CN106397093A - 乙烯与苯液相法烷基化反应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明主要应用于乙烯与苯在液相环境中发生反应制取乙苯的方法领域，特别涉及一种乙烯与苯液相法烷基化反应系统，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，保护反应器出口与烷基化反应器底部入口连通，乙烯进料管分成九条，其中第一乙烯进料管连通保护反应器催化剂床层，其余八条分别连通烷基化反应器内设置的八段催化剂床层，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。本发明采用乙烯九段进料、三段取热的方式，既解决了为降低能耗普遍采用低苯/烯比带来的局部苯/烯比下降引起的选择性下降的问题，同时又可以产出高压蒸汽。

Description

乙烯与苯液相法烷基化反应系统
技术领域
本发明涉及一种乙烯与苯液相法烷基化反应系统，主要应用于乙烯与苯在液相环境中发生反应制取乙苯的方法领域。
背景技术
当前，国际上最先进的乙苯生产工艺是Lummus/UOP和ExxonMobil/Washington液相法烷基化工艺技术，两家工艺十分相似，且各有特点。
Lummus/UOP最具代表性的工艺技术为EBONE工艺技术，烷基化反应器一般分为6-8段催化剂床层，每两段取一次热。2000年以后，随着苯/烯比的进一步降低，更多的采用8段催化剂床层，每两段取一次热。虽然增加了局部苯/烯比，但反应热减少，出料温度达不到发生高压蒸汽的要求。
ExxonMobil/Washington最具代表性的工艺技术为EBMAX工艺技术，烷基化反应器分为6段催化剂床层+1段活性保护床，每两段取一次热。
石油科学研究院是我国最早研制分子筛催化制乙苯工艺技术的单位，其循环烷基化工艺技术2000年9月成功应用于燕山6万吨/年苯乙烯装置改造。该工艺的特点是：原料在反应器外混合，采用部分反应产物循环以增加了局部苯/烯比。烷基化反应器分为6段催化剂床层，每两段取一次热。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种在总的苯/烯比要求越来越小的情况下，为减少副反应的发生，将乙烯分成8+1段分别进入烷基化反应器和保护反应器的乙烯与苯液相法烷基化反应系统。
本发明所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，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，保护反应器出口与烷基化反应器底部入口连通，乙烯进料管分成九条，其中第一乙烯进料管连通保护反应器催化剂床层，其余八条分别连通烷基化反应器内设置的八段催化剂床层，苯进料管连通保护反应器，第一乙烯进料管通入的乙烯和苯进料管通入的苯混合后进入保护反应器，且乙烯和苯每经过三段催化剂床层后通过蒸汽发生器取热。
乙烯分成9股，8股分别进入烷基化反应器内部设置的八段催化剂床层，一股进入单独设置的保护反应器；乙烯和苯每通过三段催化剂床层后进行取热，出料经最后三段化剂床层后不再取热，直接进入乙苯精馏单元。将乙烯分成8+1段分别进入烷基化反应器和保护反应器，每三段取一次热，这样既可以有效增加局部苯/烯比，又可以提高每三段出口温度，产出装置所需的3.5MPa以上的高压蒸汽。
所述的保护反应器入口处设置第一混合器，第一乙烯进料管和苯进料管经过第一混合器混合后进入保护反应器内部。乙烯和苯经过混合后进入保护反应器内部。
所述的保护反应器出口与烷基化反应器之间设置混合器G，八条连通烷基化反应器的乙烯进料管中最底部一条连接混合器G。
所述的烷基化反应器内的八段催化剂床层分成三组，由上至下依次为第一组、第二组及第三组，第一组和第二组均包括三段催化剂床层，第三组包括两段催化剂床层，蒸汽发生器分别设置在相邻的两组之间。
所述的第一组的三段催化剂床层分别连接三条乙烯进料管，第一组与第二组之间连接蒸汽发生器D，蒸汽发生器D的进口和出口分别通过管道与烷基化反应器连通，蒸汽发生器D出口与烷基化反应器的管道上设置混合器E，与第一组连接的三条乙烯进料管中最底部一条乙烯进料管与混合器E连通。
所述的第二组的三段催化剂床层分别连接三条乙烯进料管，第二组与第三组之间连接蒸汽发生器C，蒸汽发生器C的进口和出口分别通过管道与烷基化反应器连通，蒸汽发生器C出口与烷基化反应器的管道上设置混合器F，与第二组连接的三条乙烯进料管中最底部一条乙烯进料管与混合器F连通。
所述的第三组的两段催化剂床层连接一条乙烯进料管，且该乙烯进料管位于两段催化剂床层之间。
本发明的有益效果是：
如果为适应低苯/烯比的要求而采用八段乙烯进料的方式(Lummus/UOP)，只能产生中低压蒸汽。若公用工程中高压蒸汽不足，需要装置产生高压蒸汽，就只能采用六段进料的方式，其局部苯/烯比高于八段乙烯进料的方式，故副反应将会增多。本发明采用乙烯九段进料、三段取热的方式，既解决了为降低能耗普遍采用低苯/烯比带来的局部苯/烯比下降引起的选择性下降的问题，同时又可以产出高压蒸汽。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、乙烯进料管；2、第一乙烯进料管；3、乙烯总管；4、苯进料管；5、第一混合器；6、保护反应器；7、混合器G；8、烷基化反应器；9、管道；10、混合器F；11、混合器E；12、蒸汽发生器D；13、蒸汽发生器C；14、催化剂床层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
如图1所示，本发明所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，包括乙烯进料管1、苯进料管4、保护反应器6、烷基化反应器8及蒸汽发生器，保护反应器6出口与烷基化反应器8底部入口连通，乙烯进料管1有九条，其中第一乙烯进料管2连通保护反应器6的催化剂床层，其余八条分别连通烷基化反应器8内设置的八段催化剂床层14，苯进料管4连通保护反应器6，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。保护反应器6入口处设置第一混合器5，第一乙烯进料管2和苯进料管4经过第一混合器5混合后进入保护反应器6内部。保护反应器6出口与烷基化反应器8之间设置混合器G7，八条连通烷基化反应器8的乙烯进料管中最底部一条连接混合器G7。烷基化反应器8内的八段催化剂床层分成三组，由上至下依次为第一组、第二组及第三组，第一组和第二组均包括三段催化剂床层，第三组包括两段催化剂床层，蒸汽发生器分别设置在相邻的两组之间。第一组的三段催化剂床层分别连接三条乙烯进料管，第一组与第二组之间连接蒸汽发生器D12，蒸汽发生器D12的进口和出口分别通过管道9与烷基化反应器8连通，蒸汽发生器D12出口与烷基化反应器8的管道上设置混合器E11，与第一组连接的三条乙烯进料管中最底部一条乙烯进料管与混合器E11连通。第二组的三段催化剂床层分别连接三条乙烯进料管，第二组与第三组之间连接蒸汽发生器C13，蒸汽发生器C13的进口和出口分别通过管道9与烷基化反应器8连通，蒸汽发生器C13出口与烷基化反应器8的管道上设置混合器F10，与第二组连接的三条乙烯进料管中最底部一条乙烯进料管与混合器F10连通。第三组的两段催化剂床层连接一条乙烯进料管，且该乙烯进料管位于两段催化剂床层之间。
乙烯通过乙烯总管3共分成九股，八股分别进入烷基化反应器8内部设置的八段催化剂床层，一股进入单独设置的保护反应器6；乙烯和苯每通过三段催化剂床层后进行取热，出料经最后三段化剂床层后不再取热，直接进入乙苯精馏单元。将乙烯分成8+1段分别进入烷基化反应器8和保护反应器6，每三段取一次热，这样既可以有效增加局部苯/烯比，又可以提高每三段出口温度，产出装置所需的3.5MPa以上的高压蒸汽。取热时，分别向蒸汽发生器C13和蒸汽发生器D12内通入除氧水。蒸汽发生器C13取热时，向蒸汽发生器C13内通入除氧水，从烷基化反应器8取出的物料经蒸汽发生器C13取热后，降温后的物料经管道9进入混合器F10，并和第二组最底部通入的乙烯在混合器F10内混合，然后重新进入烷基化反应器8内，蒸汽发生器D12的工作原理与蒸汽发生器C13的工作原理相同。

Claims (7)

1.一种乙烯与苯液相法烷基化反应系统，其特征在于：包括乙烯进料管(1)、苯进料管(4)、保护反应器(6)、烷基化反应器(8)及蒸汽发生器，保护反应器(6)出口与烷基化反应器(8)底部入口连通，乙烯进料管(1)有九条，其中最底部的第一乙烯进料管(2)连通保护反应器(6)的催化剂床层，其余八条分别连通烷基化反应器(8)内设置的八段催化剂床层，苯进料管(4)连通保护反应器(6)，第一乙烯进料管(2)通入的乙烯和苯进料管(4)通入的苯混合后进入保护反应器(6)，且每经过三段催化剂床层后通过蒸汽发生器取热。
2.根据权利要求1所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，其特征在于：保护反应器(6)入口处设置第一混合器(5)，第一乙烯进料管(2)和苯进料管(4)经过第一混合器(5)混合后进入保护反应器(6)内部。
3.根据权利要求1所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，其特征在于：保护反应器(6)出口与烷基化反应器(8)之间设置混合器G(7)，八条连通烷基化反应器(8)的乙烯进料管中最底部一条连接混合器G(7)。
4.根据权利要求1所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，其特征在于：烷基化反应器(8)内的八段催化剂床层分成三组，由上至下依次为第一组、第二组及第三组，第一组和第二组均包括三段催化剂床层，第三组包括两段催化剂床层，蒸汽发生器分别设置在相邻的两组之间。
5.根据权利要求4所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，其特征在于：第一组的三段催化剂床层分别连接三条乙烯进料管，第一组与第二组之间连接蒸汽发生器D(12)，蒸汽发生器D(12)的进口和出口分别通过管道(9)与烷基化反应器(8)连通，蒸汽发生器D(12)出口与烷基化反应器(8)的管道上设置混合器E(11)，与第一组连接的三条乙烯进料管中最底部一条乙烯进料管与混合器E(11)连通。
6.根据权利要求4所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，其特征在于：第二组的三段催化剂床层分别连接三条乙烯进料管，第二组与第三组之间连接蒸汽发生器C(13)，蒸汽发生器C(13)的进口和出口分别通过管道(9)与烷基化反应器(8)连通，蒸汽发生器C(13)出口与烷基化反应器(8)的管道上设置混合器F(10)，与第二组连接的三条乙烯进料管中最底部一条乙烯进料管与混合器F(10)连通。
7.根据权利要求4所述的乙烯与苯液相法烷基化反应系统，其特征在于：第三组的两段催化剂床层连接一条乙烯进料管，且该乙烯进料管位于两段催化剂床层之间。
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