[发明专利]用于降低使用共沸水/乙苯进料汽化生产苯乙烯单体的能量消耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在由乙苯脱氢生产苯乙烯单体的方法和系统中减少能量的改进。与工业中目前实践的技术相比，所述方法和系统降低了效用成本并产生了节约。

背景技术

在苯乙烯制造领域中乙苯(EB)在脱氢反应条件下通过脱氢催化剂(如氧化铁)在蒸汽的存在下反应以将苯环上的乙基脱去氢从而形成苯乙烯是公知的。还公知的是乙苯脱氢需要大量的能量(例如，以蒸汽的形式的能量)。

在先前已描述了在由乙苯脱氢生产苯乙烯的方法中降低能量消耗(即蒸汽)的替代方法。

Sardina的美国专利No.4,628,136公开了通过回收通常在不同组分的分离过程中损失的冷凝热并使用该热以汽化乙苯和稀释水的水性进料混合物从而在蒸汽的存在下从乙苯生产苯乙烯的脱氢工艺。Sardina教导了这种方法避免了使用蒸汽来汽化液体乙苯进料的要求。

Wilcox等人的美国专利No.8,163,971提出了在1.0或更低的总的蒸汽/油的重量比例的情况下供应热量至系统的问题。通常地，这些比例需要将蒸汽过热器出口处的蒸汽温度增加至950℃或甚至更高。然而，过热器温度高于927℃需要使用特殊的且昂贵的冶金。

Welch等人的美国专利No.8,084,660公开了通过使用至少一个直接加热单元而提高脱氢单元的效率和/或扩大脱氢单元的生产力的方法。所公开的方法降低了工艺的蒸汽与碳氢化合物的比例从而降低产生蒸汽和过度加热蒸汽所引起的费用。

Oleksy等人的美国专利No.7,922,980公开了用于回收在乙苯至苯乙烯操作的过程中从塔顶蒸汽产生的冷凝热的方法。就这一点而言，No.7,922,980专利使用EB/SM分流器柱的塔顶馏出物以汽化乙苯和水的共沸混合物。

然而，出于经济原因，由于产生蒸汽和过度加热蒸汽所引起的费用，仍然期望降低工艺的蒸汽与碳氢化合物的比例。因此，本文公开的发明方法提供了反应蒸汽/EB的比例的降低，同时进行共沸物的热量回收而无需依靠使用极其昂贵的合金。

发明内容

本发明旨在利用共沸物热量回收来实现乙苯脱氢生产苯乙烯单体的工艺中减少能量的改进。

本发明旨在一种减少在链烯基芳烃生产设备的脱氢工段中所使用的蒸汽的量的方法。脱氢工段用来将乙苯脱氢为苯乙烯单体，所述方法包括：i)加热包含作为共沸物的乙苯和水的进料流以提供乙苯/含有经汽化的乙苯的进料蒸汽流，进料蒸汽具有大约0.4至大约0.6的进料蒸汽与乙苯的比例；和ii)在脱氢工段中将乙苯脱氢，所述脱氢工段至少包括第一、第二和第三反应器、至少两个再加热交换器和第一反应器上游的混合装置，所述再加热交换器使用过度加热的加热蒸汽作为加热介质，所述混合装置用来混合加热蒸汽与乙苯/进料蒸汽流；其中在脱氢工段中加热蒸汽的温度小于大约899℃，并且所述方法使用的总的加热蒸汽与乙苯的比例小于大约0.65。

根据另一实施方案，本发明旨在一种减少在链烯基芳烃生产设备的脱氢工段中所使用的蒸汽的量的方法。脱氢工段用来将乙苯脱氢为苯乙烯单体，并且所述方法包括：i)加热包含作为共沸物的乙苯和水的进料流以提供乙苯/含有经汽化的乙苯的进料蒸汽流，进料蒸汽具有大约0.4至大约0.6的进料蒸汽与乙苯的比例；ii)混合乙苯/进料蒸汽流与来自蒸汽过热器的加热蒸汽；iii)将乙苯/进料蒸汽流和加热蒸汽供应至脱氢工段中的第一反应器；iv)在脱氢工段的第一反应器、第二反应器和至少第三反应器中将乙苯脱氢以生产苯乙烯单体；以及v)在至少第一再加热交换器中再加热来自第一反应器的流出物，并且在至少第二再加热交换器中再加热来自第二反应器的流出物，其中每个再加热交换器提供有来自至少一个蒸汽过热器的加热蒸汽，所述加热蒸汽具有小于大约899℃的温度，并且所述方法使用的总的加热蒸汽与乙苯的比例小于大约0.65。