苯乙烯保护反应器生产乙苯工艺研发

摘要：本文从苯乙烯保护反应器生产乙苯工艺国内外现状、水平和发展趋势，项目开发的目的、意义、达到的技术水平及市场前景、主要内容、目标及关键技术、技术创新之处，主要技术指标或经济指标等方面进行分析。

关键词：苯乙烯;工艺;研发

一.国内外现状、水平和发展趋势

苯乙烯是重要的基本有机化工产品，由于90%的工业苯乙烯都采用乙苯绝热催化脱氢工艺路线制备，而该过程是石油化工生产中典型的催化反应过程，因此，相应催化剂的研究开发、工艺设计及更新换代就成为苯乙烯生产技术的核心。目前，国外苯乙烯催化剂市场被南方化学集团公司、标准催化剂公司、巴斯夫公司、陶氏化学公司等4大集团所垄断。我国茉乙烯生产技术与世界先进水平相比存在明显差距，主要表现在装置生产规模小，物耗能耗高，运行周期短等方面。其制约因素就是现有国产苯乙烯选择性都落后于世界先进水平。

乙苯生产技术经历了污染型生产工艺到以分子筛为代表环境友好生产工艺，预示着乙苯生产技术已经进入了比较成熟的开发阶段。分子筛固体酸催化剂的开发成功不仅显著提高了乙苯生产效率和成本，为乙苯生产带来了革命性的变革，而且彻底解决了原工艺污染严重的严重的现状，实现了环境友好绿色化生产。

我国乙苯生产技术的开发相对国外先进技术起步比较晚，技术相对落后，主要以引进消化吸收为主。自20世纪90年代中期，由于得到中国石化的大力重点开发，乙苯生产技术成为中国石化科技攻关“十条龙”之一，生产技术逐渐实现了国产化，部分指标达到国外先进技术水平，尤其是中科院大连化学物理研究所开发的具有自主知识产权的干气制乙苯技术如今已达到世界先进水平，目前已经开发出第四代催化剂和工艺，经济和社会效益显著。

催化精馏工艺生产乙苯技术必将是今后开发的重点，随着亚洲和中东地区大型苯乙烯装置的陆续建成投产，势必会导致更多的国外产品流入我国，对我国苯乙烯行业的发展造成一定的影响。而国内苯乙烯生产装置规模偏小，生产技术相对落后，在国内外市场上缺乏竞争力。因此，应尽快采用先进技术对现有装置进行技术改造，逐步提高装置的规模和工艺技术水平。

二.项目开发的目的、意义

本项目主要是提高保护反应器内部催化剂吸收碱性氮等催化剂毒物的能力，降低乙烯和苯的反应温度，使保护反应器能够投用乙烯，增加产能同时降低能耗。可从技术上弥补保护反应器无法投用乙烯的局限，提高保护反应器催化剂的保护能力，减少保护反应器催化剂更换的频率，达到增加产能，节能降耗的目的。开展该项目的研发，对企业以至于整个石油化工行业都具有较大的积极意义，项目的成功开发能够有效提高反应器的性能和技术水平，带动行业技术进步。

三.本项目达到的技术水平及市场前景

本项目依托公司科技研发人员技术优势自主独立开发苯乙烯保护反应器生产乙苯工艺，能够使保护反应器直接投用乙烯，增加产能，同时提高保护催化剂的保护能力，减少催化剂的更换频率，节能降耗，提高乙苯的产量。达到行业领先水平。

本项目广泛应用于化工技术领域，适用于苯乙烯装置，近年来因为保护反应器无法投用乙烯，造成产能无法提高，以及保护反应器催化剂低温情况下对碱性氮等抵抗能力较弱，造成催化剂再生时间缩短，保护反应器催化剂使用寿命短，全球对苯乙烯需求量稳步增加，苯乙烯系列树脂的产量居世界五大合成材料第三位。就我国来说，苯乙烯产能严重不足，每年都需要进口大量的苯乙烯。因其产量巨大，苯乙烯的生产工艺和节能研究一直为人关注。该项目通过低温型催化剂的使用，使保护反应器在低温情况下直接投用乙烯进行反应，达到增加产能的目的，同时通过反应的进行升高保护反应器床层温度，提高抗催化剂毒物的能力。项目具有客观的市场前景和发展潜力。

四.项目主要内容、目标及关键技术

主要内容：由于涉及原因保护反应器前没有加热器，保护反应器温度无法达到原有催化剂的反应温度，造成保护反应器催化剂在低温状态下无法到达更好的保护作用，容易造成烃化反应器催化剂床层失活，造成停车再生，或降低产量。深入研究生产乙苯工艺的机理，充分认识催化剂的结构对性能的影响，研究乙苯制备技术，开展催化剂应用技术的研究。将本项目装置更换为低温催化剂后催化剂能够在现有的温度情况下进行反应，同时能够达到给后部系统进口物料升温的目的，减少开车的过程中高压蒸汽的使用量，升高保护反应器床层温度，达到更好的吸附作用，增加吸附能力，延长保护反应器催化剂的使用寿命，保证烃化和反烃化催化剂的使用周期，延长检修周期。达到节能、降耗的目的。

目标：本项目开发的目的主要是使用低温型催化剂，保护反应器直接投用乙烯，使苯和乙烯反应产生乙苯，提高乙苯的产量，提高保护床层温度，增加催化剂的抗毒物的能力，延长催化剂的再生周期。

涉及的关键技术：

1.改变目前人工装填催化剂对催化剂损伤大、劳动强度高、装填均匀性差的状况，改用机械装置真空装填的方法，对装填技术和装填机械进行研究，对催化剂的拆卸技术进行专门研究，以达到保护关键设备反应器的目的。

2.使用低温型催化剂，保护反应器直接投用乙烯，使苯和乙烯反应，提高保护床层温度，增加催化剂的抗毒物的能力，延长催化剂的再生周期。

五.技术创新之处

1、原来的保护反应器只是作为保护床层，不参与到整个反应中间来，现在将保护反应器装入低温型催化剂，保护反应器通入乙烯，使苯和乙烯在低温催化剂的作用下生产原料乙苯。

2、原来工艺条件是苯和乙烯在200℃的条件下反应生成乙苯，使用低温催化剂后苯和乙烯在160℃左右就可以反应生成乙苯， 增加催化剂的抗毒物的能力，延长催化剂的再生周期，节能降耗，提高乙苯的产量。

3、催化剂自动装填方法能够适用于不同反应容器、不同种类催化剂的密相装填，可操作性高，控制精确，能够满足不同的装填环境的需要，可以实现装填过程的连续化、自动化、智能化。

六.主要技术指标或经济指标

直径：1.7mm;堆积密度：450-500 g/mL;长度：5-8 mm;耐压强度：≥10 N;

比表面积：≥420 m2/g;孔容：≥0.40 ml/g。

七、总结

本项目开发的目的主要是使用低温型催化剂，保护反应器直接投用乙烯，使苯和乙烯反应，提高保护床层温度，增加催化剂的抗毒物的能力，延长催化剂的再生周期。达到增加产能的目的，具有良好的经济价值和社会效益。

参考文献：

[1]等离子体塑料降解装置及其降解溶液配方[J].橡塑技術与装备.2021（08）

[2]一种环保塑料编织袋原料高效破碎装置[J].橡塑技术与装备.2020（08）

[3]上海继尔公司开发出聚乙烯共聚单体加料新装置[J].合成树脂及塑料.2021（03）

作者简介：苏胜平（1973-），男，汉，本科，专业化学工程与工艺，总工，研究方向：化工工艺管理。