CN101883748A - 用于对离开乙苯脱氢反应器的物流进行冷却的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是由乙苯制造苯乙烯单体的方法，包括如下步骤：a)在蒸汽的存在下使所述乙苯催化脱氢，从而催化产生基本上含有未反应的乙苯、苯乙烯单体、氢气、蒸汽和二乙烯基苯的脱氢流出气体；b)在至少一个骤冷塔中用含水回流液使所述流出气体骤冷以冷却所述流出气体，从而在塔顶得到气体并且在塔底得到比所述含水回流液热的液流；c)使所述塔顶气体冷凝，从而产生液体有机相、水相和气相；d)使用步骤c)的所述水相的一部分或全部作为所述骤冷步骤b)的回流液；e)将步骤b)处获得的液流送至油水分离器以获得水相和有机相。

Description

用于对离开乙苯脱氢反应器的物流进行冷却的方法

技术领域

本发明涉及用于对离开乙苯脱氢反应器的物流进行冷却的方法。通常在约540～660℃范围内的温度下和在接近大气压或者甚至低于大气压的条件下进行乙苯的催化脱氢以制造苯乙烯。通常，在绝热脱氢反应器中，具有可能为6、7或8或者甚至更高的蒸汽与乙苯摩尔比的乙苯蒸汽进料在例如氧化铁的脱氢催化剂上面通过。采用大量的蒸汽以将显热的一部分提供给脱氢反应(吸热反应)，从而降低乙苯的分压以促进脱氢反应，和使催化剂保持不含焦炭和碳沉积物。离开所述乙苯脱氢反应器的物流(也称作流出气体(effluentgas))主要含有苯乙烯、氢气、未反应的乙苯、苯、甲苯和少量的二乙烯基苯、甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、各种聚合物型物质和焦油以及含水组分。

背景技术

US 3256355涉及乙苯脱氢以制造苯乙烯。在所述现有技术中，关于离开乙苯脱氢反应器的物流，所含蒸汽的冷凝潜热用于在整个过程中加热蒸馏塔的再沸器。所述物流首先用热水洗涤以除去焦油，然后压缩和送至再沸器。

US 4288234描述了乙苯脱氢，其中将离开乙苯脱氢反应器的物流引入含有压缩步骤和一个或多个冷却步骤的冷却区中。基本上为氢气的残留气体用乙苯洗涤，然后用聚乙基苯洗涤以除去芳族化合物。

US 4628136描述了乙苯脱氢，其中将离开乙苯脱氢反应器的物流引入常规的冷却区中，在该冷却区中获得(i)气相(基本上为氢气)、(ii)有机相(乙苯和苯乙烯)和(iii)水相。所述水相进一步与新鲜乙苯混合，然后其在对乙苯/苯乙烯蒸馏塔的回流液进行冷凝的同时被汽化，然后将其送至脱氢催化剂。

US 6388155涉及由乙苯制造苯乙烯单体的方法，包括如下步骤：

a)在蒸汽的存在下使所述乙苯催化脱氢，从而催化产生含有未反应的乙苯和轻质组分、以及苯乙烯单体和重质组分的脱氢流出气体；

b)用回流液洗涤所述流出气体以从所述流出气体除去所述苯乙烯单体和重质组分的至少一部分；

c)使所述经洗涤的流出气体冷凝，从而产生液体有机脱氢混合物、水相和气相；和

d)使用所述液体有机脱氢混合物的一部分作为用于所述洗涤步骤b)的所述回流液。

在所述步骤b)的洗涤器底部获得水相和有机相，将所述水相与步骤c)处获得的水相混合并且将所述有机相进料到用于分离乙苯和苯乙烯单体的蒸馏塔中。

已经发现这样的新方法，其中步骤a)的脱氢流出物用水相骤冷和在骤冷塔的底部回收乙苯脱氢流出物流中存在的基本上所有的蒸汽。

一个优点在于容易除去所述脱氢流出物中所含的二乙烯基苯和聚合物型物质的大部分。所述除去消除了苯乙烯回收过程中冷凝器和其它装置中的结垢和堵塞问题。

US 3 515 764、GB 2 092 018、US 3 515 764、US 3 515 765、US 3 515 766和US 3 515 767已经描述了用于回收乙苯脱氢流出物流中苯乙烯的方法。在所述现有技术中，骤冷装置仅具有塔顶流出物。

发明内容

本发明是由乙苯制造苯乙烯单体的方法，包括如下步骤：

a)在蒸汽的存在下使所述乙苯催化脱氢，从而催化产生基本上含有未反应的乙苯、苯乙烯单体、氢气、蒸汽和二乙烯基苯的脱氢流出气体；

b)在至少一个骤冷塔中用含水回流液使所述流出气体骤冷以冷却所述流出气体，从而在塔顶得到气体并且在塔底得到比所述含水回流液热的液流；

c)使所述塔顶气体冷凝，从而产生液体有机相、水相和气相；

d)使用步骤c)的所述水相的一部分或全部作为所述骤冷步骤b)的回流液；

e)将在步骤b)处获得的液流送至油水分离器以获得水相和有机相。

通过已知设备从步骤c)和e)的有机相回收苯乙烯。

一个优点在于除去所述脱氢流出物中所含的大部分二乙烯基苯和聚合物型物质。所述除去消除了步骤c)中冷凝器中的结垢和堵塞问题。

根据一个具体实施方式，在所述骤冷塔和步骤e)的油水分离器之间的液流上插入混合罐。在所述混合罐中引入有效量的芳族组分(有利地为不能聚合的芳族组分)，所述芳族组分有利地为乙苯或苯或甲苯或它们的混合物。所述引入的目的是使有机重质组分在所述油水分离器中迁移至有机相，这导致离开所述油水分离器的清洁的水相。“清洁的水相”是指离开所述油水分离器的所述水相不会在容器、管道和设备的任何部件中引起结垢或随机发生聚合。

根据另一具体实施方式，离开步骤e)的油水分离器的水相通过汽提塔以除去任何残留有机组分(其主要是乙苯和苯或甲苯)的大部分。有利地，除去尽可能多的残留的有机组分。然后所述水相有利地用于制造蒸汽。

根据涉及步骤b)的骤冷塔的另一具体实施方式，将来自步骤c)的水相送至所述骤冷塔的顶部并且将来自步骤a)的脱氢流出物送至所述骤冷塔的下端。根据另一具体实施方式，来自步骤c)的所述水相通过喷雾嘴分散在所述骤冷塔中。

根据另一具体实施方式，所述骤冷塔在底部没有液位以减少停留时间从而防止结垢和随机发生的聚合。

具体实施方式

图1说明根据本发明的方法。10是步骤b)的骤冷塔，20是步骤c)的冷凝器，30是油水分离器(分离器)和40是步骤e)的油水分离器。离开乙苯脱氢反应器的物流在约120～150℃下冷却并且通过管线1送至骤冷塔10。经由管线5向所述骤冷塔进料约40℃的水相。离开所述骤冷塔的液流6为约65℃，骤冷塔塔顶气体为约70℃并且经由管线2送至冷凝器20。约40℃下离开冷凝器20的冷凝和未冷凝组分经由管线3送至油水分离器30，从而产生气态物流9、液体有机相4和水相5。离开所述骤冷塔10的物流6送至油水分离器40以产生液体有机相8和水相7。任选地，在物流6上插入混合罐(图1中未示出)。在所述混合罐中引入有效量的芳族组分，所述芳族组分有利地为乙苯或苯或甲苯或它们的混合物。图2由图1在物流6上插入混合罐而得到。物流6离开骤冷塔并且送至其中通过管线62引入芳族组分的混合罐61，并且经由管线63送至步骤c)的油水分离器40。

关于离开乙苯脱氢反应器的物流(也称作流出气体)，其主要含有苯乙烯、氢气、未反应的乙苯、苯、甲苯和少量的二乙烯基苯、甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、各种聚合物型物质和焦油以及含水组分。有利地，离开乙苯脱氢反应器的物流可在减压下得到并且所述骤冷塔在所述减压下运行。作为实例，这种减压为0.2～0.7巴绝对压力，有利地为0.3～0.5巴绝对压力。

关于步骤b)的骤冷塔，其可为任意类型的液体/气体接触器，例如作为实例的填料塔或具有塔板或塔板和填料组合的塔。有利地，送至所述骤冷塔顶部的水相通过喷雾嘴分散并且不存在填料。任选地，一个或多个(有利地为两个)洗涤塔板(washing tray)可位于所述骤冷塔的顶部、高于所述喷雾嘴，但是它们必须进料有送至所述喷雾嘴的水相的一部分。

将在步骤c)处和在步骤e)处中获得的液体有机相送至回收段以将苯乙烯和乙苯与所有杂质分离，将乙苯再循环至脱氢反应。

根据一个具体实施方式，在所述骤冷塔和步骤e)的油水分离器之间的液流上插入混合罐。在所述混合罐中引入有效量的芳族组分，所述芳族组分有利地为乙苯或苯或甲苯或它们的混合物。所述引入的目的是使有机重质组分在所述油水分离器中迁移至有机相，这导致离开所述油水分离器的清洁的水相。“清洁的水相”是指离开所述油水分离器的所述水相不会在容器、管道和设备的任何部件中引起结垢或随机发生聚合。引入到所述混合罐中的芳族组分可为任何不能聚合的芳族化合物，有利地其为乙苯或苯或甲苯或它们的混合物。所引入的所述芳族组分的量为水相的量的0.05～5重量％。将所述混合罐的容积设计成有利地具有5～45分钟的停留时间。

根据另一具体实施方式，离开步骤e)的油水分离器的水相通过汽提塔以尽可能除去任何残留的有机组分，所述残留的有机组分主要是乙苯和苯或甲苯。然后，所述水相有利地用于制造蒸汽。所述汽提塔本身是已知的并且像任何汽提塔(蒸馏塔的汽提段(exhausting section))那样运行。有利地，根据汽提塔的操作压力，所述汽提塔顶部的温度为约95℃～110℃。所述汽提塔的塔顶馏出物包含水、苯、甲苯和其它芳族化合物，将该塔顶馏出物冷凝并且有利地送至油水分离器，将有机相送至分离苯乙烯、乙苯、和其它杂质的回收段。本发明的骤冷塔的优点是在加热待汽提的所述水相时的节能。

Claims (7)

1.由乙苯制造苯乙烯单体的方法，包括如下步骤：

a)在蒸汽的存在下使所述乙苯催化脱氢，从而催化产生基本上含有未反应的乙苯、苯乙烯单体、氢气、蒸汽和二乙烯基苯的脱氢流出气体；

b)在至少一个骤冷塔中用含水回流液使所述流出气体骤冷以冷却所述流出气体，从而在塔顶得到气体并且在塔底得到比所述含水回流液热的液流；

c)使所述塔顶气体冷凝，从而产生液体有机相、水相和气相；

d)使用步骤c)的所述水相的一部分或全部作为所述骤冷步骤b)的回流液；

e)将在步骤b)处获得的液流送至油水分离器以获得水相和有机相。

2.权利要求1的方法，其中在所述骤冷塔和步骤e)的油水分离器之间的液流上插入混合罐，并且在所述混合罐中引入有效量的芳族组分以使有机重质组分在步骤e)的所述油水分离器中迁移至所述有机相。

3.前述权利要求中任一项的方法，其中离开步骤e)的所述油水分离器的所述水相通过汽提塔以除去任何残留有机组分的大部分。

4.前述权利要求中任一项的方法，其中将来自步骤c)的水相送至所述骤冷塔的顶部并且将来自步骤a)的脱氢流出物送至所述骤冷塔的下端。

5.权利要求4的方法，其中来自步骤c)的所述水相通过喷雾嘴在所述骤冷塔中分散。

6.前述权利要求中任一项的方法，其中步骤b)的骤冷塔在底部没有液位。

7.权利要求5的方法，其中一个或多个洗涤塔板位于所述骤冷塔的顶部、高于所述喷雾嘴，并且进料有送至所述喷雾嘴的水相的一部分。

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