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安徽氰戊菊酯生产厂家为你先容降低乙苯生产中三氯化铝消耗的办法

来源:澳门娱乐线上投注网站    发布时间:2018-07-12

乙苯是生产苯乙烯的重要单体,苯乙烯又是合成高分子材料的主要原料,也是石油化学工业的基础产品。我厂乙苯的生产方法是由乙烯与苯在三氯化铝催化剂作用下进行烷基化反应而得。以三氯化铝为催化剂生产乙苯,自1935年由DOW化学工业企业开发成功后,曾为世界各国广泛应用,我国的乙苯工业生产大部分采用液相三氯化铝法,我厂也用此法生产乙苯。但三氯化铝消耗高,污染严重,造成乙苯生产成本上升,因此,降低三氯化铝消耗对于提高装置的经济效益具有积极的意义。

2改造前状况

烷基化装置自建成投产以来,采用的是固体法生产乙苯。本方法是:将固体三氯化铝直接从反应器顶部加入,依靠苯中所含水份来分解三氯化铝产生助催化剂氯化氢;

AlCl3+3H20=3HCl十+Al(OH)3

在烷基化反应中,三氯化铝本身是不具有催化活性的,当它与苯和氯化氢共同存在时,形成了具有催化活性的三无络合物,在这种络合物的催化作用下,使乙烯与苯反应得到乙苯,其催化机理如下:

(1)烯烃在HC1存在下与三氯化铝进行加成反应

(2)再与苯加成而生成三元络合物

(3)再与烯烃加成

(4)与苯起交换反应生成乙苯

由上述反应机理知道,体系中必须有氯化氢存在时,三氯化铝才能形成络合物起催化作用。

固体法有较多的缺点:首先,三氯化铝消耗高,污染严重。生产中三氯化铝是从反应器顶部加入,大量三氯化铝来不及生成络合物,就由上部烷基化液带出进入水解系统,不仅三氯化铝浪费严重,还造成用水量大增,污水排放中苯系物和COD超标,成为兰化企业污染大户之一;其次,在三氯化铝加入过程中,要减少乙烯加入量,再打开反应器顶部的漏斗盖子,此过程破坏了系统平衡,降低了烷基化液中乙苯浓度}最后,在固体法中,由于HCI没有外部来源,在反应器中水分解三氯化铝生成HCl的同时电生成了Al(OH)3,这对络合物活性的发挥是十分不利的.这也是成为三氯化铝消耗居高不下的主要原因之一。总之,固体法已不适应低耗、高技的生产要求,因此以液相法取代固体法是生产发展的必然趋势。

3络合物的配制

克服固体法在生产过程中存在的问题,寻找一种行之有效的方法降低三氯化铝消耗成为解决问题的关键。从催化反应机理看出,生成三无络台物的第一步是经过生成Al2Cl6.C2H5Cl的中间阶段,第二步是与苯作用生成具有催化活性的三元络合物,此机理从理论上说明了将三氯化铝配制成络合物的形式加入反应器中是合理的,也是可行的。

上海石化所根据上述催化反应机理,研究了以氯乙烷作为助催化剂的络合物配制技术,此技术的应用为降低三氯化铝消耗奠定了良好基础。

采用氯乙烷为助催化剂具有如下优点:氯乙烷在反应中分解产生的氯化氢和乙烯都可利用,不污染反应介质;络合物反应介质中不存在水份;干燥氯化氢对设备无腐蚀作用;没有氢氧化铝沉淀产生,不堵塞管道等。

3.1络合物配制方法

配制疗法是将一定比例的苯、二乙苯、三氯化铝、氯乙烷加入配制釜中,启动搅拌器,釜夹套通蒸汽升温。配制过程中大家在上海石化所据供的配方基础上,进行了多次调整,使三氯化铝消耗进一步降低。调整前后比例见表1。

3.2常温配制法

在配制络合物时,通常要向配制釜夹套通蒸汽,来提高反应温度,增加三氯化铝溶解速度,但在实际生产中也造成了一些问题,由于釜内温度较高,平均达70℃,氯乙烷进入釜内迅速分解,大量氯化氢和乙烯选出不能被很好吸取,而存在于液相上部气相中,引起釜压上升,轴封泄漏严重,操作环境恶化;另外因为釜温较高,络合物有焦化现象,电导率下降.这说明络合物活性下降。

针对这些问题,大家参照齐鲁配制工艺.对络合物配制工艺进行了改进,采用常温配制法即停止加蒸汽升温,同时对配方进行了适当的调整。两种配制方法温度曲线见图2。

从图中可看出常温配制法温度并不是常温,其原因是氯乙烷分解产生的乙烯参加了反成,放出热量使自身温度升高。

通过对两种方法配制出的络合物电导率测定比较,大家发现常温法配制的络合物电导率明显高于加热法配制的络合物电导率,见表2。这说明常温法配制的络合物活性好于加热法配制的络合物。

从络台物外观看,常温法也优于加热法。另外由于常温法温度较低,使配制釜使用寿命延长,防止了因配制釜所用各种材料膨胀系数不同而造成釜体被腐蚀现象的发生。

4经济效益分析

三氯化铝终合物配制身1991年3月投入生产以来,三氯化铝消耗逐年下降,烷基化液中乙苯浓度距显提高,见表3。生产环境得到改善。

从表3中可看出络合物配制前后三氯化铝消耗平均下降19.23kg/t。乙苯,烷基化液中乙苯浓度平均上升约1.39个百分点,经济效益十分可观。

4.1节约三氯化铝

在“八五”期间每年平均生产乙苯47343.46t,节约三氯化铝:

47343.46(t/a)×19.23(kg/t)=910.415(t/a)

效益;910.415(t/a)×5.6(千元/t)=509.83(万元/a)

注:5.6(万元/t)-三氰化铝价格

4.2提高乙苯产量

按年生产时间7440小时计,每小时生产烷基化液153吨每年可多产乙苯:

7440(h)×15.3(t/h)×1.39%=1582.265(t/a)

效益:1582.265(t/a)×[3432.6元一835.4元-1729.5元)=75.29(万元/a)

3432.6(元)-每t乙苯成本价

835.4(元)-每t乙烯价格

1729.5(元)-每t苯价格

年效益:509.83(万元)+75585.12(万元)

5结论

a.三氯化铝络合物配制的成功应用对降低生产成本提高经济效益是非常有益的。配制前后三氯化铝消耗降幅达64.4%,烷基化液中乙苯浓度提高了1.39个百分点,效益十分显著;

b.改善了生产环境,减少了设备排料、倒空次数,设备维修费用大大降低。污水排放量减少,污水中苯系物和COD达到排放指标,从而使车间环保得以达标。

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