[发明专利]一种纯乙烯生产乙苯的节能反应工艺

说明书

本发明涉及一种纯乙烯生产乙苯的节能反应工艺，包括如下步骤：原料苯处理，使苯回收塔塔顶的苯出料含水为30‑600PPM；保护吸附反应，使进入烃化反应器物料中碱性氮含量小于0.001PPM；烃化反应，每两层催化剂床层对应设置一台蒸汽发生器，经每两层催化剂床层反应后形成的阶段性出料进入蒸汽发生器换热后再进入下一阶段烃化反应；苯回收；乙苯回收；多乙苯回收；反烃化反应。本发明涉及的工艺解决了原料杂质对装置的影响、提高了乙苯反应系统的稳定性，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种纯乙烯生产乙苯的原料处理及节能反应工艺。

背景技术

本发明属于纯乙烯与苯烷基化(也称“烃化”)生产乙苯的原料处理及低压降反应节能工艺，主要包括原料苯杂质处理工艺及低压降烃化反应节能工艺，并将反应节能工艺与乙苯分离工艺结合，实现装置总体节能的同时，增加装置稳定性，提高乙苯装置经济性。

乙苯是重要的化工原料,主要用于脱氢生产制造化工原料单体苯乙烯，市场用量大，一般与苯乙烯装置作为联合装置建设。目前，乙苯的生产主要采用苯与乙烯烷基化的生产方法，苯和乙烯在酸性催化剂的作用下，通过Friedel-Crafts烷基化反应合成的，其反应式如下：

生成的乙苯还会与乙烯进一步进行多烷基化反应，生成二乙苯及多乙苯。

反应产物中的二乙苯及多乙苯经精馏分离后，采用与苯进行烷基转移(也称“反烃化”)的方法得到乙苯返回系统中。

根据乙烯来源不同，乙苯的生产分为纯乙烯方法(原料乙烯为聚合级乙烯)及稀乙烯(原料为含乙烯的干气，一般指催化裂化干气)方法，由于纯乙烯原料市场供应量大、乙苯大规模化生产需求，已经工业化运行的乙苯装置90％以上采用纯乙烯原料生产乙苯。另外，在纯乙烯生产工艺方面，液相法工艺由于反应条件温和、乙苯产品质量好、能耗物耗低等优势，目前已经工业化运行的乙苯装置大多采用纯乙烯液相法生产工艺。

但是，工业化实际运行的纯乙烯液相法工艺也存在一定问题，影响装置稳定性及经济性，最大因素是原料苯的水含量、碱性氮杂质含量变化对工艺稳定运行影响，有些装置甚至出现因为原料苯杂质含量超高，催化剂仅运行数月就失活，导致装置无法运行情况。另外，随着乙苯市场竞争越来越激烈，各使用单位着力于通过工艺技术改进，降低生产成本，其中乙苯节能工艺的研究最多，特别是如何降低乙苯装置能耗占比最高的电耗，成为工艺研究的热点。以下关于原料杂质影响及乙苯节能技术的报道举例说明。

专利CN205635419U报道一种乙烯与苯液相法烷基化反应工艺，系统包括乙烯进料管、苯进料管、保护反应器、烷基化反应器及蒸汽发生器，苯进料管连通保护反应器，乙烯和苯混合后每经过三段催化剂床层后通过蒸汽发生器取热，总体采用乙烯九段进料、三段取热的方式，目标解决局部苯/烯比下降引起的选择性下降的问题，同时又可以产出3.5MPaG以上的高压蒸汽。此专利未考虑实际工业化运行及烷基化催化剂性能情况，目前工业化装置基本采用九段进料、三段取热的方式，而且由于乙烯分布器设置合理，采用2段催化剂床层与三段催化剂床层对反应效果无影响；另外，烃化催化剂反应温度需要控制在250℃以下，反应温度过高会生成更多的残油组分，而此文报道副产3.5MPaG以上的高压蒸汽，需要将物料的反应温度提高至250℃以上，因此会导致残油增多，装置物耗增加，综合考虑催化剂使用条件，乙苯烃化反应系统不适合产生的3.5MPaG以上的高压蒸汽，工业化装置也无此案例。

CN103539599A发明涉及一种苯与乙烯液相烷基化制乙苯的方法，主要解决以往文献中多段绝热固定床反应器中两相邻催化剂床层间距均一造成段间物料混合不均匀、从而影响催化剂反应选择性的问题。通过采用催化剂床层从下到上相邻两个催化剂床层之间的间距逐步增加的技术方案，解决该问题。但实际工业化装置中采用合理的乙烯分布器，可以解决混合问题，不需要增加床层间的距离。