Ⅰ 乙苯脱氢制苯乙烯实验报告色谱图怎么看
乙苯脱氢实验报告
脱氢实验报告乙苯脱氢制苯乙烯实验乙苯脱氢催化剂
篇一：乙苯脱氢制苯乙烯实验思考题
（1）乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？本实验采用的什么方法？工业上又是如何来实现的？答：乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热反应。反应温度升高，平衡向生成乙苯的方向移动。反应温度为540℃。本实验采用采用的方法是接通电源使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度。汽化器温度达到300度，反应器温度达400度左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应度达到500度左右时，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540度使之稳定。加热温度用热电偶控制。工业上乙苯脱氢时常加入适量O2，在合适的条件下，O2与生成的H2化合成H2O，相当于移走生成物H2，促进平衡向生成苯乙烯的方向移动。
（2）对本反应而言使体积增大还是减小？加压有利还是减压有利？工业上使如何来实现加减压操作的？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸气可以降低烃的分压？
1
答：乙苯脱氢生成苯乙烯为体积增加的反应。从平衡常数与压力的关系可知降低总压P总可使Kn增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。工业上，通过加水蒸气和乙苯的混合气来实现减压操作。本实验采用加水蒸气的方法来降低乙苯分压以提高平衡转化。因为水蒸气热容量大；产物易分离；产物不起反应；水蒸气还可以保护裂解炉管；水蒸气还有清焦作用。
（3）在本实验中你认为有哪几种液体产物生成？哪几种气体产物生成？如何分析？
答：液体产物：苯乙烯、乙苯、苯、甲苯。
气体产物：甲烷、乙烷、乙烯、氢气、二氧化碳、（水蒸气）
（4）进行反应物料衡算，需要一些什么数据？如何收集并进行处理？
答：进行反应物料衡算需要乙苯的和水的加入量，精产品水层量和烃层量，并对粗产品中苯、甲苯、乙苯和苯乙烯含量进行分析，从而计算乙苯的转化率、苯乙烯的先择性和收率。
篇二：乙苯脱氢制苯乙烯
实验报告
课程名称：化工专业实验指导老师：成绩：__________________ 实验名称：乙苯脱氢制苯乙烯实验类
型：____ _同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得
一、实验目的
1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
2、掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响，学会获取稳定的工艺条件的方法。册链
3、掌握乙苯脱氢制备苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系；找出最适宜的反应温度区域。
4、学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。
5、了解气相色谱分析及使用方法。
二、实验内容和原理
1、本实验的主副反应
主反应：C6H5C2H5?副反应：
C6H5C2H3?H2
C6H5C2H5?C6H6?C2H4C6H5C2H5?H2?C6H6
C6H5C2H5?H2?C6H5CH3?C2H4
在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：C6H5C2H5?2H2O?
C6H5CH3?CO2?3H2
此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油。这些连串
副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。
2、影响本反应的因素：(1) 温度的影响
乙苯脱氢反应为吸热反应,△H00，从平衡常数与温度的关系式??lnKpH0可知，提高温度州迅孙可增大平衡
2
T
P
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常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适应的反应温度。本实验的反应温昌咐度为540~600℃。(2) 压力的影响
乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式K
Kn
p当△γ0时，降低??总?可知，?n?
i??
P
总压P总可使Kn增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。本实验中
加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水：乙苯=1.5:1（体积比）或8：1（摩尔比）。(3) 空速的影响
乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，故需采用较高的空速，以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实
-1
验乙苯的液空速以0.6h适宜。
3、催化剂
本实验实用GS-08催化剂，以Fe，K为主要活性组分，添加少量的IA，IIA，IB族以稀土氧化物为助剂。
三、实验装置、实验准备物料及仪器
1、乙苯脱氢制苯乙烯实验装置流程见下图：
1-水计量管；2-乙苯计量管；3、4进料泵；5-气化室；6-反应室；7-冷凝器；8-集液罐；9-H2流量计；10-N2流量计；11-湿式气体流量计；12-N2压力表
2、药品：乙苯（分析纯）1瓶；瓶蒸馏水一桶；氮气一钢瓶
3、实验器具：电子天平一台；色谱一台（测液体浓度）；秒表一只（或用手机等其他代替）100ml量筒2个；100ml 烧杯4个；100ml分液漏斗2个；1ug色谱取样管2个
四、操作方法和实验步骤
1、实验任务：测定不同温度下乙苯脱氢反应的转化率、苯乙烯的选择性和收率，考察温度对乙苯脱氢反应转化率、苯乙烯选择性和收率的影响。
2、主要控制指标：
（1）汽化温度控制在300℃左右，（2）反应器前温度控制在500℃，（3）脱氢反应温度为540℃、600℃，（4）水：乙苯=1.5:1（体积比）。
（5）控制乙苯加料速度为0.5ml/min，蒸馏水进料速度为0.75ml/min。3、具体操作步骤
（1）了解并熟悉实验装置及流程，搞清物料走向及加料、出料方法。
（2）仪表通电，待各仪表初始化完成后，在各仪表上设定控制温度：汽化室温度控制设定值为300℃、反应器前温度控制为500℃，反应器温度控制值为540℃。
（3）系统通氮气：接通电源，系统通氮气，调节氮气流量为20l/h。
（4）汽化器升温，冷却器通冷却水：打开汽化室加热开关，汽化室逐步升温，并打开冷却器的冷却水。（5）开反应器前加热和反应器加热：当汽化器温度达到200℃后，打开反应器前加热开关和反应器加热开关。
（6）开始通蒸馏水并继续通氮气：当反应器温度达400℃
时，开始加入蒸馏水，控制流量为0.75ml/min，氮气为10l/h。
（7）停止通氮气加乙苯：当反应器内温度升到540℃左右并稳定后，停止通氮气，开始加入乙苯，流量控制为0.5ml/min。
（8）记下乙苯加料管内起始体积，并将集液管内的料液放空。
（9）物料在反应器内反应50分钟左右，停止乙苯进料，该通氮气，流量为10l/h。并继续通蒸馏水，保持汽化室和反应器内的温度。
（10）记录此时乙苯体积，算出原料加入反应器的体积：（11）将粗产品从集液管内放入量筒内静置分层。
（12）分层完全后，用分液漏斗分去水层，称出烃层液体质量。
（13）量取少量烃层液样品，用气相色谱分析组成，并计算出各组分的百分含量。
（14）改变反应器控制温度为600℃，继续升温，当反应器温度升至600℃左右并稳定后，再次加入乙苯入反应器反应，重复之前操作，并记录相关数据。
（15）反应结束后，停止加乙苯。反应温度维持在500℃左右，继续通水蒸气，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水，停止各反应器加热，通氮气清除反应器内的氢气，并使实验装置降温。实验装置降温到300℃以下时，可切断
电源，切断冷却水，停止通氮气，整理好试验现场，离开实验室。（16）对实验结果进行分析讨论。
五、实验数据记录和处理
表1实验数据记录表
计算示例：
以温度为540℃为例进行计算
乙苯加入量：FF=(39.1?11.6)×0.867=23.8425g
乙苯消耗量：RF=23.8425?20.3371×0.623037=11.1717g 苯乙烯生成量：P=20.3371×0.351317=7.1448g 乙苯转化率：α=
RFFF
×100%=
P/M1RF/M0
11.171723.8425
×100%=46.8562%
×100%=65.1843%
苯乙烯选择性：S=×100%=
7.1448/10411.1717/106
苯乙烯的收率：Y=α×S×100%=0.468562×0.651843×100%=30.5429%
六、实验结果与分析
1、乙苯转化率和温度关系
实验中温度升高，乙苯转化率增大。乙苯脱氢反应为吸热反应，?H0，从平衡常数与温度的关系式
??lnKp??H0可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。TRT2??P
2、苯乙烯选择性与温度关系
实验中升高温度，苯乙烯选择性降低。温度升高使副反应增加，苯乙烯选择性下降。从产物色谱图可以看出，600℃下色谱图中有四个明显的峰，而540℃下的色谱图中仅苯乙烯、乙苯的峰较明显。3、苯乙烯收率
实验中升高温度，苯乙烯收率增加。
七、讨论、心得
1、由温度升高后乙苯的转化率增大，确定该反应是吸热。适度的升温有利于主反应的进行，但随着温度升高，副反应增加，使苯乙烯选择性下降；且温度过高，能耗增大，设备材质要求增加。因而不是反应温度越高越好。
2、乙苯脱氢为体积增加的反应。从平衡常数与压力的关系式
KP?Kn
p
总?可知，当△γ0时，降?n?
i??
低总压P总可使Kn增大，从而增加了反应的平衡转化率，故减压有利于平衡向脱氢方向移动。本实验中加蒸馏水是为了产生水蒸气，目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。不能用自来水代替蒸馏水。3、试验中生成的苯乙烯、苯、甲苯在常温下为液态，而生成的氢气、二氧化碳、乙烷、乙烯为气态。可根据产物沸点来判定。篇三：4乙苯脱氢4-6小时
实验十一乙苯脱氢与产物分离实验
一、实验目的：
1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
2、学会稳定工艺操作条件的方法。
3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系；找出最适宜的反应温度区域。
4、了解气相色谱分析方法。
二、实验原理：
1、本实验的主副反应
乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应，只有在催化剂存在的高温条件下才能提高产品收率，其反应如下：主反应：C6H5C2H5 副反应：C6H5C2H5
C6H5C2H3 + H2 C6H6 + C2H4
C2H4 + H2 C2H6
C6H5C2H5 + H2 C6H6+ C2H6C6H5C2H5 C6H5－CH3+ CH4
此外，还有部分芳烃脱氢缩合、聚合物以及焦油和碳生成。
2、影响本实验的因素（1）温度的影响
乙苯脱氢反应为吸热反应，△H
?H??lnKP?
0，从平衡常数与温度的关系式
RT??T?P
02
可知，提高
温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适应的反应温度。（2）压力的影响
乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式KP△γ0时，降低总压P
总可使
P总?
Kn
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可知，当
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乙苯脱氢实验报告
乙苯脱氢实验报告
脱氢实验报告乙苯脱氢制苯乙烯实验乙苯脱氢催化剂
篇一：乙苯脱氢制苯乙烯实验思考题
（1）乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？本实验采用的什么方法？工业上又是如何来实现的？答：乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热反应。反应温度升高，平衡向生成乙苯的方向移动。反应温度为540℃。本实验采用采用的方法是接通电源使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度。汽化器温度达到300度，反应器温度达400度左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应度达到500度左右时，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540度使之稳定。加热温度用热电偶控制。工业上乙苯脱氢时常加入适量O2，在合适的条件下，O2与生成的H2化合成H2O，相当于移走生成物H2，促进平衡向生成苯乙烯的方向移动。
Ⅱ 苯乙烯装置复杂吗
很复杂。
工艺流程说明——脱氢工序
a）过热蒸汽系统
0.6 MPa的蒸汽经蒸汽缓冲罐（V-301）脱水后进入蒸汽过热炉（F-301）过热，去第三反应器（R-303）顶部热交换器，将第二反应器（R-302）出来的反应混合物预热到615 ℃，蒸汽去过热炉（F-302）过热，然后进入第二反应器（R-302）顶热交换器，将第一反应器（R-301）出口反应混合物加热至615 ℃。蒸汽去过热炉（F-303）过热后，去第一反应器（R-301），与乙苯、一次配汽混合后，依次进入R-301催化剂床层、R-302催化剂床层、R-303催化剂床层进行乙苯脱氢反应。
F-301、F-302、F-303三台炉燃料气气来自石油一厂管网。燃料气自管网进入动力车间燃料气罐，脱液后，进入苯乙烯装置燃料气罐（V-313）。经V-313缓冲后，分别去F-301、F-302、F-303为炉子提供热量。
b）乙苯脱氢反应系统
乙苯由FIC-313控制流量进入乙苯预热器（E-304A、E-304B），被来自F-303的水加热后，进入乙苯蒸发器（E-303），与来自管网的0.6 MPa蒸汽（一次配汽）混合，同时由壳程0.6 MPa蒸汽加热汽化约105℃。
汽化后的乙苯、蒸汽混合物进入乙苯过热器（E-301）被来自第三反应器（R-303）的反应混合气体加热到约500 ℃左右，进入第一反应器（R-301），与来自第三蒸汽过热炉（F-303）的过热蒸汽混合均匀，混合后的温度达到600 ℃左右（催化剂从初期到末期温度逐渐上升，其出口温度也上升），在催化剂床层进行乙苯绝热脱氢反应，乙苯转化率约40 %，反应后的气体温度降至540 ℃左右。此混合气继续到第二反应器（R-302）顶部中间再热器，被来自第二蒸汽过热炉（F-302）的过热蒸汽加热至605 ℃左右，进入催化剂床层继续进行乙苯脱氢反应，总转化率达到约60 %。反应后，混合气温度降至578 ℃左右。此部分混合气再次进入第三反应器（R-303）顶部再热器，被来自第一蒸汽过热炉（F-301）的过热蒸汽加热，温度上升至610 ℃左右，进入第三反应器（R-303）催化剂床层，继续进行乙苯脱氢反应，第三反应器（R-303）出口总转化率约70 %。
自第三反应器（R-303）出来的反应气体，进入乙苯过热器（E-301）加热乙苯与蒸汽的混合气后，自身温度下降至300~320 ℃，再进入蒸汽发生器（E-302）管程进行换热。在E-302下段，产生0.32 MPa（表）蒸汽；在E-302上段，产生0.04 MPa（表）蒸汽。
0.32 MPa蒸汽去管网，作精馏系统热源；0.04 MPa蒸汽去汽提塔（T-301）作热源。
c）冷凝分离
反应混合气体产生0.32 MPa、0.04 MPa蒸汽后，温度下降，被来自工艺凝水泵（P-301）来的急冷水增湿急冷，温度下降至70 ℃左右，分别进入四组空气冷却器（EC-301），温度降至55 ℃以下，进入气液分离罐（V-306）进行气、液分离。
V-306中的冷凝液进入油水分离罐（V-307）进行油水分离。V-307为隔板式分离器，油、水混合物在此靠密度差分层。当油位高过隔板高度时，进入油相区，自流至炉油罐（V-309），与阻聚剂混合后，由炉油泵（P-302）送至中仓球罐（或V-509罐）。由于V-306为负压，而V-307为正压，`故V-306至V-307管线中，存有一定高度的液体（其高度与两罐的压差有关）；V-307中的水由泵（P-301）送至汽提系统进一步汽提水中的芳烃。
V-306中的气相依次进入循环水冷凝器（E-305）、盐水冷凝器（E-306）冷凝，冷凝液相也进入V-307进行油水分离；不凝气进入尾气分离罐（V-312），在V-312出口有三个阀门，分别控制尾气至蒸汽喷射泵抽真空系统、液环泵抽真空系统、尾气放空罐（V-311）放空系统。
当脱氢反应系统为正压操作时，V-311水放掉，尾气由V-311放空；当脱氢反应系统为负压操作时，V-311中充水，V-311有一工业水补充管线，防止罐内缺水，空气进入尾气系统，影响系统压力和安全生产。由于系统负压，自V-312出口至V-311管线（大气腿）中充满水，保持压力平衡，阻止空气进入系统。
d）真空
真空系统作用是为反应系统抽取负压，以有利于脱氢反应的进行。
真空系统有二套，一套为液环式真空/压缩机组，用乙苯液体作动力；另一套为蒸汽喷射泵，作备用。该泵用0.6 MPa蒸汽作动力，一般在开车初期生产负荷低于6000kg/h时使用，或在液环式真空泵故障时临时使用。
液环式真空/压缩机组流程：
真空/压缩机组用乙苯作动力，包括三台氧在线分析仪在内的联锁13套联锁。设备有二台泵（真空泵J-301、压缩机J-302）、二台隔离液泵、二个分离罐、二台盐冷器。真空泵盐水流量为42.3 m3 /h，压缩机换热器盐水流量为13.6 m3/h。
当用液环式真空/压缩机对脱氢反应系统抽负压时，吸入罐（V-312）出口气体，进入真空泵（真空泵入口有一止回阀），与乙苯混合，气、液混合物进入分离罐中，液相（主要是乙苯）经盐冷器冷凝至40 ℃以下，继续作真空泵动力，多余部分排至地槽（V-413）；未凝气体进入压缩系统。
真空泵入口压力一般在15~30kPa左右，真空过高，设备振动、噪声大，易损坏设备。
未凝气体进入压缩机后，与乙苯混合，气液混合物进入压缩机分离罐中，不凝气体压力升高后去变压吸附装置（PSA）进一步分离氢气外供；液相（主要是乙苯）经盐冷器冷凝至50℃以下，继续作压缩机动力。
二台隔离液泵，分别形成自身循环系统，为真空泵、压缩机提供润滑冷却用油。
二个分离罐中多余液体排入地槽，地槽中的液体由气动隔膜泵送至油水分离罐（V-307）。
真空/压缩设备是从英国Hick Hargrea Ves公司进口的，具有使反应系统形成真空和尾气增压二种作用，设备自身带有氧含量在线分析仪，监视系统氧含量（应低于体积分数0.1 %），以保证设备安全运行。
蒸汽喷射泵流程：
E-306不凝气体首先进入吸入罐V-312，在此少量夹带凝液分离后去V-307中；V-312顶部气相去蒸汽喷射泵，与蒸汽混合后进入循环水冷凝器（E-309），冷凝下来的液相进入V-307，气相进入循环水冷凝器（E-310），冷凝液进入V-307，不凝气可到PSA装置（或放空）。
e）污水汽提
自水泵（P-301）来的工艺污水进入F-1、预过滤器、聚结器，在此油水进一步分离。油相自流入油水分离罐（V-307），水相进入汽提塔预热器（E-307），与汽提塔（T-301）顶来的气相物料换热，再经汽水混合器器加热后进入T-301顶部。在塔内与塔底上升蒸汽接触，进行传质传热，油与蒸汽的混合物从塔顶馏出。经汽提塔预热器（E-307）、冷凝器（E-308）进-步冷凝、冷却后，凝液进入油水分离罐（V-307），不凝气进入尾气盐冷器（E-306），使得汽提塔形成负压。
T-301热源：0.04 MPa蒸汽，当热量不足时，由0.6 MPa蒸汽补充。
T-301底部汽提水进入污水罐（V-310），由汽提污水泵（P-303）将水分别送入乙苯预热器（E-304A），加热乙苯后去第三蒸汽过热炉（F-303）的对流段取热后，再去E-304B加热乙苯物料，最后送至采暖水罐（V-318），然后去动力污水处理回用装置；F-301对流段水去V-303罐，作E-302发生0.04 MPa、0.32 MPa蒸汽水源。
T-301塔为负压塔，压力由PIC-329控制，塔内为二段250Y填料。
此系统于2008年4月检修时，为不影响生产，增加了停汽提塔时的流程。具体流程如下（流程图附后）：
V-307罐凝水由P-301泵经LICA-304调节阀后向动力车间污水池供水（F-301对流段供水维持原流程不变）。
P-303泵向F-303对流段供水，经E-304B换热后进入E-304A（或经E-427、E-313换热后进入V-316）后，进入V-310罐由P-303泵向F-303供水。水不够时可由工业水或动力回用污水补水。
P-307泵承担向急冷供水和夏季空冷喷淋用水。汽提塔及聚结器系统保留原流程。
f）阻聚剂配制
DNBP配制系统：
自炉油泵（P-302）来炉油进入配制罐（V-304），DNBP（液相）从配制釜上部加入200 kg（一桶），配制成约质量分数10 %浓度的溶液，经搅拌釜搅拌30分钟后，自流入计量罐（V-304A）中，由隔膜计量泵计量后（根据生产负荷，调整相应加入量），送至脱氢炉油中间罐（V-309）中，加入浓度为300~1000mg/kg。
TBC配制：自苯乙烯产品冷却器（E-423）来的苯乙烯进入TBC配制罐（V-314），TBC粉末从配制釜上部加入5kg，配制成质量分数约0.4 %浓度溶液，经搅拌釜搅拌15分钟后，自流入计量罐（V-314A）中，由隔膜计量泵（根据生产负荷，调整相应加入量）送至E-406气相线，随冷凝液同时进入苯乙烯成品中，控制苯乙烯产品中浓度在10~15mg/kg。
缓蚀剂配制：
将JCCR 1178缓蚀剂用脱盐水配制成10 %WT的溶液。用计量泵将配制溶液适量注入至脱氢急冷水或精馏T-401塔、V-406回流罐系统中。
g）氮气循环系统
动力管网来的N2由第一蒸汽过热炉（F-301）入口蒸汽管线进入脱氢系统，即三台炉（F-301、F-302、F-303）、三台反应器（R-301、R-302、R-303）、后冷系统（E-301、EC-301、E-305、E-306），最后至蒸汽喷射泵入口处N2循环阀门进入罗瓷风机。N2压力提高至150~170kPa左右，至F-301入口DN150N2循环管线重新进入F-301，形成N2循环。
N2循环系统用于脱氢装置开、停车时，反应器床层温度低于300 ℃时的升温、降温。
1.1.3.2精馏系统
a）T-401塔
脱氢产出的炉油由FIC-401控制流量，经炉油泵（P-505）进入T-401塔进料预热器（E-401）中，由壳程再沸器（E-405）0.3 MPa凝水预热后，于塔的第三段填料层顶部进入粗苯乙烯塔（T-401）。轻组份苯、甲苯、乙苯混合物，自塔顶馏出，经循环水冷凝器（E-403A/B）冷凝。大部分组份被冷凝下来，进入回流罐（V-401），未冷凝的气相芳烃组份，继续进入循环水冷凝器（E-422）、盐冷器（E-404）进一步冷凝，冷凝液进入回流罐（V-401）中；不凝气至精馏机械真空泵系统。
V-401中的液相组份，由回流泵（P-401）一部分打入塔顶作回流，另一部分去循环乙苯塔（T-403）提纯乙苯。T-401塔釜液组成为苯乙烯和焦油，由釜液泵（P-402）送至精苯乙烯塔（T-402），继续分离。
T-401塔为负压塔，加热热源为0.3 MPa蒸汽。
b）T-402塔
T-401的塔釜采出液从精苯乙烯塔（T-402）第二填料层顶部进入。塔顶组份为苯乙烯，纯度可达质量分数99.8 %以上。气相苯乙烯依次经循环水冷凝器（E-406）、盐水冷凝器（E-407）冷凝，冷凝液进入回流罐（V-403）；E-407中的不凝气去精馏真空泵，与T-401塔共用一台真空泵。
来自TBC计量泵的TBC溶液，打入E-406入口气相线，进入塔内，（也可直接进入苯乙烯成品罐中）。V-403中的苯乙烯，由回流泵（P-403）一部分打入塔顶作回流，另一部分采出经水冷器（E-423）和盐冷器（E-424）冷却，入苯乙烯中间罐（V-405A/B）。塔加热热源为0.3 MPa蒸汽。
塔釜焦油自流入苯乙烯蒸出釜（VF-401）中。蒸出釜由0.6 MPa蒸汽加热，蒸出的部分苯乙烯经循环水冷凝器（E-409）、盐冷器（E-410）冷凝后，凝液进入脱氢粗苯乙烯罐（V-309）；焦油装车外售。VF-401A/B为真空操作，由精馏真空泵形成。
c）T-403塔
T-401塔顶产出的苯、甲苯、乙苯组份，在循环乙苯塔（T-403）的预热器（E-411）中与T-403塔釜乙苯进行换热，进入T-403塔底部第一段填料的上部，进行精馏。
塔顶蒸出的苯、甲苯，经循环水冷凝器（E-412）冷凝，凝液进入回流罐（V-406）。一部分由P-405打至塔顶作回流，另一部分产出入混合甲苯罐（V-410）。V-410中的混合甲苯用甲苯泵（P-408）送至动力罐区。
塔釜乙苯先进入E-411加热进料，自身温度下降，又经水冷器（E-425）冷却后，去中仓乙苯贮罐（V-505A/B或V-507A/B）。此部分乙苯称为循环乙苯。
T-403塔为常压塔，加热热源为0.6 MPa蒸汽。
d）T-401、T-402、T-403再沸器凝水系统流程
1、来自E-405再沸器的凝水进入凝水罐（V-402）后，通过液位控制阀LIC-401向E-401炉油预热器提供高温凝水，换热后的凝水通过TIC-402温度控制阀汇集至V-416汽水分离器内。
来自E-408再沸器凝水进入凝水罐（V-404）后，通过LICA-405液位控制阀进入V-416汽水分离器内。
进入V-416汽水分离器内的高温凝水闪蒸出0.1 Mpa蒸汽，可并入车间0.1 Mpa蒸汽管网或进入采暖水罐。
2、来自E-413凝水进入凝水罐（V-407）后，通过液位控制阀LICA-412使凝水到达V-417汽水分离器内。
来自E-303乙苯发生器0.6 Mpa管程加热蒸汽产生的高温凝结水进入位于装置二楼的V-417汽水分离器内。
进入V-417汽水分离器内的高温凝水闪蒸出0.1 Mpa蒸汽，可并入车间0.1 Mpa蒸汽管网或进入采暖水罐。
3、V-416、V-417汽水分离器内的凝水通过各自的调节阀组（LIC-416、LIC-417）控制进入位于装置一楼的V-415闭式凝水回收罐内。
⑴通过V-415回收罐下部的两台水泵将凝水直接提供给F-301对流段用水。
⑵凝结水进入E-427冷却后一部分直接向急冷水供水，另一部分再次通过E-313盐冷器冷却后，经P-307泵可向急冷、喷淋供水。
⑶在满足上述情况用水后，其余部分通过调节阀LIC-415进入采暖水罐。
⑷当V-415回收罐内液位不足时，可通过打开工业水补水阀门方式补水，以满足用水需求。
e）精馏真空泵流程
真空泵工作液为乙苯，系统带有一台气液分离罐和盐水冷却器。乙苯经盐冷器冷却至20 ℃以下进入真空泵，与来自盐冷器E-404、E-407的不凝气混合，气液混合物一同进入气液分离罐（V-420）中，液相流入脱氢油水分离罐（V-307）中，气相从放空管线排出。
1.1.3.3中间罐区
中间罐区共有80m3罐10台、400m3球罐1台；乙苯泵2台，炉油泵2台，苯乙烯送出泵2台。其中，乙苯罐4台，位号：V-505A/B、V-507A/B；苯乙烯罐4台，位号：V-503A/B、V-511A/B；炉油罐3台，位号：V-509A/B、400m3球罐（1台）。乙苯泵位号：P-504A/B、炉油泵位号：P-505A/B、苯乙烯送出泵：位号P-506A/B。
苯乙烯贮罐于2003年7月~8月检修时，改造为内浮顶罐。
乙苯罐自南罐区间断接收乙苯物料，由中仓乙苯泵（P-504）送至脱氢工序；苯乙烯罐经分析合格后，送至南罐区；炉油罐收脱氢炉油泵（P-302）送来的炉油，经脱水后，由炉油泵（P-505）送至精馏工序。
乙苯泵（P-504）、炉油泵（P-505）、苯乙烯泵（P-506）放置在中仓泵房内。
1.1.3.4PSA系统
苯乙烯脱氢尾气进入PSA系统有两路流程：一路来自两级液环泵出口，压力为0.027 MPa，此气体可直接去C-102（氢气压缩机）；另一路来自蒸气喷射泵，出口压力为常压，经程控阀KV-107A、鼓风机（C101A、B，一开一备），加压到0.027 MPa，再经冷却器（E-101）冷却至常温后，两路原料气汇合后进入气液分离器（V-107）分离掉气体中所带的机械水，再进入压缩机（C-102A、B，一开一备）加压到1.5 MPa。经压缩后的原料气先进入气液分离器（V-101）分离掉气体中所带的机械水，再进入冷干机（D-101A、B，一开一备）降温，粗脱除苯、甲苯、乙苯、苯乙烯和水等，脱除物经气液分离器（V-102）进入贮液槽（V-106），经过冷干机分离后的原料气经流量计（FICQ-101）计量后，进入由6吸附器（T101A~F）、一台均压罐（V-103）及一系列程控阀等组成的变压吸附制氢系统。PSA制氢系统采用6塔操作，2塔同时进料，3次均压，抽空降压解吸的工艺流程。原料气出入口端自下而上通过2台正处于吸附状态的吸附器，吸附器内装填的吸附剂吸附原料气中的强吸附组分CO2、CO、H2O等，弱吸附的氢气等组份未被吸附，在吸附压力下从吸附器顶部流出，得到产品氢气，经流量计（FIQ-102）计量后送往界外。大部分CO2、CO、H2O及杂质被吸附在吸附剂上，通过减压，使被吸附的CO2、CO、H2O及杂质从吸附剂上脱附，得到解吸气，同时使吸附剂得到再生。
从吸附器入口端排出的解吸气来自逆放和抽真空两个步骤。逆放步骤中压力较高的那部份逆放气通过管道FG101，程控阀KV-109进入解吸气缓冲罐（V-104），再通过管道FG103经调节阀（PV-104）稳压后进入解吸气混合罐（V-105）；抽真空步骤为逆向放压结束后利用真空泵（P101A~C）将解吸气抽空并压缩后送入解吸气混合罐（V-105），然后送出界外到工厂火炬管网。
Ⅲ 乙烯催化脱氢制苯乙烯实验的原理是什么
乙苯脱氢制备苯乙烯实验讲义
苯乙烯是重要的高分子聚合物单体，是能够进行自由基、阴离子、阳离子、配位等多种机理聚合的少有单体，主要用于生产聚苯乙烯。此外，还可与其他单体共聚得到共聚树脂，如与丙烯腈、1,3-丁二烯共聚可制备ABS 工程塑料，与1,3-丁二烯共聚可制备丁苯橡胶，与丙烯腈共聚得到AS 树脂等。目前其工业制备方法主要是乙苯催化脱氢，此方法最早由美国陶氏（Dow ）公司开发，其产量约占总产量的90%。此外，在制药、农药合成、选矿、燃料等领域也有应用。了解其制备过程和实验室操作方法，对改进生产工艺有重要的作用。
一、实验目肢清的：
1. 了解以乙苯为原料，固定床反应器中铁系催化剂催化下制备苯乙烯的过程，理解实验装置的组成，熟悉相关各部分的操作及仪表数据的读取；
2. 理解乙苯脱氢的反应机理及操作条件对产物收率的影响，掌握获得稳定操作工艺条件的步骤和方法；
3. 了解气相色谱的原理和结构，掌握气相色谱的常规操作和谱图分析方法。
二、实验原理：
乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应，为提高反应正向进行的程度，反应需在高温条件下催化剂催化下进行，其主反应如式(1)：
C 6H 5C 2H 5 → C 6H 5C 2H 3 + H 2 (1) 副反应主要包括：
C 6H 5C 2H 5 → C 6H 6 + C 2H 4 (2)
C 2H 4 + H 2 → C 2H 6 (3)
C 6H 5C 2H 5 + H 2 → C 6H 6 + C 2H 6 (4)
C 6H 5C 2H 5 → C 6H 5CH 3 + CH 4 (5)
水蒸汽存在下还可能发生如下副反应：
CH 4 + H 2O → CO + 3H 2 (6)
C 6H 5C 2H 5 + 2H 2O → C 6H 5CH 3 + CO 2 + 3H 2 (7)
C 2H 4 + 2H 2O → 2CO + 4H 2 (8)
此外，反应中还发生了少部分芳烃脱氢缩合产生焦油或焦炭，以及苯乙烯聚合生成少量聚合物、发生深度裂解产生碳和氢气等。常温下液态粗产物中主要包括苯乙烯，副产物苯和甲苯，以及未反应的乙苯和少量二甲苯、异丙苯和焦油等。不凝气中含有90%左右的氢气，其余为CO 2、少量C1和C2，不凝气可作为氢源，也可作为燃料气。
影响主反应收率的主要因素包括反应温度、压力、催化剂以及空速。
1. 温度的影响。
乙苯脱氢反应为吸热反应，△H 0>0，从平衡常数与温度的关系式
20ln RT H T K P P ∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转
化率。但是温度过高则副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适应的反应温度，通常反应在550～630℃范围内苯乙烯收率较高。
2. 压力的影响。
乙苯脱氢为体积增加的反应，因此降低压力有利于平衡向脱氢方向移动，增加反应的平衡转化率，且减少产物苯乙烯的自聚，因为聚苯乙烯清返可能会对设备和管道产生堵塞。因此通常在加入惰性气体或减压条件下进行，本实验使用水蒸汽作稀释剂，它可降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。水蒸气的加入还可向脱氢反应提供部分热量，使反应温度比较稳定。能使反应产物迅速脱离催化剂表面，有利于反应向苯乙烯方向进行，同时还可以有利于烧掉催化剂表面的积碳。还可防止催化剂的活性组分还原为金属，使催化剂再生，并延长其寿命，如式(9)所示。
C + 2H2O →CO2 + 2H2 (9)
但水蒸汽增大到一定程度后（水/乙苯质量比16:1），乙苯转化率提高已并不显著，而能耗提高，经济上是不合算的。生产单位质量苯乙烯的水蒸汽消耗已成为衡量一条乙苯脱氢工艺路线是否先进的重要指标。一般适宜的用量为水和乙苯质量比为1.2～2.6:1。
3.催化剂的影响。
乙苯脱氢技术的关键是选择催化剂。催化剂种类较多，其中铁系催化剂是应用最广泛的一种。以氧化铁为主，添加铬、钾助催化剂，可使乙苯的转化率达到40％，选择性90％。在应用中，催化剂的形状对反应收率有很大影响。历正前小粒径、星形、十字形截面等催化剂有利于提高选择性。
4．空速的影响。
空速即规定条件下，单位时间单位体积催化剂处理的气体量，单位为m3/(m3催化剂·h)，可简化为h-1。空速是对反应停留时间的一种反映，不考虑返混的情况下，也可以理解为1小时内乙苯在催化剂床层中被置换的次数。乙苯液空速（或乙苯蒸气空速）大，即单位反应器体积生产能力更大，能耗增加。空速小，虽然转化率有所提高，但乙苯脱氢反应中的平行副反应和连串副反应，随着接触时间的延长而增大，因此主产物苯乙烯的选择性会下降，催化剂的最佳活性与适宜的空速及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6～1h-1为宜。本实验催化剂用量一定，此方面的影响主要体现为乙苯的进液速率。
三、实验装置与试剂
1. 实验流程图如图1所示。
工业上苯乙烯催化脱氢主要有两种反应器，一是列管式，采用燃烧燃料，产生高温烟道气传给反应体系，优点是乙苯转化率和苯乙烯选择性高，缺点是反应器结构较复杂，材料要求高，反应器设计制造成本较高。二是绝热式，过热蒸汽直接带入反应器内，其优缺点与列管式相反。本实验反应器采用不锈钢管式反应器，以外部供热方式控制反应温度，催化剂床层高度不宜过长。内部中心轴向有
2．实验试剂及主要物化性质。
原料乙苯，分析纯，无色液体，分子量106.16，熔点-94.9℃，沸点136.2℃，闪点15℃，爆炸极限1～6.7%，不溶于水。要求二乙苯含量不超过0.04%，这是由于二乙苯脱氢产生二乙烯苯，容易在分离和精致过程发生聚合而堵塞管道及设备。为催化剂的性能和寿命考虑，要求乙苯中乙炔低于10ppm（体积）、硫（按H2S）低于2ppm（体积），氯（按HCl）低于2ppm（质量）。
铁系催化剂，20ml，主要成分为Fe2O3-CuO-K2O-Cr2O5-CeO2。活性组分为氧化铁，其他金属氧化物组分为助催化剂。而氧化铁与其他金属氧化物的比例对乙苯转化率和苯乙烯选择性都有影响。氯离子可使催化剂中毒，因此实验中不采用自来水，而使用蒸馏水。
主产物苯乙烯，分子量104.14，室温为无色液体，芳香气味，熔点-30.6℃，沸点145.0℃，不溶于水。
副产物苯，分子量78.11，熔点5.5℃，沸点80.1℃，不溶于水。
副产物甲苯，分子量92.14，熔点-30.6℃，沸点110.6℃，不溶于水。
3．设备与仪器。
蠕动泵2台，氢气钢瓶1个，反应器及温度控制仪1套，冷凝器1个，气液分离器1个；注射器（5μl）1支，气相色谱仪1台，烧杯（50ml）2个，烧杯（500ml）2个。
四、实验步骤
1. 反应装置加热开启。
先打开绿色按钮的系统总开关，将控制面板上“床预热”、“床上段”、“床中段”、“床下段”、“反应测温”等五个红色按钮按下，此时各个仪表有数值显示。
对于“床预热”、“床上段”、“床中段”和“床下段”，SV（绿色）为设定温度，而PV（红色）为实际热电偶测量温度。对于“反应测温”，SV为反应器内部实际温度，PV为预热器内部实际温度。
预热控温SV先设为100℃，实际温度接近100℃后，设定值进一步升至200℃。对实验中乙苯和水的流量，预热器（气化器）内部实际值一般在110~120℃。
按照同样的方式，逐步升高“床上段”、“床中段”、“床下段”温度SV，设定值逐步设为100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃，最终使反应器内部实际温度达到550℃以上，再减小调节幅度使之稳定在实验温度。
2. 气相色谱的启动和调节
将氢气瓶总减压阀打开，表压升至0.04MPa左右，并使气相色谱仪上方压力表的读数达到0.04MPa，打开色谱电源开关。实验中色谱采用TCD检测器，需要先通载气，避免其中的钨丝过热。
打开计算机，点击桌面快捷方式“D7900P色谱工作站”，略过选择检测器界面，进入控制面板窗口，先在下拉选择项中将载气设置为氢气，并将进样口设置150℃，柱箱温度设置为120℃，右侧TCD检测器设置为150℃，电流设为60mA，方法是输入相应数值并回车，柱箱温度设置则需要点击“柱温程序”并在弹出窗口中，在“初始柱温”中输入后回车。当温度升至上述指定值后，点击“开始”，软件询问是否开始，点击“是”，此时产生色谱基线，等待一段时间，使基线稳定。稳定后若纵轴电压值在-5mV或以下，则需要调节色谱仪侧面电位计旋钮，
使基线纵轴数值为正值。
3. 乙苯和水加料泵的准备和调节。
将控制面板上“泵1”和“泵2”两个红色按钮按下，打开乙苯和水进液泵。分别将塑料进液管一端插入乙苯瓶液面和烧杯中水液面以下，将控制面板右侧的“泵1进液转换”和“泵1进液转换”三通阀分别转至“放空”（箭头朝下），通过泵上的“Speed”旋钮调节流量，将两个泵的流量可设置为5～10ml/min，因较大的流量可尽快排出输液管中的空气。当有液滴从放空钢管出口连续滴下，表明气泡已基本被排出。此时将乙苯进液泵流量设为实验值1.0ml/min，水进液泵流量设为2.0ml/min。
注意整个实验过程中，乙苯和水流量的读取以转子流量计为准，泵的显示流量仅供参考，泵的显示流量难以准确调节至某些特定数值，且可能会有波动。如果转子流量计读数偏离实验数值较大，则需要再次调节“Speed”旋钮。
4. 乙苯脱氢反应及色谱分析。
当反应器温度达到300℃之后，打开冷凝器中的冷凝水（实验室有时会间断停水，因此实验过程中需经常关注冷凝水）。反应器温度达到550℃以上时，将控制面板右侧的“泵1进液转换”和“泵1进液转换”三通阀分别转至“预热”（箭头朝上）。
待反应器温度稳定后，将之前冷凝器中的液体放出。10分钟后，将冷凝器中液体放出至50ml烧杯中，用注射器抽取上层有机相3μl，在气相色谱控制面板点击“停止”，再点击“开始”，重新开始生成基线，此时将注射器插入进样口，快速按压将待测液体注入，并拔出注射器。
色谱流出曲线开始生成，谱图中出现4个较大的峰，依沸点高低，出峰顺序依次为苯、甲苯、乙苯和苯乙烯。苯乙烯峰出完之后即可点击“停止”，记录下四个组分的峰面积数值。并将结果保存，文件名修改为自己的班级和组别。
5. 实验设备关闭步骤。
实验结束后，停止乙苯进料，乙苯流量调零，而维持水的流量不变。“床预热”设定温度维持在200℃不变，而“床上段”、“床中段”和“床下段”三段各温度设置均设为20℃，反应器温度降至400℃以下时，将水泵的流量调零，关闭冷凝器冷却水。10min后将预热器温度设为20℃。注意是水蒸汽清焦，而催化剂不宜接触液态水，因含钾的铁系催化剂对液态水敏感，接触液态水后，会发生变软、粉碎等现象，影响催化剂的强度。
再过10min后，将控制面板上“床预热”、“床上段”、“床中段”、“床下段”、“反应测温”、“泵1”和“泵2”等七个红色按钮关闭，最后关闭系统总开关。
气相色谱关闭顺序，先在控制面板上TCD检测器、进样口温度、柱箱温度均设置为20℃，当实际温度均降至80℃以下时，关闭软件和计算机。关闭色谱仪开关。关闭氢气总阀门，将氢气减压阀拧松。
6. 其他注意事项。
热电偶请大家注意不要碰到，以免脱开，或接触位置发生较大改变，引起温度测量改变。同时实验室存有多个氢气钢瓶，气相色谱载气为氢气，此反应的原料和产物蒸气也是遇明火燃烧，实验室严禁明火，也禁止在走廊里吸烟。
五、数据处理和计算
1．原始记录
2. 气相色谱结果记录及分析
以下举例说明数据处理计算方法。（此数据与温度不对应，仅是为了便于说明计算方法，请同学们注意）
3. 数据计算。
粗产物（又称脱氢液、炉油）中各组分质量校正因子f分别为苯：1.000，甲苯：0.8539，乙苯：1.006，苯乙烯：1.032。产物中组分的质量百分含量由下式计算，式中A i为气相色谱峰面积数值，x i为组分质量百分含量。
x i=A i f i/∑A i f i
4
i=1
x 苯=1
Ⅳ 你对乙苯、苯乙烯装置、重点部位及设备了解多少
单元组成与工艺流程
1、组成单元
苯乙烯装置的基本组成单元为：乙苯单元、脱氢单元、苯乙烯精馏单元。
(1)乙苯单元
本单元由烷基化反应、烷基转移反应和乙苯精馏部分构成。烷基化反应部分的任务是在分子筛催化剂的作用下使乙烯和苯烷基化生成乙苯、多乙苯等物质。烷基转移反应部分的任务则是在分子筛催化剂的作用下使苯、多乙苯发生烷基转移反应，生成乙苯。烷基化反应和烷基转移反应部分的出料中含有乙苯、多乙苯、重质物及未反应的原料苯，都被送到乙苯精馏预分馏塔。由预分馏塔、苯塔、乙苯塔、多乙苯塔、脱非芳塔将反应产物分离成苯、乙苯、多乙苯和重质物。其中回收的苯返回到烷基化反应器和烷基转移反应器，多乙苯返回到烷基转移反应器。脱非芳塔则用于脱除进料和反应过程中生成的轻组分和轻非芳烃。
(2)脱氢单元
新鲜乙苯和从乙苯回收塔返回的循环乙苯与工艺凝液混合在一起，乙苯／水的混合物形成一种用来冷凝乙苯／苯乙烯分离塔顶气相的共沸物。被蒸发的乙苯／水的混合物在乙苯／蒸汽过热器中经反应物流加热，与稀释蒸汽混合，进入第一脱氢反应器。在新smart工艺，三个绝热径向反应器连续放在一起。第一反应器、第三反应器只装脱氢催化剂，而第二反应器装脱氢催化剂和氧化催化剂。混合物流进入第一反应器，部分乙苯脱氢生成苯乙烯。反应器人口设有高温报警，当温度超过650℃时，将停蒸汽过热炉(正常为610—640℃)。由于反应是吸热的，所以温度在反应器中降低。
经过控制的富氧气体和稀释蒸汽进入到第一反应器流出物中，混合气体在进入第二反应器之前，进入一个静态混合器。在第二反应器，反应物首先经过氧化催化剂，部分氢气被消耗。反应物在进入第二床层脱氢催化剂之前被氧化反应放出的热量加热。在氧化反应床层非常短的停留时间减少了副反应的发生。第二脱氢床层的乙苯生成苯乙烯。混合气体经过一个静态混合器进入第三反应器，在第三反应器，反应物首先经过反应器内的中间加热器加热反应物料，进入第三脱氢催化剂床层，的乙苯在脱氢催化剂床层转化成苯乙烯。反应物流进人废热锅炉(乙苯／蒸汽预热器)，进一步换热，产生中压和低压蒸汽，冷却后的反应物经工艺凝液、空冷器进一步冷却。
从空冷器中出来的气相进一步冷却，未冷凝的气体在尾气压缩机中压缩，冷却作为燃料和残油一起在蒸汽过热炉中燃烧。一些碳氢化合物在洗涤塔通过残油洗涤出来，汽提塔顶馏分返回主冷却器。从主冷却器和后冷器出来的物料进入脱氢液／水分离罐，脱氢液和水相分离。dm液(脱氢液)直接送到分离系统或储罐。水相进入工艺凝液汽提塔，微量有机物被汽提出来，部分水用来冷却从废热锅炉出来的物料。工艺凝液汽提塔顶馏分在塔顶冷却器冷却后，进入dm／水分离罐。未冷凝的塔顶馏分排到后冷却器中，汽提后的冷凝液过滤后，一部分过滤冷凝液用于乙苯和苯乙烯单元发生蒸汽，另外的送到界区外。
(3)苯乙烯精馏单元
在苯乙烯分离单元，dm液分离成循环乙苯，产品甲苯，循环苯，苯乙烯单体产品和焦油。使用4个分离塔和薄膜蒸发器。在乙苯／苯乙烯分离塔顶回收乙苯和轻组分，而苯乙烯产品和重组分在塔釜。塔釜乙苯含量很少，因乙苯是苯乙烯产品中的主要杂质。nsi阻聚剂加到乙苯／苯乙烯分离塔，防止苯乙烯聚合。为了减少聚合物生成，分离塔在负压下操作。填料结构是为了降低塔的压降。乙苯／苯乙烯分离塔塔釜物料进到苯乙烯塔，苯乙烯产品从塔顶出来，被冷却。tbc阻聚剂为了抑制聚合，送到储罐。苯乙烯塔也在负压下操作，苯乙烯塔釜中的苯乙烯经薄膜蒸发器回收返回到苯乙烯塔。蒸发器顶部气相返回到苯乙烯塔釜。苯乙烯单元的焦油和乙苯单元的残油混合送到储罐作为燃料或部分过滤后返回到乙苯／苯乙烯分离塔，降低nsi消耗。乙苯／苯乙烯塔顶气相含有乙苯和轻组分，与乙苯／水的共沸物换热后冷凝，排出的气体进一步冷却回收残留的有机物，塔顶冷凝液送到乙苯回收塔。未转化的乙苯返回到反应单元。乙苯回收塔顶馏分是苯和甲苯的混合物，在有些苯乙烯装置，苯和甲苯混合物被送到界区外进一步分离。其他苯乙烯装置有一个苯／甲苯分离塔，苯从塔顶分离出来，返回到乙苯单元。甲苯作为副产品。
2、工艺流程
化学反应过程
1．烷基化反应机理：在一定的温度、压力下，乙烯与苯在酸性催化剂上进行烷基化反应生成乙苯，同时，生成的乙苯还可以进一步与乙烯反应生成多乙苯。理论上说，可以生成从二乙苯一直到六乙苯。
2．烷基转移机理
烷基转移反应是在一定的温度、压力条件下，在酸性催化剂的作用下，多乙苯转化成为乙苯的反应。理论上，所有的多乙苯都可以进行烷基转移反应，但是实际上四乙苯几乎不发生烷基转移反应。烷基转移反应是可逆的二级反应，受化学平衡限制。同烷基化反应一样，烷基转移反应也是发生在分子筛催化剂的酸性活性中心上。除了生成乙基苯外，还可生成重质化合物，从而导致物耗增加，乙苯收率下降。因此应最大可能地减少副反应的发生，维持苯过量可以获得较高的转化率和乙苯选择性。
3．乙苯脱氢反应机理
乙苯在高温和催化剂作用下，发生脱氢反应生成苯乙烯根据有关资料，上述的乙苯脱氢反应主要受化学平衡的控制，部分还受到扩散因素的控制。由于该反应为气相的吸热反应，平衡常数随温度升高而增加。
4．氧化反应机理
发生在脱氢床的反应是强吸热的，并且通过催化剂床层温降很大。在进入下一脱氢床层之前反应物必须被重新加热到所需要的反应温度。传统的绝热单元是通过反应出料和高温蒸汽换热达到目的的。氧化再加热工艺通过反应付产物氢气与氧气反应释放出能量实现温度升高，从而达到反应温度。氧化反应使用了专有催化剂，氧气纯度为90％，必须严格控制其注入速率。反应在氧化催化剂床层进行。此反应将氢气脱除对生产苯乙烯工艺是有利的，原因有以下几点：
(1)它为反应物料提供了热量，使其达到下一级脱氢反应床层所要求的温度。
(2)反应物中氢气分压降低，乙苯转化率和苯乙烯选择性提高。
氧化催化剂虽然对氢气燃烧有很高的选择性，但同时一小部分烃也被消耗了。
(四)主要操作条件及工艺技术特点
1、主要操作条件：因不同的工艺，操作条件不尽相同，表3—52列出一般生产工艺操作条件
2、工艺技术特点：
(1)与国内外先进水平相比：本装置工艺路线的特点，在乙苯生产工艺上，采用液相分子筛循环烷基化生产乙苯工艺的原理，较之三氯化铝法乙苯生产工艺，具有工艺先进、无环境污染、无腐蚀的特点。在苯乙烯生产工艺上，采用美国hunmus—monsanto开发的负压脱氢和uop的氧化脱氢(smart) 工艺生产苯乙烯，并回收了乙苯／苯乙烯分离塔塔顶冷凝热，由于采用了先进的脱氢催化剂及氧化催化剂，因此，乙苯转化率较高，苯乙烯选择性高，能耗、物耗比较低。
(2)化学反应的影响因素：在烷基化反应过程中，苯烯比(即进料苯与乙烯的分子比)、空速、反应温度、水含量、反应压力；在烷基转移反应过程中，苯与多乙苯分子比、反应温度、水含量、空速；在脱氢反应过程中，反应温度、反应压力、水比；在氧化反应过程中，氢气的燃烧量、稀释蒸汽／氧气的比值均对化学反应产生较大影响，在生产过程中应注意操作和调整。
(五)催化剂及助剂
1．脱氢催化剂
不同的催化剂具有不同的活性和选择性。一般催化剂有两种类型：一种是高水比，高活性，低选择性催化剂，另一种是低水比，活性适中，高选择性催化剂。前者适用于公用工程便宜而原料较贵的地区，后者适用于公用工程较贵而原料便宜的地区。近年来，发展了一系列低水比，高活性，高选择性催化剂。如美国联合催化剂公司生产的g84c。我国上海石化院研制的gs—08，其水比为1．3。转化率为62．7％，选择性为94％，基本上达到了g84c的水平。
2．氧化催化剂
当氧化催化剂活性下降以至于达不到需要的床层出口温度时，可能发生氧气穿透。在设计时已经考虑了这一点，值得一提的是如果这种情况发生，未转化的氧气会离开氧化床进入脱氢床，氧气将氧化脱氢催化剂表面的铁，引起乙苯脱氢催化剂暂时失活。如果氧气穿透终止脱氢催化剂能够还原恢复活性。发生穿透后一部分氧不是与脱氢催化剂混合，而是无选择的消耗其他反应物，减少产品产量。
3．无硫阻聚剂ns
无硫阻聚剂nsi的化学名称为2，4—二硝基酚，分子式为(n02)：c6h30h，nsi用tda—401和da—403中防止苯乙烯高温聚合。nsi的主要质量指标为纯度≥98％。当其纯度不合格时，配制的nsi溶液有效成分低，将使da—401塔底nsi浓度实际上低于1500x10—6（质量)，而影响阻聚效果，严重时甚至造成da—401／403塔底物黏度过大，无法加热，被迫停车置换塔内物料。因此必须严格监控nsi内有效成分2，4—二硝基酚的含量。
4．产品阻聚剂tbc
产品阻聚剂tbc的化学名称为4—特丁基—邻苯二酚／甲醇溶液。用于苯乙烯产品中，防止或减少在储运过程中的聚合。tbc的主要质量指标是挥发度，即其中所含甲醇量。当所含甲醇过高时，配制后实际进入苯乙烯产品是4—特丁基—邻苯二酚量低，影响阻聚剂效果，而造成苯乙烯产品中聚合物含量超标(≤10x10—6)。
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