乙烯與苯液相法烷基化反應系統的製作方法

2023-12-05 10:09:41 1

本發明涉及一種乙烯與苯液相法烷基化反應系統，主要應用於乙烯與苯在液相環境中發生反應製取乙苯的方法領域。

背景技術：

當前，國際上最先進的乙苯生產工藝是Lummus/UOP和ExxonMobil/Washington液相法烷基化工藝技術，兩家工藝十分相似，且各有特點。

Lummus/UOP最具代表性的工藝技術為EBONE工藝技術，烷基化反應器一般分為6-8段催化劑床層，每兩段取一次熱。2000年以後，隨著苯/烯比的進一步降低，更多的採用8段催化劑床層，每兩段取一次熱。雖然增加了局部苯/烯比，但反應熱減少，出料溫度達不到發生高壓蒸汽的要求。

ExxonMobil/Washington最具代表性的工藝技術為EBMAX工藝技術，烷基化反應器分為6段催化劑床層+1段活性保護床，每兩段取一次熱。

石油科學研究院是我國最早研製分子篩催化制乙苯工藝技術的單位，其循環烷基化工藝技術2000年9月成功應用於燕山6萬噸/年苯乙烯裝置改造。該工藝的特點是：原料在反應器外混合，採用部分反應產物循環以增加了局部苯/烯比。烷基化反應器分為6段催化劑床層，每兩段取一次熱。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種在總的苯/烯比要求越來越小的情況下，為減少副反應的發生，將乙烯分成8+1段分別進入烷基化反應器和保護反應器的乙烯與苯液相法烷基化反應系統。

本發明所述的乙烯與苯液相法烷基化反應系統，包括乙烯進料管、苯進料管、保護反應器、烷基化反應器及蒸汽發生器，保護反應器出口與烷基化反應器底部入口連通，乙烯進料管分成九條，其中第一乙烯進料管連通保護反應器催化劑床層，其餘八條分別連通烷基化反應器內設置的八段催化劑床層，苯進料管連通保護反應器，第一乙烯進料管通入的乙烯和苯進料管通入的苯混合後進入保護反應器，且乙烯和苯每經過三段催化劑床層後通過蒸汽發生器取熱。

乙烯分成9股，8股分別進入烷基化反應器內部設置的八段催化劑床層，一股進入單獨設置的保護反應器；乙烯和苯每通過三段催化劑床層後進行取熱，出料經最後三段化劑床層後不再取熱，直接進入乙苯精餾單元。將乙烯分成8+1段分別進入烷基化反應器和保護反應 器，每三段取一次熱，這樣既可以有效增加局部苯/烯比，又可以提高每三段出口溫度，產出裝置所需的3.5MPa以上的高壓蒸汽。

所述的保護反應器入口處設置第一混合器，第一乙烯進料管和苯進料管經過第一混合器混合後進入保護反應器內部。乙烯和苯經過混合後進入保護反應器內部。

所述的保護反應器出口與烷基化反應器之間設置混合器G，八條連通烷基化反應器的乙烯進料管中最底部一條連接混合器G。

所述的烷基化反應器內的八段催化劑床層分成三組，由上至下依次為第一組、第二組及第三組，第一組和第二組均包括三段催化劑床層，第三組包括兩段催化劑床層，蒸汽發生器分別設置在相鄰的兩組之間。

所述的第一組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進料管，第一組與第二組之間連接蒸汽發生器D，蒸汽發生器D的進口和出口分別通過管道與烷基化反應器連通，蒸汽發生器D出口與烷基化反應器的管道上設置混合器E，與第一組連接的三條乙烯進料管中最底部一條乙烯進料管與混合器E連通。

所述的第二組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進料管，第二組與第三組之間連接蒸汽發生器C，蒸汽發生器C的進口和出口分別通過管道與烷基化反應器連通，蒸汽發生器C出口與烷基化反應器的管道上設置混合器F，與第二組連接的三條乙烯進料管中最底部一條乙烯進料管與混合器F連通。

所述的第三組的兩段催化劑床層連接一條乙烯進料管，且該乙烯進料管位於兩段催化劑床層之間。

本發明的有益效果是：

如果為適應低苯/烯比的要求而採用八段乙烯進料的方式(Lummus/UOP)，只能產生中低壓蒸汽。若公用工程中高壓蒸汽不足，需要裝置產生高壓蒸汽，就只能採用六段進料的方式，其局部苯/烯比高於八段乙烯進料的方式，故副反應將會增多。本發明採用乙烯九段進料、三段取熱的方式，既解決了為降低能耗普遍採用低苯/烯比帶來的局部苯/烯比下降引起的選擇性下降的問題，同時又可以產出高壓蒸汽。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：1、乙烯進料管；2、第一乙烯進料管；3、乙烯總管；4、苯進料管；5、第一混合器；6、保護反應器；7、混合器G；8、烷基化反應器；9、管道；10、混合器F；11、混合器E；12、蒸汽發生器D；13、蒸汽發生器C；14、催化劑床層。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述：

如圖1所示，本發明所述的乙烯與苯液相法烷基化反應系統，包括乙烯進料管1、苯進料管4、保護反應器6、烷基化反應器8及蒸汽發生器，保護反應器6出口與烷基化反應器8底部入口連通，乙烯進料管1有九條，其中第一乙烯進料管2連通保護反應器6的催化劑床層，其餘八條分別連通烷基化反應器8內設置的八段催化劑床層14，苯進料管4連通保護反應器6，乙烯和苯混合後每經過三段催化劑床層後通過蒸汽發生器取熱。保護反應器6入口處設置第一混合器5，第一乙烯進料管2和苯進料管4經過第一混合器5混合後進入保護反應器6內部。保護反應器6出口與烷基化反應器8之間設置混合器G7，八條連通烷基化反應器8的乙烯進料管中最底部一條連接混合器G7。烷基化反應器8內的八段催化劑床層分成三組，由上至下依次為第一組、第二組及第三組，第一組和第二組均包括三段催化劑床層，第三組包括兩段催化劑床層，蒸汽發生器分別設置在相鄰的兩組之間。第一組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進料管，第一組與第二組之間連接蒸汽發生器D12，蒸汽發生器D12的進口和出口分別通過管道9與烷基化反應器8連通，蒸汽發生器D12出口與烷基化反應器8的管道上設置混合器E11，與第一組連接的三條乙烯進料管中最底部一條乙烯進料管與混合器E11連通。第二組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進料管，第二組與第三組之間連接蒸汽發生器C13，蒸汽發生器C13的進口和出口分別通過管道9與烷基化反應器8連通，蒸汽發生器C13出口與烷基化反應器8的管道上設置混合器F10，與第二組連接的三條乙烯進料管中最底部一條乙烯進料管與混合器F10連通。第三組的兩段催化劑床層連接一條乙烯進料管，且該乙烯進料管位於兩段催化劑床層之間。

乙烯通過乙烯總管3共分成九股，八股分別進入烷基化反應器8內部設置的八段催化劑床層，一股進入單獨設置的保護反應器6；乙烯和苯每通過三段催化劑床層後進行取熱，出料經最後三段化劑床層後不再取熱，直接進入乙苯精餾單元。將乙烯分成8+1段分別進入烷基化反應器8和保護反應器6，每三段取一次熱，這樣既可以有效增加局部苯/烯比，又可以提高每三段出口溫度，產出裝置所需的3.5MPa以上的高壓蒸汽。取熱時，分別向蒸汽發生器C13和蒸汽發生器D12內通入除氧水。蒸汽發生器C13取熱時，向蒸汽發生器C13內通入除氧水，從烷基化反應器8取出的物料經蒸汽發生器C13取熱後，降溫後的物料經管道9進入混合器F10，並和第二組最底部通入的乙烯在混合器F10內混合，然後重新進入烷基化反應器8內，蒸汽發生器D12的工作原理與蒸汽發生器C13的工作原理相同。