[实用新型]一种强化苯和乙烯制备乙苯的反应系统

说明书

本实用新型涉及一种强化苯和乙烯制备乙苯的反应系统，包括：烷基化反应单元、蒸气回收单元、沉降单元、水洗单元、精馏单元和微界面发生器。烷基化反应单元，用以为乙烯和苯提供反应场所，蒸气回收单元，用以为烷基化反应单元输出气相组分进行冷凝回收，沉降单元，用以为烷基化反应单元输出烷基化液相组分进行冷凝，水洗单元进行水洗和除酸，通过精馏单元，用以为水洗单元输出上层液相组分进行分离精制，本实用新型通过加装微界面发生器对乙烯进行处理，破碎乙烯使其形成微米尺度的微米级气泡，使乙烯微米级气泡与苯混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，提高乙烯和苯的反应效率，提高苯利用率，降低乙苯的生产成本。

技术领域

本实用新型涉及苯和乙烯制备乙苯技术领域，尤其涉及一种强化苯和乙烯制备乙苯的反应系统。

背景技术

乙苯是一个芳香族的有机化合物，由于苯环上连有乙基，故使苯环活化，比苯更容易发生化学反应，作为有机化工生产过程中重要的一种原料，主要用于在石油化学工业烷基化生产苯乙烯，随后进一步反应制取聚苯乙烯、ABS树脂，离子交换树脂等，所制成的苯乙烯一般被用来制备常用的塑料制品——聚苯乙烯，少量直接用于合成生产苯乙酮等中间体。也用于香料以及做有机溶剂使用，当今全球过半的乙苯产出并消耗于美国、日本、韩国、中国台湾和中国大陆。乙苯的生产和消费随着经济的发展还会不断增长，尤其是在中国大陆。2015-2016年间中国大陆的乙苯产量约为900万吨，因其下游产物具有广泛的应用前景，对国家发展具有重要的战略意义。

工业生产中90％以上的乙苯均以乙烯和苯为原料进行烷基化反应制得，主要的合成方法为AlCl₃法和Alkar法。其中AlC1₃法采用的是典型的Friedel-Crafts工艺,用AlCl₃配合物为催化剂，有A1C1₃液相法和均相A1Cl₃法之分，其工艺流程组成结构简单，产物转化率高，操作费用低廉；Alkar法乙苯工艺使用稀乙烯作为烷基化反应的乙烯源。Alkar法的催化剂为以Al₂O₃为骨架的BF₃催化剂。稀乙烯作为反应原料，其浓度可以低至8％-10％，Alkar法的催化剂活性高，寿命及再生周期长，工艺流程简单，能耗低，在乙烯转化率、乙苯收率和乙苯选择性方面表现良好。

中国专利公开号：CN102267859B公开了用于一种用乙烯生产乙苯的方法，(1)含乙烯和惰性组分的气体混合物，分成N份，分别通过管线从气相入口进入烷基化反应器的第N吸收段底部，与来自烷基化反应器顶部吸收剂入口的吸收剂在吸收段接触；烷基化反应器设有N个吸收段和N个反应段，吸收剂中，乙苯和多乙苯的质量含量为30-90％，(2)吸收了乙烯的吸收剂向下流动，在反应段反应生成乙苯和多乙苯，吸收剂在烷基化反应器中，依次经过各个吸收段和反应段，反应后的气相和液相烃化液，送往后续工段。由此可见，所述方法存在以下问题：

第一，所述方法中仅通过将乙烯和惰性组分的气体混合物通入烷基化反应器与苯发生烷基化反应获得乙苯，其中气相组分乙烯进入烷基化反应器形成大气泡，然而由于气泡体积过大，无法与液相组分苯分充分接触，降低了系统的反应效率。

第二，所述方法中乙烯与苯反应速率降低，导致乙烯利用率降低，很大程度上造成原料的浪费，增加了乙苯的生产成本，不符合现有的循环经济的要求。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种强化苯和乙烯制备乙苯的反应系统，用以克服现有技术中组分间混合不均匀产生副产物导致的系统反应效率低的问题。

本实用新型提供一种强化苯和乙烯制备乙苯的反应系统，包括：

烷基化反应单元，用以为乙烯和苯提供反应场所；

蒸气回收单元，其与所述烷基化反应单元相连；

沉降单元，其与所述烷基化反应单元相连，用以为烷基化反应单元输出烷基化液相组分进行冷凝；