乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及苯乙烯工业生产装置反应系统，具体涉及一种乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，包括由管道依次串联的第一脱氢反应器、中间再热器、第二脱氢反应器、第一乙苯过热器、第二乙苯过热器、低压废热锅炉和低低压废热锅炉，第一脱氢反应器、中间再热器与第二脱氢反应器、第一乙苯过热器呈Π型连接，第二脱氢反应器、第一乙苯过热器与第二乙苯过热器、低压废热锅炉、低低压废热锅炉成U型连接，该系统修正了两个脱氢反应器及再热器的布置高度，降低了反应系统的压降，解决了乙苯过热器泄漏问题，同时节约了高温管材的使用。
【专利说明】乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及苯乙烯工业生产装置反应系统，具体涉及一种乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统。
【背景技术】
[0002]苯乙烯单体是重要的基本有机化工原料，广泛用于生产聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯、ABS和SAN树脂等，苯乙烯绝大部分都是通过乙苯脱氢生产工艺得到的，其工艺技术主要有绝热脱氢工艺、等温脱氢工艺和氧化脱氢工艺。其中最成熟且应用最广泛的是负压绝热脱氢工艺。
[0003]乙苯脱氢生成苯乙烯是一个强吸热增分子可逆反应，高温和低压有利于该可逆反应朝生成苯乙烯的方向进行，这正是具有级间二次加热的两级串联负压绝热径向反应器系统在乙苯脱氢制苯乙烯工业生产中获得普遍应用的原因所在。这种反应器系统两台串联的反应器之间设置了中间换热器，可用高温蒸汽对第一脱氢反应器内进行绝热脱氢反应后物料进行第二次加热，使物料升温，并进入第二脱氢反应器，继续进行绝热脱氢反应，从而进料乙苯可实现较高的转化率。
[0004]如上所述，这种具有级间二次加热的两级串联反应器负压绝热脱氢反应系统的优点无庸质疑，但随之面临两个技术问题:一是如何合理地把处于负压的高温反应器出料冷却下来，并将其热量回收利用，以降低产品的综合能耗；二是如何使用于回收高温反应器出料热量并使之冷却的换热设备的选型与布置满足高效率和低压降要求，更好地实现反应系统的负压工况。
[0005]针对上述两个技术问题，目前乙苯脱氢制苯乙烯工业装置普遍采用组合式换热器回收高温反应器出料的热量，使之迅速冷却。
[0006]Lummus公司采用的是“一”字型的卧式组合换热器，如图2所示，流程顺序为反应物料自下而上进入第一脱氢反应器，然后物料自顶部侧面出料进入第二脱氢反应器，通过安装在内部再热器加热后自上而下进入第二脱氢反应器，然后从底部侧面出料进入卧式三联换热器，然后进入下游安装在高位的空冷器或水冷却。“一”字型的卧式组合换热器存在的高温区段乙苯过热器容易损坏、第二脱氢反应器侧壁出料局部阻力大，并使其内部流动产生偏流等缺陷，三联换热器出口位于低位，必须向上接管至下游的空冷器或水冷器，增加系统管道长度，增加系统阻力。
[0007]中石化技术采用的布置方式如图3所示，流程顺序为反应物料自下而上进入第一脱氢反应器，然后物料自顶部出料通过一段管路自上而下进入第二脱氢反应器，然后从侧面出料进入乙苯过热器，然后进入二联换热器组，然后进入下游安装在高位的空冷器或水冷器。流程布置采用“L”型组合换热器，虽然解决了卧式过热器容易损坏的问题，该布置形式同样存在第二脱氢反应器侧壁出料局部阻力大，并使其内部流动产生偏流等缺陷，且为了连接第一脱氢反应器和第二脱氢反应器，第一脱氢反应器出口必须增加长约8米的管道，同样二联换热器出口位于低位，必须向上接管至下游的空冷器或水冷器，增加系统管道长度，增加系统阻力。
[0008]Badger公司采用的是布置方式如图4所示，流程顺序为反应物料自上而下进入第一脱氢反应器，再自下而上通过中间再热器及第二脱氢反应器然后通过管线自上而下进入三联设备，从三联设备底部出料，然后进入下游安装在高位的空冷器或水冷器。为了连接第二脱氢反应器及三联设备必须增加约12米左右的管线，同样三联换热器出口位于低位，必须向上接管至下游的空冷器或水冷器，增加系统管道长度，增加系统阻力。
实用新型内容
[0009]根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是:提供一种乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，降低反应系统压降，解决乙苯过热器泄漏问题，同时节约高温管材的使用。
[0010]本实用新型所述的乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，包括由管道依次串联的第一脱氢反应器、中间再热器、第二脱氢反应器、第一乙苯过热器、第二乙苯过热器、低压废热锅炉和低低压废热锅炉，第一脱氢反应器、中间再热器与第二脱氢反应器、第一乙苯过热器呈Π型连接，第一脱氢反应器、中间再热器位于Π型连接一侧，第二脱氢反应器、第一乙苯过热器位于Π型连接另一侧，第二脱氢反应器、第一乙苯过热器与第二乙苯过热器、低压废热锅炉、低低压废热锅炉成U型连接，第二脱氢反应器、第一乙苯过热器位于U型连接一侧，第二乙苯过热器、低压废热锅炉、低低压废热锅炉位于U型连接另一侧；所述的第一脱氢反应器设有进气混合器，低低压废热锅炉设有出料管道。
[0011]该系统结构紧凑，节约了高温管材的使用，修正了两个脱氢反应器及再热器布置高度不匹配的问题，并降低反应系统压降，解决了两个乙苯过热器泄漏的问题。
[0012]所述的Π型连接中的中间再热器与第二脱氢反应器通过膨胀节连接。
[0013]所述的U型连接中的第一乙苯过热器与第二乙苯过热器通过膨胀节连接。
[0014]工作原理及过程:
[0015]由主蒸汽和经过过热的汽化乙苯原料汇合而成的混合气体，由进气混合器自下而上进入第一脱氢反应器，发生乙苯脱氢等化学反应并降温，进入中间再热器，同中间再热器中的过热蒸汽间接换热重新升温，进入第二脱氢反应器，发生乙苯脱氢等化学反应后再次降温，反应物料自上而下进入第一乙苯过热器，然后通过带膨胀节管道自下而上进入第二乙苯过热器，将反应物料温度降低，再依次经过低压废热锅炉、低低压废热锅炉，分别产出的低压蒸汽和低低压蒸汽将反应物料降温，然后蒸汽输送至下游蒸汽管网系统，回收了高温反应出料的热量，反应物料由出料管道输出。
[0016]本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是:乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，修正了两个脱氢反应器及再热器的布置高度，降低了反应系统的压降，解决了乙苯过热器泄漏问题，同时节约了高温管材的使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构示意图；
[0018]图2是Lummus典型乙苯脱氢制苯乙烯装置不意图；
[0019]图3是中石化典型乙苯脱氢制苯乙烯装置示意图；
[0020]图4是Badger典型乙苯脱氢制苯乙烯装置示意图。
[0021]图中:1、第一脱氢反应器；2、中间再热器；3、第二脱氢反应器；4、出料管道；5、低低压废热锅炉；6、第一乙苯过热器；7、低压废热锅炉；8、第二乙苯过热器；9、进气混合器。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述:
[0023]如图1所示，乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，包括由管道依次串联的第一脱氢反应器1、中间再热器2、第二脱氢反应器3、第一乙苯过热器6、第二乙苯过热器8、低压废热锅炉7和低低压废热锅炉5，第一脱氢反应器1、中间再热器2与第二脱氢反应器3、第一乙苯过热器6呈Π型连接，第一脱氢反应器1、中间再热器2位于Π型连接一侧，第二脱氢反应器3、第一乙苯过热器6位于Π型连接另一侧,第二脱氢反应器3、第一乙苯过热器6与第二乙苯过热器8、低压废热锅炉7、低低压废热锅炉5成U型连接，第二脱氢反应器3、第一乙苯过热器6位于U型连接一侧，第二乙苯过热器8、低压废热锅炉7、低低压废热锅炉5位于U型连接另一侧；第一脱氢反应器I设有进气混合器9，低低压废热锅炉5设有出料管道4。
[0024]Π型连接中的中间再热器2与第二脱氢反应器3通过膨胀节连接。
[0025]U型连接中的第一乙苯过热器6与第二乙苯过热器8通过膨胀节连接。
[0026]由主蒸汽和经过过热的汽化乙苯原料汇合而成的混合气体，温度为580°C?650°C，压力为60?120kPaA，由进气混合器9自下而上进入第一脱氢反应器1，径向分流通过成环状的催化剂床层，发生乙苯脱氢等化学反应并降温至500°C?560°C，进入中间再热器2，同中间再热器2中的过热蒸汽间接换热重新升温至580°C?650°C，进入第二脱氢反应器3，沿第二脱氢反应器3的外环流道径向分流通过成环状的催化剂床层，发生乙苯脱氢等化学反应后再次降温至500°C?560°C，反应物料自上而下进入第一乙苯过热器6，然后通过带膨胀节管道自下而上进入第二乙苯过热器8，通过汽化的乙苯和水过热至450°C?550°C，将反应物料温度降低至330°C?40(TC，再依次经过低压废热锅炉7、低低压废热锅炉5，分别产出的低压蒸汽和低低压蒸汽将反应物料降低到110°C?140°C，然后输送蒸汽至下游蒸汽管网系统，回收了高温反应物料的热量，反应物料由出料管道4输出。
[0027]该系统结构紧凑，节约了高温管材的使用，修正了两个脱氢反应器及再热器布置高度不匹配的问题，并降低反应系统压降，解决了两个乙苯过热器泄漏的问题。
【权利要求】
1.乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，其特征在于:包括由管道依次串联的第一脱氢反应器(I)、中间再热器(2)、第二脱氢反应器(3)、第一乙苯过热器(6)、第二乙苯过热器(8)、低压废热锅炉(7)和低低压废热锅炉(5)，第一脱氢反应器(I)、中间再热器(2)与第二脱氢反应器(3)、第一乙苯过热器(6)呈Π型连接，第一脱氢反应器(I)、中间再热器(2)位于Π型连接一侧，第二脱氢反应器(3)、第一乙苯过热器(6)位于Π型连接另一侧，第二脱氢反应器(3)、第一乙苯过热器￠)与第二乙苯过热器(8)、低压废热锅炉(7)、低低压废热锅炉(5)成U型连接，第二脱氢反应器(3)、第一乙苯过热器(6)位于U型连接一侧，第二乙苯过热器(8)、低压废热锅炉(7)、低低压废热锅炉(5)位于U型连接另一侧；所述的第一脱氢反应器(I)设有进气混合器(9)，低低压废热锅炉(5)设有出料管道(4)。
2.根据权利要求1所述的乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，其特征在于:所述的Π型连接中的中间再热器(2)与第二脱氢反应器(3)通过膨胀节连接。
3.根据权利要求1或2所述的乙苯脱氢制苯乙烯脱氢反应系统，其特征在于:所述的U型连接中的第一乙苯过热器出)与第二乙苯过热器(8)通过膨胀节连接。
【文档编号】C07C15/46GK204097366SQ201420567897
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】郭东荣, 刘善兵, 丛林, 邱若盘 申请人:山东齐鲁石化工程有限公司