氧化再热法乙苯脱氢制苯乙烯

氧化再热法乙苯脱氢制苯乙烯工业开发,目前已引起苯乙烯工业界关注。本文对此技术的原理、催化剂、流程设计及技术经济比较作一简要评介。     

苯乙烯装置脱氢尾气系统腐蚀原因分析

介绍了苯乙烯装置脱氢尾气系统工艺流程、管线腐蚀部位及管壁测厚数据,进行了工艺参数对比、设计参数核算分析到取样排查情况的逐步深入探讨,明确苯乙烯装置脱氢尾气系统的腐蚀主要是发生在弯头部位的不均匀腐蚀,这种腐蚀根源于尾气压缩机出口实际运行温度与设计温度偏离,未及时调整引发的流程下游冷却器、热交换器设备的运行状态参数偏离,从而导致的物料弱酸性、物流流速偏大,造成弯管处的腐蚀及冲刷加重。     

苯乙烯装置脱氢尾气吸收工艺的研究

研究了苯乙烯装置脱氢尾气中芳烃回收工艺。研究结果表明,对于用多乙苯残油作为吸收剂的脱氢尾气吸收工艺,在较低的吸收剂温度下,吸收塔的操作压力和液气比对芳烃回收率影响不明显;在较高的吸收剂温度下,吸收塔的操作压力和液气比对芳烃回收率的影响比较明显;在一定的吸收压力和液气比下,吸收剂温度对芳烃回收率的影响在高温段影响明显,在低温段影响平缓。适宜的脱氢尾气吸收工艺:在吸收塔顶操作压力为43kPa时,吸收剂温度为10～20℃,液气质量比为4 0～5 5。     

苯乙烯装置脱氢尾气系统二氧化碳腐蚀与防护

苯乙烯装置脱氢尾气系统的腐蚀主要集中在脱氢尾气后冷却器的进口管道、壳体封头及出口凝液线等部位,具有坑蚀、沟槽状腐蚀及台地状腐蚀等典型的二氧化碳局部腐蚀形貌,其腐蚀机理为金属表面各区域FeCO3腐蚀产物膜覆盖度不同而形成的电偶腐蚀。脱氢尾气系统的设备及管道应用实践表明,脱氢尾气系统的二氧化碳腐蚀环境对奥氏体不锈钢设备及管道腐蚀轻微,而对碳钢设备及管道则腐蚀严重。系统工艺、温度、材质及管道结构等影响因素为二氧化碳腐蚀的发生及发展提供了环境条件和促进作用。针对该系统的工艺流程及腐蚀环境,提出了采取更换材质和加注中和型缓蚀剂相结合的解决方案,取得良好防腐效果。     

大庆苯乙烯装置应用氧化再加热反应器的探讨

随着树脂、塑料和合成橡胶行业对苯乙烯需求的增长,苯乙烯装置进行扩能增产势在必行.国内苯乙烯装置进行扩能有两种方法：一种是采用LUMMUS/UOP公司的氧化再加热技术（简称SMART技术）;另一种是采用Badger公司的无火焰燃烧（简称FDC）技术.大庆苯乙烯装置引进的是Badger公司的技术,从大庆苯乙烯装置的实际情况来看,采用SMART技术进行扩能改造比较合理.采用SMART技术时,SMART反应器位于两个脱氢反应器之间或两个脱氢反应器之后,装置的能耗、物耗、开车难易程度、设备维护等情况是不同的.为此,围绕SMART反应器位置进行了一系列的讨论.     

苯乙烯装置脱氢尾气处理系统堵塞的原因分析

简要介绍了脱氢尾气处理系统工艺流程及运行过程中出现的问题:压缩机出口分液罐内生成大量聚合物、压缩机出口管线堵塞、压缩机出口冷却器壳程严重堵塞、吸收塔塔底泵电流经常超出额定值。分析了脱氢尾气压缩机出口管线及设备产生聚合物并堵塞的原因和机理。空气冷却器冷却能力不足,压缩机入口温度偏高,脱氢尾气中的苯乙烯含量高,苯乙烯在70℃条件下发生自聚反应是造成尾气处理系统堵塞的根本原因。提出了增加两台空气冷却器和一台深冷器的改造措施,增加空冷器可以将空冷器出口温度降低约10℃,增加深冷器可以降低压缩机入口温度至20℃左右,这将大幅度降低脱氢尾气中苯乙烯含量,降低压缩机出口温度,从源头上解决脱氢尾气处理系统聚合堵塞的问题。     

甲乙苯脱氢制甲基苯乙烯反应工艺及动力学研究

使用工业脱氢催化剂,在温度580~635℃、水与甲乙苯质量比2.0~4.0、体积空速0.5~1.5h~(-1)、压力(a)30~101kPa的实验条件范围内,研究了工艺参数对甲乙苯脱氢制甲基苯乙烯反应的影响规律。结果表明:随着温度的升高,甲乙苯转化率提高,甲基苯乙烯选择性下降;随着水与甲乙苯配比的增加,转化率和选择性均上升;体积空速降低时,虽能提高转化率,但会使选择性降低;压力降低时,既可提高转化率,又有利于选择性的升高;适宜的工艺条件为压力(a)50kPa、温度620℃、水与甲乙苯质量比2.0、体积空速0.5h~(-1)。利用实验数据,对甲乙苯脱氢反应进行了动力学研究。假设并简化反应网络,根据不同反应机理提出3种可能的甲乙苯脱氢反应动力学模型,对模型进行统计学检验筛选后,确定双位吸附模型为最佳反应动力学模型,并估算了该模型的参数,可为反应器的设计和最佳操作条件的选择提供依据。     

三段中间再热式乙苯负压脱氢制苯乙烯工艺分析

介绍了三段中间再热式乙苯负压脱氢工艺、轴径向二维流动反应器及其在抚顺石化分公司的运行情况,建立了反应器模型,并对不同负荷工况条件下的生产进行模拟.研究结果表明,各反应器的转化率和选择性模拟计算值与实际分析值相吻合,该反应器模型可用于脱氢工艺分析并指导工业生产.     

高活性乙苯脱氢催化剂在苯乙烯装置的工业试应用

在中国石油抚顺石化公司60 kt/a苯乙烯装置中,以乙苯为原料,使用YFCT-01催化剂替代原有的FSGSYE-01催化剂,采用乙苯负压绝热脱氢工艺生产苯乙烯。结果表明:在工艺流程、乙苯组成和操作条件基本不变的条件下,使用YFCT-01催化剂的反应温度和反应压力均低于FSGSYE-01催化剂;在前者装填量较后者减少12 t的情况下,其乙苯转化率、苯乙烯选择性和收率均略高于后者;当前者试运行1个生产周期后,累计节约成本达到1 010.16万元。     

大型干气法制苯乙烯装置通过考核

2009年6月30日,大庆中蓝石化有限公司8万吨级乙苯／苯乙烯联合装置一次通过72小时性能考核,成为目前国内规模最大的干气法制苯乙烯装置。考核结果显示：该套装置生产的苯乙烯纯度为99．96％,每生产1t苯乙烯消耗1．068t乙苯,脱氢反应器、尾气压缩机、粗苯乙烯塔等关键设备运行正常,各项指标均达到设计要求。     

乙苯脱氢单元后系统苯乙烯聚合的原因及解决方法

由于苯乙烯装置乙苯脱氢单元苯乙烯单体浓度升高,导致该单元后系统冷却器和尾气压缩机中聚合物含量明显增加。为了有效控制苯乙烯聚合的发生,采取了添加阻聚剂,通过调节阻聚剂注入泵冲程的方式优化注入量,用乙苯冲洗脱氢单元后系统冷却器进料口的措施。优化措施实施后,脱氢反应物中苯乙烯的浓度提高了0.85%,压缩机透平蒸汽用量由14 t/h降低到12 t/h,降低了装置的生产成本。     

乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的研究进展

综述了用于工业生产的Fe系乙苯脱氢催化剂的研究进展,着重阐述了低K型催化剂以及Fe系催化剂的改性进展;介绍了国内外工业化的乙苯催化脱氢催化剂的特点及其发展历程。最后结合新疆某厂苯乙烯装置催化剂长周期运行的操作要点,对乙苯脱氢催化剂的工业应用实例进行了介绍。     

乙苯催化氧化脱氢合成苯乙烯的研究

研究了Ｖ－Ｍｇ－Ｏ系催化剂的组成对乙苯氧化脱氢制苯乙烯的催化活性的影响。试验结果表明，Ｖ＿２Ｏ＿５的含量有一适宜的范围，加入适量第三组份Ｋ＿２Ｏ、ＣｏＯ、ＺｎＯ或稀土元素的氧化物能改善催化剂的氧化脱氢活性，其中稀土氧化物的引入，效果尤为显著。由ＸＲＤ对晶相组成的测试结果发现，引入稀土氧化物后有新晶相Ｍｇ＿２Ｖ＿２Ｏ＿７生成。研究了在Ｖ－Ｍｇ－稀土－Ｏ催化剂上乙苯氧化脱氢反应条件的影响。在５００℃、常压、乙苯重量空速１．５ｈ￣（－１）、乙苯：Ｏ＿２：Ｎ＿２：Ｈ＿２Ｏ为１：１．２：２０：８（ｍｏｌ）的条件下，乙苯转化率达７６％，苯乙烯收率达６７％。     

乙苯负压绝热脱氢生产苯乙烯工业试验

利用国内开发的负压绝热乙苯脱氢制苯乙烯技术，在１０００ｔ／ａ苯乙烯中试的基础上，建立了３万ｔ／ａ苯乙烯工业装置。经过两年多的生产运行，主要技术指标：物耗ｗ（乙苯）／ｗ（苯乙烯）＝１．０７２、乙苯转化率６５．９６％、苯乙烯选择性９７．２％。该指标达到国际同类装置的水平。     

乙苯脱氢制苯乙烯的脱氢尾气吸收工艺的研究

在苯乙烯工业装置上进行了乙苯脱氢制苯乙烯的脱氢尾气吸收工艺的研究。考察了进气温度、吸收剂组成和温度、吸收剂与脱氢尾气的质量比(液气比)对吸收塔(塔顶绝对操作压力140kPa)的芳烃回收效果的影响。试验结果表明,在液气比小于5.0时,进气温度、吸收剂温度和液气比对脱氢尾气中苯含量和芳烃回收率的影响显著;在液气比大于5.0时,进气温度、吸收剂温度和液气比对脱氢尾气中苯含量和芳烃回收率影响较小;进气温度和液气比对脱氢尾气中乙苯含量的影响不显著,而吸收剂温度对脱氢尾气中乙苯含量的影响显著;多乙苯残油吸收剂组成对芳烃回收效果的影响显著,吸收剂中乙苯质量分数应小于0.30%。优化的吸收塔操作条件为:液气比5.0～6.0,进气温度和吸收剂的温度10～15℃。     

乙苯脱氢制苯乙烯催化剂失活的研究进展

对乙苯脱氢制苯乙烯催化剂失活的研究进展进行了综述,分析了催化剂的活性相,分别探讨了积碳、钾的流失与重新分布、Fe3+的还原、催化剂物理结构的变化和中毒等5个因素对催化剂失活的影响及其失活机理,其中,钾的流失和Fe3+的还原是造成催化剂失活的重要因素。对制备高稳定性乙苯脱氢催化剂提出了建议,指出改善催化剂中钾的分布、提高催化剂的抗还原能力、研究催化剂的再生方法等是今后的研究重点。     

工业反应过程的开发方法Ⅱ．负压法乙苯脱氢绝热反应器的开发

针对乙苯脱氢绝热反应器工程特点建立了有关转化率和选择性的数学模型。为进一步减少径向反应器阻力降，提出变截面Ｚ型中心分流流型设计计算式。根据本研究结果提出６万吨苯乙烯／年负压法绝热反应器的设计基础。     

纳米碳材料催化乙苯脱氢制苯乙烯的研究进展

乙苯脱氢制苯乙烯是工业上十分重要的反应。以纳米碳材料为催化剂,催化乙苯脱氢制苯乙烯是纳米碳材料领域近年来的研究热点之一。相比于传统的金属氧化物催化剂,纳米碳材料既可以在较低温度下高活性地催化乙苯氧化脱氢,也可以高选择性地催化乙苯直接脱氢,且反应过程中无需通入水蒸气,极大地提高了能源利用效率,具有较大的发展潜力。综述了近年来纳米碳材料催化乙苯脱氢制苯乙烯的研究进展,主要包括纳米碳材料的结构和表面化学性质、纳米碳催化剂的研究进展、催化乙苯脱氢反应机理等方面,同时总结了该领域存在的挑战并对前景进行了展望。     

改性X分子筛催化乙苯CO2氧化脱氢制取苯乙烯

将改性X分子筛应用于催化乙苯CO2氧化脱氢反应,并比较了不同改性X分子筛的乙苯氧化脱氢催化性能。结果表明,KX、CsX对乙苯CO2选择氧化脱氢反应有良好的催化活性及苯乙烯选择性,并且该反应需要适当的酸碱活性中心协同催化,以使乙苯高效活化并转化生成产物苯乙烯。CsX分子筛催化乙苯CO2选择氧化脱氢的较佳操作条件为反应温度范围545～565℃、质量空速05 h-1、CO2/乙苯摩尔比8。