CN104844409A - 甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法 - Google Patents
甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法 Download PDFInfo
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Abstract
甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，包括预处理阶段、反应阶段和后处理阶段，反应主体包括第一反应器和第二反应器，在所述第一反应器和所述第二反应器内均设置有催化剂并进行脱氢反应，按照反应步骤和处理步骤进行。本发明采用一套反应系统，一步同时得到富含二乙烯苯和甲基苯乙烯的脱氢液，再经过后处理进行组分分离，从而分别得到目的产品。避免了传统的生产过程需要两套独立装置分别进行生产，整个反应过程方便快捷。本发明根据原料不同比例的调节还可有效调节不同组分的产量，并且对未反应的二乙苯进行分离回收可再次作为原料，大大节约了生产成本，同时可最大程度地适应市场的变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合脱氢反应，具体为采用甲乙苯和二乙苯为原料进行混合脱氢同时生产二乙烯苯和甲基苯乙烯两种产品的生产方法。
背景技术
传统上典型的二乙烯苯和甲基苯乙烯的生产，是采用独立的生产装置，分反应和分馏两个单元，分别以高纯度二乙苯和甲乙苯为原料，两个装置不可互相替代。因此在生产过程中不仅需两套独立的装置，生产成本较高，并且在生产过程中也分别要进行产品的预处理、反应和后处理，生产过程较为繁琐，费时费力，资源能量耗费较多且非常麻烦。而且，二乙烯苯生产时，会产生少量轻组分的副产品，其中副含甲基苯乙烯，因总量较少，提取成本较高，从而造成一定的材料浪费。
因此，上述问题是在甲乙苯生产甲基苯乙烯和二乙苯生产二乙烯苯的生产过程中应当予以考虑并解决的问题。
发明内容
针对上述存在的采用甲乙苯和二乙苯独立生产甲基苯乙烯和二乙烯苯的生产方法具有成本高，生产过程繁琐并且在后期处理上造成一定的资源浪费的问题，本发明提供甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法。
本发明的技术解决方案是：甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，包括预处理阶段、反应阶段和后处理阶段，反应主体包括第一反应器和第二反应器，在所述第一反应器和所述第二反应器内均设置有催化剂并进行脱氢反应，按照如下步骤进行：
(1)预处理阶段：
a.将原料加入蒸发器内与饱和水蒸气混合，汽提并经水蒸气加热所得的蒸发器内的混合汽达到80℃～150℃后进入过热器，从第二反应器中输出的脱氢反 应气也输入过热器中，混合汽和第二反应器中输出的脱氢反应气在过热器中的管程和壳程中进行热交换使得混合汽的温度为500℃～600℃；
b.饱和水蒸气经加热炉加热至600～700℃后进入中间再热器，从第一反应器输出的脱氢反应气首先进入中间再热器，饱和水蒸气和第一反应器中输出的脱氢反应气在中间再热器中进行热交换至饱和水蒸气的温度为600～650℃，输出的饱和水蒸气再进入加热炉中加热至700～800℃；
(2)反应阶段：
a.将步骤(1)a中得到的混合汽和b中输出的饱和水蒸气混合输入装有催化剂的第一反应器内进行脱氢反应；
b.经第一反应器反应后的工艺气体进入中间再热器进行步骤(1)b中的热交换，而后工艺气体输出进入第二反应器继续进行催化脱氢反应；
(3)后处理阶段：
a.从第二反应器中输出的脱氢反应气进入过热器按照步骤(1)a中与新加入的原料的混合汽进行热交换，热交换后的脱氢反应气进入低压废热锅炉中冷却，进行初步分离，分离后的物质分别进入主冷器和油水分离罐中；
b.对于主冷器中物质进行再次分离，分离后的物质分别进入油水分离罐和尾气冷却器中；
c.油水分离罐中分离得到的组分通过粗分塔、脱轻塔和精馏塔进行提纯，得到最终产品。
优选地，步骤(3)a中的初步分离操作具体为热交换后的脱氢反应气与锅炉给水进行热交换，汽包产生低压蒸汽，低压蒸汽得到的凝液入急冷器并与经凝水泵扬送的工艺水混合，后脱氢气即冷凝并在冷却至50～90℃后继续进入主冷器，而低压废热锅炉中留下的冷凝的脱氢反应液和冷凝水则进入油水分离罐中；
优选地，步骤(3)b中的再次分离操作具体为经主冷器冷凝后的未凝性气体进入后冷器经循环水进一步冷凝，主冷器和后冷器中的凝液则流入油水分离罐中，后冷器中的不凝性气体进入压缩机吸入罐内，经压缩机吸入罐处理后得到的含油凝液送入油水分离罐内，气体则进入尾气压缩机与冷却水混合，经尾气压缩机压缩后，进入压缩机排出罐进行气液分离，分离所得的含油凝液送至油水分离罐，气体则进入尾气冷却器进行冷却。
优选地，步骤(3)c中的提纯操作具体为油水分离罐中分离得到的油相为脱氢反应液经进料泵扬送至粗分塔中，粗分塔塔顶先蒸出物为混合轻芳烃，塔底釜液为二乙烯苯和重质燃料油的混合物，将粗分塔塔顶得到的混合轻芳烃输入甲基苯乙烯的脱轻塔，塔顶蒸出混合芳烃为副产品，釜液为甲基苯乙烯和二乙苯送至甲基苯乙烯精馏塔中，甲基苯乙烯精馏塔的塔顶得到甲基苯乙烯产品，塔底釜液为二乙苯，粗分塔的塔底釜液得到的二乙烯苯和重质燃料油的混合物进入产品精馏塔中进行精馏操作，产品精馏塔的塔顶蒸出的为二乙烯苯产品，塔底釜液为副产品重质燃料油。
优选地，步骤(1)a中的原料为甲乙苯和二乙苯根据产量需求按照不同比例进行混合的混合物，并且在蒸发器中原料和饱和水蒸气按照烃汽比为2～4：1进行混合。
优选地，步骤(2)a中第一反应器内进行的脱氢反应在温度为550～650℃，压力为10～110kPa的环境下进行，步骤(2)b中第二反应器内进行的脱氢反应在温度为500～650℃，压力为10～110kPa的条件下进行。
优选地，气体经尾气冷却器冷却后，凝液流入压缩机排出罐，未凝气则进入脱氢尾气密封罐，再送至加热炉可作为燃料使用。
优选地，甲基苯乙烯精馏塔的塔釜得到的二乙苯回收可作为原料再次使用。
优选地，油水分离罐分离得到的水相经水处理系统后供压缩机、急冷器和废热锅炉用水，余水则供循环水补水。
本发明甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，第一反应器和第二反应器内均在进行脱氢反应，预处理阶段的过程中，过热器中的混 合汽与在反应的第二反应器进行气热交换，饱和水蒸气与在反应的第一反应器进行气热交换。
反应阶段的主要反应包括：
1.对甲基乙苯脱氢生成对甲基苯乙烯和氢气：
2.间甲基乙苯脱氢生成间甲基苯乙烯和氢气：
3.间二乙苯脱氢生成间二乙烯基苯和氢气：
4.对二乙苯脱氢生成对二乙烯基苯和氢气：
有效副反应：
1.间二乙苯与热载体水蒸气反应，其中一个甲基反应生成了二氧化碳和氢气，间二乙苯变成间甲基乙苯：
2.对二乙苯与热载体水蒸气反应，其中一个甲基反应生成了二氧化碳和氢气，对二乙苯变成对甲基乙苯：
生成的产物通过上述多步后处理，得到各副反应物和目标产物。
与现有技术相比，本发明甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法的有益效果是：本发明采用一套反应系统，一步同时得到富含二乙烯苯和甲基苯乙烯的脱氢液，再经过后处理进行组分分离，从而分别得到目的产品——二乙烯基苯和甲基苯乙烯。避免了传统的生产过程需要两套独立装置分别进行生产，整个反应过程方便快捷，并且处理后得到的后期产物不存在资源浪费，成本显著降低。在反应的过程中，预处理阶段所需要的原料与反应阶段产生的物质进行热交换，对产生的能量进行分配利用，最大程度上节省了资源的耗费。本发明根据原料不同比例的调节还可有效调节不同组分的产量，并且对未反应的二乙苯进行分离回收可再次作为原料，大大节约了生产成本，同时可最大程度地适应市场的变化。本发明的工艺方法过程快捷简便，成本低，可操作性强，效果好。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例1：本实施例提供甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，二乙苯和甲乙苯按照比例为95％：5％混合形成原料，经过如下步骤反应处理：
(1)预处理阶段：
a.将原料加入蒸发器内与饱和水蒸气混合，汽提并经水蒸气加热所得的蒸发器内的混合汽达到80℃～150℃后进入过热器，从第二反应器中输出的脱氢反应气也输入过热器中，混合汽和第二反应器中输出的脱氢反应气在过热器中的管程和壳程中进行热交换使得混合汽的温度为500℃～600℃；
b.饱和水蒸气经加热炉加热至600℃～700℃后进入中间再热器，从第一反应器输出的脱氢反应气首先进入中间再热器，饱和水蒸气和第一反应器中输出的脱氢反应气在中间再热器中进行热交换至饱和水蒸气的温度为600℃～650℃，输出的饱和水蒸气再进入加热炉中加热至700～800℃；
(2)反应阶段：
a.将步骤(1)a中得到的混合汽和b中输出的饱和水蒸气混合输入装有催化剂的第一反应器内进行脱氢反应；
b.经第一反应器反应后的工艺气体进入中间再热器进行步骤(1)b中的热交换，而后工艺气体输出进入第二反应器继续进行催化脱氢反应；
(3)后处理阶段：
a.从第二反应器中输出的脱氢反应气进入过热器按照步骤(1)a中与新加入的原料的混合汽进行热交换，热交换后的脱氢反应气进入低压废热锅炉中冷却，进行初步分离，分离后的物质分别进入主冷器和油水分离罐中；
b.对于主冷器中物质进行再次分离，分离后的物质分别进入油水分离罐和尾气冷却器中；
c.油水分离罐中分离得到的组分通过粗分塔、脱轻塔和精馏塔进行提纯，得到最终产品。
步骤(3)a中的初步分离操作具体为热交换后的脱氢反应气与锅炉给水进行热交换，汽包产生低压蒸汽，低压蒸汽得到的凝液入急冷器并与经凝水泵扬送的工艺水混合，后脱氢气即冷凝并在冷却至50～90℃，后继续进入主冷器，而低压废热锅炉中留下的冷凝的脱氢反应液和冷凝水则进入油水分离罐中。步骤(3)b中的再次分离操作具体为经主冷器冷凝后的未凝性气体进入后冷器经循环水进一步冷凝，主冷器和后冷器中的凝液则流入油水分离罐中，后冷器中的不凝性气体进入压缩机吸入罐内，经压缩机吸入罐处理后得到的含油凝液送入油水分离罐内，气体则进入尾气压缩机与冷却水混合，经尾气压缩机压缩后，进入压缩机排出罐进行气液分离，分离所得的含油凝液送至油水分离罐，气体则进入尾气冷却器进行冷却。步骤(3)c中的提纯操作具体为油水分离罐中分离得到的油相为脱氢反应液经进料泵扬送至粗分塔中，粗分塔塔顶先蒸出物为混合轻芳烃，塔底釜液为二乙烯苯和重质燃料油的混合物，将粗分塔塔顶得到的混合轻芳烃输入甲基苯乙烯的脱轻塔，塔顶蒸出混合芳烃为副产品，釜液为甲基苯乙烯和二乙苯送至甲基苯乙烯精馏塔中，甲基苯乙烯精馏塔的塔顶得到甲基苯乙烯产品，塔底釜液为二乙苯，粗分塔的塔底釜液得到的二乙烯苯和重 质燃料油的混合物进入产品精馏塔中进行精馏操作，产品精馏塔的塔顶蒸出的为二乙烯苯产品，塔底釜液为副产品重质燃料油。
步骤(1)a中在蒸发器中原料和饱和水蒸气按照烃汽比为2～4：1，优选为3:1进行混合。步骤(2)a中第一反应器内进行的脱氢反应在温度为550～650℃，压力为10～110kPa的环境下进行，步骤(2)b中第二反应器内进行的脱氢反应在温度为500～650℃，优选为600℃，压力为10～110kPa，优选为50kPa的条件下进行。气体经尾气冷却器冷却后，凝液流入压缩机排出罐，未凝气则进入脱氢尾气密封罐，再送至加热炉可作为燃料使用。甲基苯乙烯精馏塔的塔釜得到的二乙苯回收可作为原料再次使用。油水分离罐分离得到的水相经水处理系统后供压缩机、急冷器和废热锅炉用水，余水则供循环水补水。
结果如表1所示：
表1
本实施例的有益效果是：本实施例采用一套反应系统，一步同时得到富含二乙烯苯和甲基苯乙烯的脱氢液，再经过后处理进行组分分离，从而分别得到目的产品——二乙烯基苯和甲基苯乙烯。避免了传统的生产过程需要两套独立装置分别进行生产，整个反应过程方便快捷，并且处理后得到的后期产物不存在资源浪费，成本显著降低。在反应的过程中，预处理阶段所需要的原料与反应阶段产生的物质进行热交换，对产生的能量进行分配利用，最大程度上节省了资源的耗费。本发明根据原料不同比例的调节还可有效调节不同组分的产量， 并且对未反应的二乙苯进行分离回收可再次作为原料，大大节约了生产成本，同时可最大程度地适应市场的变化。本发明的工艺方法过程快捷简便，成本低，可操作性强，效果好。
实施例2：
本实施例提供甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，与实施例1的不同仅在于：原料的组成比例和反应参数稍有不同，结果如表2所示：
表2
实施例3：
本实施例提供甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，与实施例1的不同仅在于：原料的组成比例和反应参数稍有不同，结果如表3所示：
表3
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：包括预处理阶段、反应阶段和后处理阶段，反应主体包括第一反应器和第二反应器，在所述第一反应器和所述第二反应器内均设置有催化剂并进行脱氢反应，按照如下步骤进行：
(1)预处理阶段：
a.将原料加入蒸发器内与饱和水蒸气混合，汽提并经水蒸气加热所得的蒸发器内的混合汽达到80℃～150℃后进入过热器，从第二反应器中输出的脱氢反应气也输入过热器中，混合汽和第二反应器中输出的脱氢反应气在过热器中的管程和壳程中进行热交换使得混合汽的温度为500℃～600℃；
b.饱和水蒸气经加热炉加热至600～700℃后进入中间再热器，从第一反应器输出的脱氢反应气首先进入中间再热器，饱和水蒸气和第一反应器中输出的脱氢反应气在中间再热器中进行热交换至饱和水蒸气的温度为600～650℃，输出的饱和水蒸气再进入加热炉中加热至700～800℃；
(2)反应阶段：
a.将步骤(1)a中得到的混合汽和b中输出的饱和水蒸气混合输入装有催化剂的第一反应器内进行脱氢反应；
b.经第一反应器反应后的工艺气体进入中间再热器进行步骤(1)b中的热交换，而后工艺气体输出进入第二反应器继续进行催化脱氢反应；
(3)后处理阶段：
a.从第二反应器中输出的脱氢反应气进入过热器按照步骤(1)a中与新加入的原料的混合汽进行热交换，热交换后的脱氢反应气进入低压废热锅炉中冷却，进行初步分离，分离后的物质分别进入主冷器和油水分离罐中；
b.对于主冷器中物质进行再次分离，分离后的物质分别进入油水分离罐和尾气冷却器中；
c.油水分离罐中分离得到的组分通过粗分塔、脱轻塔和精馏塔进行提纯，得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：步骤(3)a中的初步分离操作具体为热交换后的脱氢反应气与锅炉给水进行热交换，汽包产生低压蒸汽，低压蒸汽得到的凝液入急冷器并与经凝水泵扬送的工艺水混合，后脱氢气即冷凝并在冷却至50～90℃后继续进入主冷器，而低压废热锅炉中留下的冷凝的脱氢反应液和冷凝水则进入油水分离罐中。
3.根据权利要求1所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：步骤(3)b中的再次分离操作具体为经主冷器冷凝后的未凝性气体进入后冷器经循环水进一步冷凝，主冷器和后冷器中的凝液则流入油水分离罐中，后冷器中的不凝性气体进入压缩机吸入罐内，经压缩机吸入罐处理后得到的含油凝液送入油水分离罐内，气体则进入尾气压缩机与冷却水混合，经尾气压缩机压缩后，进入压缩机排出罐进行气液分离，分离所得的含油凝液送至油水分离罐，气体则进入尾气冷却器进行冷却。
4.根据权利要求1所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：步骤(3)c中的提纯操作具体为油水分离罐中分离得到的油相为脱氢反应液经进料泵扬送至粗分塔中，粗分塔塔顶先蒸出物为混合轻芳烃，塔底釜液为二乙烯苯和重质燃料油的混合物，将粗分塔塔顶得到的混合轻芳烃输入甲基苯乙烯的脱轻塔，塔顶蒸出混合芳烃为副产品，釜液为甲基苯乙烯和二乙苯送至甲基苯乙烯精馏塔中，甲基苯乙烯精馏塔的塔顶得到甲基苯乙烯产品，塔底釜液为二乙苯，粗分塔的塔底釜液得到的二乙烯苯和重质燃料油的混合物进入产品精馏塔中进行精馏操作，产品精馏塔的塔顶蒸出的为二乙烯苯产品，塔底釜液为副产品重质燃料油。
5.根据权利要求1所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：步骤(1)a中的原料为甲乙苯和二乙苯根据产量需求按照不同比例进行混合的混合物，并且在蒸发器中原料和饱和水蒸气按照烃汽比为2～4：1进行混合。
6.根据权利要求1所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：步骤(2)a中第一反应器内进行的脱氢反应在温度为550～650℃，压力为10～110kPa的环境下进行，步骤(2)b中第二反应器内进行的脱氢反应在温度为500～650℃，压力为10～110kPa的条件下进行。
7.根据权利要求3所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：气体经尾气冷却器冷却后，凝液流入压缩机排出罐，未凝气则进入脱氢尾气密封罐，再送至加热炉可作为燃料使用。
8.根据权利要求4所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：甲基苯乙烯精馏塔的塔釜得到的二乙苯回收可作为原料再次使用。
9.根据权利要求4所述的甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯基苯和甲基苯乙烯的方法，其特征在于：油水分离罐分离得到的水相经水处理系统后供压缩机、急冷器和废热锅炉用水，余水则供循环水补水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150819 |