乙苯回收塔、苯/甲苯塔操作對乙苯脫氫反應的影響

劉 杰

（海南實華嘉盛化工有限公司，海南 洋浦 578001）

乙苯回收塔、苯/甲苯塔操作對乙苯脫氫反應的影響

劉 杰

（海南實華嘉盛化工有限公司，海南 洋浦 578001）

摘 要：分析了乙苯脫氫反應苯乙烯收率低的原因，提出了乙苯回收塔塔底的循環(huán)乙苯中甲苯含量高會影響脫氫反應苯乙烯收率，苯/甲苯塔頂回收苯中的甲苯含量高會增加乙苯產品中?甲苯的含量，進而影響苯乙烯的收率。通過優(yōu)化操作條件，可降低循環(huán)乙苯中的甲苯含量，穩(wěn)定回收苯中甲苯含量，脫氫反應中苯乙烯的收率提高了0.13%，年可增加苯乙烯產量198t，增收158萬元人民幣。

關鍵詞：苯乙烯 ；乙苯回收；苯/甲苯；乙苯脫氫

苯乙烯是重要的有機化工原料，主要是以乙苯為原料經催化脫氫生成。在生產過程中，乙苯回收塔塔底產物循環(huán)乙苯與新鮮乙苯一同進入乙苯蒸發(fā)器，再與210kPa蒸汽混合被乙苯蒸發(fā)器蒸發(fā)后進入脫氫反應系統(tǒng)，催化脫氫生成苯乙烯及其副產物。苯乙烯精餾過程中，苯/甲苯塔塔頂苯進入原料苯罐，作為原料進入烷基化反應器生成中間產物乙苯。循環(huán)乙苯中甲苯含量對乙苯脫氫反應苯乙烯的單程收率有著較大的影響，原料苯中的甲苯對產品乙苯中甲苯的含量有較大的影響。為了解決上述問題，我們對乙苯回收塔和苯/甲苯塔進行了調整操作，降低了乙苯脫氫進料乙苯中甲苯的含量，穩(wěn)定了苯/甲苯塔塔頂的甲苯含量，提高了苯乙烯的收率。

1 乙苯脫氫反應苯乙烯收率低的原因分析

1.1 乙苯回收塔塔底循環(huán)乙苯中甲苯含量高

乙苯回收塔的主要作用是利用乙苯與甲苯的沸點不同，將循環(huán)乙苯中的甲苯等輕組分脫除，提高回收乙苯的純度，返回脫氫反應器催化脫氫反應生成苯乙烯。在操作中，該塔壓力為0.056MPa，塔頂溫度為114℃，塔底溫度為155℃。經化驗分析，塔底甲苯含量為10.25wt%，乙苯含量只有86.21wt%，顯然在精餾過程中塔底甲苯含量偏高，因此塔底溫度控制過低是該塔提餾段采出的乙苯含量低的主要原因。其次，為了不將乙苯帶入塔頂，控制較低的塔頂溫度，也是塔底甲苯含量高的重要原因。

1.2 苯/甲苯塔的塔頂甲苯含量高

圖1 苯/甲苯塔塔頂甲苯含量趨勢圖

如圖1所示，苯/甲苯塔塔頂甲苯含量為4wt%～9wt%，而設計中要求為0.1wt%，高于設計要求，原料苯中甲苯含量增加會對乙苯產品中甲苯含量的增加起著顯著的作用。

2 應對措施

2.1 乙苯回收塔

由于乙苯回收塔的溫度長期偏低，使得甲苯在系統(tǒng)中累積量增加，為此，我們將該塔的塔底溫度升高，使塔底的甲苯蒸至塔頂，降低塔底乙苯中的甲苯含量。

圖2 乙苯回收塔塔底溫度調整前后變化趨勢圖

圖3 乙苯回收塔塔底甲苯含量調整前后變化趨勢圖

如圖2和圖3所示，從9月底，塔底溫度由155.5℃左右開始升溫，經過大約半個月的時間達到158.5℃左右，溫度趨于平穩(wěn)，最終穩(wěn)定在157.5℃，使乙苯回收塔塔底的甲苯含量降低至4%左右。

2.2 苯/甲苯塔

甲苯作為副產品外賣，而GB/T 3406-2010規(guī)定，甲苯中苯含量不大于0.1wt%。如前所述，該塔操作條件比較苛刻，在保證塔底甲苯產品合格的前提下，操作負荷已達到最大，因此塔頂苯中甲苯含量無法達到設計值。

圖4 乙苯產品中二甲苯含量趨勢圖

3 各項參數調整前后數據對比

公司在2015年9月底開始調整，多次小幅升溫，觀察數據變化，經過將近半個月的穩(wěn)定期，乙苯回收塔在增加塔底蒸汽量，提高塔底溫度，增加回流量的情況下，通過化驗分析得出，10月份的分離效果明顯好轉。

表1 乙苯回收塔調整前后操作條件對比

表2 乙苯回收塔塔底調整前后組成對比

表3 脫氫反應器進料調整前后組成對比

表4 脫氫反應器出料調整前后組成對比

由表1～4可以看出，調整后乙苯回收塔塔底組成中甲苯含量大幅降低，由之前的10.25%降為3.32%，而脫氫反應器進料中甲苯含量也從1.18%降為0.84%，效果顯著。計算得出，在之后的脫氫反應中苯乙烯的收率由61.90%提高至62.03%，因此乙苯回收塔塔底乙苯中甲苯含量的降低，使得脫氫反應器進料中甲苯含量降低，乙苯含量增加，最終使得反應后苯乙烯的收率升高。

4 經濟效益分析

由于操作的調整，苯乙烯的單程收率從61.90%升至62.03%，在乙苯/苯乙烯分餾塔進料一定的情況下，按現在本裝置脫氫液進料量17600kg·h-1，可年增苯乙烯產量198t，按苯乙烯產品價格8000 元·t-1計算，公司每年可增加工業(yè)產值158萬元人民幣，經濟效益顯著。

5 總結

對乙苯回收塔操作進行調整后，大幅降低了脫氫反應乙苯進料中甲苯的含量，使苯乙烯的收率增加。苯/甲苯塔由于塔底甲苯產品的質量要求，塔頂苯中甲苯含量高于設計值，由于該塔本身塔頂采出量不大，通常在100kg·h-1左右，對乙苯產品中甲苯含量的影響微乎其微。但是操作中也應該保證該塔的穩(wěn)定，密切觀察乙苯中甲苯含量的變化，及時做出調整。綜上所述，乙苯回收塔和苯/甲苯塔的操作狀態(tài)對脫氫反應有較大影響，應當在工藝優(yōu)化過程中對其予以關注。

參考文獻：

［1]王利，劉盛林，趙雪松，等.催化裂化干氣制乙苯過程中甲苯生成研究［J］.天然氣化工，2006（4）:8-12.

［2]馬獻波，阮復昌.工藝雜質對稀乙烯法制乙苯烷基化反應的影響［J］.工業(yè)催化，2014（8）:632-636.

中圖分類號：TE 624.4+31

文獻標識碼：B

文章編號：1671-9905（2016）02-0047-03

收稿日期：2015-12-05

Influence of Ethyl Benzene Recovery Tower and Benzene/ Methylbenzene Tower Operation on Dehydrogenation of Ethylbenzene

LIU Jie
（Hainan Shihua Jiasheng Chemical Co. Ltd.， Yangpu 578001， China）