乙苯工藝流程說明-展示頁
2024-08-19 23:55本頁面
【正文】 應條件下操作來確定的，它對烷基轉(zhuǎn)移反應的結果沒有影響。工藝要求烷基轉(zhuǎn)移反應在液相條件下進行。同烷基化反應一樣，烷基轉(zhuǎn)移反應也是發(fā)生在分子篩催化劑的酸性活性中心上。烷基轉(zhuǎn)移反應是可逆的二級反應，接近熱力學平衡。 烷基轉(zhuǎn)移反應烷基化反應中產(chǎn)生的少量多乙苯(主要是二乙苯、三乙苯)可在一定的溫度、壓力條件和酸性催化劑的作用下，通過與苯發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移反應，轉(zhuǎn)化成為乙苯，從而提高乙苯收率。最佳的反應物中水含量是100～200ppm。通常采用白土對原料苯進行預處理。原料雜質(zhì)對烷基化反應的影響主要表現(xiàn)在對催化劑壽命的影響。但催化劑裝量大，生產(chǎn)成本高。因此，苯烯比的大小將直接影響裝置的能耗和反應結果。試驗表明，苯烯比越大，乙苯選擇性越高，多乙苯選擇性越低；反之，則乙苯選擇性下降，多乙苯選擇性增加，增加的多乙苯雖然可通過烷基轉(zhuǎn)移反應轉(zhuǎn)化為乙苯，但處理量增大。烷基化反應的正常操作溫度是200～245℃。值得注意的是，反應溫度過高，將使重質(zhì)物增多，乙苯收率下降。試驗表明，在較低溫度下，乙苯選擇性高，但是催化劑的活性較低；隨著反應溫度升高，催化劑的活性增加，但乙苯選擇性下降，當反應溫度升到2250℃時，乙苯選擇性反而增加。因此，應根據(jù)維持反應系統(tǒng)完全處于液相狀態(tài)的要求，確定合適的反應壓力。反應壓力對催化劑活性、選擇性的影響不大。因此，為了保證乙烯溶解、控制床層溫升，采用過量苯和部分反應產(chǎn)物循環(huán)與多點乙烯進料相結合的方法，既降低了苯烯比、減少了能耗，還可保證物耗沒有增加。因此，必須使乙烯完全溶解在反應進料中，保證烷基化反應在液相中進行。在反應條件下，乙烯是以氣相存在的。上述反應是強放熱反應。除以上的反應外，主要的副反應有乙烯與兩個苯環(huán)發(fā)生耦合反應生成二苯基乙烷，乙烯、苯或芳烴自聚生成多環(huán)化合物等重質(zhì)物。所以，實際上生成的四乙苯很少，而五乙苯、六乙苯幾乎沒有。 烷基化反應在一定溫度、壓力下，乙烯與苯在酸性催化劑上進行烷基化反應生成乙苯，化學方程式如下：同時，生成的乙苯還可以進一步與乙烯反應生成少量二乙苯和更少量的三乙苯，而四乙苯以上的多乙苯很少，方程如下所示：理論上講，從二乙苯一直到六乙苯都可以生成，但是由于苯環(huán)上乙基不斷地增加，生成四乙苯、五乙苯、六乙苯的難度加大。5) 催化劑采用器外再生，節(jié)省了器內(nèi)再生設備和時間。3) 使用多點注乙烯加部分反應物循環(huán)的工藝流程，可以采用較低的苯/乙烯比，使乙烯能完全溶解在反應物料中，維持液相反應條件，并控制床層溫升在合理范圍，確保裝置平穩(wěn)運行。 工藝說明技術路線為當今應用廣泛、技術成熟可靠、經(jīng)濟合理且無腐蝕無污染的分子篩液相法苯烷基化制乙苯生產(chǎn)技術，所用的分子篩催化劑是AEB型分子篩催化劑，其主要工藝特點是：1) 新一代的AEB型烷基化催化劑(AEB6)和烷基轉(zhuǎn)移催化劑(AEB1)活性高、乙苯選擇性好，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，催化劑再生周期長(5年)，預期壽命10年。2) 反應條件緩和，烷基化反應溫度190～240℃，烷基轉(zhuǎn)移反應溫度175～235℃；副反應少，產(chǎn)品純度高，二甲苯含量低，乙苯選擇性和收率高，工藝物耗低。4) 由于反應條件緩和而且催化劑和反應物料均無腐蝕性，使主要設備可采用碳鋼。6) 采用合理的換熱流程，充分回收利用低溫能量，能耗低。這一方面是因為苯環(huán)上乙基之間位阻增大，另一方面是因為多乙苯的分子結構越大越妨礙其在催化劑顆粒內(nèi)的擴散，那么發(fā)生進一步反應的機會就越少。由于目的產(chǎn)物是乙苯，因此在反應系統(tǒng)中應盡量控制多乙苯的生成，特別是四乙苯以上物質(zhì)的生成。顯然，這些物質(zhì)的生成將降低乙苯產(chǎn)品的收率，增加物耗，因此要最大可能地減少這些副反應的發(fā)生。反應熱將使物料及催化劑床層的溫度升高，為使烷基化反應在最佳條件下進行，需采取措施，不斷取走多余的熱量，控制反應溫度和床層溫升在合適的范圍內(nèi)。由于氣相乙烯極易在催化劑上發(fā)生聚合反應而生成大分子烯烴或高聚物，一方面增加了物耗，另一方面導致催化劑失活，縮短催化劑壽命。雖然可以采用大量苯循環(huán)來解決上述問題，但導致分餾系統(tǒng)投資和能耗的增加。 影響烷基化反應的主要因素影響烷基化反應的主要因素包括反應溫度、苯烯比、乙烯空速和原料雜質(zhì)。反應壓力高，有利于乙烯的溶解，但也不宜太高，否則會增加投資和能耗。反應溫度是影響反應的重要因素。這是因為在上述條件下，催化劑的烷基轉(zhuǎn)移性能得以發(fā)揮，生成的多乙苯又與過量苯轉(zhuǎn)化成為乙苯，提高了乙苯的選擇性。根據(jù)以上分析，烷基化反應的溫升應控制在適當范圍內(nèi)(小于40℃)，以保證最有效地發(fā)揮催化劑的活性和穩(wěn)定性。苯烯比是指反應原料苯與乙烯的摩爾比。另外，苯烯比過低，將使生成的重質(zhì)物增多。乙烯空速低，有利于提高乙苯的選擇性。應根據(jù)催化劑的性能，確定適宜的乙烯空速。原料乙烯和苯中的堿性氮化物將占據(jù)催化劑的酸性中心，造成催化劑失活，極大地減少催化劑的壽命。另外，反應物中少量的溶解水對維持催化劑活性穩(wěn)定性是有益的，但如果長期使催化劑處于高水含量的反應物中，對催化
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