[發(fā)明專利]用于乙苯脫氫和氫氧化制苯乙烯的裝置

無效

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• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103120917A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 繆長喜;張惠明;宋磊;陳銅
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;C07C15/46;C07C5/48
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于乙苯脫氫和氫氧化制苯乙烯的裝置。?

背景技術

乙苯催化脫氫生成苯乙烯和氫氣是一個吸熱、分子數(shù)增多的平衡反應。提高反應溫度、降低反應壓力、使用高效能的脫氫催化劑，可提高乙苯的單程轉化率，但仍受到熱力學平衡的限制。乙苯脫氫-氫氣選擇性氧化工藝是在乙苯催化脫氫的基礎上增加氫氣選擇性氧化反應的新工藝。相對于乙苯催化脫氫工藝而言，該工藝主要具有兩點優(yōu)勢：(1)由于產物之一的氫氣被反應消耗，有利于乙苯脫氫反應向生成苯乙烯方向移動，從而提高反應的轉化率；(2)乙苯脫氫為吸熱反應，氫氣燃燒產生熱量為下一步脫氫提供熱量。國內外學者從20世紀80年代初開始研究開發(fā)乙苯脫氫-氫氣選擇性氧化技術，目前有UOP公司等公司對乙苯脫氫-氫氣選擇性氧化技術擁有專利，見美國專利US5994606、US6165352、US6858769，世界專利WO9633152。據(jù)上述專利報道，采用氫氧化技術后，乙苯轉化率從原先的65％左右提高到74％。?

世界上應用該技術建成投產的工業(yè)裝置有9套，分別位于美國、加拿大、伊朗，國內燕山石化也于2001年用該技術進行了苯乙烯裝置的改造。建成的裝置中，一般將氫氧化反應器置于一段和二段脫氫反應器之間，這類裝置只能將第一脫氫反應器產生的氫氣部分燃燒，無法將第二脫氫反應器產生的氫氣燃燒掉，因此該技術存在燒氫不充分，轉化率仍不高的問題。?

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是以往技術中乙苯轉化率低的問題，提供一種新的用于乙苯脫氫和氫氧化制苯乙烯的裝置，使乙苯脫氫過程中產生的氫氣大部分得以燃燒，促進乙苯脫氫反應向生成苯乙烯的方向移動，該裝置具有乙苯轉化率高的優(yōu)點。?

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種用于乙苯脫氫和氫氧化的裝置，包括兩個串聯(lián)的固定床乙苯脫氫反應器，其中在兩個串聯(lián)的固定床反應器之后還連接?有至少一個氫氧化反應器。?

上述技術方案中，優(yōu)選方案之一為兩個串聯(lián)的固定床反應器之后還連接有一個氫氧化反應器。優(yōu)選方案之二為兩個串聯(lián)的固定床反應器之后還連接有兩個氫氧化反應器。?

氫氧化反應器安裝前后的脫氫反應效果通過乙苯脫氫反應加以驗證，其過程簡述如下：?

將脫離子水和乙苯分別經(jīng)計量泵輸入預熱混合器，預熱后進入第一脫氫反應器，反應器采用電熱絲加熱，使之達到預定溫度。反應器內可填裝750毫升，粒徑為3毫米的催化劑。第二脫氫反應器與第一脫氫反應器串聯(lián)，在兩段脫氫反應器之后連接氫氧化反應器3，氫氧化反應器3中裝填氫氧化催化劑150毫升以及與第一和第二反應器相同體積的脫氫劑。反應器3流出的脫氫產物經(jīng)水冷凝后用氣相色譜儀分析其組成。

在兩個脫氫反應器之后引入氫氧化反應器，由于將前面兩只脫氫反應器中產生的氫氣大部分燃燒除去，進一步促進化學平衡向有利于苯乙烯生產的方向進行，同時燃燒產生的大量熱量作為第三反應器中脫氫反應所需的熱源，使之不需要另外的熱源，節(jié)省了過熱蒸汽爐的投資。同時，該方案優(yōu)于UOP公司報道的在兩只乙苯脫氫反應器之間增加一只氫氧化反應器的方案，因為燃燒的氫氣量更多，平衡移動更徹底，產生熱量更多。在第一脫氫反應器、第二脫氫反應器及氫氧化反應器入口溫度為620℃，水/乙苯重量比為1.3，空速0.5小時^-1，氫氧化反應器出口壓力為50kPaA的條件下，乙苯轉化率可達到78％，選擇性保持在95％以上，取得了較好的技術效果。?

下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述。?

具體實施方式

【實施例1】?

在第一脫氫反應器、第二脫氫反應器、氫氧化反應器中分別裝填中石化上海石油化工研究院生產的GS-10脫氫催化劑、GS-10脫氫催化劑及SHO-01氫氧化催化劑的條件下，控制三只反應器的入口溫度均為620℃，水/乙苯重量比為1.3，空速0.5小時^-1，氫氧化反應器出口壓力為50kPaA的條件下，將乙苯與水蒸汽混合均勻后依次通過一、二段脫氫反應器和氫氧化反應器。將反應產物經(jīng)冷凝后取樣進行色譜分析，得到乙苯轉化率、苯乙烯選擇性。?

【實施例2、3】?

反應器中催化劑裝填方式和裝填量同實施例1，只是將反應器的操作條件進行調整，具體見表1、2。反應效果見表3。?

【實施例4】?

增加一段氫氧化反應器，其余同實施例1，具體見表1、2。反應效果也見表3。?

【比較例1～4】?