一种C8芳烃生产乙苯的系统和方法技术方案

本发明专利技术属于炼油化工领域，具体涉及一种C8芳烃生产乙苯的系统和方法。该系统包括：制冷系统、深冷分离系统、加热系统和反应系统；所述深冷分离系统包括数量≥1的深冷分离单元；所述深冷分离单元包括数量≥1的深冷分离器，所述深冷分离器内部设置有冷交换部件、搅拌器。本发明专利技术公开的C8芳烃生产乙苯的系统和方法，获得的乙苯纯度、回收率高，降低了生产乙苯过程的操作能耗，装置操作灵活，装置设备和管线不易堵塞，能够实现长周期稳定运行。能够实现长周期稳定运行。能够实现长周期稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种C8芳烃生产乙苯的系统和方法


[0001]本专利技术属于炼油化工领域，更具体地，涉及一种C8芳烃生产乙苯的系统和方法。

技术介绍

[0002]在炼化企业的各生产装置中，重整生成油、催化裂解汽油、乙烯裂解汽油中都含有较多的C8芳烃。C8芳烃有四个同分异构体，即邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、对二甲苯(PX)以及乙苯(EB)。在现有技术中，这些C8芳烃通常被用于PX的生产。但是随着PX装置的大规模建设，PX的市场价格一路走低，由此带来的经济效益越来越差。因此，寻求C8芳烃的新用途、提高产品的市场竞争力变得越来越迫切。
[0003]EB是重要的基本有机原料之一，它的主要用途是在石油化学工业中作为生产苯乙烯的中间体，乙苯脱氢制成的苯乙烯可用于生产聚苯乙烯(PS)、发泡聚苯乙烯(EPS)、工程塑料(ABS)、丁苯橡胶(SBR)和丁苯胶乳等合成材料。部分乙苯可用于有机合成工业，例如生产苯乙酮、乙基蒽醌、对硝基苯乙酮、甲基苯基甲酮等中间体。在医药上，乙苯可用作合霉素和氯霉素的中间体，还可用于香料的生产，也可作溶剂使用。
[0004]有数据显示，2018年全球乙苯产能达到3900万吨/年，预计2020年产能将达4500万吨/年。2018年，国内乙苯产能为900万吨/年，产量超过650万吨/年，约占全球乙苯产量的20％，需求量超过1100万吨。最近几年，我国乙苯/苯乙烯行业发展非常迅速。2005年我国乙苯的自给率仅为30％，2018年已经达到70％。中国已经成为全球第一大乙苯和苯乙烯生产国，但仍有大量乙苯需要依赖于进口。
[0005]目前，乙苯的生产主要是依靠苯与乙烯在催化剂的作用下进行反应生产乙苯。该技术生产成本高，流程复杂，技术多依赖进口。因此，根据目前的市场需求及产品竞争性分析，寻求新技术、新工艺替代或补充现有乙苯的生产技术是非常有必要的，也是非常有发展前景的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种C8芳烃生产乙苯的系统和方法，解决现有乙苯生产技术中流程长、投资大、能耗高、占地面积大等问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种C8芳烃生产乙苯的系统，该系统包括：
[0008]制冷系统、深冷分离系统、加热系统和异构化反应系统；
[0009]所述深冷分离系统分别与所述制冷系统、所述加热系统、所述异构化反应系统连通；
[0010]所述深冷分离系统包括数量≥1的深冷分离单元；所述深冷分离单元包括数量≥1的深冷分离器，所述深冷分离器内部设置有冷交换部件、搅拌器；
[0011]所述制冷系统、所述加热系统分别与冷交换部件连通。
[0012]根据本专利技术，数量≥2的深冷分离单元可以提高装置的操作灵活性和操作弹性。
[0013]作为优选方案，所述深冷分离单元中深冷分离器的数量为1
‑
10，优选为2
‑
6。
[0014]作为优选方案，所述深冷分离器的数量≥2时，各个深冷分离器间并联或串并联设置，一部分实现二甲苯的结晶，一部分实现二甲苯的溶解。
[0015]作为优选方案，所述制冷系统包含供冷制冷剂、换热后制冷剂，所述供冷制冷剂、所述换热后制冷剂在所述深冷分离系统与所述制冷系统之间循环。
[0016]作为进一步的优选方案，所述供冷制冷剂选自乙烯、乙烷、丙烷和丙烯中的至少一种。
[0017]作为优选方案，所述加热系统包含供热制热剂、换热后制热剂，所述供热制热剂、所述换热后制热剂在所述深冷分离系统与所述加热系统之间循环。
[0018]作为优选方案，所述加热系统的加热方式选自电加热、燃料气加热、蒸汽加热和导热介质加热中的至少一种。
[0019]作为优选方案，所述冷交换部件的进口分别与供冷制冷剂、供热制热剂的管线连通，所述冷交换部件的出口分别与换热后制冷剂、换热后制热剂的管线连通。
[0020]根据本专利技术，所述冷交换部件可以是U型管、螺旋换热盘管或板式热交换部件，只要是能够满足冷量和热量交换，不易堵塞，经济适用，且能满足稳定长周期运行即可。
[0021]作为优选方案，所述冷交换部件为U型管；
[0022]U型管的进口分别与供冷制冷剂、供热制热剂的管线连通；
[0023]U型管的出口分别与换热后制冷剂、换热后制热剂的管线连通。
[0024]作为优选方案，所述C8芳烃生产乙苯的系统还包含能量回收系统，所述能量回收系统包括与深冷分离器连接的进料换热器。
[0025]本专利技术的第二方面提供一种C8芳烃生产乙苯的方法，该方法利用上述的系统，该方法包括：
[0026]a)C8芳烃送至深冷分离系统进行深冷分离；
[0027]b)深冷分离系统分离出乙苯和贫乙苯C8芳烃；
[0028]c)所述贫乙苯C8芳烃与氢气混合后送入异构化反应系统进行反应，实现二甲苯向乙苯的转化；
[0029]d)所述异构化反应系统的液相产物送至深冷分离系统。
[0030]本专利技术所指的C8芳烃主要包含邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、对二甲苯(PX)以及乙苯(EB)，其中也可以包含少量的苯、甲苯等物质；二甲苯主要是指邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、对二甲苯(PX)。
[0031]根据本专利技术，步骤c)中，对于送入异构化反应系统实现二甲苯向乙苯的转化的反应，对反应系统中催化剂的组成、催化剂颗粒形状、尺寸不做具体限制，只要满足实现二甲苯向乙苯的转化即可。
[0032]根据本专利技术，步骤d)中，深冷分离系统分离出的贫乙苯C8芳烃全部或部分循环回反应系统；分离出的贫乙苯C8芳烃还包含外排贫乙苯C8芳烃。
[0033]作为优选方案，为了进一步降低操作能耗、缩短深冷分离时间，所述方法还包括：向所述深冷分离系统通入添加剂，增加晶核以提高二甲苯的结晶温度。
[0034]根据本专利技术，为了获得更多的乙苯目标产品，本专利技术首先将C8芳烃送至深冷分离系统分离出贫乙苯C8芳烃，然后送至异构化反应系统实现二甲苯向乙苯的转化；反应产物
全部或部分循环回深冷分离系统；为了实现系统的稳定生产，分离出的贫乙苯C8芳包含外排贫乙苯C8芳烃。
[0035]作为优选方案，当检测到深冷分离器中二甲苯结晶到一定程度后，此时从深冷分离器底部排除未结晶的粗乙苯，当粗乙苯排放完毕后，制冷系统停止向深冷分离系统提供冷量，切换至加热系统向深冷分离系统提供热量，使得深冷分离器内结晶的二甲苯重新溶解，从而实现乙苯与二甲苯的完全分离。
[0036]根据C8芳烃结晶温度不同，结晶温度越高越容易结晶。从表1可以看出，乙苯的结晶温度与其他三种结晶温度相比，低至少40℃。利用乙苯与对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯等烃类结晶温度的不同可以实现乙苯分离，在一定的温度下，例如
‑
50℃，对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯均以固体形式结晶，此时乙苯仍然保持液态形式，可以很方便的实现乙苯的分离。
[0037]表1 C8芳烃各组分沸点及结晶点
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种C8芳烃生产乙苯的系统，其特征在于，该系统包括：制冷系统(101)、深冷分离系统、加热系统(103)和异构化反应系统(105)；所述深冷分离系统分别与所述制冷系统(101)、所述加热系统(103)、所述异构化反应系统(105)连通；所述深冷分离系统包括数量≥1的深冷分离单元；所述深冷分离单元包括数量≥1的深冷分离器(201)，所述深冷分离器(201)内部设置有冷交换部件(202)、搅拌器(203)；所述制冷系统(101)、所述加热系统(103)分别与冷交换部件(202)连通。2.根据权利要求1所述的C8芳烃生产乙苯的系统，其中，所述深冷分离单元中深冷分离器(201)的数量为1
‑
10，优选为2
‑
6；所述深冷分离器(201)的数量≥2时，各个深冷分离器(201)间并联或串并联设置。3.根据权利要求1所述的C8芳烃生产乙苯的系统，其中，所述制冷系统(101)包含供冷制冷剂(10)、换热后制冷剂(11)，所述供冷制冷剂(10)、所述换热后制冷剂(11)在所述深冷分离系统与所述制冷系统(101)之间循环；所述供冷制冷剂选自乙烯、乙烷、丙烷和丙烯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的C8芳烃生产乙苯的系统，其中，所述加热系统(103)包含供热制热剂(12)、换热后制热剂(13)，所述供热制热剂(12)、所述换热后制热剂(13)在所述深冷分离系统与所述加热系统(103)之间循环；所述加热系统(103)的加热方式选自电加热、燃料气加热、蒸汽加热和导热介质加热中的至少一种。5.根据权利要求1所述的C8芳烃生产乙苯的系统，其中，所述冷交换部件(202)的进口分别与供冷制冷剂(10)、供热制热剂(12)的管线连通；所述冷交换部件(202)的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张方方，张旭，李卓，霍宏伟，祖超，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：