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1.5装置的简单工艺流程和在装置中的作用
烷基化反应/烷基转化反应单元(100#)
(1)烷基化反应系统
烷基化反应系统由两台串联的反应器(DC—101/102) 组成。每台反应器装有二段分子筛催化剂,绝热操作。在反应器内维持一定的压力以使芳烃在最高的反应温度下保持液态。
反应器的苯进料由两股组成,来自新鲜苯罐(FA—206)的新鲜苯和来自笨塔(DA—201)的循环苯混合后用苯塔塔顶泵(GA—201)送至反应器。混合苯在进反应器之前首先在烷基化反应器进出料换热器(EA—102)中预热至198℃,然后在烷基化反应器进料预热器(EA—101)中用蒸汽进一步加热到225℃,最后从反应器(DA—101)下部进入。
原料乙烯,通过压缩机(GB—101/S),将来自界区外的原料乙烯压缩至4.42MPaG,各按50%的总乙烯流量分别进入反应器DC—101、DC—102与苯进行反应,反应压力分别为3.80和3.55MPaG。反应温度为260℃,乙烯全部反应,仅剩下惰性气体杂质,主要是甲烷和乙烷。在反应过程中,通过水注入泵(GA—101)向反应器中注入少量的脱盐水,以进一步提高催化剂的活性。
反应后从第二烷基反应器(DA—102)出料中所带出的热量,在烷基转移反应器进料预热器(EA—108)中预热烷基转移反应器(DC—103)的进料直接进入乙苯精馏单元。
(2)烷基转移反应系统
从乙苯精馏工段回收的多乙苯(PEB),主要含有二乙苯(DEB)、三乙苯和四乙苯,这部分多乙苯可以通过与苯进行烷基转移反应(乙基的转移)生成额外的乙苯。
从乙苯精馏工段用多乙苯塔塔顶泵(GA—209)送来的多乙苯与苯塔送来的循环恨混合后,经烷基转移反应器进料预热器(EA—108)预热到220℃后,从烷基转移反应器(DC—103)底部进入反应器,进行烷基转移反应。反应压力为2.90MPaG,反应温度为220℃,多乙苯朝着生成乙苯方向进行烷基转移,直至达到化学平衡为止。反应器出料直接送入乙苯精馏单元。
(3)催化剂的再生
催化剂的老化主要是聚合物和结炭沉积引起的。可以通过控制氧化燃烧来脱除这些积物。一般一年再生一次。
再生过程:
1. 准备:倒空反应器并进行减压,用氮气吹出催化剂孔隙里残留的苯。
加热:用加热的氮气将催化剂加热至初始再生温度420℃。
焚烧:一旦催化剂达到再生温度,喷入空气,开始再生焚烧。
冷却:用常温氮气将催化剂冷却到常温。
再生时间取决与沉积在催化剂上的焦碳的厚度,烧炭过程一般持续一周左右,总的再生时间约为两周。
据以上步骤可对烷基化反应器(DC—101、DC—102)和烷基转移反应器(DC—103)分别进行再生。首先将氮气用再生压缩机(GB—102)加压至1.1MPaG,并经再生加热器(EI—101)以50℃/h的升温速度加热至420℃后进入DC—101、DC—102串联再生系统,吹扫至氮气含量小于10ppM。然后DC—101、DC—102再生系统在初始再生温度420℃条件下,以0.1mol%的浓度通入空气进行氮化燃烧除积炭,并控制催化剂床层温度不超过475℃。持续一周左右,当反应器进料反应器的进料和出料的氧含量相同时,认为氧化燃烧结束,停止进空气。以50℃/h的速度降温,并用新鲜氮气冲淡,直至冷至常温,再生完毕。烷基转移反应器再生方法与上叙方法相同。再生期间,烷基转移反应器进料预热器(EA—108)用作再生气进出料换热器。抽出苯塔冷却器(EA—203)用作再生器后冷却器。抽出苯塔塔顶罐(FA—202)用做再生器分离罐。
乙苯精馏单元(200#)
基化反应器(DC—102)的物料进入苯塔(DA—201)的第23块板塔,来自烷基转移反应器(DC—103)的物料进入苯塔的11块塔板,塔顶的操作压力0.56MPaG,操作温度156℃,塔顶物流经苯塔塔顶冷凝器(EA—202)冷凝,同时副产0.2MPaG的蒸汽,冷凝的苯物料与新鲜苯罐(FA—206)来的新鲜苯一并送入苯塔塔顶罐(FA—201)中。然后经苯塔回流泵(GA—202)将一部分苯作为回流送入苯塔中,其余苯用苯塔顶泵(GA—201)作为烷基化反应的原料送入(DA—101)中。在苯塔(DA—201)的第四块板塔上侧线采出的干燥苯,用作烷基转移反应器的原料,用泵(GA—203)送入(DC—103)中。苯塔(DA—201)塔底的操作压力为0.61MPaG,温度为232℃,塔底物料操作压力为0.105MPaG,操作温度为165℃,塔顶物料经乙苯塔顶冷凝器(EA—205)冷凝,并副产0.21MPaG的蒸汽,冷凝后的液体产品乙苯经泵(GA—206)一部分作为回流送入乙苯塔中,其余作为中间产品乙苯送往脱氢工段的乙苯蒸发器(EA—301),或经(EA—207)冷却后送往乙苯罐(TA—507)或不合格乙苯罐(TA—508)
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