優(yōu)化異丙苯裝置工藝操作 提升高附加值產(chǎn)品二異丙苯產(chǎn)量

祁永軍

（蘭州翔鑫工貿(mào)有限責任公司，甘肅 蘭州 730060）

一、概述

S-ACTTM 異丙苯工藝采用分子篩催化劑，采用苯和丙烯為原料生產(chǎn)高純度異丙苯。S-ACTTM 工藝采用高效液相烷基化和烷基轉(zhuǎn)移催化劑，具有低苯烯比、高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性的突出特點。高活性體現(xiàn)催化劑裝填量少，反應(yīng)器體積小，丙烯轉(zhuǎn)化率高達100%。苯和丙烯高選擇性地生成了異丙苯，抑制了異丙苯進一步烷基化生成二異丙苯。目前異丙苯裝置設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為20000t/年異丙苯和1000t/年二異丙苯，異丙苯產(chǎn)品為主導產(chǎn)品，二異丙苯為副產(chǎn)品。生產(chǎn)原理烷基化反應(yīng)器中的主要反應(yīng)為苯和丙烯在催化劑作用下生成異丙苯，少量異丙苯進一步和丙烯反應(yīng)生成二異丙苯。其反應(yīng)機理

BFC-12 催化劑對單取代的異丙苯選擇性很高，二異丙苯生成量較少，幾乎不會生成三異丙苯。二異丙苯的生成量主要是通過苯/丙烯進料比和丙烯的分段進料方式來控制。

二、項目實施的目的和意義

2019年10月20000t/年異丙苯環(huán)保升級改造項目投料一次開車成功，改造后的異丙苯裝置采用BFC-12 催化劑代替原三氯化鋁法異丙苯生產(chǎn)工藝，改造后異丙苯產(chǎn)能由10000t/年提高到20000t/年，產(chǎn)量增加了一倍，異丙苯、二異丙苯兩種產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高，改造后二異丙苯含量由96%提高到99%以上，由改造前的合格品達到優(yōu)級品指標，產(chǎn)品質(zhì)量的提升，打開了二異丙苯產(chǎn)品的市場，由于二異丙苯為副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1t 異丙苯，產(chǎn)出約0.05-0.1t 二異丙苯，裝置滿負荷正常生產(chǎn)時，每天二異丙苯產(chǎn)出在5-6t，每月產(chǎn)量也只有150-180t，隨著產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提升，市場的拓展，二異丙苯需求也不斷增加，異丙苯、二異丙苯產(chǎn)品產(chǎn)銷不平衡現(xiàn)象凸顯，出現(xiàn)了異丙苯產(chǎn)出過剩、二異丙苯產(chǎn)出供不應(yīng)求的現(xiàn)象，尤其在2020 年3月，受新冠肺炎疫情影響，國內(nèi)石化產(chǎn)品受到?jīng)_擊，我廠產(chǎn)品異丙苯銷量低迷，二異丙苯銷量良好，導致異丙苯庫存偏高，產(chǎn)品二異丙苯庫存偏低，裝置生產(chǎn)面臨因異丙苯堵庫而停車得風險，另外二異丙苯產(chǎn)品是高附加產(chǎn)品，每噸價格較異丙苯產(chǎn)品高40%，經(jīng)濟效益十分顯著，因此優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高二異丙苯產(chǎn)量意義重大。

2020 年方案實施后統(tǒng)計數(shù)據(jù)（2020 年3—7 月方案實施期間）

三、項目實施的技術(shù)思路

根據(jù)烷基化反應(yīng)機理，反應(yīng)器中的主要反應(yīng)為苯和丙烯在催化劑作用下生成異丙苯，少量異丙苯進一步和丙烯發(fā)生反應(yīng)生成二異丙苯這一過程，并和上海石油化工研究院的技術(shù)專家進行探討咨詢，在生產(chǎn)過程中將產(chǎn)出部分異丙苯返回到烴化反應(yīng)器，與烴化反應(yīng)器中的丙烯發(fā)生歧化反應(yīng)再生成二異丙苯和苯，從而達到降低異丙苯產(chǎn)出，提高二異丙苯產(chǎn)量的目的。具體從烴化反應(yīng)系統(tǒng)和精餾脫苯系統(tǒng)進行工藝優(yōu)化和調(diào)整。烴化反應(yīng)器調(diào)整苯、丙烯的加料和苯稀比，控制并穩(wěn)定好一定的反應(yīng)溫度，適當提高烴化器中二異丙苯含量，降低異丙苯含量；脫苯塔適當提高塔頂溫度，使少許異丙苯從脫苯塔塔頂蒸出，同回收苯一同進入烴化器與丙烯進行歧化反應(yīng)生成二異丙苯。

四、工藝優(yōu)化具體措施

（一）烴化單元工藝調(diào)整

1.適當降低干苯塔加料量，減小其塔釜向干苯罐采出量，干苯塔加料量由6-9t/h 降低至4-7t/h，T-101 塔釜采出量由4-5t/h 降低至2-3t/h。

2.控制烷基化反應(yīng)器干苯加料量在4.5-5t/h 之間，丙烯加料量在760-800kg/h 之間。

3.控制烷基化反應(yīng)器溫度在150-165℃之間，維持系統(tǒng)壓力2.5MP。

4.R-101 烴化液組成分析頻次由1 次/每班增加為2 次/每班，便于更好的判斷工藝調(diào)整的效果。

（二）精餾單元工藝調(diào)整

1.適當提高脫苯塔塔釜、塔頂溫度，控制脫苯塔塔頂組分異丙苯含量在3-6%之間；脫苯塔塔釜溫度由原控制范圍166-170℃調(diào)整到168-172℃之間；塔頂溫度由原控制范圍72-76℃調(diào)整到76-80℃之間；適當增加脫苯塔回流量，降低塔頂采出量，以增加塔頂異丙苯含量升高。

2.由于脫苯塔側(cè)采不能穩(wěn)定的控制循環(huán)苯中異丙苯的含量，保持脫苯塔側(cè)采系統(tǒng)關(guān)閉。

3.在塔頂組分非芳烴含量合格的前提下，打開回流罐至干苯罐溢流管線，將脫苯塔回流罐內(nèi)物料適當?shù)囊缌魅敫杀焦?，減小脫苯塔回流罐至回收苯罐的采出量，保持脫苯塔回流罐的液面在30-60%之間。

（三）主要分析項目的調(diào)整

1.烴化器出口烴化液中異丙苯含量由20-35%變更為25-40%，分析頻次由原1 次/8 小時變更為1 次/4 小時。

2.烴化器出口烴化液中苯含量由≥60%變更為≥50%。

3.P-202 出口異丙苯含量由≤3%變更為≤10%，分析頻次由原1 次/4小時變更為1 次/2 小。

4.P-101 出口異丙苯含量由≤2%變更為≤10%。

5.P-101 出口苯含量由≥90%變更為≥85%。

五、項目實施后效果

（一）方案實施前后二異丙苯與異丙苯相對比（2019 年方案實施前）

（二）由上表數(shù)據(jù)可見：二異丙苯增加方案實施后，二異丙苯與異丙苯相對比由平均10%提高到平均20%左右，而方案實施前10%左右的相對比正符合工藝包提供方上海石油化工研究院設(shè)計值，說明此方案實施后大幅度提高了高附加值二異丙苯產(chǎn)品占比，可產(chǎn)生更高的經(jīng)濟效益。從2020年3 月13 日，二異丙苯增產(chǎn)方案開始實施，至2020 年7 月23 日結(jié)束，項目實施共計130 天，方案實施期間，經(jīng)裝置標定統(tǒng)計，二異丙苯產(chǎn)量較實施前增加1.5t/班，每天增產(chǎn)4.5t，共計增產(chǎn)二異丙苯1.5*3*130=585t，增效約100 多萬元。

（三）方案實施后，經(jīng)標定統(tǒng)計能物耗、產(chǎn)品和實施前指標數(shù)據(jù)對比

從以上數(shù)據(jù)可以看出，方案實施后，產(chǎn)品二異丙苯能物耗單耗比實施前均有下降，說明此方案的實施，不僅增加了高附加值二異丙苯的產(chǎn)量，而且降低了原料和動力能源的消耗，經(jīng)濟效益十分明顯。

六、結(jié)論

二異丙苯增產(chǎn)方案，僅僅通過調(diào)整工藝操作指標和優(yōu)化主要工藝參數(shù)就能實現(xiàn)生產(chǎn)高附加值二異丙苯產(chǎn)品，避免了裝置因異丙苯產(chǎn)品堵庫造成裝置停車，確保生產(chǎn)裝置能夠連續(xù)平穩(wěn)運行提供了寶貴的技術(shù)經(jīng)驗，對提高生產(chǎn)裝置經(jīng)濟效益具有很大的促進作用。通過方案實施，對主要關(guān)鍵技術(shù)指標得到了固化，今后在二異丙苯銷路暢通的前提下，實施應(yīng)用二異丙苯增產(chǎn)，生產(chǎn)高附加值二異丙苯，提高經(jīng)濟效益具有重大意義。