乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置和相關方法
【專利摘要】乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置，包括反應段，其中有串聯(lián)放置的一或多個絕熱反應設備；和蒸汽回路，其中有至少一個第一蒸汽熱交換設備；所述裝置的特征在于其包括加熱設備，其中有將乙苯脫氫獲得苯乙烯過程所形成的煙氣再循環(huán)的加熱回路，其中所述加熱設備包括與所述加熱回路彼此流體連通的下列設備：一或多個超級加熱設備，一或多個燃燒設備，其中插入至少一個蒸汽擴散器、至少一個燃燒器和至少一個混合設備，一或多個通風設備。
【專利說明】乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置和相關方法
[0001] 本發(fā)明涉及乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置和相關方法。
[0002] 本專利申請中，文中出現(xiàn)的所有操作條件應作為優(yōu)選條件，即便沒有明文聲明。
[0003] 就本說明書的目的而言，術語"包含"或"包括"還包含術語"在于"或"基本上由... 組成"
[0004] 就本說明書的目的而言，所述范圍的定義始終包括兩個端值，除非另有規(guī)定。
[0005] 近年來所顯示出的能源成本的強勁增長已對乙苯脫氫法生產(chǎn)苯乙烯的成本有很 大影響。實際上，此工藝方法主要是以蒸汽形式而高耗能。目前市場上由Lummus、Badger LLC和Versalis轉讓的可用工藝方法非常相似，都是基于在兩或三個絕熱反應步驟中進行 的第一乙苯脫氫階段，接著是蒸餾階段。全世界生產(chǎn)的約3000萬噸苯乙烯的近80%是通過 這些技術獲得的（《工藝評價和研究規(guī)劃》07/08-4報告，Nexant Chem Systems公司，乙苯/ 苯乙烯第14頁）。
[0006] 絕熱脫氫反應是在大量蒸汽存在下于高溫和低壓條件下進行的。蒸汽是提供反應 熱的重要條件，因為脫氫反應是高吸熱的，并且也是維護催化劑的重要條件，否則裂解反應 的結果將導致焦炭覆蓋而使催化劑失活。
[0007] 近幾年來，在不斷提高乙苯脫氫裝置能量效率的需求壓力下，催化劑廠商（例如 Sud Chemie和BASF)已開發(fā)了也能在逐漸減少的蒸汽量（分壓）存在下越來越穩(wěn)定的催化 劑。值的范圍已從8-9摩爾H2〇/摩爾乙苯(對應的重量比為1.36-1.53kg水/kg乙苯)移到低 于 6摩爾H20/摩爾乙苯(對應的重量比為lkg水/kg乙苯），顯著降低了脫氫段的蒸汽耗量且 提高了過程的總能量效率。
[0008] 但是，為在蒸汽量減少的條件下進行操作，必須顯著提高蒸汽的溫度，這并不總是 可以操作的，因為在高于所有現(xiàn)有裝置的溫度下，溫度限制了允許可用的構造材料。對現(xiàn)有 裝置的管和設備可用材料的限制的結果是不可以超過900°C，而具有更小尺寸的蒸汽過熱 爐輻射爐管中不可以超過1100°c。
[0009] 在現(xiàn)有設備的正常操作條件下，這些溫度值可能更低且在管道和設備中達到800 °C和在輻射爐管中達到980°C。
[0010] 換言之，在過去，為在反應環(huán)境中穩(wěn)定，即不被焦炭覆蓋而失活，催化劑需要大量 蒸汽，因此，在大量蒸汽存在下，沒有為反應供熱的問題。
[0011] 另一方面，今天的催化劑需要少得多的蒸汽，為提供相同的熱量，所述蒸汽必須被 加熱到如此之高的溫度以致材料成為關鍵問題。因此需要克服因通過蒸汽確保為吸熱的乙 苯脫氫反應供熱需求與因替代催化劑的開發(fā)而蒸汽量日益減少情況下確保催化劑穩(wěn)定性 需求之間沖突的限制。
[0012] 為克服上述的這些關鍵方面，本
【申請人】已發(fā)現(xiàn)新的用于通過乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯 工藝的裝置布局。此新裝置提供了加熱設施的安裝，所述加熱設施利用在過程中產(chǎn)生的煙 氣作為熱載體而允許其在適當?shù)募訜岘h(huán)路中循環(huán)。
[0013] 在此設施中循環(huán)的煙氣可以是燃燒設備內產(chǎn)生的。
[0014] 煙氣包含排出氣體、烴類和水且水的濃度范圍為10-70體積％。
[0015] 此外，本
【申請人】還提出了新的乙苯脫氫獲得苯乙烯的方法，其中在相同工藝過程 中形成的煙氣絕不會超過800°c的溫度。
[0016] 因此，本發(fā)明涉及乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置，包括反應段，其中有串聯(lián)放置的一 或多個絕熱反應設備;和蒸汽回路，其中有至少一個第一蒸汽熱交換設備的;所述裝置的特 征在于其包括加熱設備，其中有將乙苯脫氫獲得苯乙烯過程所形成的煙氣再循環(huán)的加熱回 路，其中所述加熱設備包括與所述加熱回路彼此流體連通的下列設備：
[0017] ?一或多個超級加熱設備，
[0018] ?-或多個燃燒設備，其中插入至少一個蒸汽擴散器、至少一個燃燒器和至少一 個混合設備，
[0019] ?一或多個通風設備。
[0020] 在第二個實施方案中，本發(fā)明涉及乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的方法，其包括以下步驟：
[0021] a.在催化劑存在下將含蒸汽和乙苯的試劑混合物在一或多個串聯(lián)的絕熱反應步 驟、優(yōu)選至少兩個串聯(lián)的步驟、更優(yōu)選兩個步驟中進行反應，
[0022] b.將蒸汽循環(huán)，以使其將至少一部分顯熱傳遞給試劑或若干反應步驟的中間反應 產(chǎn)物中，
[0023] c.將煙氣流加熱到低于800°C的溫度并將所述煙氣再循環(huán)，以使其將自身的顯熱 傳遞給試劑，或傳遞給若干反應步驟過程中生成的中間反應產(chǎn)物，或傳遞給進行脫氫反應 所需的蒸汽，或它們的組合。
[0024] 具有煙氣再循環(huán)加熱回路的特定加熱設備的插入可以在現(xiàn)有裝置或新建裝置上 實施。
[0025] 在現(xiàn)有裝置和新建裝置兩種情況下，都可從離開爐子的蒸汽必須被加熱的最高溫 度的降低而獲益。這樣做的好處在于能夠使用更便宜、更易于加工且可更迅速供貨的不同 材料，或者，同一材料的情況下，構造材料中可以采用具有涉及操作可靠性益處的更小厚 度。尤其是不正常操作的情況下，厚度越小導致瞬態(tài)梯度越低。較低的溫度梯度對應于管道 元件和設備中較低的內應力。
[0026]過去已開發(fā)了使用燃燒煙氣作為熱載體的脫氫工藝。然而，煙氣的熱容量非常低， 因此，為在溫度低至足以允許使用傳統(tǒng)的金屬材料的條件下有充分的熱交換，煙氣必須具 有極高流量，然后排放到煙筒，使工藝過程效率較低。
[0027] 另一方面，本發(fā)明即本專利申請的目的是構想一個加熱設備，在其中將脫氫過程 中產(chǎn)生的相當大部分的煙氣、尤其是在燃燒裝置中產(chǎn)生的煙氣再循環(huán)。煙氣循環(huán)的流量必 須非常高以使加熱設備可以用中溫范圍操作。
[0028] 此外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，加入煙氣中的蒸汽濃度可高達50體積％，蒸汽 的比熱雙倍于煙氣，使得有可能采用低得多的溫度范圍以等量傳熱進行操作。
[0029]通過將煙氣再循環(huán)，還加入少量蒸汽，比熱可顯著得到改進。如果煙氣沒有再循 環(huán)，為獲得在熱交換方面同樣的效果，必須增加大量蒸汽，從而導致在過程中就整體而言并 不節(jié)省蒸汽。
[0030]多虧本
【申請人】提出的技術方案，乙苯脫氫過程所需的一部分熱量可以通過蒸汽來 提供，蒸汽量是確保催化劑穩(wěn)定性所嚴格不可或缺的，且一部分熱是由工藝煙氣循環(huán)提供 的。
[0031] 煙氣的高循環(huán)流量使設備的熱水平維持在足以允許使用較低成本且易加工和供 貨的常規(guī)材料(例如不銹鋼304H)。
[0032] 此系統(tǒng)還可使現(xiàn)有裝置的收率提高而不必對處于極高溫度的蒸汽回路采取昂貴 的改造措施。
[0033] 本發(fā)明的更多目的和優(yōu)點將通過下面所提供的純例示而非限制性目的的描述和 附圖闡明。
[0034] 圖1是按照本發(fā)明的具有兩個串聯(lián)絕熱反應設備、加熱設備和有一個超級加熱器 的工藝煙氣加熱回路的乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯裝置方框圖。
[0035] 圖2是按照本發(fā)明的具有兩個串聯(lián)絕熱反應設備、加熱設備和有兩個超級加熱器 的工藝煙氣的加熱回路的乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯裝置方框圖，
[0036] 圖3是具有煙氣加熱回路和僅一個超級加熱器的加熱設備的方框圖。
[0037] 圖4是具有煙氣加熱回路和兩個超級加熱器的加熱設備的方框圖。
[0038]圖5是乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯裝置的方框圖，示出了加熱設備可以安裝的位置。
[0039]圖6是按照已知工藝的乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置。
[0040]圖中使用的符號解釋如下。
[0041] F1和F2是兩個蒸汽過熱爐或各為爐子的一部分。
[0042] R1和R2是兩個絕熱反應設備。
[0043] E1是蒸汽熱交換設備。
[0044] E2是超級加熱器。
[0045] E2A是第一超級加熱器和E2B是第二超級加熱器。
[0046] VI是通風設備。
[0047] C1是燃燒設備。
[0048] XI是燃燒器。
[0049] X2是蒸氣擴散器。
[0050] X3是混合設備。
[0051] REC是離開最后一個反應器的產(chǎn)物的熱回收段。REC可以包括一些熱交換設備，在 其中產(chǎn)生蒸汽和/或將蒸汽或乙苯與蒸汽的混合物過熱。
[0052] 數(shù)字100、200、300、400、500和600是具有煙氣加熱回路的加熱設備的可安裝點。 [0053] (1)是乙苯原料。（2A)、（2B)、（2C)、（2D)和（2E)是蒸汽流，（3A)是乙苯與蒸汽的混 合物，（3B)、（3C)、（3D)是不同溫度的中間反應產(chǎn)物，（3E)和（3F)是最終產(chǎn)品，（4A)、（4B)、 (4C)和(4D)是煙氣流，（4E)是來自F的煙氣，（5)和(5A)是天然氣，（6A)是空氣。
[0054]
[0055] 本
【申請人】現(xiàn)在將參照圖1-5詳細描述按照本發(fā)明的實施方案。
[0056]因此，本發(fā)明的目的涉及乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置，包括反應段，其中有串聯(lián)放 置的一或多個絕熱反應設備(R1和R2);和蒸汽回路，其中有至少一個第一蒸汽熱交換設備 (E1);所述裝置的特征在于其包括加熱設備，其中有在將乙苯脫氫獲得苯乙烯過程所形成 的煙氣、特別是燃燒設備C1中形成的煙氣再循環(huán)的加熱回路，其中所述加熱設備包括與所 述加熱回路彼此流體連通的下列設備：
[0057] ?一或多個超級加熱設備(E2、E2A和E2B)，
[0058] ?-或多個燃燒設備(Cl)，其中插入至少一個蒸汽擴散器(X2)、至少一個燃燒器 (XI)和至少一個混合設備(X3)，
[0059] ?一或多個通風設備(VI)。
[0060]本發(fā)明另一實施方案涉及乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的方法，其包括以下步驟：
[0061] a.在催化劑存在下將含蒸汽和乙苯的試劑混合物在一或多個串聯(lián)的絕熱反應步 驟、優(yōu)選至少兩個串聯(lián)的步驟、更優(yōu)選兩個步驟中進行反應，
[0062] b.將蒸汽循環(huán)，以使其將至少一部分顯熱傳遞給試劑或若干反應步驟的中間反應 產(chǎn)物中，
[0063] c.將煙氣流加熱到低于800°C的溫度并將所述煙氣再循環(huán)，以使其將自身的顯熱 傳遞給試劑，或傳遞給若干反應步驟過程中生成的中間反應產(chǎn)物，或傳遞給進行脫氫反應 所需的蒸汽，或它們的組合。
[0064] 在所述設備中循環(huán)的煙氣可以是燃燒設備C1內產(chǎn)生的煙氣，其可與乙苯脫氫獲得 苯乙烯過程中產(chǎn)生的排出煙氣匯合。煙氣包含排出氣體、烴類和水且水的濃度范圍為10體 積％-70體積％，優(yōu)選水的濃度為15體積％_45體積％。
[0065] 煙氣以 10000kg/h-100000kg/h范圍、優(yōu)選50000kg/h_80000kg/h范圍的流量再循 環(huán)。
[0066] 所述方法優(yōu)選在本文所描述并要求的乙苯脫氫裝置中實施。
[0067] 在本文所描述并要求的裝置中具有煙氣回路的加熱設備可放在不同的點，優(yōu)選絕 熱反應器和后續(xù)反應器之間（200和100)，或優(yōu)選在原料送入串聯(lián)反應器的第一個的進料管 上，在反應器的水蒸汽引入點之前（300)或所述引入點之后(600)?；蛘咚龅木哂袩煔庠?循環(huán)的加熱設備可優(yōu)選沿蒸汽回路放置(400和500)，更優(yōu)選放在過熱爐的入口處。
[0068]超級加熱設備(E2)-般是管殼式換熱器，并且可放在乙苯脫氫裝置中通常已存在 的蒸汽熱交換設備(E1稱為超熱器或過熱器)的上游或下游。
[0069] 具有煙氣加熱回路的加熱設備優(yōu)選可包括至少一個或多個、優(yōu)選兩或多個、甚至 更優(yōu)選兩個串聯(lián)的超加熱器(E2A和E2B)。在這些情形下，第一超級超加熱器可放在蒸汽加 熱設備(E1)的上游和下游兩個地方，而后續(xù)的超級加熱器(E2B)放在通風設備(VI)的上游。
[0070] 脫氫過程中產(chǎn)生的煙氣在使V1、C1和超級加熱器流體連通的管線中循環(huán)。
[0071 ] 通風設備可以是適用于輸送高溫氣體的離心式或軸流式通風機?？梢杂腥舾赏L 設備且可并聯(lián)放在僅一個超級加熱器的下游和僅一個燃燒設備的上游。
[0072]為了更詳細地描述本方法，
【申請人】現(xiàn)在將說明圖1和一個以上超級加熱器情況下 的圖2。
[0073]將乙苯料流（1)與蒸氣（2D)混合并將所述混合物送入所述兩個串聯(lián)反應器的第一 個(R1)。含排出氣、烴類和水的中間產(chǎn)物(3B)被送至蒸汽熱交換裝置(E1)且隨后送至超級 加熱器設備(E2)。離開超級加熱器的中間產(chǎn)物隨后繼續(xù)進入后續(xù)反應步驟。
[0074]中間產(chǎn)物(3B)同時流入蒸汽熱交換設備的管程和超加熱器設備(E2)的管路。來自 過熱爐(F1)的蒸汽(2B)流入熱交換設備的殼程。
[0075]排出氣涉及包括氫、一氧化碳、二氧化碳、氮、氧、甲烷、乙烷和乙烯、丙烷和丙烯的 混合物。烴類是指主要量芳烴與痕量鏈烷烴和環(huán)烷烴的混合物，其中主要成分是苯乙烯、乙 苯、甲苯和苯，優(yōu)選是包括乙苯、苯乙烯、甲苯、苯、其它c 8和c9芳烴、烷烴和環(huán)烷烴c6-c8的混 合物。
[0076] 中間產(chǎn)物的組成包括：
[0077] -0-20mol%、優(yōu)選 2-8% 的氣體
[0078] -5-25mol %、優(yōu)選5-15mol % 的烴類
[0079] -70-90mol %、優(yōu)選75-85mol % 的水。
[0080] 中間產(chǎn)物（3C)在超級加熱設備的管路中循環(huán)，且溫度范圍為400°c-700°c、優(yōu)選 500°C_600°C，而壓力范圍為0_2atm、優(yōu)選0.5-1.1 &加。煙氣(48)在所述超級加熱器設備的 殼程進行循環(huán)。
[0081] 超級加熱器設備的殼程流體動力地連接煙氣回路，在其中煙氣以10000kg/h-100000kg/h、優(yōu)選50000kg/h-80000kg/h的流量連續(xù)循環(huán)。正是通風設備(VI)驅使煙氣在加 熱回路中循環(huán)。
[0082] 煙氣回路保持通風設備(VI)、超加熱器設備(E2)和燃燒設備(C1)流體連通。
[0083] 通風設備(VI)在超級加熱器設備(E2)的出口（4C)處吸入壓力范圍為0 · 5-1 · 5atm、 優(yōu)選0.9-1.2&加和溫度范圍為400°〇800°(：、優(yōu)選550°(：-750°(：的煙氣。將一部分所述煙氣 (4A)從通風設備送到燃燒設備(C1)和一部分(4D)送到過熱爐之一。
[0084]煙氣可與高至濃度等于50體積％的蒸汽進行混合，因蒸汽的比熱雙倍于煙氣，故 在相同傳熱條件下使得所用的溫度范圍低得多。
[0085]煙氣在加熱回路中循環(huán)，還加入蒸汽，可顯著得到改進比熱。如果煙氣沒有再循 環(huán)，為獲得交換熱方面的同樣效果，必須加入大量蒸汽，因而使所述方法就整體而言并不節(jié) 省蒸汽。
[0086] 燃燒設備(C1)包括管線中的燃燒器(XI)、優(yōu)選為氣體燃料(例如類似于熱電聯(lián)產(chǎn) 機組中使用的燃燒器），其中通過燃燒燃氣(5A)與空氣(6A)來供熱并適當提高煙氣的溫度， 將其以600-800°C、優(yōu)選650-750°C、更優(yōu)選700-750°C范圍的溫度送回超級加熱器(4B)。
[0087] 燃燒設備(C1)中還存在水蒸氣擴散器(X2)和將來自燃燒器(XI)的燃燒產(chǎn)物、來自 通風設備的煙氣和由蒸汽擴散器(X2)引入的蒸汽進行混合的混合設備(X3)。由蒸汽擴散器 引入的蒸汽的流量通過一個特定設備來調節(jié)以使再循環(huán)的熱氣體料流中水的濃度保持在 10-70體積％范圍、優(yōu)選15-45體積％范圍的值。
[0088] 為在本文所述加熱設備的回路中保持質量恒定且因此而使熱氣體的壓力優(yōu)選為 1-1. latm，一部分循環(huán)煙氣(4D)通過壓力控制設備排出，將其送到專用于此料流的熱回收 系統(tǒng)例如產(chǎn)生和過熱低壓蒸氣的節(jié)能器，或者它可以是與蒸汽過熱爐(F1或F2)煙氣同一熱 回收系統(tǒng)。
[0089] 如前面所指出的，可以有一個以上的、至少兩個超級加熱器，它們的放置方式是使 中間反應產(chǎn)物(3B)進入系列超級加熱器的第一個(E2A)的管程中。
[0090] 進到第一脫氫反應器(R1)的乙苯（1)和蒸氣進入第二超級加熱器(E2B)的管程中。 [0091]第一和第二超級加熱器(E2A和E2B)的殼程與煙氣加熱回路流體連通。
[0092]加熱設備可以很好地應用于現(xiàn)有的乙苯脫氫裝置且也可應用于新裝置。
[0093]當所述設備應用于現(xiàn)有裝置時，能夠達到兩個目的：
[0094]-降低蒸氣消耗和/或 [0095]-提高裝置生產(chǎn)能力，
[0096] 而不必對爐子和蒸汽加熱回路進行昂貴的替換改造。這些目標可以單獨或共同獲 得。
[0097] 在這兩種情況下，都可從離開爐子的蒸汽必須被加熱的最高溫度的降低而獲益。 這樣做的好處在于能夠使用更便宜、更易于加工且可更迅速供貨的不同材料，或者，同一材 料的情況下，構造材料中可以采用具有涉及操作可靠性益處的更小厚度。尤其是不正常的 情況下，厚度越小導致瞬態(tài)梯度越低。較低的溫度梯度對應于管道元件和設備中較低的內 應力。 實施例
[0098] 下面通過一些本專利申請目標的非限制性實施方案來更好地說明本發(fā)明。
[0099]實施例1描述了在減少蒸汽消耗方面對現(xiàn)有的乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯裝置能耗改進 的情況。
[0100] 眾所周知，此改進可通過顯著提高爐內過熱蒸汽的溫度和通過一個特定回路送到 安裝于兩個反應器之間的過熱器來獲得。這種提高溫度的方法造成了因爐子的部分重建與 安裝在兩個反應步驟之間的蒸氣回路和過熱器的重構而必須進行高成本改造。
[0101]相反，若采用本文所述的具有工藝煙氣加熱回路的加熱設備，爐子、過熱器還有蒸 氣回路可以保留。
[0102] 多虧有煙氣的再循環(huán)，可以給從一個反應器過到另一反應器的反應混合物供熱直 至溫度提高到超過640°C，熱載體即煙氣的溫度維持在低于800°C。此限制對應于某些奧氏 型不銹鋼加壓設備結構許可使用的限制：其中例如是具有最佳性價比的304H型，但也可以 是316H、309H、310H和321H型。這些材料在過去已被廣泛使用且仍然是現(xiàn)有苯乙烯裝置和更 現(xiàn)代的裝置中主要存在的設備和管線構造材料。在更現(xiàn)代的裝置中，廣泛使用成本遠高于 奧氏鋼的高Ni含量合金，其允許的工作溫度提高到超過800°C和高達900°C。
[0103] 但是，即使在高鎳含量合金的情形下，任何情況下降低與最高操作溫度關聯(lián)的工 程溫度都是重要的，因為這通常會使所用材料的厚度顯著減少。在此方面，如實施例2所示， 最高操作溫度亦即工程溫度降低了 50°C，此降低可通過采用本發(fā)明目標的設備獲得。例如， 若材料是800H合金和工程溫度(通常高于操作溫度)從925°C降低至875°C，則厚度可以減少 到2/3?？紤]爐的輻射管情況，其常用材料如ASTM A608級HK40,通過使工程溫度從此材料的 許可限值1020°C降低到970°C，則其厚度可減少至3/4。
[0104] 在實施例中，氣體包括H2、C02、CO、N2、02、CH4、C 2H6、C2H4。烴類包括乙苯、苯乙烯、甲 苯、苯、其它C8和c9芳烴、鏈烷烴和環(huán)烷烴c6-c8。
[0105] 離開兩個爐子F1和F2的煙氣一般是匯合成一股料流，以優(yōu)化熱回收系統(tǒng)相關的投 資成本。
[0106] 對比例1
[0107] 對比例示出了按照現(xiàn)有技術的乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯裝置。圖6示出兩個串聯(lián)的絕 熱反應器。主要的工作條件報告于表1。乙苯轉化率為68%，蒸汽與經(jīng)之比為1.4kg/kg。
[0109] 對比例1-A
[0110] 對比例1-A示出了按照現(xiàn)有技術的現(xiàn)有乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯裝置，其使用了現(xiàn)代 催化劑，在低水蒸氣分壓存在下也是穩(wěn)定的，以蒸汽/烴比等于1.2kg/kg的條件進行操作， 乙苯轉化率等于68%。參照圖還是圖6。
[0112] 實施例1
[0113] 實施例1示出了按照圖1方案即本發(fā)明的裝置，其使用了現(xiàn)代催化劑，在低水蒸氣 分壓存在下也是穩(wěn)定的，以蒸汽/烴比等于1.2kg/kg的條件進行操作，乙苯轉化率等于 68%，且包括包含煙氣加熱回路的加熱裝置。
[0114] 表2和表3示出了實施例1的工作條件。
[0115] 在此裝置中，在與對比例1-A相同條件下操作，好處來自于可以更低的加熱回路溫 度、特別是離開爐子的蒸汽溫度達到相同的反應器入口處溫度且因此而相同的乙苯轉化 率。通過使爐子出口處的溫度保持在低于800°C，相同的管線和設備(爐子F1，F(xiàn)2和熱交換器 E1)可以保留下來，在進行改進操作所需時間和增加更易供貨材料的低成本方面帶來好處。
[0118] 對比例2
[0119] 此對比例示出了按照圖6方案的裝置，即根據(jù)已知技術的新的或未來構造的脫氫 裝置，按表4所示的主要運行條件進行操作。
[0120]乙苯的轉化率是68%，水蒸汽與烴之比為lkg/kg。這些條件代表了可用于未來要 構建的裝置中更進化的可用脫氫催化劑的限值。特別地，離開第一爐的蒸汽溫度超過900°C 使得必須采用非常昂貴且在運行可靠性方面很關鍵的構造材料和解決方案。
[0122] 實施例2
[0123] 實施例2示出了一個新裝置，其能夠帶來的最大好處是因最新催化劑所致的蒸汽 消耗方面的減少。參照圖是圖2且操作條件示于表5和6,乙苯轉化率為68%且水蒸汽/烴比 等于 lkg/kg。
[0124]好處來自于可以更低的加熱回路溫度、特別是離開爐子的蒸汽溫度達到相同的反 應器入口處溫度。
【主權項】
1. 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的裝置，包括反應段，其中有串聯(lián)放置的一或多個絕熱反應設 備;和蒸汽回路，其中有至少一個第一蒸汽熱交換設備;所述裝置的特征在于其包括加熱設 備，其中有將乙苯脫氫獲得苯乙烯過程所形成的煙氣再循環(huán)的加熱回路，其中所述加熱設 備包括與所述加熱回路彼此流體連通的下列設備： ?一或多個超級加熱設備， ?一或多個燃燒設備，其中插入至少一個蒸汽擴散器、至少一個燃燒器和至少一個混 合設備， ?一或多個通風設備。2. 按照權利要求1的脫氫裝置，其中有煙氣再循環(huán)加熱回路的加熱設備放在一個絕熱 反應器與后續(xù)絕熱反應器之間，所述反應器是串聯(lián)的。3. 按照權利要求1的脫氫裝置，其中有煙氣再循環(huán)加熱回路的加熱設備放在原料送入 串聯(lián)絕熱反應器的第一個的進料管上。4. 按照權利要求1的脫氫裝置，其中有煙氣再循環(huán)加熱回路的加熱設備沿蒸汽回路放 置。5. 按照權利要求1-4任一項的脫氫裝置，其中有煙氣再循環(huán)加熱回路的加熱設備包括 至少兩個串聯(lián)的超級加熱器。6. 按照權利要求1-5任一項的脫氫裝置，其中超級加熱器放在蒸汽熱交換器的上游或 下游。7. 按照權利要求6的脫氫裝置，其中第一超級加熱器放在蒸汽熱交換器的上游或下游， 而后續(xù)的超級加熱器放在通風設備的上游。8. 按照權利要求1-7任一項的裝置，其中通風設備是適用于輸送高溫氣體的離心式或 軸流式通風機。9. 按照權利要求1-8任一項的裝置，其中兩或更多個通風設備并聯(lián)放在一個超級加熱 器的下游和一個燃燒設備的上游。10. 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的方法，其包括以下步驟： a. 在催化劑存在下將含蒸汽和乙苯的試劑混合物在一或多個串聯(lián)的絕熱反應步驟、優(yōu) 選至少兩個串聯(lián)的步驟、更優(yōu)選兩個步驟中進行反應， b. 將蒸汽循環(huán)，以使其將至少一部分顯熱傳遞給試劑或若干反應步驟的中間反應產(chǎn) 物， c .將煙氣流加熱到低于800°C的溫度并將所述煙氣再循環(huán)，以使其將自身的顯熱傳遞 給試劑，或傳遞給若干反應步驟過程中生成的中間反應產(chǎn)物，或傳遞給進行脫氫反應所需 的蒸汽，或它們的組合。11. 按照權利要求10的方法，其中煙氣以10000kg/h-100000kg/h范圍的流量再循環(huán)。12. 按照權利要求11的方法，其中煙氣優(yōu)選以50000kg/h-80000kg/h范圍的流量再循 環(huán)。13. 按照權利要求10-12任一項的方法，其中煙氣以600 °C -800 °C范圍的溫度再循環(huán)。14. 按照權利要求10-13任一項的方法，其中煙氣包含排放氣體、烴類和水且水的濃度 范圍為1 〇體積％ -70體積％。15. 按照權利要求14的方法，其中水的濃度范圍為15體積％ -45體積％。16. 按照權利要求10-17任一項的方法，其中煙氣在再循環(huán)過程中維持恒壓。17. 按照權利要求10-16任一項的方法，在按權利要求1-10的脫氫裝置中實施。
【文檔編號】C07C15/46GK105828928SQ201480069566
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月10日
【發(fā)明人】A·嘉里奧蒂, M·奧利爾西
【申請人】維爾薩利斯股份公司