在通过乙苯的脱氢生产苯乙烯的过程中减少能量消耗的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通过己苯的脱氨生产苯己締的改进的方法和系统，其比目前已知的用 于制造苯己締的方法更加节能且更加节约成本。因此，相比于在工业中目前实施的技术，该 些方法和系统非常有利地导致能量消耗的减少，并因此导致使用成本的节约，而且减少苯 己締制造工厂的投资成本。
【背景技术】
[0002] 苯己締是用于制造大量材料的基本的基础材料。其用于制造聚苯己締、丙締 膳-了二締-苯己締、聚醋树脂、合成橡胶W及大量其他产品。
[0003] 通过己苯巧B)的脱氨生产苯己締通常通过将己苯与蒸汽混合并使混合物经过在 升高的温度（在入口处为600-650°C)下的脱氨催化剂填充床而进行。蒸汽用作脱氨反应 系统中的稀释气体从而提供己苯至苯己締（SM)的吸热反应所需的热。
[0004] 用作稀释剂的蒸汽具有数种其他功能，例如，其提供用于脱氨所必须的热，减少反 应物的分压，去除催化剂上W-氧化碳形式存在的碳，一氧化碳随后通过水煤气变换反应 转化成二氧化碳。困难的是从蒸汽中回收未用于反应中的热，而且当使用大体积的蒸汽时 大量的热仍然未被回收。在己苯的脱氨中使用的蒸汽的量的减少是对工艺经济性的极其需 要的益处，已经做出了数种尝试W达到该个目的。
[0005] 当前通过己苯的脱氨生产苯己締的方法利用不小于0. 8kg蒸汽/kg己苯W使反应 器进料达到所需的温度，并再次加热反应器之间的流出物，需要反应器之间的流出物是因 为己苯的脱氨高度吸热。此蒸汽的最小量必须保持低于899°C的蒸汽温度，899°C为用于制 造高温加工设备和传输管线的标准材料如合金800H的最大容许温度。将蒸汽/己苯比例减 少至小于0.8kg/kg摩尔则要求使用非常昂贵的合金，该些合金并未被证实可用于苯己締。
[0006] 在通过己苯的脱氨生产苯己締的工艺中避免高蒸汽温度的替代方法在本领域中 是已知的。例如，美国专利号8, 084, 660公开了一种方法，所述方法通过将直接加热单元添 加至具有再热器的脱氨工段而使苯己締工厂的新建的或现有的脱氨工段增加效率和/或 扩大产能。直接加热单元设置在反应器之前或之后，且直接加热单元和再热器相对于彼此 W并联设置操作。反应器流出物被转移至用于加热的直接加热单元和再热器两者。相比于 仅通过再热器操作脱氨工段，通过添加的直接加热单元操作脱氨工段节约了能量。
[0007] 美国专利申请公开号2010/0240940公开了一种通过己苯的催化脱氨生产苯己締 的方法，其W可W为1. 0或低于1. 0的蒸汽/油比例使用稀释蒸汽。该方法利用在高温工 艺设备中使用特殊和昂贵冶金所需的那些温度W下的蒸汽过热器的出口处的蒸汽温度。此 夕F，此公开依靠的构思是增加通过系统的加热蒸汽的流动而实际上不使用更多的蒸汽。该 通过压缩机或蒸汽喷射器而再循环一部分加热蒸汽来实现。发明人似乎不倾向于选择压缩 机，猜测是因为在超过600°C的温度下操作旋转设备的高成本和值得怀疑的可靠性。选择蒸 汽喷射器要求W高压提供组成的加热蒸汽，而该在己苯和苯己締生产设施整合的情况下是 不可行和/或不经济的；鉴于己苯工艺产生大量的低压蒸汽，苯己締工艺提供了用于此低 压蒸汽的出口。对于目前绝大多数通过己苯的脱氨生产的苯己締情况的确如此。
[0008] 出于经济性原因，在工业中仍然需要可W通过利用小于约0. 8kg蒸汽/kg己苯的 己苯脱氨生产苯己締的方法和系统。
【发明内容】
[0009] 本发明设及一种利用加热蒸汽和进料蒸汽从而增加链締基芳姪生产设施的脱氨 工段的效率的方法。所述脱氨工段用于将烷基芳姪脱氨至链締基芳姪。所述方法包括至少 第一和第二脱氨反应器、包含烷基芳姪的进料流，其中第一反应器流出物在W相对于彼此 串联或并联构造设置的两个或更多的再加热交换器中加热。所述两个或更多的再加热交换 器位于所述第一和第二反应器之间，每个再加热交换器提供有独立的过热蒸汽流，并满足 如下条件；(a)两个或更多的再加热交换器的过热蒸汽的蒸汽流速等于或小于在用于将烧 基芳姪脱氨至链締基芳姪的等效脱氨工段中的单一再加热交换器的过热蒸汽的蒸汽流速； 和化）两个或更多的再加热交换器的过热蒸汽的温度等于或小于单一再加热交换器要求 的过热蒸汽的温度。
[0010] 根据另一实施方案，本发明设及一种利用加热蒸汽和进料蒸汽从而增加链締基芳 姪生产设施的脱氨工段的效率的方法。所述脱氨工段用于将烷基芳姪脱氨至链締基芳姪。 所述方法包括至少第一和第二脱氨反应器、包含烷基芳姪的进料流，其中第一反应器流出 物在W相对于彼此串联或并联构造设置的两个或更多的再加热交换器中加热。所述再加热 交换器位于第一和第二反应器之间，每个再加热交换器提供有独立的过热蒸汽流，使得提 供至再加热交换器的过热蒸汽的入口温度小于提供了与两个或更多的再加热交换器相同 的总再加热交换器负荷的单一再加热交换器所要求的过热蒸汽的入口温度。
[0011] 根据另一实施方案，本发明设及一种增加链締基芳姪生产设施的脱氨工段的效率 的方法。所述脱氨工段用于将烷基芳姪脱氨至链締基芳姪。所述方法包括设置至少第一和 第二脱氨反应器，包含所述烷基芳姪的进料流，其中第一反应器流出物在W相对于彼此串 联设置的两个或更多的再加热交换器中加热，所述两个或更多的再加热交换器位于第一和 第二反应器之间，且每个再加热交换器提供有独立的过热蒸汽流，其中（a)加热蒸汽与己 苯的比例等于或小于在用于将烷基芳姪脱氨至链締基芳姪的等效脱氨工段的单一再加热 交换器中的加热蒸汽与己苯的比例；和化）供应至两个或更多的再加热交换器的每一个的 加热蒸汽的温度等于或小于供应至提供了相同的总再加热负荷的单一再加热交换器的加 热蒸汽的温度。
[0012] 根据另一实施方案，本发明设及一种利用加热蒸汽和进料蒸汽从而增加链締基芳 姪生产设施的脱氨工段的效率的系统。所述脱氨工段将烷基芳姪脱氨至链締基芳姪。所述 系统包括第一脱氨反应器和第二脱氨反应器R1和R2,其中来自第一反应器R1的流出物在 相对于彼此W串联或并联构造设置的两个或更多的再加热交换器皿1和皿2中再加热，第 一再加热交换器皿1与第一反应器R1流体连通，第二再加热交换器皿2与第二反应器R2 流体连通，每个再加热交换器皿1和皿2提供有独立的过热蒸汽流，使得提供至再加热交换 器皿1和皿2的过热蒸汽的入口温度小于提供了与所述两个或更多的再加热交换器相同的 总再加热交换器负荷的单一再加热交换器皿所需的过热蒸汽的入口温度。
[0013] 根据另一实施方案，本发明设及一种利用加热蒸汽和进料蒸汽从而增加链締基芳 姪生产设施的脱氨工段的效率的系统。所述脱氨工段将烷基芳姪脱氨至链締基芳姪。所述 系统包括至少用于接收包含烷基芳姪的进料流的第一脱氨反应器和第二脱氨反应器R1和 R2。来自第一反应器R1的流出物在相对于彼此W串联或并联构造设置并位于第一和第二 反应器R1和R2之间的两个或更多的再加热交换器皿1和皿2中再加热，所述第一再加热 交换器皿1与所述第一反应器R1流体连通，第二再加热交换器皿2与第二反应器R2流体 连通，且每个再加热交换器皿1和皿2提供有独立的过热蒸汽流，并满足如下条件；(a)两 个或更多的再加热交换器皿1和皿2的过热蒸汽的蒸汽流速等于或小于在用于将烷基芳姪 脱氨至链締基芳姪的等效脱氨工段中的单一再加热交换器皿的过热蒸汽的蒸汽流速；和 化）两个或更多的再加热交换器皿1和皿2的过热蒸汽的温度等于或小于单一再加热交换 器皿要求的过热蒸汽的温度。
[0014] 显著地，所要求保护的方法和系统提供了加热蒸汽流速的减少，而在通过己苯的 脱氨生产苯己締所需的再加热交换器的制造中不需要使用昂贵的合金。
[0015] 在其经济影响方面，此处公开的改进的系统和方法能够实现例如相比于工业标准 高达50%的蒸汽使用量的减少，W及高达25%的在反应器工段中所用的燃料量的减少。同 样重要地，该些改进不需要本质上改变所述工艺。
【附图说明】
[0016] 图1为现有技术中的通过己苯的脱氨生产苯己締的系统和工艺的示意流程图。
[0017] 图2为在本发明中的方法中所用的具有反应器进料预加热交换器和W串联设置 的两个或更多的再加热交换器的系统的非限制性实施方案的示意流程图。
[0018] 图3为在本发明中的方法中所用的具有W串联设置的两个或更多的再加热交换 器的系统的非限制性实施方案的示意流程图。
[0019] 图4a为堆叠的两个或更多的再加热交换器的示图。
[0020] 图4b为堆叠的两个或更多的再加热交换器的俯视图。
[0021] 图5为在本发明中的方法中所用的具有反应器进料预加热交换器和W并联构造 设置的两个或更多的再加热交换器的系统的非限制性实施方案的示意流程图。
【具体实施方式】
[0022] 本发明的工艺和系统通常包括在链締基芳姪生产设施（例如苯己締工厂）的脱氨 工段中用于加热反应物所需的蒸汽量的减少和相应的能量的减少。
[0023] 根据本发明的实施方案通过在相对于彼此串联设置的至少两个再加热交换器之 间分开再加热交换器负荷来获得通过己苯的脱氨生产苯己締所需的蒸汽量的减少（如图2 和图3中所示）。根据本发明的另一实施方案，通过在相对于彼此W并联构造设置的至少两 个再加热交换器之间分开再加热交换器负荷来获得通过己苯的脱氨生产苯己締所需的蒸 汽量的减少（如图5中所示）。另外，每个再加热交换器具有独立的过热蒸汽源。两个或更 多的再加热交换器束可W容纳在独立的壳体中（如图2和图3中所示），或容纳在由公用通 道分开的单一壳体中（如图4a中所示）。
[0024] 在烷基芳姪（如己苯）的脱氨工艺中使用的典型