[发明专利]一种过热苯蒸气吹扫脱除液相法乙苯烷基化和转烷基化反应器催化剂内滞留液相苯的方法

说明书

本发明公开了一种过热苯蒸气吹扫脱除液相法乙苯烷基化和转烷基化反应器催化剂内滞留液相苯的方法，以过热苯蒸气作为吹扫介质，可替代大部分液相法乙苯生产装置现用的蒸汽吹扫方法，有利于延长乙苯单元催化剂使用寿命，防止再生剂的选择性和转化率恶化；相比于热氮气吹扫脱除催化剂内液相苯的方法，该方法有利于减少循环氮气系统设备投资、降低氮气单程吹扫消耗，经济效益更为突出。

技术领域

本发明属于石油化工领域，涉及一种过热苯蒸气吹扫脱除液相法乙苯烷基化和转烷基化反应器催化剂内滞留液相苯的方法。

背景技术

乙苯是重要的化工原料，其主要作为生产制造苯乙烯单体的原料，苯乙烯是聚苯乙烯及共聚物的原料，市场用量大。目前，乙苯的生产主要采用苯与乙烯烷基化的生产方法。苯和乙烯进料经过含有吸附剂的吸附床除去含碱性氮杂质，然后在Y型分子筛、β型分子筛或MCM型分子筛烷基化催化剂的作用下生成乙苯，生成的乙苯还会与乙烯进一步进行多烷基化反应，生成二乙苯及多乙苯。反应产物中的二乙苯及多乙苯经精馏分离后，与苯在烷基转移催化剂作用下继续反应得到乙苯，然后再返回到分离系统继续分离出乙苯。

根据乙烯来源不同，乙苯的生产工艺分为纯乙烯工艺(原料乙烯为聚合级乙烯)及稀乙烯(原料为含乙烯的干气，一般指催化裂化干气)工艺；根据烷基化反应相态的不同，可以分为液相法工艺及气相法工艺，液相法工艺由于反应条件温和，比气相法工艺制备的乙苯产品的质量好、能耗物耗低，不论对纯乙烯或稀乙烯装置，都是工业化首选工艺路线。目前全世界乙苯产能接近4000万吨，中国产能近1000万吨，世界上新建纯乙烯法乙苯装置均采用液相法工艺路线，液相法乙苯工艺路线生产出的乙苯占乙苯总产量超过90％。

通过调研发现：因各液相法乙苯生产装置中烷基化和转烷基化催化剂卸出前的处理程序不同，导致催化剂再生后的使用效果差异较大。部分用户的催化剂在卸出前采用蒸汽吹扫脱除液相和气相苯的预处理程序，检测后发现催化剂比表面积损失最高可达30％，严重影响了再生后的催化剂使用寿命、选择性和转化率。这也符合液态水会导致Y型分子筛、β型分子筛或MCM分子筛催化剂骨架铝破坏的理论依据。另外，水蒸气呈碱性，碱性物质同Y型分子筛、β型分子筛或 MCM分子筛的酸性催化活性中心反应，也会使催化剂造成不可再生性质的失活。世界最主要的乙苯烷基化和转烷基化催化剂供应商UOP明确禁止用蒸汽吹扫的方式处理烷基化和转烷基化催化剂。

液相法烷基化和转烷基化催化剂再生周期通常为3～4年，寿命为9～12年，加之催化剂在线烧焦质量难以达到催化剂供应商的要求，故已建设的液相法乙苯装置大多不设置在线烧焦系统，而是由催化剂供应商认证的专业催化剂再生厂家利用器外再生方法替代。

烷基化和转烷基化反应器内催化剂再生、催化剂卸出以及反应器检修，都需要有脱除催化剂床层内的有机物并降温至操作人员可以进入温度的操作程序。该程序中必须经历脱除催化剂床层中的液相苯和气相苯过程，需建立正确处理程序，以防止此过程对昂贵的催化剂造成损害。

烷基化和转烷基化反应器通常需经过如下操作程序才能达到允许人员进入的条件：

(1)热苯置换：用180～200℃热苯置换反应器内催化剂微孔所含比苯重组分，降低脱除烃化物的难度；

(2)排放：排放反应器和催化剂内的液相苯，试验测试表明，即使在反应器排液结束后，仍然有80％催化剂总量的液相苯嵌在催化剂微孔中和表面上；

(3)降压至0.05MPaG：液相苯排放完毕后，反应器内压力可维持在 1.0MPaG，可通过绝热闪蒸继续将催化剂微孔内所含的48％液相苯蒸发为气体，闪蒸热量由催化剂和液相苯降温提供；

(4)过热水蒸汽置换或氮气置换：脱除催化剂微孔内剩余的液相苯；

(5)氮气置换：如上个步骤选用过热蒸汽置换才需此氮气置换步骤；

(6)冷却：空气吹扫降温到40℃以下。