本發(fā)明涉及一種乙烯與苯液相法烷基化反應(yīng)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于乙烯與苯在液相環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)制取乙苯的方法領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，國(guó)際上最先進(jìn)的乙苯生產(chǎn)工藝是Lummus/UOP和ExxonMobil/Washington液相法烷基化工藝技術(shù)，兩家工藝十分相似，且各有特點(diǎn)。

Lummus/UOP最具代表性的工藝技術(shù)為EBONE工藝技術(shù)，烷基化反應(yīng)器一般分為6-8段催化劑床層，每?jī)啥稳∫淮螣帷?000年以后，隨著苯/烯比的進(jìn)一步降低，更多的采用8段催化劑床層，每?jī)啥稳∫淮螣?。雖然增加了局部苯/烯比，但反應(yīng)熱減少，出料溫度達(dá)不到發(fā)生高壓蒸汽的要求。

ExxonMobil/Washington最具代表性的工藝技術(shù)為EBMAX工藝技術(shù)，烷基化反應(yīng)器分為6段催化劑床層+1段活性保護(hù)床，每?jī)啥稳∫淮螣帷?/p>

石油科學(xué)研究院是我國(guó)最早研制分子篩催化制乙苯工藝技術(shù)的單位，其循環(huán)烷基化工藝技術(shù)2000年9月成功應(yīng)用于燕山6萬(wàn)噸/年苯乙烯裝置改造。該工藝的特點(diǎn)是：原料在反應(yīng)器外混合，采用部分反應(yīng)產(chǎn)物循環(huán)以增加了局部苯/烯比。烷基化反應(yīng)器分為6段催化劑床層，每?jī)啥稳∫淮螣帷?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種在總的苯/烯比要求越來(lái)越小的情況下，為減少副反應(yīng)的發(fā)生，將乙烯分成8+1段分別進(jìn)入烷基化反應(yīng)器和保護(hù)反應(yīng)器的乙烯與苯液相法烷基化反應(yīng)系統(tǒng)。

本發(fā)明所述的乙烯與苯液相法烷基化反應(yīng)系統(tǒng)，包括乙烯進(jìn)料管、苯進(jìn)料管、保護(hù)反應(yīng)器、烷基化反應(yīng)器及蒸汽發(fā)生器，保護(hù)反應(yīng)器出口與烷基化反應(yīng)器底部入口連通，乙烯進(jìn)料管分成九條，其中第一乙烯進(jìn)料管連通保護(hù)反應(yīng)器催化劑床層，其余八條分別連通烷基化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置的八段催化劑床層，苯進(jìn)料管連通保護(hù)反應(yīng)器，第一乙烯進(jìn)料管通入的乙烯和苯進(jìn)料管通入的苯混合后進(jìn)入保護(hù)反應(yīng)器，且乙烯和苯每經(jīng)過(guò)三段催化劑床層后通過(guò)蒸汽發(fā)生器取熱。

乙烯分成9股，8股分別進(jìn)入烷基化反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置的八段催化劑床層，一股進(jìn)入單獨(dú)設(shè)置的保護(hù)反應(yīng)器；乙烯和苯每通過(guò)三段催化劑床層后進(jìn)行取熱，出料經(jīng)最后三段化劑床層后不再取熱，直接進(jìn)入乙苯精餾單元。將乙烯分成8+1段分別進(jìn)入烷基化反應(yīng)器和保護(hù)反應(yīng) 器，每三段取一次熱，這樣既可以有效增加局部苯/烯比，又可以提高每三段出口溫度，產(chǎn)出裝置所需的3.5MPa以上的高壓蒸汽。

所述的保護(hù)反應(yīng)器入口處設(shè)置第一混合器，第一乙烯進(jìn)料管和苯進(jìn)料管經(jīng)過(guò)第一混合器混合后進(jìn)入保護(hù)反應(yīng)器內(nèi)部。乙烯和苯經(jīng)過(guò)混合后進(jìn)入保護(hù)反應(yīng)器內(nèi)部。

所述的保護(hù)反應(yīng)器出口與烷基化反應(yīng)器之間設(shè)置混合器G，八條連通烷基化反應(yīng)器的乙烯進(jìn)料管中最底部一條連接混合器G。

所述的烷基化反應(yīng)器內(nèi)的八段催化劑床層分成三組，由上至下依次為第一組、第二組及第三組，第一組和第二組均包括三段催化劑床層，第三組包括兩段催化劑床層，蒸汽發(fā)生器分別設(shè)置在相鄰的兩組之間。

所述的第一組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進(jìn)料管，第一組與第二組之間連接蒸汽發(fā)生器D，蒸汽發(fā)生器D的進(jìn)口和出口分別通過(guò)管道與烷基化反應(yīng)器連通，蒸汽發(fā)生器D出口與烷基化反應(yīng)器的管道上設(shè)置混合器E，與第一組連接的三條乙烯進(jìn)料管中最底部一條乙烯進(jìn)料管與混合器E連通。

所述的第二組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進(jìn)料管，第二組與第三組之間連接蒸汽發(fā)生器C，蒸汽發(fā)生器C的進(jìn)口和出口分別通過(guò)管道與烷基化反應(yīng)器連通，蒸汽發(fā)生器C出口與烷基化反應(yīng)器的管道上設(shè)置混合器F，與第二組連接的三條乙烯進(jìn)料管中最底部一條乙烯進(jìn)料管與混合器F連通。

所述的第三組的兩段催化劑床層連接一條乙烯進(jìn)料管，且該乙烯進(jìn)料管位于兩段催化劑床層之間。

本發(fā)明的有益效果是：

如果為適應(yīng)低苯/烯比的要求而采用八段乙烯進(jìn)料的方式(Lummus/UOP)，只能產(chǎn)生中低壓蒸汽。若公用工程中高壓蒸汽不足，需要裝置產(chǎn)生高壓蒸汽，就只能采用六段進(jìn)料的方式，其局部苯/烯比高于八段乙烯進(jìn)料的方式，故副反應(yīng)將會(huì)增多。本發(fā)明采用乙烯九段進(jìn)料、三段取熱的方式，既解決了為降低能耗普遍采用低苯/烯比帶來(lái)的局部苯/烯比下降引起的選擇性下降的問(wèn)題，同時(shí)又可以產(chǎn)出高壓蒸汽。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、乙烯進(jìn)料管；2、第一乙烯進(jìn)料管；3、乙烯總管；4、苯進(jìn)料管；5、第一混合器；6、保護(hù)反應(yīng)器；7、混合器G；8、烷基化反應(yīng)器；9、管道；10、混合器F；11、混合器E；12、蒸汽發(fā)生器D；13、蒸汽發(fā)生器C；14、催化劑床層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

如圖1所示，本發(fā)明所述的乙烯與苯液相法烷基化反應(yīng)系統(tǒng)，包括乙烯進(jìn)料管1、苯進(jìn)料管4、保護(hù)反應(yīng)器6、烷基化反應(yīng)器8及蒸汽發(fā)生器，保護(hù)反應(yīng)器6出口與烷基化反應(yīng)器8底部入口連通，乙烯進(jìn)料管1有九條，其中第一乙烯進(jìn)料管2連通保護(hù)反應(yīng)器6的催化劑床層，其余八條分別連通烷基化反應(yīng)器8內(nèi)設(shè)置的八段催化劑床層14，苯進(jìn)料管4連通保護(hù)反應(yīng)器6，乙烯和苯混合后每經(jīng)過(guò)三段催化劑床層后通過(guò)蒸汽發(fā)生器取熱。保護(hù)反應(yīng)器6入口處設(shè)置第一混合器5，第一乙烯進(jìn)料管2和苯進(jìn)料管4經(jīng)過(guò)第一混合器5混合后進(jìn)入保護(hù)反應(yīng)器6內(nèi)部。保護(hù)反應(yīng)器6出口與烷基化反應(yīng)器8之間設(shè)置混合器G7，八條連通烷基化反應(yīng)器8的乙烯進(jìn)料管中最底部一條連接混合器G7。烷基化反應(yīng)器8內(nèi)的八段催化劑床層分成三組，由上至下依次為第一組、第二組及第三組，第一組和第二組均包括三段催化劑床層，第三組包括兩段催化劑床層，蒸汽發(fā)生器分別設(shè)置在相鄰的兩組之間。第一組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進(jìn)料管，第一組與第二組之間連接蒸汽發(fā)生器D12，蒸汽發(fā)生器D12的進(jìn)口和出口分別通過(guò)管道9與烷基化反應(yīng)器8連通，蒸汽發(fā)生器D12出口與烷基化反應(yīng)器8的管道上設(shè)置混合器E11，與第一組連接的三條乙烯進(jìn)料管中最底部一條乙烯進(jìn)料管與混合器E11連通。第二組的三段催化劑床層分別連接三條乙烯進(jìn)料管，第二組與第三組之間連接蒸汽發(fā)生器C13，蒸汽發(fā)生器C13的進(jìn)口和出口分別通過(guò)管道9與烷基化反應(yīng)器8連通，蒸汽發(fā)生器C13出口與烷基化反應(yīng)器8的管道上設(shè)置混合器F10，與第二組連接的三條乙烯進(jìn)料管中最底部一條乙烯進(jìn)料管與混合器F10連通。第三組的兩段催化劑床層連接一條乙烯進(jìn)料管，且該乙烯進(jìn)料管位于兩段催化劑床層之間。

乙烯通過(guò)乙烯總管3共分成九股，八股分別進(jìn)入烷基化反應(yīng)器8內(nèi)部設(shè)置的八段催化劑床層，一股進(jìn)入單獨(dú)設(shè)置的保護(hù)反應(yīng)器6；乙烯和苯每通過(guò)三段催化劑床層后進(jìn)行取熱，出料經(jīng)最后三段化劑床層后不再取熱，直接進(jìn)入乙苯精餾單元。將乙烯分成8+1段分別進(jìn)入烷基化反應(yīng)器8和保護(hù)反應(yīng)器6，每三段取一次熱，這樣既可以有效增加局部苯/烯比，又可以提高每三段出口溫度，產(chǎn)出裝置所需的3.5MPa以上的高壓蒸汽。取熱時(shí)，分別向蒸汽發(fā)生器C13和蒸汽發(fā)生器D12內(nèi)通入除氧水。蒸汽發(fā)生器C13取熱時(shí)，向蒸汽發(fā)生器C13內(nèi)通入除氧水，從烷基化反應(yīng)器8取出的物料經(jīng)蒸汽發(fā)生器C13取熱后，降溫后的物料經(jīng)管道9進(jìn)入混合器F10，并和第二組最底部通入的乙烯在混合器F10內(nèi)混合，然后重新進(jìn)入烷基化反應(yīng)器8內(nèi)，蒸汽發(fā)生器D12的工作原理與蒸汽發(fā)生器C13的工作原理相同。