專(zhuān)利名稱(chēng)：乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法。
背景技術(shù)：
苯乙烯被廣泛用作生產(chǎn)多種樹(shù)脂、塑料和高彈體的原料，其應(yīng)用范圍之廣主要?dú)w因于苯乙烯易于聚合(例如生成聚苯乙烯)或進(jìn)行共聚(例如與丁二烯共聚來(lái)生產(chǎn)橡膠)的適應(yīng)性。
苯乙烯的生產(chǎn)，就脫氫工藝以及該工藝中所用的各種催化劑而言，都已熟知。目前主要的研究目標(biāo)是提高該工藝的效益。特別已知的是乙苯脫氫的工藝方法，其中脫氫作用在一套至少包括二個(gè)串聯(lián)的脫氫反應(yīng)器和兩反應(yīng)器中間的加熱器的裝置中進(jìn)行。該工藝所采用的操作條件是將3至10摩爾的蒸汽同1摩爾乙苯混合，第一個(gè)反應(yīng)器的入口處溫度和壓力分別為550～680℃和0.04～0.1MPa(絕對(duì)壓力)。第一反應(yīng)器流出物經(jīng)中間加熱器用蒸汽加熱后第二反應(yīng)器入口處的溫度和壓力條件分別為550～680℃和0.02～0.08MPa(絕對(duì)壓力)，而乙苯的總空速等于或大于0.15小時(shí)-1。乙苯的總空速是指乙苯的體積流量同催化劑的總體積之比。按此工藝，乙苯轉(zhuǎn)化率約大于65～75％，甚至更高，并達(dá)到大于94％的摩爾選擇性。但是，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，這種工藝會(huì)引起乙苯轉(zhuǎn)化率的降低，不過(guò)這種降低可經(jīng)提高反應(yīng)溫度來(lái)加以彌補(bǔ)。事實(shí)上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后觀察到催化劑逐漸老化，在催化劑上出現(xiàn)碳沉積。這是因?yàn)樵撋a(chǎn)法(特別在中間加熱裝置中)存在的缺點(diǎn)引起熱降解反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生重質(zhì)化合物。據(jù)計(jì)算，所形成的重質(zhì)產(chǎn)物的比率以每噸流出的碳?xì)浠衔镉?jì)，約為17000PPm，甚至更多。結(jié)果，由此引起物料損失增加，催化劑效率降低，從而需要頻繁地進(jìn)行清洗。為了消除這種工藝的缺點(diǎn)，文獻(xiàn)CN1006061B中公開(kāi)了一種苯乙烯生產(chǎn)工藝方法。更確切地說(shuō)，它是一種經(jīng)乙苯催化脫氫生產(chǎn)苯乙烯的工藝方法。按該方法，脫氫作用在一套包括三個(gè)串聯(lián)的固定床脫氫反應(yīng)器中進(jìn)行，在反應(yīng)器之間安置一個(gè)或多個(gè)加熱裝置。在加熱器中，反應(yīng)流出物與蒸汽發(fā)生熱交換而被加熱，蒸汽在第一階段用來(lái)加熱反應(yīng)流出物，在第二階段于第一脫氫反應(yīng)器入口處同乙苯混合。根據(jù)該發(fā)明，該工藝方法的特征在于乙苯同蒸汽以蒸汽∶乙苯為5∶1和13∶1之間的摩爾比率進(jìn)行混合，在上述各反應(yīng)器的入口處將混合物加熱到580至645℃之間的溫度。第一反應(yīng)器中的平均壓力以絕對(duì)壓力計(jì)，在0.06～0.1MPa之間，在第二和第三反應(yīng)器中，壓力以絕對(duì)壓力計(jì)，保持在0.04～0.07MPa之間，同時(shí)乙苯總空速在0.20和0.35小時(shí)-1之間。
上述反應(yīng)器排出的高溫氣態(tài)生成物經(jīng)逐級(jí)冷卻冷凝，回收熱量，進(jìn)入下游的工藝凝液(脫氫液和水)處理和尾氣處理二個(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步加工。
工藝凝液處理及尾氣處理二個(gè)系統(tǒng)的作用是使脫氫反應(yīng)的生成物和水及尾氣實(shí)現(xiàn)分離，并使脫氫反應(yīng)系統(tǒng)處于負(fù)壓工況。其中脫氫凝液及汽提系統(tǒng)的主要設(shè)備是汽提塔和油水分離器(脫氫液和水的重力沉降分離器)，它們的功能是實(shí)現(xiàn)水和烴類(lèi)的分離，獲得脫氫液。尾氣處理系統(tǒng)包括尾氣壓縮及吸收，主要設(shè)備有尾氣壓縮機(jī)、尾氣吸收塔和解吸塔等。它們的功能是回收反應(yīng)產(chǎn)物中氫氣和烴類(lèi)，并使脫氫反應(yīng)系統(tǒng)形成負(fù)壓操作條件。
由工藝凝液處理系統(tǒng)收集的不凝性氣體(尾氣)匯合成的物流進(jìn)入系統(tǒng)的壓縮機(jī)吸入罐，被尾氣壓縮機(jī)抽吸，經(jīng)壓縮升壓，排出的汽液兩相物流進(jìn)入壓縮機(jī)排出罐，實(shí)現(xiàn)氣液分離。從壓縮機(jī)排出罐罐頂排出的氣體物流進(jìn)入尾氣冷卻器殼程，同管程的冷卻水換熱而被冷卻冷凝，排出的氣體物流部分進(jìn)入尾氣吸收塔。進(jìn)入尾氣吸收塔的物流為主要含氫氣、甲烷、二氧化碳、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、非芳和水組成的汽相混合物。目前工業(yè)上吸收塔的操作工藝如下采用填料結(jié)構(gòu)的吸收塔，塔頂操作壓力約43KPa，操作進(jìn)料溫度約38℃，吸收劑溫度約38℃，塔底操作壓力約53KPa，塔底操作溫度約46℃，以7萬(wàn)噸/年苯乙烯工業(yè)裝置計(jì)，經(jīng)尾氣吸收塔吸收后，尾氣中芳烴含量約為30千克/小時(shí)，脫氫尾氣中芳烴回收率約為85.5％。
文獻(xiàn)美國(guó)專(zhuān)利US4615769中介紹了一種苯乙烯精餾工藝，主要為乙苯、苯乙烯分離中的節(jié)能技術(shù)，未涉及到脫氫尾氣的吸收等問(wèn)題。文獻(xiàn)美國(guó)專(zhuān)利US5386075中介紹了一種乙苯和苯乙烯的分離工藝。該工藝中，主要為乙苯和苯乙烯的分離及能量的利用，同樣沒(méi)有涉及到脫氫尾氣吸收的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有文獻(xiàn)中未涉及脫氫尾氣的吸收問(wèn)題，以及已有工業(yè)生產(chǎn)裝置中脫氫尾氣中芳烴回收率較低，芳烴損失較大的問(wèn)題，提供一種新的乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法。該方法具有脫氫尾氣中芳烴回收率高，脫氫尾氣中芳烴損失量少的特點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，含苯、甲苯、乙苯和苯乙烯的汽相混合物進(jìn)入尾氣吸收塔的下部，吸收劑從尾氣吸收塔上部進(jìn)入，其中汽相混合物的進(jìn)料溫度為15～48℃，吸收劑為殘油，吸收劑進(jìn)料溫度為5～20℃，吸收劑與汽相混合物的液汽重量比為3.0～5.5，尾氣吸收塔的塔板數(shù)為5～20塊理論塔板，尾氣吸收塔塔頂壓力為125～225KPa，汽相混合物經(jīng)吸收劑吸收后，塔釜液去解吸塔，含油凝液去油水分離器，塔頂不凝氣去界外。
上述技術(shù)方案中，吸收劑殘油優(yōu)選方案為多乙苯殘油，更優(yōu)選方案為含三乙苯和四乙苯的混合物，吸收劑進(jìn)料溫度優(yōu)選范圍為7～12℃。尾氣吸收塔的塔板數(shù)優(yōu)選范圍為6～12塊理論塔板，尾氣吸收塔優(yōu)選方案為填料式結(jié)構(gòu)，尾氣吸收塔塔頂壓力優(yōu)選范圍為140～210KPa。
本發(fā)明中由于采用較低的殘油吸收劑進(jìn)料溫度和增加吸收塔塔頂壓力，使吸收劑殘油對(duì)脫氫尾氣中的芳烴吸收效果大大提高。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，按本發(fā)明的技術(shù)方案，脫氫尾氣中芳烴回收率可達(dá)99.8％，以20萬(wàn)噸/年苯乙烯工業(yè)裝置計(jì)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，經(jīng)尾氣吸收塔吸收后，脫氫尾氣中芳烴含量?jī)H為1.1千克/小時(shí)，即每小時(shí)能減少近28.9千克的芳烴損失，取得了較好的技術(shù)效果。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1脫氫尾氣由質(zhì)量流量為氫氣521.5千克/小時(shí)、甲烷44.5千克/小時(shí)、二氧化碳290.4千克/小時(shí)、苯139.2千克/小時(shí)、甲苯58.3千克/小時(shí)、非芳烴1.8千克/小時(shí)、乙苯172.5千克/小時(shí)、苯乙烯103.1千克/小時(shí)和水160.2千克/小時(shí)組成的汽相混合物進(jìn)入尾氣吸收塔下部，含三乙苯和四乙苯的混合物的多乙苯殘油作為吸收劑從尾氣吸收塔上部進(jìn)入，其中汽相混合物進(jìn)料溫度為38℃，吸收劑進(jìn)料溫度為10℃，尾氣吸收塔為填料塔，理論塔板數(shù)為10塊，液汽重量比為4.0，尾氣吸收塔塔頂壓力為190KPa，經(jīng)吸收劑吸收后，尾氣吸收塔塔頂不凝氣組成及流量為氫氣521.5千克/小時(shí)，甲烷44.5千克/小時(shí)，二氧化碳290.4千克/小時(shí)和苯乙烯1.1千克/小時(shí)，脫氫尾氣中芳烴回收率為99.8％。實(shí)施例2按實(shí)施例1的條件及步驟，只是改變吸收劑進(jìn)料溫度為15℃，尾氣吸收塔理論塔板數(shù)為10塊，尾氣吸收塔塔頂壓力為190KPa，其結(jié)果為脫氫尾氣中芳烴回收率為96.7％。實(shí)施例3按實(shí)施例1的條件及步驟，只是改變吸收劑進(jìn)料溫度為10℃，尾氣吸收塔塔頂壓力為160KPa，其結(jié)果為脫氫尾氣中芳烴回收率為98.1％。比較例1按實(shí)施例1的條件及步驟，只是改變吸收劑進(jìn)料溫度為38℃，尾氣吸收塔塔頂壓力為43KPa，其結(jié)果為脫氫尾氣中芳烴回收率為85.8％。
權(quán)利要求
1.一種乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，含苯、甲苯、乙苯和苯乙烯的汽相混合物進(jìn)入尾氣吸收塔的下部，吸收劑從尾氣吸收塔上部進(jìn)入，其中汽相混合物的進(jìn)料溫度為15～48℃，吸收劑為殘油，吸收劑進(jìn)料溫度為5～20℃，吸收劑與汽相混合物的液汽重量比為3.0～5.5，尾氣吸收塔的塔板數(shù)為5～20塊理論塔板，尾氣吸收塔塔頂壓力為125～225KPa，汽相混合物經(jīng)吸收劑吸收后，塔釜液去解吸塔，含油凝液去油水分離器，塔頂不凝氣去界外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，其特征在于吸收劑殘油為多乙苯殘油。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，其特征在于多乙苯殘油為含三乙苯和四乙苯的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，其特征在于吸收劑進(jìn)料溫度為7～12℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，其特征在于尾氣吸收塔的塔板數(shù)為6～12塊理論塔板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，其特征在于尾氣吸收塔為填料式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，其特征在于尾氣吸收塔塔頂壓力為140～210KPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及乙苯脫氫制苯乙烯的尾氣吸收方法，主要解決以往技術(shù)中存在未涉及脫氫尾氣的吸收問(wèn)題以及現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)裝置中脫氫尾氣中芳烴回收率較低的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用將脫氫尾氣從尾氣吸收塔下部進(jìn)入，吸收劑從尾氣吸收塔上部進(jìn)入，其中脫氫尾氣進(jìn)料溫度為15～48℃，吸收劑進(jìn)料溫度為5～20℃，尾氣吸收塔塔頂壓力為125～225KPa的技術(shù)方案，較好地解決了該問(wèn)題，可用于乙苯脫氫制苯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)C07C5/00GK1450037SQ0211131
公開(kāi)日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
發(fā)明者邵百祥, 沈偉, 盧文奎, 毛連生 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院