苯乙烯保護反應器生產乙苯工藝研發

摘要：本文從苯乙烯保護反應器生產乙苯工藝國內外現狀、水平和發展趨勢，項目開發的目的、意義、達到的技術水平及市場前景、主要內容、目標及關鍵技術、技術創新之處，主要技術指標或經濟指標等方面進行分析。

關鍵詞：苯乙烯;工藝;研發

一.國內外現狀、水平和發展趨勢

苯乙烯是重要的基本有機化工產品，由于90%的工業苯乙烯都采用乙苯絕熱催化脫氫工藝路線制備，而該過程是石油化工生產中典型的催化反應過程，因此，相應催化劑的研究開發、工藝設計及更新換代就成為苯乙烯生產技術的核心。目前，國外苯乙烯催化劑市場被南方化學集團公司、標準催化劑公司、巴斯夫公司、陶氏化學公司等4大集團所壟斷。我國茉乙烯生產技術與世界先進水平相比存在明顯差距，主要表現在裝置生產規模小，物耗能耗高，運行周期短等方面。其制約因素就是現有國產苯乙烯選擇性都落后于世界先進水平。

乙苯生產技術經歷了污染型生產工藝到以分子篩為代表環境友好生產工藝，預示著乙苯生產技術已經進入了比較成熟的開發階段。分子篩固體酸催化劑的開發成功不僅顯著提高了乙苯生產效率和成本，為乙苯生產帶來了革命性的變革，而且徹底解決了原工藝污染嚴重的嚴重的現狀，實現了環境友好綠色化生產。

我國乙苯生產技術的開發相對國外先進技術起步比較晚，技術相對落后，主要以引進消化吸收為主。自20世紀90年代中期，由于得到中國石化的大力重點開發，乙苯生產技術成為中國石化科技攻關“十條龍”之一，生產技術逐漸實現了國產化，部分指標達到國外先進技術水平，尤其是中科院大連化學物理研究所開發的具有自主知識產權的干氣制乙苯技術如今已達到世界先進水平，目前已經開發出第四代催化劑和工藝，經濟和社會效益顯著。

催化精餾工藝生產乙苯技術必將是今后開發的重點，隨著亞洲和中東地區大型苯乙烯裝置的陸續建成投產，勢必會導致更多的國外產品流入我國，對我國苯乙烯行業的發展造成一定的影響。而國內苯乙烯生產裝置規模偏小，生產技術相對落后，在國內外市場上缺乏競爭力。因此，應盡快采用先進技術對現有裝置進行技術改造，逐步提高裝置的規模和工藝技術水平。

二.項目開發的目的、意義

本項目主要是提高保護反應器內部催化劑吸收堿性氮等催化劑毒物的能力，降低乙烯和苯的反應溫度，使保護反應器能夠投用乙烯，增加產能同時降低能耗。可從技術上彌補保護反應器無法投用乙烯的局限，提高保護反應器催化劑的保護能力，減少保護反應器催化劑更換的頻率，達到增加產能，節能降耗的目的。開展該項目的研發，對企業以至于整個石油化工行業都具有較大的積極意義，項目的成功開發能夠有效提高反應器的性能和技術水平，帶動行業技術進步。

三.本項目達到的技術水平及市場前景

本項目依托公司科技研發人員技術優勢自主獨立開發苯乙烯保護反應器生產乙苯工藝，能夠使保護反應器直接投用乙烯，增加產能，同時提高保護催化劑的保護能力，減少催化劑的更換頻率，節能降耗，提高乙苯的產量。達到行業領先水平。

本項目廣泛應用于化工技術領域，適用于苯乙烯裝置，近年來因為保護反應器無法投用乙烯，造成產能無法提高，以及保護反應器催化劑低溫情況下對堿性氮等抵抗能力較弱，造成催化劑再生時間縮短，保護反應器催化劑使用壽命短，全球對苯乙烯需求量穩步增加，苯乙烯系列樹脂的產量居世界五大合成材料第三位。就我國來說，苯乙烯產能嚴重不足，每年都需要進口大量的苯乙烯。因其產量巨大，苯乙烯的生產工藝和節能研究一直為人關注。該項目通過低溫型催化劑的使用，使保護反應器在低溫情況下直接投用乙烯進行反應，達到增加產能的目的，同時通過反應的進行升高保護反應器床層溫度，提高抗催化劑毒物的能力。項目具有客觀的市場前景和發展潛力。

四.項目主要內容、目標及關鍵技術

主要內容：由于涉及原因保護反應器前沒有加熱器，保護反應器溫度無法達到原有催化劑的反應溫度，造成保護反應器催化劑在低溫狀態下無法到達更好的保護作用，容易造成烴化反應器催化劑床層失活，造成停車再生，或降低產量。深入研究生產乙苯工藝的機理，充分認識催化劑的結構對性能的影響，研究乙苯制備技術，開展催化劑應用技術的研究。將本項目裝置更換為低溫催化劑后催化劑能夠在現有的溫度情況下進行反應，同時能夠達到給后部系統進口物料升溫的目的，減少開車的過程中高壓蒸汽的使用量，升高保護反應器床層溫度，達到更好的吸附作用，增加吸附能力，延長保護反應器催化劑的使用壽命，保證烴化和反烴化催化劑的使用周期，延長檢修周期。達到節能、降耗的目的。

目標：本項目開發的目的主要是使用低溫型催化劑，保護反應器直接投用乙烯，使苯和乙烯反應產生乙苯，提高乙苯的產量，提高保護床層溫度，增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期。

涉及的關鍵技術：

1.改變目前人工裝填催化劑對催化劑損傷大、勞動強度高、裝填均勻性差的狀況，改用機械裝置真空裝填的方法，對裝填技術和裝填機械進行研究，對催化劑的拆卸技術進行專門研究，以達到保護關鍵設備反應器的目的。

2.使用低溫型催化劑，保護反應器直接投用乙烯，使苯和乙烯反應，提高保護床層溫度，增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期。

五.技術創新之處

1、原來的保護反應器只是作為保護床層，不參與到整個反應中間來，現在將保護反應器裝入低溫型催化劑，保護反應器通入乙烯，使苯和乙烯在低溫催化劑的作用下生產原料乙苯。

2、原來工藝條件是苯和乙烯在200℃的條件下反應生成乙苯，使用低溫催化劑后苯和乙烯在160℃左右就可以反應生成乙苯， 增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期，節能降耗，提高乙苯的產量。

3、催化劑自動裝填方法能夠適用于不同反應容器、不同種類催化劑的密相裝填，可操作性高，控制精確，能夠滿足不同的裝填環境的需要，可以實現裝填過程的連續化、自動化、智能化。

六.主要技術指標或經濟指標

直徑：1.7mm;堆積密度：450-500 g/mL;長度：5-8 mm;耐壓強度：≥10 N;

比表面積：≥420 m2/g;孔容：≥0.40 ml/g。

七、總結

本項目開發的目的主要是使用低溫型催化劑，保護反應器直接投用乙烯，使苯和乙烯反應，提高保護床層溫度，增加催化劑的抗毒物的能力，延長催化劑的再生周期。達到增加產能的目的，具有良好的經濟價值和社會效益。

參考文獻：

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作者簡介：蘇勝平（1973-），男，漢，本科，專業化學工程與工藝，總工，研究方向：化工工藝管理。