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摘 要:随着我国科学技术的不断进步与发展,我国对乙苯、苯乙烯、橡胶等有机化合物的需求也越来越多,这些有机物不仅能够广泛应用到家电、汽车等行业,同时还可应用于包装、建材等多种国民经济,对国内的经济发展起到了重要的作用。而乙苯作为生产苯乙烯、树脂、橡胶的重要原料,各个行业对其的需求量也日益增多。基于此,本文首先根据陕西延长石油集团延安炼油厂乙苯/苯乙烯装置的催化干气制乙苯的方法來介绍一下工业装置的运行情况,但是该方法依旧存在一些缺陷,因此随后介绍一下变相催化分离制乙苯的新技术开发。以此仅供相关人士进行交流与参考。
关键词:干气制乙苯 装置运行 新工艺技术开发
引言:
陕西延长石油集团延安炼油厂乙苯/苯乙烯装置采用的催化干气制乙苯的方法,不仅其中的反烃化剂催化剂和烃化催化剂能够表现出优异的反应稳定性、抗杂质性能以及反应活性,同时还能够很大程度上的减少生产乙苯的成本和能源消耗。但是该方法生产的乙苯产品含有的二甲苯成分较高,为了克服这个困难,研发出了新型的变相催化分离制乙苯的新技术,从而保证新方法在保持原有优点的同时大幅度的降低了二甲苯的含量。
一、催化干气制乙苯的工业装置运行情况
本装置乙苯部分采用中科院大连化物所、抚顺石化分公司和CPE抚顺分公司联合开发的催化裂化干气制乙苯第三代技术。主要的技术就是气相烷基化和液相烷基转移组合,也就是烃化与反烃化反应。催化干气制乙苯的装置设计主要分为五个步骤:第一,利用水洗脱除MDEA,这是因为脱硫干气中含有MDEA,在反应中会降低反应的活性,因此要及时脱除;第二,对原先的换热流程进行优化重整,使得干气与塔顶的MDEA溶液逆流接触;第三,用丙烯将塔顶净化的干气吸收,然后分成四路放入烃化反应器中进行烃化反应,;第四,二乙苯不用在整个装置中循环,将二乙苯作为吸收剂发挥吸收作用,在吸收完全后与苯混合放入反烃化器;第五,对每个塔进行加压分离操作,从而使其产生蒸汽,然后再各个塔中得到想要的产品。这整个装置设计步骤即为优化和扩建后的催化干气制乙苯的方法,该方法不仅有效降低之前制乙苯装置的成本花费,同时直接将能耗减小到107.6kg标油/t乙苯[1]。
然而,因为该装置产生的乙苯中二甲苯的含量会比较高(副产品的含量见表一),同时由于丙烯的存在会使得苯的消耗增加。而且烷基化反应器中还发生了一系列的副反应,生成其他的轻烃和芳烃化合物等副产物(甲苯、二甲苯、异丙苯、甲乙苯等等),从而造成乙烯的损失,以及增加了产品的分离难度。在反烃化反应器中,DL0801催化剂在多乙苯和苯的比值为1,反烃化料空速为2.0h-1的高空速,装置在这种环境下运行,乙苯的选择性依旧高于99%,而乙苯的转化率也高于85%,而且乙苯的稳定性和选择性能都很优良。在烃化反应器中,采用的是DL0802催化剂,反应器的入口温度较高,达到了330摄氏度,而且乙烯的转化率也高于98%,由此可见反应性能也很优良。
(表一)装置烃化液和产品含量(单位:%(wt))
对于该装置,在进行制乙苯的过程中涉及到的原料较多,包括苯、乙烯、乙苯、苯乙烯等物质,这些物质都属于易燃易爆品,最主要的是自燃点比较低,极容易发生自燃从而造成爆炸,而且部分原料和产物还具有毒性,会对人体有害,因此在干气制乙苯装置运行过程中要时刻注意这些事项,保证装置的安全运行 [2]。保障装置的安全运行首先需要保证装置的密封性,从而防止有害物质泄露。同时采用耐腐蚀、耐高温、耐磨的垫片和法兰,从而保证管道连接处的严密性。
二、干气与苯变相催化分离制乙苯的新技术开发
为了更好的提高制乙苯的技术水平和乙苯的纯净度,一些团队研发了干气与苯变相催化分离制乙苯的新技术。该工艺原理主要分为五步:第一,利用水将催化干气中的MDEA脱除;第二,将苯和脱除MDEA的催化干气混合,然后分别从反应塔的上部和下部加入反应器;第三,加入反应器后的原料苯保持着气液两种状态,其中的液态苯和烃化液沿着催化剂以膜的形式上下移动,液态苯在吸收烷基化的过程中放出的热量使得液态苯变为气态[3];第四,气态苯沿着催化剂孔隙和乙烯进行反应,在反应过程中还需要加入冷物质来减少反应中温度的升高趋势。同时反应器上部和下部流出的物质能够对苯和干气进行加热,从而将气液逆向直接换热和气液逆向催化反应合二为一,并且从上至下将烃化液富集起来。第五步,在第四步流程进行的同时,将由分离塔分离出的多乙苯从下部放入反应塔中,发生反烃化反应生成乙苯,不仅减少了反烃化反应器,同时还避免了乙基苯的大量积累。
上述原理在加上新研制的催化剂能够将反应器中的反应温度降低为170摄氏度左右,同时还能够大量降低二甲苯的含量,提高乙苯的纯度。而且不用设立单独的反烃化反应器,很大程度上减少了制乙苯的成本和能源消耗[4]。
三、结束语
总而言之,随着社会经济的不断进步与发展,我们对乙苯的需求量也越来越高,而且质量要求也比较严格。本文首先根据陕西延长石油集团延安炼油厂乙苯/苯乙烯装置制乙苯的方法分析了一下催化干气制乙苯的装置运行,但由于催化干气制乙苯的方法依旧存在一些缺陷,为了弥补这些缺陷,又进行了干气与苯变相催化分离制乙苯的新技术开发,从而大大提高了干气制乙苯的技术水平。
参考文献:
[1]吴振青. 干气制乙苯装置危险性分析和安全设计[J]. 当代化工研究, 2017(4):105-106.
[2]孙钢. 干气预热技术在干气制乙苯装置改造中的应用[J]. 化工管理, 2018.
[3]吴振青. SEB-08稀乙烯制乙苯催化剂在安庆石化干气制乙苯装置上的工业应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2017, 37(12):140-141.
[4]薛涛. 干气制氢装置PSA氢气回收率偏低的原因分析及对策[J]. 石化技术, 2019, 26(01):19-20.
<!--EndFragment-->=====US>HRYY的发展状况都是比较良好的。
关键词:干气制乙苯 装置运行 新工艺技术开发
引言:
陕西延长石油集团延安炼油厂乙苯/苯乙烯装置采用的催化干气制乙苯的方法,不仅其中的反烃化剂催化剂和烃化催化剂能够表现出优异的反应稳定性、抗杂质性能以及反应活性,同时还能够很大程度上的减少生产乙苯的成本和能源消耗。但是该方法生产的乙苯产品含有的二甲苯成分较高,为了克服这个困难,研发出了新型的变相催化分离制乙苯的新技术,从而保证新方法在保持原有优点的同时大幅度的降低了二甲苯的含量。
一、催化干气制乙苯的工业装置运行情况
本装置乙苯部分采用中科院大连化物所、抚顺石化分公司和CPE抚顺分公司联合开发的催化裂化干气制乙苯第三代技术。主要的技术就是气相烷基化和液相烷基转移组合,也就是烃化与反烃化反应。催化干气制乙苯的装置设计主要分为五个步骤:第一,利用水洗脱除MDEA,这是因为脱硫干气中含有MDEA,在反应中会降低反应的活性,因此要及时脱除;第二,对原先的换热流程进行优化重整,使得干气与塔顶的MDEA溶液逆流接触;第三,用丙烯将塔顶净化的干气吸收,然后分成四路放入烃化反应器中进行烃化反应,;第四,二乙苯不用在整个装置中循环,将二乙苯作为吸收剂发挥吸收作用,在吸收完全后与苯混合放入反烃化器;第五,对每个塔进行加压分离操作,从而使其产生蒸汽,然后再各个塔中得到想要的产品。这整个装置设计步骤即为优化和扩建后的催化干气制乙苯的方法,该方法不仅有效降低之前制乙苯装置的成本花费,同时直接将能耗减小到107.6kg标油/t乙苯[1]。
然而,因为该装置产生的乙苯中二甲苯的含量会比较高(副产品的含量见表一),同时由于丙烯的存在会使得苯的消耗增加。而且烷基化反应器中还发生了一系列的副反应,生成其他的轻烃和芳烃化合物等副产物(甲苯、二甲苯、异丙苯、甲乙苯等等),从而造成乙烯的损失,以及增加了产品的分离难度。在反烃化反应器中,DL0801催化剂在多乙苯和苯的比值为1,反烃化料空速为2.0h-1的高空速,装置在这种环境下运行,乙苯的选择性依旧高于99%,而乙苯的转化率也高于85%,而且乙苯的稳定性和选择性能都很优良。在烃化反应器中,采用的是DL0802催化剂,反应器的入口温度较高,达到了330摄氏度,而且乙烯的转化率也高于98%,由此可见反应性能也很优良。
(表一)装置烃化液和产品含量(单位:%(wt))
对于该装置,在进行制乙苯的过程中涉及到的原料较多,包括苯、乙烯、乙苯、苯乙烯等物质,这些物质都属于易燃易爆品,最主要的是自燃点比较低,极容易发生自燃从而造成爆炸,而且部分原料和产物还具有毒性,会对人体有害,因此在干气制乙苯装置运行过程中要时刻注意这些事项,保证装置的安全运行 [2]。保障装置的安全运行首先需要保证装置的密封性,从而防止有害物质泄露。同时采用耐腐蚀、耐高温、耐磨的垫片和法兰,从而保证管道连接处的严密性。
二、干气与苯变相催化分离制乙苯的新技术开发
为了更好的提高制乙苯的技术水平和乙苯的纯净度,一些团队研发了干气与苯变相催化分离制乙苯的新技术。该工艺原理主要分为五步:第一,利用水将催化干气中的MDEA脱除;第二,将苯和脱除MDEA的催化干气混合,然后分别从反应塔的上部和下部加入反应器;第三,加入反应器后的原料苯保持着气液两种状态,其中的液态苯和烃化液沿着催化剂以膜的形式上下移动,液态苯在吸收烷基化的过程中放出的热量使得液态苯变为气态[3];第四,气态苯沿着催化剂孔隙和乙烯进行反应,在反应过程中还需要加入冷物质来减少反应中温度的升高趋势。同时反应器上部和下部流出的物质能够对苯和干气进行加热,从而将气液逆向直接换热和气液逆向催化反应合二为一,并且从上至下将烃化液富集起来。第五步,在第四步流程进行的同时,将由分离塔分离出的多乙苯从下部放入反应塔中,发生反烃化反应生成乙苯,不仅减少了反烃化反应器,同时还避免了乙基苯的大量积累。
上述原理在加上新研制的催化剂能够将反应器中的反应温度降低为170摄氏度左右,同时还能够大量降低二甲苯的含量,提高乙苯的纯度。而且不用设立单独的反烃化反应器,很大程度上减少了制乙苯的成本和能源消耗[4]。
三、结束语
总而言之,随着社会经济的不断进步与发展,我们对乙苯的需求量也越来越高,而且质量要求也比较严格。本文首先根据陕西延长石油集团延安炼油厂乙苯/苯乙烯装置制乙苯的方法分析了一下催化干气制乙苯的装置运行,但由于催化干气制乙苯的方法依旧存在一些缺陷,为了弥补这些缺陷,又进行了干气与苯变相催化分离制乙苯的新技术开发,从而大大提高了干气制乙苯的技术水平。
参考文献:
[1]吴振青. 干气制乙苯装置危险性分析和安全设计[J]. 当代化工研究, 2017(4):105-106.
[2]孙钢. 干气预热技术在干气制乙苯装置改造中的应用[J]. 化工管理, 2018.
[3]吴振青. SEB-08稀乙烯制乙苯催化剂在安庆石化干气制乙苯装置上的工业应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2017, 37(12):140-141.
[4]薛涛. 干气制氢装置PSA氢气回收率偏低的原因分析及对策[J]. 石化技术, 2019, 26(01):19-20.
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