Bager/UOP苯乙烯裝置脫氫系統瓶頸分析及改造

張代波 王輝宇 趙偉丹

(1.大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163714；2.大慶石化公司 化工三廠，黑龍江 大慶 163714)

大慶90kt/a苯乙烯裝置是在原60kt/a生產能力的基礎上改擴建而來，乙苯脫氫單元的改造是引進UOP的氧化脫氫技術。大慶苯乙烯裝置原為Bager工藝，UOP公司在對其改造時，將SMART反應器(MR-201C)設置在原有的兩個脫氫反應器的后面，同時增加一股新鮮乙苯進料，脫氫催化劑采用Sud-chieme的Plus-5。這種改造方式是UOP第一次嘗試，在世界上也是獨一無二的。但運行一段時間后發現，裝置的氧氣消耗量、加熱爐HS-219的負荷處于末期操作狀態。

1 乙苯脫氫反應工藝流程

原料乙苯與低壓蒸氣混合經進出料換熱器TT-201/202加熱，一部分與來自HS-219 爐子的蒸汽混合后進入脫氫反應器MR-201A/B部分轉化為苯乙烯，另一部分與MR-201A/B出料混合，加入氧氣與稀釋蒸汽的混合物后進入SMART反應器進一步反應，將反應產物送到精餾系統分離，最終獲得合格的苯乙烯產品。如圖1 苯乙烯脫氫反應流程圖。

2 影響因素分析

2.1 氧氣消耗量

SMART反應器為裝置擴建的關鍵設備，反應器內設有氧化催化劑床層和脫氫催化劑床層。在氧化催化劑床層氫氣和氧氣進行選擇性燃燒，產生的熱量將第三級脫氫反應升到所需要的溫度。為保證氫氧反應的安全，氧氣在進入氧化催化劑床層之前使用中壓和高壓蒸汽進行稀釋。

開車后，SMART反應器的氧氣用量超過設計值多達81kg/hr。使床層溫差增大，距離聯鎖值只有6℃之差。另外，氧氣與乙苯的比值也接近極限值。由于這兩個條件的限制，SMART反應器脫氫催化劑入口溫度已經無法繼續提高。……