年产55万吨PX项目创新性说明Word格式文档下载.docx

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为了充分利用择形歧化工艺的优势，并处理C9矛盾，工业上采用择形歧化与苯和碳九芳烃烷基转移组合工艺（组合工艺）。

如下图所示：

图1组合工艺流程图

由于甲苯择形歧化工艺只能处理纯甲苯，对原料组成限定很高，即对上游工艺过程的的分离要求高。

甲苯择形歧化能产生高PX选择性的二甲苯和苯，但该反应消耗甲苯量多，并产生大量的苯，而苯是整个芳烃装置过程中毒性最大的物质，应尽量减少苯的生成。

由上述可知，为实现当今化工“绿色、环保、安全”的新型理念，不宜选择甲苯择形歧化工艺。

综合多种因素，本项目利用绿色环保的“甲苯甲醇甲基化”工艺代替传统的“甲苯择形歧化”工艺。

本项目对芳烃组合工艺加以改进，形成“C6+C9烷基化”和“甲苯甲醇甲基化”的新型组合工艺，即本项目的核心工艺流程。

其中的TCM为甲苯甲醇甲基化。

图2组合工艺改进流程图

二、反应技术及设备应用技术的创新—多釜串联模型

针对甲苯甲醇甲基化（以下简称：

三甲化）工艺，其反应器有三种类型：

固定床、移动床、流化床。

目前工业上多采用固定床反应器。

以下为其三种反应器的对比：

①固定床反应工艺：

优势：

转化率较高，工程化开发成熟

反应条件：

600℃、0.28MPa、临氢

问题：

活性逐渐衰减，产品分布不断变化，催化剂寿命较短

②移动床反应工艺：

转化率较高，与固定床催化剂相当

400~500℃、0.1~0.5MPa、临氢

催化剂成型较难，工艺复杂

③流化床反应工艺：

温度均匀，活性、产品分布稳定，易于大型化

400~500℃、0.1MPa、不临氢

催化剂活性略低

经查阅资料，目前工业上固定床较之其它两种反应器应用较多。

但经过对甲苯甲醇甲基化反应体系的分析，流化床反应器在三甲化工段具有更强的适用性，所以本项目拟采用流化床作为甲苯甲醇甲基化的反应器。

然而由于流化床内粒子强烈混合，倾向于全混流反应器，将引起物料的大量返混，可能导致反应物的转化率和选择性均降低。

且甲苯甲醇甲基化反应中甲苯的单程转化率低，为提高甲苯的转化率，理论上可以降低甲苯/甲醇摩尔比，但由此会副产大量的混合烯烃。

为了解决上述问题，本项目采用两级流化床反应器串联，从而提高甲苯的转化率和降低反应器的体积。

工艺流程如下图所示：

图3两级流化床流程图

经过Aspenplus模拟单级流化床和两级流化床的结果对比如下表所示：

表1流化床结果对比

单级流化床

两级流化床

甲苯转化率

32.6%

50.8%

甲醇转化率

72%

80%

由上表可以看出，两级流化床较之单级流化床的转化率高，能够达到工艺要求。

据文献所示，甲苯甲醇甲基化工艺一直未被广泛应用，主要原因是因为该工艺的催化剂易失活，不稳定。

结合该特点和流化床反应器的特点，本项目拟采用再生塔对催化剂进行循环再生。

其流程如下所示：

图4流化床与再生塔流程图

两级流化床共用一个再生塔，失活的催化剂从塔上部输送到再生塔底部，经空气再生后从再生塔上部经管道输送到各流化床底部。

此流程即达到催化剂再生循环过程。

三、分离技术的创新

1、分离序列的优化

一般情况下，物质的分离方法中精馏分离是分离方法的首选，本项目中物质的分离基本上采用精馏塔即可达到分离要求。

对于多组分的分离，需要用多个精馏塔，这些精馏塔的排序对费用往往产生较大的影响。

即在设计时，必须考虑精馏塔分离序列综合问题，并决定最佳分离序列。

对于混合芳烃原料组分C6~10进行分离时，由公式得：

其分离序列的总数目SR=14，即欲将原料分离为C6C7C8C9C10，共有14种不同的分离序列，工艺上要求确定最佳的分离序列。

我们采用相对费用函数法求得最佳分离序列C6C7|C8C9C10，C6|C7，C8|C9C10，C9|C10。

其具体的分离序列对应的工艺流程图如下所示：

图5精馏塔最佳分离序列

2、模拟移动吸附床分离技术

欲从混合二甲苯中分离出高纯度的PX产品，本项目采用的是美国环球油品公司（UOP）的模拟移动床分离技术。

该技术吸取了固定床工艺和移动床工艺各自的优点，并避免其各自的缺点。

其主要构思：

吸附剂床层在塔内固定不动，吸附剂不断交替的进入吸附段和解吸段，即是定期同时移动物料进出口的位置。

其模拟图如图6所示：

图6模拟移动吸附床图