一种增产乙苯的方法技术

本发明专利技术提供了一种增产乙苯的方法，该方法包括以下步骤：(1)在氢气选择性燃烧反应器中，在氢气选择性燃烧反应条件下和氢气选择性燃烧催化剂存在下，将干气制乙苯的产物气液分离后得到的气相物流经脱苯后与氧化性气体接触，得到含乙烯的混合气体；(2)在烷基化反应条件下和烷基化催化剂存在下，将所述含乙烯的混合气体与苯接触反应，得到含有乙苯的混合物，其中，所述氧化性气体为氧气或空气。该方法提高了干气原料的利用率和干气制乙苯装置的乙苯产量，增加了企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及
技术介绍
现代化工生产中， 乙苯是一种重要的原料，主要用来脱氢生产苯乙烯，而苯乙烯则是用来制造聚苯乙烯及其共聚物的。我国市场上，苯乙烯的需求量远大于生产量，对外依存度高达60%。乙苯的生产主要是通过乙烯与苯发生烷基化反应来合成乙苯，根据原料的不同，分为纯乙烯法和稀乙烯法。其中，稀乙烯法采用炼厂干气为原料，利用苯与炼厂干气中的乙烯反应制造乙苯。以图I为例，对现有技术进行详细说明。图I示出了现有技术干气制乙苯的工艺流程图。干气首先依次进入水洗脱MDEA装置10和脱丙烯装置11进行水洗脱MDEA和吸收解吸法脱除少量丙烯，得到脱丙烯干气和富丙烯气。将新鲜苯送入苯储罐13，经苯预热装置12预热，经预热后的苯与脱丙烯干气送入烷基化反应器I与苯接触进行烷基化反应，接触所得产物进入产品粗分离塔3中进行初步的气液分离，得到含乙苯产物的液相物流A和含苯尾气，在吸收塔4中脱除分离后得到的含苯尾气中的苯，得到含乙烷和氢气的脱苯气相物流B，含乙苯产物的液相物流A经脱苯塔5进入精馏分离系统6，得到乙苯产品，含乙烷和氢气的脱苯气相物流B进入燃气总管。将液相物流A经脱苯塔5和精馏分离系统6分离出二乙苯作为吸收剂，在吸收塔4中吸收含苯尾气中的苯，得到反烷基化料，将反烷基化料送入反烷基化反应器2，与来自脱苯塔5经苯储罐13的循环苯进行反烷基化反应，得到的反烷基化反应产物再经脱苯塔5送入精馏分离系统6，进行精馏分离。我国每年在催化裂化过程中产生的炼厂干气超过550万吨。炼厂干气中通常含有10-20 %的乙烯，10-20 %的乙烷，15-35 %的氢气，10-20 %的氮气，20-30 %的甲烷，少量碳氧化物及其他杂质气体。炼厂干气制乙苯技术是由中科院大连化物所、抚顺石油二厂和洛阳石化工程公司联合开发的，该技术可直接利用稀乙烯含量的炼厂干气与苯反应生成乙苯，有效利用了炼厂干气中的乙烯资源，进而提高了国内苯乙烯生产能力。与纯乙烯法工艺相比，炼厂干气制乙苯工艺的生产成本较之低15%。目前，国内的炼厂干气制乙苯装置年产能共有136万吨(含在建项目)，主要生产企业多达17家。这些装置的产能按照炼厂干气中的乙烯含量进行设计，生产规模与纯乙烯原料生产乙苯的装置相比较小，年产能大多在6-10万吨乙苯。炼厂干气中除含有较大量的乙烯外，还含有可观含量的乙烷，在干气制乙苯过程中，这部分乙烷不能有效利用，直接进入干气制乙苯装置的尾气中。国内的干气制乙苯装置每年产生的尾气约130-165万吨，目前，上述尾气只作为燃气气使用，其中大量乙烷尚未能得到有效的化工利用，因此造成了极大的能源浪费。国内外有较多研究报道了乙烷氧化裂解制乙烯的过程。一般而言，乙烷单独与氧化性气体发生氧化裂解反应时，产物中COx(X为I或2)的含量较高，乙烯的选择性较差。由于乙烷裂解为乙烯的反应是吸热反应，如果要获得较高的乙烷转化率和乙烯收率，则往往还须额外输入热量以提供反应热并维持反应器温度。因此，目前用于乙烷单独氧化裂解的反应器都需要外部供热，尚未见自热反应的报道。如果将氢气与乙烷一同进料与氧气反应，则可以通过氢气与氧气的氧化反应放热，为乙烷裂解提供能量，从而可将供热方式从外部供热转变为内部供热，从而降低裂解炉的投资和操作成本。美国的Schmidt等人以负载Pt的泡沫陶瓷为催化剂，采用氢气与乙烷的混合进料的方式进行高温氧化裂解，发现氢气与氧气优先反应，床层可实现自热，乙烯收率可达50%以上。但Schmidt的研究并未涉及利用干气制乙苯工艺产生的尾气中的乙烷和氢气制造乙烯，也没有报道利用该过程提高干气制乙苯的乙苯产量的完整工艺。大连化物所的徐春英和葛庆杰(CN1269341A)对炼厂干气中的乙烷制乙烯做过研究，采用钙钛矿型氧化物作为催化剂或无催化剂的气相氧化裂解法，乙烯收率可达50%以上。大连化物所的徐龙伢(CN1181993A，CN1152566A)曾提出可通过二氧化碳氧化乙烷脱氢技术将催化裂化干气中稀乙烷制成乙烯，乙烯选择性达85%，催化剂寿命300h。然而，CN1269341A、CN1181993A，CN1152566A中均未涉及利用干气的氢气与氧化性气体反应供热，以实现裂解反应器自热的问题，也没有报道利用该过程提高干气制乙苯的乙苯产量的完整·工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中炼厂干气制乙苯的尾气没有得到有效利用的缺陷，提供一种利用炼厂干气制乙苯工艺中的尾气增产乙苯的方法。本专利技术的专利技术人经过研究发现，炼厂干气制乙苯过程对干气原料的组成要求不高，在较宽的乙烯含量变化范围内都能够正常运行，干气中碳氧化物、氮气、甲烷等成分在此过程中不参与反应，其含量对整个过程影响不大。因此，将炼厂干气制乙苯过程中得到的尾气中的乙烷变为乙烯能够继续回用于乙苯的生产工艺中。同时，由于现有的干气制乙苯工艺的尾气既有乙烷又有氢气，而采用干气制乙苯装置的尾气为原料，利用尾气中氢气的选择性燃烧反应可以为乙烷裂解反应供热。在上述研究的基础上，本专利技术提供了，该方法包括(I)在第一烷基化反应条件下和第一烷基化催化剂存在下，使炼厂干气与苯接触反应，得到含有乙苯的第一混合物；(II)将含有乙苯的第一混合物进行气液分离，并脱除气液分离后得到的含苯尾气中的苯，得到含乙苯产物的液相物流A和含乙烷和氢气的脱苯气相物流B ；(III)在氢气选择性燃烧反应条件下和氢气选择性燃烧催化剂存在下，将含乙烷和氢气的脱苯气相物流B与氧化性气体接触，得到含乙烯的混合气体；(IV)在第二烷基化反应条件下和第二烷基化催化剂存在下，将所述含乙烯的混合气体与苯接触反应，得到含有乙苯的第二混合物；其中，所述氧化性气体为氧气或空气；所述第一烷基化催化剂和第二烷基化催化剂相同或不同；所述第一烷基化条件与和第二烷基化条件相同或不同。本专利技术提供的方法以干气制乙苯工艺产生的含有乙烧和氢气的尾气为原料，充分利用该尾气中含有大量乙烷并同时含有氢气的优势，利用尾气中的氢气选择性燃烧提供的热量，使尾气中的乙烷至少部分地转化为乙烯。同时，针对尾气经过乙烷裂解过程后，其气体组分种类与初始的炼厂干气相似，而干气制乙苯装置中的烷基化单元对原料气中各组分的含量要求并不苛刻的特点，提出在现有的干气制乙苯的基础上，增加将干气制乙苯工艺产生的含有乙烷和氢气的尾气中的乙烷裂解成乙烯的工艺，将产生的乙烯与苯反应制备乙苯，提高了干气原料的利用率和乙苯产量，增加了企业的经济效益。从实施例1-6和对比例I的结果可以看出，相对于对比例1，根据本专利技术的方法生产乙苯，乙苯产量提高了 30. 2%-60%;从实施例7和对比例2的结果可以看出，相对于对比例2，根据本专利技术的方法生产乙苯，乙苯产量提高了 100.5%，充分说明本专利技术提供的方法是一种切实可行的提高现有炼厂干气制乙苯工艺的乙苯产量的方法。同时，炼厂干气制乙苯的尾气用于制备乙苯后，尾气的排放量也明显减少，例如，实施例I中排出的尾气从6. 51万吨/年降到5. 33万吨/年，尾气排出量减少22. 14%。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中 图I是现有技术中干气制乙苯的工艺流程图。图2是本专利技术的一种实施方式的工艺流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增产乙苯的方法，该方法包括以下步骤：(I)在第一烷基化反应条件下和第一烷基化催化剂存在下，使炼厂干气与苯接触反应，得到含有乙苯的第一混合物；(II)将含有乙苯的第一混合物进行气液分离，并脱除气液分离后得到的含苯尾气中的苯，得到含乙苯产物的液相物流A和含乙烷和氢气的脱苯气相物流B；(III)在氢气选择性燃烧反应条件下和氢气选择性燃烧催化剂存在下，将含乙烷和氢气的脱苯气相物流B与氧化性气体接触，得到含乙烯的混合气体；(IV)在第二烷基化反应条件下和第二烷基化催化剂存在下，将所述含乙烯的混合气体与苯接触反应，得到含有乙苯的第二混合物；其中，所述氧化性气体为氧气或空气；所述第一烷基化催化剂和第二烷基化催化剂相同或不同；所述第一烷基化条件与和第二烷基化条件相同或不同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石莹，张勇，王国清，张利军，郝雪松，张兆斌，白杰，杨沙沙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：