[發(fā)明專利]一種強化苯和乙烯制備乙苯的智能反應(yīng)系統(tǒng)及工藝

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• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN112830860A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志炳;周政;孟為民;王寶榮;楊高東;羅華勛;張鋒;李磊;楊國強;田洪舟;曹宇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京延長反應(yīng)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C07C2/68
• 分類號: C07C2/68;C07C7/00;C07C7/04;C07C7/10;C07C15/073;B01J19/00
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本發(fā)明涉及一種強化苯和乙烯制備乙苯的智能反應(yīng)系統(tǒng)及工藝，包括：烷基化反應(yīng)單元、蒸氣回收單元、沉降單元、水洗單元、精餾單元、微界面發(fā)生器和智能控制單元。本發(fā)明通過加裝微界面發(fā)生器對乙烯進行處理，破碎乙烯使其形成微米尺度的微米級氣泡，使乙烯微米級氣泡與苯混合形成氣液乳化物，以增大氣液兩相的相界面積，提高乙烯和苯的反應(yīng)效率，提高苯利用率，降低乙苯的生產(chǎn)成本，通過智能控制單元，工作人員可以通過移動設(shè)備隨時了解由智能傳感模塊傳回的各個數(shù)據(jù)的實時情況，并可通過改變預(yù)設(shè)值實現(xiàn)對整個反應(yīng)器內(nèi)溫度和壓強的精確控制，進一步提高反應(yīng)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及苯和乙烯制備乙苯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種強化苯和乙烯制備乙苯的智能反應(yīng)系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)

乙苯是一個芳香族的有機化合物，由于苯環(huán)上連有乙基，故使苯環(huán)活化，比苯更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，作為有機化工生產(chǎn)過程中重要的一種原料，主要用于在石油化學(xué)工業(yè)烷基化生產(chǎn)苯乙烯，隨后進一步反應(yīng)制取聚苯乙烯、ABS樹脂，離子交換樹脂等，所制成的苯乙烯一般被用來制備常用的塑料制品——聚苯乙烯，少量直接用于合成生產(chǎn)苯乙酮等中間體。也用于香料以及做有機溶劑使用，當(dāng)今全球過半的乙苯產(chǎn)出并消耗于美國、日本、韓國、中國臺灣和中國大陸。乙苯的生產(chǎn)和消費隨著經(jīng)濟的發(fā)展還會不斷增長，尤其是在中國大陸。2015-2016年間中國大陸的乙苯產(chǎn)量約為900萬噸，因其下游產(chǎn)物具有廣泛的應(yīng)用前景，對國家發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

工業(yè)生產(chǎn)中90％以上的乙苯均以乙烯和苯為原料進行烷基化反應(yīng)制得，主要的合成方法為AlCl₃法和Alkar法。其中AlC1₃法采用的是典型的Friedel-Crafts工藝,用AlCl₃配合物為催化劑，有A1C1₃液相法和均相A1Cl₃法之分，其工藝流程組成結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高，操作費用低廉；Alkar法乙苯工藝使用稀乙烯作為烷基化反應(yīng)的乙烯源。Alkar法的催化劑為以Al₂O₃為骨架的BF₃催化劑。稀乙烯作為反應(yīng)原料，其濃度可以低至8％-10％，Alkar法的催化劑活性高，壽命及再生周期長，工藝流程簡單，能耗低，在乙烯轉(zhuǎn)化率、乙苯收率和乙苯選擇性方面表現(xiàn)良好。

中國專利公開號：CN102267859B公開了用于一種用乙烯生產(chǎn)乙苯的方法，(1)含乙烯和惰性組分的氣體混合物，分成N份，分別通過管線從氣相入口進入烷基化反應(yīng)器的第N吸收段底部，與來自烷基化反應(yīng)器頂部吸收劑入口的吸收劑在吸收段接觸；烷基化反應(yīng)器設(shè)有N個吸收段和N個反應(yīng)段，吸收劑中，乙苯和多乙苯的質(zhì)量含量為30-90％，(2)吸收了乙烯的吸收劑向下流動，在反應(yīng)段反應(yīng)生成乙苯和多乙苯，吸收劑在烷基化反應(yīng)器中，依次經(jīng)過各個吸收段和反應(yīng)段，反應(yīng)后的氣相和液相烴化液，送往后續(xù)工段。由此可見，所述方法存在以下問題：

第一，所述方法中僅通過將乙烯和惰性組分的氣體混合物通入烷基化反應(yīng)器與苯發(fā)生烷基化反應(yīng)獲得乙苯，其中氣相組分乙烯進入烷基化反應(yīng)器形成大氣泡，然而由于氣泡體積過大，無法與液相組分苯分充分接觸，降低了系統(tǒng)的反應(yīng)效率。

第二，所述方法中乙烯與苯反應(yīng)速率降低，導(dǎo)致乙烯利用率降低，很大程度上造成原料的浪費，增加了乙苯的生產(chǎn)成本，不符合現(xiàn)有的循環(huán)經(jīng)濟的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供一種強化苯和乙烯制備乙苯的智能反應(yīng)系統(tǒng)及工藝，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中組分間混合不均勻產(chǎn)生副產(chǎn)物導(dǎo)致的系統(tǒng)反應(yīng)效率低的問題。

一方面，本發(fā)明提供一種強化苯和乙烯制備乙苯的智能反應(yīng)系統(tǒng)，包括：

烷基化反應(yīng)單元，用以為乙烯和苯提供反應(yīng)場所；

蒸氣回收單元，其與所述烷基化反應(yīng)單元相連，用以為烷基化反應(yīng)單元輸出氣相組分進行冷凝回收；

沉降單元，其與所述烷基化反應(yīng)單元相連，用以為烷基化反應(yīng)單元輸出烷基化液相組分進行冷凝，并對烷基化液相進行沉降分離；