[发明专利]一种干气制乙苯的工业化生产和再生的方法

说明书

本发明提供了一种干气制乙苯的工业化生产和再生的方法，主要解决干气制乙苯工业化生产过程中的再生问题，同时解决了尾气脱苯和热量利用的问题。其特点在于两个并联的固定床反应器内装填同一种特征催化剂，该催化剂在适宜的操作条件下能催化烷基化反应和/或烷基转移反应。正常工况下，两个反应器并联开，烷基化反应器内主要发生乙烯与苯的烷基化反应，烷基转移反应器内主要发生苯与多乙苯的烷基转移反应。当其中一个反应器催化剂器内再生时，另一个反应器中原料干气正常进料，正常生产。本发明的两个反应器在正常生产和再生操作之间能灵活切换，当一个反应器再生的时候不影响另一个反应器的正常运行。与目前工业上采用的再生方法相比，再生期间装置不停车，不损失含乙烯的原料气，大大提高了炼厂的经济效益。

技术领域

本发明提供了一种干气制乙苯的工业化生产和再生的方法。具体地说是一种将含乙烯的干气转化为高附加值的乙苯产品的方法，该方法适用于不同乙烯浓度和不同来源的干气，在工业化生产过程中、以及催化剂再生工况下，装置不停车，均能得到理想的乙苯产品。

背景技术

乙苯是一种重要的有机化工原料，主要用来生产苯乙烯，进而生产聚苯乙烯、工程塑料和丁苯橡胶等。近年来，随着经济的发展，我国对乙苯的需求不断增长，常年处于供不应求的状态，每年有超过40％的需求依赖进口。

同时，随着我国炼油工业的不断发展，炼厂内副产大量的干气尾气，其中的乙烯数量可观，通常被作为燃料或直接放火炬烧掉，造成了资源的巨大浪费。而干气制乙苯技术能有效地利用这部分作为燃料使用的干气，生产出市场上供不应求的高附加值乙苯产品，能较大程度地提高炼厂的经济效益。

干气制乙苯技术是由上世纪中叶开始发展起来的乙烯制乙苯技术延展而来的，原料由高浓度的乙烯或纯乙烯变成了含乙烯浓度较低的稀乙烯或干气。

干气制乙苯，是指在分子筛催化剂的作用下，干气中的乙烯与苯发生烷基化反应生成乙苯。为了提高乙苯的产量，通常在烷基化反应器之后设置一个烷基转移反应器，使烷基化反应副产的二乙苯等与苯发生烷基转移反应，再次生成目标产物乙苯。在现有的已经工业化的方法中，烷基化反应和烷基转移反应分别在前后两个反应器中进行，原料干气和苯先进入烷基化反应器，随后的产物和循环苯一起，进入烷基转移反应器。原料干气只进烷基化反应器，不进烷基转移反应器，烷基化反应只在一个反应器中进行，另一个反应器中只进行烷基转移反应。

目前国内已经工业化的稀乙烯干气制乙苯的装置很多都是气相法工艺路线。气相法干气制乙苯工艺要求反应温度高，其反应机理和强放热反应的热效应也决定了催化剂容易结焦失活的特点。目前已经工业化的干气制乙苯技术普遍采用催化剂停工再生的方式，当两个反应器中任一个反应器需要再生的时候，整套装置都要停工。一般地，工业装置上烷基化反应催化剂和烷基转移反应催化剂的反应周期都不到一年，对单个反应器而言，一年再生两次，期间将有16天的乙烯被烧掉，损失乙烯1500吨，按照每吨2000元计算，一年损失约300万元；两个反应器一年损失约600万元。

为此，很多研究人员通过优化工艺流程和改进催化剂性能，降低反应温度，或是提高进料中乙烯浓度，降低苯烯比，等等，期望在提高乙苯产品收率和纯度的同时，缓解催化剂的失活，减少催化剂的再生频率，延长装置的运行周期。

CN2012104578346中公开了一种用于乙烯与苯反应制乙苯的催化剂及其制备方法和应用。该方法的催化剂包括两种改性分子筛，即改性ZSM-5分子筛和改性超稳Y型分子筛。该催化剂在气相烷基化反应状态下，能降低反应温度并维持较低的反应压力(反应温度300～450℃，反应压力0.5～1.0MPa)。由于反应温度的降低，催化剂积碳失活速率减慢，单程寿命延长；同时催化剂的活性、选择性和稳定性会相应的增强，有利于生产装置的长周期运转；另外，反应温度的降低必然会导致能耗降低。