苯乙烯生產工藝節能技術措施分析

楊羽慶

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶 163000）

苯乙烯生產工藝節能技術措施分析

楊羽慶

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶 163000）

主要對苯乙烯的生產工藝節能技術展開了深入的探究，并對產生耗能的相關因素展開了探討，以促進節能降耗和生產運行優化技術措施的發展。

苯乙烯；生產；工藝；節能技術

苯乙烯屬于一類重要的有機化工原料，應用在化工產業、汽車產業等多個領域中，用來制造聚苯乙烯樹脂以及離子交換樹脂等。現階段，通過乙苯而獲取苯乙烯的方式主要為共氧化聯產法與乙苯催化脫氫法。第一種方法不僅可以與苯乙烯聯產，同時也能夠和環氧丙烷進行聯產，由于此種方法的流程過于繁瑣，并且會對設備造成腐蝕，再加上資金投入量較大，因此存在很多弊端之處。所以，各個國家高于90%的苯乙烯均選用第二種方法進行操作[1]。

1 典型技術的能耗分布

通過對乙苯催化脫氫制作苯乙烯的工藝流程進行分析后可發現，當乙苯與水蒸氣受到催化劑影響時，將會產生脫氫反應，進而形成苯乙烯與氫氣，公式如下所示：

當發生主反應的過程中，也會出現熱裂解等其他副反應。當其溫度處于580℃的狀態時，反應熱大約是124.57 MJ/kmol，具有強吸熱的特點。針對主反應而言，由于其屬于增分子反應，當壓力下降時則會有助于反應繼續進行，在當前的工業發展中，這一反應基本上均是比較常見于負壓系統中。因為蒸汽屬于稀釋劑，應用在此反應中能夠減少分壓，進而產生更多的反應熱。

本研究主要以1.15的水比作為例子，其中可包含蒸汽以及燃料等，每噸苯乙烯所消耗的能量大約是12 453.9MJ/t。在此過程中，反應區大約是8 311.3MJ/t，占據總比例的66.7%；精餾區大約是4 142.6MJ/t，占據總比例的33.3%。通過能耗的分配可發現，反應區所占據的比例相對來說比較低，因此減少這部分的能耗可有效減少整體的能耗，并具有重要影響。

2 反應區能耗分析

針對主反應而言，其反應熱是124.57MJ/kmol，與其所相對的則是1 173.4MJ/t。通過對 SM能耗進行分析后可了解到，其是這一工藝流程的固有能耗，因此不能夠進行降低。在反應區中，主要可以將水蒸氣的能耗進行稀釋，并且按照1.15的比例而進行處理，在此過程中其消耗大約是4 955.2MJ/t。剩下的則是反應區在處理時的能耗，然而這一部分僅占據反應區的26.3%，占據總比例的17.5%。而稀釋蒸汽的消耗量則占據反應區比例的59.6%，占據總比例的39.8%，因此稀釋這一部分能耗的效果比較顯著，并且有著一定的現實意義。

在選擇稀釋蒸汽量時，通常情況下均必須要考慮以下幾個方面，即：①催化劑所產生的水比；②乙苯的單程轉化效率；③苯乙烯是否具有選擇性特點。現階段，符合這一標準的苯乙烯均可達到97mol%的標準，沒有太多的上升空間，并且乙苯的單程轉化率只有大約65%，因此，我們在減少稀釋蒸汽用量的過程中，可以從兩個方面進行考慮，即：減少水比以及提升乙苯單程轉化率，而若想符合以上要求而必須要充分考慮脫氫催化劑是否符合標準[2]。

通過進行分析后可發現，在減少反應區能耗時，脫氫催化劑必須要具備水比低以及乙苯轉化率高的特點，而這也是減少反應區能耗的主要措施，同時也會對減少苯乙烯裝置能耗產生決定性影響。然而，若想使催化劑得到改善，不僅要具備一定的理論知識，同時也必須要制定出完善的生產工藝。針對于此，我國很多研究機構均在不斷的研究與探索中，很多全新的研究成果也已經問世，進而應用到實際操作中，對社會的發展具有一定的現實意義。

3 精餾區能耗分析

現階段，由于乙苯脫氫催化劑的發展進程比較慢，因此可對精餾區的能耗展開深入的探討。有關此方面的研究相對來說比較多，并且也受到了社會各界的廣泛關注，在當前的技術手段中，大多均選用多級變壓熱集成的技術方式而對能量進行回收，而乙苯精餾分離則是在塔中完成操作。針對此種技術下所產生的精餾分離熱能來說，其回收率將會受到級數的影響，結合理論方面進行考慮，當級數較多時，那么所產生的回收率也就隨之而逐漸提高。然而，事實上產生大量級數的根本原因則是由于設備以及工藝流程過于繁瑣，進而影響到其實際應用價值，在當前的技術手段中，通常情況下均會選用兩級變壓熱集成的方式進行操作，也就是在進行精餾分離時，將會在兩個精餾塔中完成操作，回收率已經達到了40%～50%。

4 結論

現階段，經濟發展速度飛快，而苯乙烯的應用途徑也更加廣泛，各個國家均在大力發展苯乙烯生產技術，進而為社會的進步創造更多有利條件。通過進行分析后可發現，從某種程度上來看，應用各種節能精餾技術可以改善苯乙烯工藝中的能耗高情況，并具有一定的現實意義。

[1] 魏永忠.苯乙烯生產過程節能降耗運行優化技術[J].化工與醫藥工程，2017，（02）.

[2] 沈江.苯乙烯生產工藝節能技術的研究[J].化學世界，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

楊羽慶（1980—），男，黑龍江大慶人，工程師，主要研究方向為化工工藝生產。