利用變壓吸附精制的高壓聚乙烯尾氣的乙苯制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種乙苯的制備工藝，尤其設(shè)及一種利用變壓吸附精制的高壓聚乙締 尾氣的乙苯制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙苯是一種重要的化工原料，自上世紀(jì)=十年代末W來，發(fā)展了多種W乙締和苯 為原料制取乙苯的方法。按反應(yīng)狀態(tài)分類，可分為氣相法和液相法兩類。
[0003] 氣相法合成乙苯工藝的反應(yīng)溫度370~420°C，反應(yīng)介質(zhì)苯與乙締均為氣相。該方 法具有環(huán)境友好、收率高巧9. 3%)、能耗少、催化劑和設(shè)備投資低等優(yōu)點(diǎn)。但是，氣相乙締在 有催化劑的條件下，容易齊聚生成大分子締控及長(zhǎng)鏈烷基苯等，因此所得的乙苯純度不高， 其中的二甲苯含量高。
[0004] 液相法，即液相烷基化法乙苯生產(chǎn)工藝，其特點(diǎn)是反應(yīng)在液相中進(jìn)行，即催化劑 浸沒于液態(tài)苯中，乙締鼓泡溶解于液態(tài)苯，再與苯在催化劑表面反應(yīng)生成乙苯，反應(yīng)溫度 250~270°C、壓力3. 7~4. 4MPa，該方法可W方便地控制床層溫升，反應(yīng)器內(nèi)不出現(xiàn)飛溫， 產(chǎn)品中二甲苯含量低，催化劑不易結(jié)焦，是目前廣泛應(yīng)用的乙苯制備方法。
[000引 目前，液相法有W下幾種：（I)Unocal-ABBLummus-crest開發(fā)的WY沸石為催 化劑的乙苯生產(chǎn)工藝，反應(yīng)在固定床上W液態(tài)進(jìn)行，即液相法，其典型的操作條件：溫度 270e!壓力3. 8MPa。與Y沸石相比，0分子篩具有更高的乙苯選擇性，因此，該工藝逐漸 轉(zhuǎn)向采用P分子篩作為催化劑。（2)MobU-Raytheon也開發(fā)了WMCM-22為催化劑的 Mobil-BadgerEBMax液相烷基化法乙苯生產(chǎn)工藝。與氣相法相比，液相烷基化工藝的生 產(chǎn)能力大、催化劑單程使用壽命長(zhǎng)、操作溫度低和催化劑用量大。此法生產(chǎn)乙苯純度達(dá)到 99. 85%，雜質(zhì)含量：苯 500ppm、甲苯 500ppm、非芳 500ppm、C8/C9 芳控 500ppm、二甲苯 60ppm。 該工藝技術(shù)得到了迅速推廣應(yīng)用。我國(guó)茂名石化公司和揚(yáng)子石化公司先后引進(jìn)了該工藝技 術(shù)。（3)中石化石油化工科學(xué)研究院和燕山石化公司等共同成功開發(fā)液相烷基化循環(huán)法， 于2000年在燕化公司化工一廠完成8. 9萬(wàn)t/a乙苯裝置工業(yè)規(guī)模改造，分別采用A邸-2和 AEB-I為烷基化催化劑和烷基轉(zhuǎn)移催化劑，一次投料試車成功，乙苯產(chǎn)品純度超過99. 6%。
[0006] 乙苯是石油化工行業(yè)生產(chǎn)苯乙締的主要原料，目前工業(yè)上生產(chǎn)的乙苯90%W上是 W石油化工廠生產(chǎn)的純乙締與苯為原料，通過烷基化反應(yīng)制得的。但是乙締日益短缺，使用 純乙締來制備乙苯，成本越來越高。然而，催化裂化（FCC)干氣中卻有大量乙締被浪費(fèi)。面 對(duì)乙締短缺和FCC干氣中乙締大量浪費(fèi)的矛盾，中科院大連化學(xué)物理研究所和撫順石化公 司石油二廠從1986年開始開發(fā)了WFCC干氣中的低濃度乙締為原料制乙苯的系列技術(shù)。目 前，已研究出第五代技術(shù)，工業(yè)應(yīng)用主要為第=代技術(shù)。
[0007] 用稀乙締制乙苯是近二十來年才獲得突破并成功工業(yè)化應(yīng)用的新技術(shù)，是利用稀 乙締氣體的主要手段。但是，與純乙締制乙苯技術(shù)相比，該技術(shù)存在苯耗高、能耗高的缺點(diǎn)。 對(duì)比兩種工藝，發(fā)現(xiàn)原料稀乙締中含丙締及碳=W上的不飽和控是導(dǎo)致苯耗、能耗偏高的 主要原因。因此，近年來在工程設(shè)計(jì)時(shí)都在控化反應(yīng)前增加了脫丙締的處理單元，目的是將 稀乙締原料氣中的丙締及碳=W上的不飽和控脫除，W降低生產(chǎn)乙苯的單位苯耗和能耗。
[0008]目前，含乙締的混合氣體的處理方式有深冷精饋法、吸收法和吸附法。深冷精饋法 流程復(fù)雜，生產(chǎn)裝置投資大、生產(chǎn)成本高。吸附法多為變壓吸附法，建設(shè)投資費(fèi)用較大。吸 收法根據(jù)相似相容原理原理主要吸收脫除Cs及C3+控類組分等雜質(zhì)，難W選擇性脫除N2、 〇2、CO、C〇2等雜質(zhì)。而稀乙締制乙苯技術(shù)的脫丙締工藝基本都屬于吸收一解吸工藝，主要有 四種：中國(guó)科學(xué)研究大連化學(xué)物理研究所的吹掃氣解吸工藝（CN200410037433. 0)，中國(guó)石 油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司撫順分公司200610046750. 8,上海洛派克能源工程技術(shù)開發(fā) 有限公司的兩級(jí)解吸工藝（CN200910172287. 5)，中石化洛陽(yáng)工程有限公司的選擇吸收工 藝（CN200910066146. 5)，中石化洛陽(yáng)工程有限公司的解吸氣去FCC工藝（CN200910066147. X)。吸收法脫除Cs及C/控類組分等雜質(zhì)已有較成熟技術(shù)和工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
[0009] 吸附法多為變壓吸附法。變壓吸附（PressureSwingAdso巧tion.簡(jiǎn)稱PSA)是一 種新型氣體吸附分離技術(shù)，它有如下優(yōu)點(diǎn)：山產(chǎn)品純度高；似一般可在室溫和不高的壓力 下工作，床層再生時(shí)不用加熱，節(jié)能經(jīng)濟(jì)；樹設(shè)備簡(jiǎn)單，操作、維護(hù)簡(jiǎn)便；(4)連續(xù)循環(huán)操作， 可完全達(dá)到自動(dòng)化。在實(shí)際應(yīng)用的當(dāng)中，需根據(jù)原料組成特性選擇吸附選擇性高、吸附容量 大的吸附劑，還要考慮再生性能，通過優(yōu)化操作，達(dá)到最佳效果和經(jīng)濟(jì)效益。
[0010] 高壓聚乙締尾氣中富含乙締，例如中石化茂名分公司高壓聚乙締裝置外排尾氣含 94〇/〇 ~98% 乙締，含有 0. 5% ~3. 0% 乙燒、0. 5% ~3. 0%C3及C3% 1. 0% ~2. 0% 丙醒、0. 01% ~ 2. 0°崩2等雜質(zhì)，是可W回收利用的資源?？赡壳皟H限于將高壓聚乙締尾氣返回乙締裂解裝 置進(jìn)入裂解氣壓縮機(jī)，與乙締裂解氣一起分離處理，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。但存在W下不 足：占用壓縮機(jī)做功負(fù)荷及后系統(tǒng)精饋能力、制約乙締產(chǎn)能、雜質(zhì)易造成催化劑中毒、排放 火炬系統(tǒng)氣體增加等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種利用變壓吸附精制的高壓聚乙締尾氣的乙苯制備工藝， 該工藝中，高壓聚乙締尾氣通入變壓吸附裝置，有效地脫除Cs及C/組分、丙醒等雜質(zhì)，經(jīng)過 變壓吸附精制所得的氣體送入乙苯裝置中進(jìn)行生產(chǎn)乙苯，實(shí)現(xiàn)利用高壓聚乙締尾氣回收利 用。
[0012] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種利用變壓吸附精制的高壓聚乙 締尾氣的乙苯制備工藝，包括W下步驟： (1)變壓吸附精制：將高壓聚乙締尾氣通入變壓吸附裝置中進(jìn)行變壓吸附處理，變壓 吸附裝置中的吸附床吸附Cs及C/組分和丙醒等雜質(zhì)，獲得精制乙締氣體；其中，所述變壓 吸附裝置中的吸附床是由13X型分子篩、活性炭和硅膠構(gòu)成的復(fù)合吸附床，所述13X型分子 篩的質(zhì)量百分比為30^^80%、活性炭的質(zhì)量百分比10^^50%和硅膠的質(zhì)量百分比5%^20%。
[0013] (2)烷基化合成乙苯：所得精制乙締氣通入乙苯裝置的反應(yīng)器中與苯烷基化合成 乙苯。
[0014] 本發(fā)明步驟（1)中所述吸附床由孔徑較大的13X型分子篩、活性炭和硅膠吸附劑 組成。常溫常壓條件下，硅膠對(duì)C〇2等雜質(zhì)具有較強(qiáng)吸附能力；13X型分子篩對(duì)N2、化、CO等 雜質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附力和較大的吸附容量；活性炭具有特別大的內(nèi)比表面積，對(duì)弱極性和 非極性有機(jī)分子具有較大吸附容量。活性炭、硅膠、13X型分子篩等吸附劑組成的復(fù)合吸附 床對(duì)Cs及C/組分、丙醒等雜質(zhì)與乙締的吸附性均具有較大的選擇性。與乙締相比，由于Cs及C/組分、丙醒與13X分子篩之間的作用力有更強(qiáng)的范德華力和附加靜電引力，相同條件 下，13X分子篩對(duì)Cs及C組分、丙醒的吸附量要比乙締吸附量大得多。因此，吸附床可選擇 吸附含量較少的Cs及C/組分、丙醒等雜質(zhì)，而大量乙締不被吸附，直接通過復(fù)合吸附床后， 作為乙苯合成原料直接進(jìn)入乙苯裝置參與反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)變壓吸附工藝和乙苯制備工藝之間的 連續(xù)操作。
[0015] 本發(fā)明步驟（1)中，所述