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反应器并联的讨论--第1页
全混流反应器并联的讨论
反应器并联的讨论--第1页
反应器并联的讨论--第2页
全混流反应器并联的讨论
在化工生产中为适应不同产品和不同反映的要求,常常需要将不同的简单
反应器(全混流反应器,平推流反应器等)进行各种组合(并联,串联等),比
如若干个全混流反应器的串联可以减少返混的影响,是每个反应器中反应物的浓
度都维持在较高的水平。而循环反应器及其串联可以使原味平推流的反应器具有
全混流反应器的某种特征。本文就全混流反应器的并联组合进行讨论。
反应器的串联可以减少反应器的总体积,提高转化率。反应器的并联可以在
同等情况下成倍增加产量并能保证产品的转化率一致。本文以乙苯的烷基化为基
础讨论反应器并联的问题。
乙苯是目前国内生产苯乙烯产品的基本原料.其生产工艺过程为:苯与乙烯
在高温和中等压力下于2台烷基化反应器中的一台反应器进行烷基化反应.每
台反应器设有4段串联的催化剂床层,苯和乙烯进料可以补充到每段床层.主
要由二乙苯组成的多乙苯,经过反应器进料,加热炉对流段预热以后,同苯进料
合并一起进入反应器顶段床层.一台反应器的典型运转周期大约为45d.随后,
催化剂需要再生.此时,备用反应器投入运转,而另一台反应器将停下对催化剂
再生.催化剂再生以后至另一台运转反应器的催化剂需要再生以前,该反应器处
于备用状态。
尽管这套烷基化工艺同目前国内传统乙苯生产工艺相比,具有无污染、无腐
蚀和流程简单等特点,但由于该烷基化反应器使用的“ZSM-5”催化剂适用的工
艺条件非常苛刻,即它的抗毒和抗积炭性相当脆弱,因此,该催化剂的正常使用
寿命只有1a左右的时间。当前,如何延长乙苯反应器的运转周期和催化剂的
使用寿命已成为国际苯乙烯生产工艺的一个难题。
1、烷基化反应器单台运行改并联运行方案的提出
乙苯装置自1996年开车投产以来,由于严格控制装置生产负荷,并同时采
取了优化烷基化反应器操作的数项举措,使当时的烷基化反应器运转周期基本
接近或达到国内外同类规模的最好水平(60d)。自从公司改扩建乙烯装置为
16万吨/年后,为苯乙烯装置提供了充足的乙烯原料,按照公司生产要求,苯
乙烯装置须高负荷运行。为此,将乙苯装置乙烯负荷提高到了原设计能力的
120%。但高负荷运行不久,发现乙苯烷基化反应器入口压力及单床层压差、
总压差长势都非常迅速,预示着该反应器的催化剂积炭程度已相当严重。与此
同时,技术人员通过对装置尾气的定期取样分析,发现乙烯含量在呈逐渐递增
趋势,并且尾气量及乙苯残液量也都明显高于同期设计值。这一切预示着该反
应器催化剂的活性和寿命在逐渐降低。使当时的反应器运转周期不到30d就基
本达到再生要求。在此期间,催化剂频繁地再生加之每次昂贵的再生费用,使
当时的苯乙烯生产成本一直居高不下,使公司的经济效益和社会效益受到了很
大的影响。为此,设法使原单台反应器运转周期增长,减少再生对催化剂寿命
的影响刻不容缓。技术攻关人员通过多次工艺调整、试验和分析,发现用备用
反应器并联的讨论--第2页
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反应器与运行反应器实行并联运行(见图1、2),共同完成烷基化反应,可以
显著地控制催化剂上的积炭速率,并能长时间保持较好的催化活性和选择性。
图1改造前单台运行状态
图2并联后物料流向
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