
结论107-109
参考文献109-115
致谢115-116
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果116