苯乙烯保護(hù)反應(yīng)器生產(chǎn)乙苯工藝研發(fā)

摘要：本文從苯乙烯保護(hù)反應(yīng)器生產(chǎn)乙苯工藝國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢，項(xiàng)目開發(fā)的目的、意義、達(dá)到的技術(shù)水平及市場前景、主要內(nèi)容、目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)創(chuàng)新之處，主要技術(shù)指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：苯乙烯;工藝;研發(fā)

一.國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢

苯乙烯是重要的基本有機(jī)化工產(chǎn)品，由于90%的工業(yè)苯乙烯都采用乙苯絕熱催化脫氫工藝路線制備，而該過程是石油化工生產(chǎn)中典型的催化反應(yīng)過程，因此，相應(yīng)催化劑的研究開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)及更新?lián)Q代就成為苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)的核心。目前，國外苯乙烯催化劑市場被南方化學(xué)集團(tuán)公司、標(biāo)準(zhǔn)催化劑公司、巴斯夫公司、陶氏化學(xué)公司等4大集團(tuán)所壟斷。我國茉乙烯生產(chǎn)技術(shù)與世界先進(jìn)水平相比存在明顯差距，主要表現(xiàn)在裝置生產(chǎn)規(guī)模小，物耗能耗高，運(yùn)行周期短等方面。其制約因素就是現(xiàn)有國產(chǎn)苯乙烯選擇性都落后于世界先進(jìn)水平。

乙苯生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)歷了污染型生產(chǎn)工藝到以分子篩為代表環(huán)境友好生產(chǎn)工藝，預(yù)示著乙苯生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了比較成熟的開發(fā)階段。分子篩固體酸催化劑的開發(fā)成功不僅顯著提高了乙苯生產(chǎn)效率和成本，為乙苯生產(chǎn)帶來了革命性的變革，而且徹底解決了原工藝污染嚴(yán)重的嚴(yán)重的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好綠色化生產(chǎn)。

我國乙苯生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)相對國外先進(jìn)技術(shù)起步比較晚，技術(shù)相對落后，主要以引進(jìn)消化吸收為主。自20世紀(jì)90年代中期，由于得到中國石化的大力重點(diǎn)開發(fā)，乙苯生產(chǎn)技術(shù)成為中國石化科技攻關(guān)“十條龍”之一，生產(chǎn)技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，部分指標(biāo)達(dá)到國外先進(jìn)技術(shù)水平，尤其是中科院大連化學(xué)物理研究所開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的干氣制乙苯技術(shù)如今已達(dá)到世界先進(jìn)水平，目前已經(jīng)開發(fā)出第四代催化劑和工藝，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。

催化精餾工藝生產(chǎn)乙苯技術(shù)必將是今后開發(fā)的重點(diǎn)，隨著亞洲和中東地區(qū)大型苯乙烯裝置的陸續(xù)建成投產(chǎn)，勢必會(huì)導(dǎo)致更多的國外產(chǎn)品流入我國，對我國苯乙烯行業(yè)的發(fā)展造成一定的影響。而國內(nèi)苯乙烯生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小，生產(chǎn)技術(shù)相對落后，在國內(nèi)外市場上缺乏競爭力。因此，應(yīng)盡快采用先進(jìn)技術(shù)對現(xiàn)有裝置進(jìn)行技術(shù)改造，逐步提高裝置的規(guī)模和工藝技術(shù)水平。

二.項(xiàng)目開發(fā)的目的、意義

本項(xiàng)目主要是提高保護(hù)反應(yīng)器內(nèi)部催化劑吸收堿性氮等催化劑毒物的能力，降低乙烯和苯的反應(yīng)溫度，使保護(hù)反應(yīng)器能夠投用乙烯，增加產(chǎn)能同時(shí)降低能耗。可從技術(shù)上彌補(bǔ)保護(hù)反應(yīng)器無法投用乙烯的局限，提高保護(hù)反應(yīng)器催化劑的保護(hù)能力，減少保護(hù)反應(yīng)器催化劑更換的頻率，達(dá)到增加產(chǎn)能，節(jié)能降耗的目的。開展該項(xiàng)目的研發(fā)，對企業(yè)以至于整個(gè)石油化工行業(yè)都具有較大的積極意義，項(xiàng)目的成功開發(fā)能夠有效提高反應(yīng)器的性能和技術(shù)水平，帶動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

三.本項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場前景

本項(xiàng)目依托公司科技研發(fā)人員技術(shù)優(yōu)勢自主獨(dú)立開發(fā)苯乙烯保護(hù)反應(yīng)器生產(chǎn)乙苯工藝，能夠使保護(hù)反應(yīng)器直接投用乙烯，增加產(chǎn)能，同時(shí)提高保護(hù)催化劑的保護(hù)能力，減少催化劑的更換頻率，節(jié)能降耗，提高乙苯的產(chǎn)量。達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

本項(xiàng)目廣泛應(yīng)用于化工技術(shù)領(lǐng)域，適用于苯乙烯裝置，近年來因?yàn)楸Ｗo(hù)反應(yīng)器無法投用乙烯，造成產(chǎn)能無法提高，以及保護(hù)反應(yīng)器催化劑低溫情況下對堿性氮等抵抗能力較弱，造成催化劑再生時(shí)間縮短，保護(hù)反應(yīng)器催化劑使用壽命短，全球?qū)Ρ揭蚁┬枨罅糠€(wěn)步增加，苯乙烯系列樹脂的產(chǎn)量居世界五大合成材料第三位。就我國來說，苯乙烯產(chǎn)能嚴(yán)重不足，每年都需要進(jìn)口大量的苯乙烯。因其產(chǎn)量巨大，苯乙烯的生產(chǎn)工藝和節(jié)能研究一直為人關(guān)注。該項(xiàng)目通過低溫型催化劑的使用，使保護(hù)反應(yīng)器在低溫情況下直接投用乙烯進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到增加產(chǎn)能的目的，同時(shí)通過反應(yīng)的進(jìn)行升高保護(hù)反應(yīng)器床層溫度，提高抗催化劑毒物的能力。項(xiàng)目具有客觀的市場前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

四.項(xiàng)目主要內(nèi)容、目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)

主要內(nèi)容：由于涉及原因保護(hù)反應(yīng)器前沒有加熱器，保護(hù)反應(yīng)器溫度無法達(dá)到原有催化劑的反應(yīng)溫度，造成保護(hù)反應(yīng)器催化劑在低溫狀態(tài)下無法到達(dá)更好的保護(hù)作用，容易造成烴化反應(yīng)器催化劑床層失活，造成停車再生，或降低產(chǎn)量。深入研究生產(chǎn)乙苯工藝的機(jī)理，充分認(rèn)識催化劑的結(jié)構(gòu)對性能的影響，研究乙苯制備技術(shù)，開展催化劑應(yīng)用技術(shù)的研究。將本項(xiàng)目裝置更換為低溫催化劑后催化劑能夠在現(xiàn)有的溫度情況下進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)能夠達(dá)到給后部系統(tǒng)進(jìn)口物料升溫的目的，減少開車的過程中高壓蒸汽的使用量，升高保護(hù)反應(yīng)器床層溫度，達(dá)到更好的吸附作用，增加吸附能力，延長保護(hù)反應(yīng)器催化劑的使用壽命，保證烴化和反烴化催化劑的使用周期，延長檢修周期。達(dá)到節(jié)能、降耗的目的。

目標(biāo)：本項(xiàng)目開發(fā)的目的主要是使用低溫型催化劑，保護(hù)反應(yīng)器直接投用乙烯，使苯和乙烯反應(yīng)產(chǎn)生乙苯，提高乙苯的產(chǎn)量，提高保護(hù)床層溫度，增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期。

涉及的關(guān)鍵技術(shù)：

1.改變目前人工裝填催化劑對催化劑損傷大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、裝填均勻性差的狀況，改用機(jī)械裝置真空裝填的方法，對裝填技術(shù)和裝填機(jī)械進(jìn)行研究，對催化劑的拆卸技術(shù)進(jìn)行專門研究，以達(dá)到保護(hù)關(guān)鍵設(shè)備反應(yīng)器的目的。

2.使用低溫型催化劑，保護(hù)反應(yīng)器直接投用乙烯，使苯和乙烯反應(yīng)，提高保護(hù)床層溫度，增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期。

五.技術(shù)創(chuàng)新之處

1、原來的保護(hù)反應(yīng)器只是作為保護(hù)床層，不參與到整個(gè)反應(yīng)中間來，現(xiàn)在將保護(hù)反應(yīng)器裝入低溫型催化劑，保護(hù)反應(yīng)器通入乙烯，使苯和乙烯在低溫催化劑的作用下生產(chǎn)原料乙苯。

2、原來工藝條件是苯和乙烯在200℃的條件下反應(yīng)生成乙苯，使用低溫催化劑后苯和乙烯在160℃左右就可以反應(yīng)生成乙苯， 增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期，節(jié)能降耗，提高乙苯的產(chǎn)量。

3、催化劑自動(dòng)裝填方法能夠適用于不同反應(yīng)容器、不同種類催化劑的密相裝填，可操作性高，控制精確，能夠滿足不同的裝填環(huán)境的需要，可以實(shí)現(xiàn)裝填過程的連續(xù)化、自動(dòng)化、智能化。

六.主要技術(shù)指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

直徑：1.7mm;堆積密度：450-500 g/mL;長度：5-8 mm;耐壓強(qiáng)度：≥10 N;

比表面積：≥420 m2/g;孔容：≥0.40 ml/g。

七、總結(jié)

本項(xiàng)目開發(fā)的目的主要是使用低溫型催化劑，保護(hù)反應(yīng)器直接投用乙烯，使苯和乙烯反應(yīng)，提高保護(hù)床層溫度，增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期。達(dá)到增加產(chǎn)能的目的，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：蘇勝平（1973-），男，漢，本科，專業(yè)化學(xué)工程與工藝，總工，研究方向：化工工藝管理。