乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝中乙苯精餾系統(tǒng)的研究

陳祥波

摘 要：乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯是現(xiàn)在世界上生產(chǎn)苯乙烯最主流的方法之一，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法有等溫脫氫工藝和絕熱脫氫工藝。為了生產(chǎn)合格的苯乙烯產(chǎn)品，我們必須要用合格的乙苯原料。本文將主要介紹乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯工藝中生產(chǎn)合格乙苯的乙苯精餾系統(tǒng)，旨在為苯乙烯生產(chǎn)中有關乙苯精餾系統(tǒng)的工藝提供依據(jù)和技術支持。

關鍵詞：苯乙烯；乙苯脫氫；乙苯精餾；乙苯精餾系統(tǒng)

1 苯乙烯生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀

苯乙烯是一種重要的石油化工材料，目前世界上已經(jīng)有超過40個國家生產(chǎn)苯乙烯，據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計苯乙烯的總生產(chǎn)能力已超過4200×104 t/a。目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法有3種：乙苯催化脫氫法、乙苯共氧化法、選擇氧化脫氫法。以上方法各有優(yōu)劣，但就未來而言，選擇氧化脫氫工藝能耗低，苯乙烯收率高，乙苯轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)過程相對簡單，有望成為繼催化脫氫法之后的主要工藝。但目前來說催化乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯仍是現(xiàn)在的主流工藝。本文將著重介紹乙苯催化脫氫工藝中乙苯精餾系統(tǒng)。

2 乙苯催化脫氫工藝生產(chǎn)苯乙烯中的乙苯精餾系統(tǒng)

乙苯是乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的原料，乙苯脫氫工藝中的原料就是出自乙苯精餾系統(tǒng)中。乙苯精餾系統(tǒng)由苯塔、乙苯塔、多乙苯塔、脫輕組分塔、苯/甲苯分離塔和循環(huán)苯輔塔共同組成。此系統(tǒng)主要用于回收未反應的苯、精制乙苯產(chǎn)品、回收多乙苯、脫除苯進料中的輕組分、分離回收苯乙烯精餾單元的苯和甲苯。

2.1 苯回收塔的作用

苯回收塔主要用于回收未參加反應的苯以及控制粗乙苯中的苯含量。烷基化和烷基轉(zhuǎn)移反應的產(chǎn)物都將送入苯塔。經(jīng)過預處理的新鮮苯原料也會作為苯塔的進料，以補充反應消耗掉的苯。

苯塔的操作需考慮兩個關鍵組分的參數(shù)要求：①塔頂產(chǎn)品中的乙苯濃度需小于0.5%，減少塔頂產(chǎn)品中的乙苯的濃度可以提高烷基化反應過程中的選擇性，降低烷基轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的負荷；②塔釜產(chǎn)品中的苯含量要求小于410ppm，塔釜液中的苯全部進入乙苯產(chǎn)品中，最終將會在苯乙烯單元回收。

2.2 乙苯塔的作用

乙苯塔主要用于提純乙苯產(chǎn)品，其進料主要來源于苯塔塔釜的粗乙苯產(chǎn)品。在乙苯塔的反應中，主要需考慮兩個關鍵性參數(shù)：①在乙苯塔塔頂產(chǎn)品中二乙苯含量需小于1ppm；②乙苯塔中，塔釜產(chǎn)品中的乙苯含量小于2%。在乙苯塔的反應中，高壓蒸汽會作為乙苯塔分離的能量熱源，用于分離乙苯和多乙苯，以便在乙苯塔塔頂產(chǎn)出乙苯產(chǎn)品，而乙苯塔塔釜中的多乙苯將成為多乙苯塔的進料。

乙苯塔塔頂設定的操作壓力應該確保在乙苯塔塔頂冷凝器中可以產(chǎn)生低壓蒸汽。在乙苯塔塔頂回流罐中收集塔頂冷凝液，然后經(jīng)過乙苯塔回流泵作為乙苯塔的回流以及乙苯產(chǎn)品的輸出。作為產(chǎn)品輸出的熱乙苯經(jīng)過熱交換器之后冷卻，送入苯乙烯作為原料進行脫氫生產(chǎn)苯乙烯，或是進過冷凝器進一步冷卻后送至罐區(qū)，得到乙苯產(chǎn)品。

2.3 多乙苯塔的作用

多乙苯塔的主要作用在于，可將可循環(huán)利用的組分（如二乙苯、丁基苯、三乙苯等）從不能回收利用的雙環(huán)類化合物（如聯(lián)苯甲烷、聯(lián)苯乙烷等重組分）中分離出來。多乙苯塔中主要由未回收的乙苯、丙苯、丁苯、二乙苯以及其他的重組分組成，其進料來源即是乙苯塔釜液。多乙苯塔的操作條件設定為盡量降低多乙苯在塔釜渣油中的含量并限制雙環(huán)類化合物在塔頂餾出物的含量。

2.4 輕組分塔的作用

脫輕組分塔的主要作用是對新鮮苯進行干制和脫除反應系統(tǒng)中產(chǎn)生的少量的輕組分。塔頂?shù)奈矚鈺椭帘揭蚁﹩卧奈矚庀到y(tǒng)回收烴類。新鮮苯經(jīng)過乙苯產(chǎn)品/新鮮苯熱交換器預熱然后進入脫輕組分塔的中部進行干燥，塔底產(chǎn)品經(jīng)輕組分塔塔釜液泵送入苯處理器，苯處理器用于去除能降低催化劑活性的堿氮類有機化合物。

此外，脫輕組分塔塔頂會產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，主要集中于塔頂冷凝器的管道入口，在這里酸性物質(zhì)富集在剛冷凝下來的液體中，并且液體的溫度較高，為減少管道腐蝕，應該在脫輕組分塔塔頂系統(tǒng)中加入少量的精制水對酸進行稀釋。

2.5 苯/甲苯分離塔的作用

苯/甲苯分離塔的主要作用是將從苯乙烯單元過來的苯/甲苯進行分離，將分離出的甲苯產(chǎn)品送至罐區(qū)單元的中間儲罐，然后回收分離得到的苯作為乙苯單元苯進料的一部分。

苯/甲苯分離塔的進料來自于苯乙烯單元，進料將會在塔內(nèi)被加熱，然后塔頂?shù)玫奖?，塔釜得到甲苯。塔頂?shù)谋綒庀嘟?jīng)過冷凝器冷凝，變成液體苯之后進入回流罐。一小股尾氣從回流罐采出送至輕組分塔塔頂，其目的是為了降低苯/甲苯塔塔頂蒸出物中的水的濃度，同時保持足夠高的冷凝溫度去產(chǎn)生中低壓蒸汽。另一部分回流罐中的苯經(jīng)回流泵打回至苯/甲苯分離塔，還有另外一部分進入循環(huán)輔塔中。

循環(huán)苯輔塔采出的苯在循環(huán)苯冷卻器中冷卻，主要是為了在處理之前降低循環(huán)苯的溫度，然后再進入兩個循環(huán)苯處理器。苯乙烯單元的苯/甲苯副產(chǎn)物通常會含有1-5ppm的堿氮化合物，這是由于在苯乙烯單元粗苯乙烯冷凝器上游加入的緩蝕劑引起的。循環(huán)苯處理器的作用是除去會降低催化劑活性的含氮有機化合物。從循環(huán)苯處理器出來的苯與新鮮苯進料一起直接送入輕組分塔。

3 總結

本人較為詳細的介紹了催化脫氫生產(chǎn)苯乙烯中的乙苯精餾系統(tǒng)。提供了乙苯精餾系統(tǒng)中主要回收塔、精餾塔、分離塔的基本參數(shù)數(shù)據(jù)，旨在為催化乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯提供合格質(zhì)量的乙苯做技術支持和技術依據(jù)。

參考文獻：

[1]薛祖源.乙苯/苯乙烯生產(chǎn)工藝技術進展[J].上?；ぃ?008，33（7）：24-26.