苯乙烯生产工艺节能技术措施分析

杨羽庆

（大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆 163000）

苯乙烯生产工艺节能技术措施分析

杨羽庆

（大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆 163000）

主要对苯乙烯的生产工艺节能技术展开了深入的探究，并对产生耗能的相关因素展开了探讨，以促进节能降耗和生产运行优化技术措施的发展。

苯乙烯；生产；工艺；节能技术

苯乙烯属于一类重要的有机化工原料，应用在化工产业、汽车产业等多个领域中，用来制造聚苯乙烯树脂以及离子交换树脂等。现阶段，通过乙苯而获取苯乙烯的方式主要为共氧化联产法与乙苯催化脱氢法。第一种方法不仅可以与苯乙烯联产，同时也能够和环氧丙烷进行联产，由于此种方法的流程过于繁琐，并且会对设备造成腐蚀，再加上资金投入量较大，因此存在很多弊端之处。所以，各个国家高于90%的苯乙烯均选用第二种方法进行操作[1]。

1 典型技术的能耗分布

通过对乙苯催化脱氢制作苯乙烯的工艺流程进行分析后可发现，当乙苯与水蒸气受到催化剂影响时，将会产生脱氢反应，进而形成苯乙烯与氢气，公式如下所示：

当发生主反应的过程中，也会出现热裂解等其他副反应。当其温度处于580℃的状态时，反应热大约是124.57 MJ/kmol，具有强吸热的特点。针对主反应而言，由于其属于增分子反应，当压力下降时则会有助于反应继续进行，在当前的工业发展中，这一反应基本上均是比较常见于负压系统中。因为蒸汽属于稀释剂，应用在此反应中能够减少分压，进而产生更多的反应热。

本研究主要以1.15的水比作为例子，其中可包含蒸汽以及燃料等，每吨苯乙烯所消耗的能量大约是12 453.9MJ/t。在此过程中，反应区大约是8 311.3MJ/t，占据总比例的66.7%；精馏区大约是4 142.6MJ/t，占据总比例的33.3%。通过能耗的分配可发现，反应区所占据的比例相对来说比较低，因此减少这部分的能耗可有效减少整体的能耗，并具有重要影响。

2 反应区能耗分析

针对主反应而言，其反应热是124.57MJ/kmol，与其所相对的则是1 173.4MJ/t。通过对 SM能耗进行分析后可了解到，其是这一工艺流程的固有能耗，因此不能够进行降低。在反应区中，主要可以将水蒸气的能耗进行稀释，并且按照1.15的比例而进行处理，在此过程中其消耗大约是4 955.2MJ/t。剩下的则是反应区在处理时的能耗，然而这一部分仅占据反应区的26.3%，占据总比例的17.5%。而稀释蒸汽的消耗量则占据反应区比例的59.6%，占据总比例的39.8%，因此稀释这一部分能耗的效果比较显著，并且有着一定的现实意义。

在选择稀释蒸汽量时，通常情况下均必须要考虑以下几个方面，即：①催化剂所产生的水比；②乙苯的单程转化效率；③苯乙烯是否具有选择性特点。现阶段，符合这一标准的苯乙烯均可达到97mol%的标准，没有太多的上升空间，并且乙苯的单程转化率只有大约65%，因此，我们在减少稀释蒸汽用量的过程中，可以从两个方面进行考虑，即：减少水比以及提升乙苯单程转化率，而若想符合以上要求而必须要充分考虑脱氢催化剂是否符合标准[2]。

通过进行分析后可发现，在减少反应区能耗时，脱氢催化剂必须要具备水比低以及乙苯转化率高的特点，而这也是减少反应区能耗的主要措施，同时也会对减少苯乙烯装置能耗产生决定性影响。然而，若想使催化剂得到改善，不仅要具备一定的理论知识，同时也必须要制定出完善的生产工艺。针对于此，我国很多研究机构均在不断的研究与探索中，很多全新的研究成果也已经问世，进而应用到实际操作中，对社会的发展具有一定的现实意义。

3 精馏区能耗分析

现阶段，由于乙苯脱氢催化剂的发展进程比较慢，因此可对精馏区的能耗展开深入的探讨。有关此方面的研究相对来说比较多，并且也受到了社会各界的广泛关注，在当前的技术手段中，大多均选用多级变压热集成的技术方式而对能量进行回收，而乙苯精馏分离则是在塔中完成操作。针对此种技术下所产生的精馏分离热能来说，其回收率将会受到级数的影响，结合理论方面进行考虑，当级数较多时，那么所产生的回收率也就随之而逐渐提高。然而，事实上产生大量级数的根本原因则是由于设备以及工艺流程过于繁琐，进而影响到其实际应用价值，在当前的技术手段中，通常情况下均会选用两级变压热集成的方式进行操作，也就是在进行精馏分离时，将会在两个精馏塔中完成操作，回收率已经达到了40%～50%。

4 结论

现阶段，经济发展速度飞快，而苯乙烯的应用途径也更加广泛，各个国家均在大力发展苯乙烯生产技术，进而为社会的进步创造更多有利条件。通过进行分析后可发现，从某种程度上来看，应用各种节能精馏技术可以改善苯乙烯工艺中的能耗高情况，并具有一定的现实意义。

[1] 魏永忠.苯乙烯生产过程节能降耗运行优化技术[J].化工与医药工程，2017，（02）.

[2] 沈江.苯乙烯生产工艺节能技术的研究[J].化学世界，2010，（02）.

Analysis of Energy Saving Technical Measures for Styrene Production Process

Yang Yu-qing

This paper focuses on the production process of styrene energy-saving technology in-depth research，and the related factors of energy consumption are discussed，in order to promote the development of energy saving and optimization of technical measures of production and operation.

styrene；production；process；energy saving technology

TQ241.21

B

1003–6490（2017）10–0162–01

2017–07–11

杨羽庆（1980—），男，黑龙江大庆人，工程师，主要研究方向为化工工艺生产。