Для оптимизации работы оборудования блоков алкирования и трансалкирования установки синтеза этилбензола по целостной технологии наиболее эффективно применение компьютерной моделирующей системы.  На экономическую эффективность работы установки получения этилбензола влияет главным образом распределение этилена по слоям катализатора в реакторе алкирования, общее соотношение бензола и этилена, соотношение бензола и диэтилбензола, а также температура сырьевой смеси, подаваемой непосредственно в реактор трансалкирования являются параметрами. Проведененное исследование влияния мольного соотношения бензол/этилен в реакторе алкирования в пределах от 2,4 до 3,6 позволило установить, что с повышением мольного соотношения увеличивается количество получаемого этилбензола, в результате чего повышаются экономические показатели.

Рост выхода от роста от роста соотношения замедляется при приближении к 4. Хотя показано, что с увеличением соотношения бензол/этилен возможно повысить выход этилбензола. В данном случае повышение повышение соотношения, в отличие от распределения подачи этилена, также влияет на операционные затраты производства. При этом, повышение температуры сырья на выходе в реактор трансалкирования оказывает более сильное воздействие и, как установлено , может легко регулироваться за счет открытия или закрытия линии байпаса.

В настоящее время этилбензол используется в основном как промежуточный продукт при производстве стирола и как жобавка к моторному топливу. Основную массу этилбензола получают алкированием бензола этиленом в присутствии хлорида алюминия и хлороводорода, однако наиболее перспективной является цеолитная технология алкирования с последующим трансалкированием диэтилбензолов.

Побочным продуктом получения этилбензола является ДЭБ , представляющий собой смесь мета- и пара-изомеров. ДЭБ приобрел значение для получения дивинилбензола – мономерадля производства ионообменных смол.

Этилбензол – ценный продукт нефтехимической промышленности, поэтому задача повышения ресурсоэффективности его производства остается актуальной.

Удобным инструментом повышения эффективности работы промышленных установок являются компьютерные моделирующие системы, построенные на физико-химических и термодинамических закономерностях превращения углеводородов с учетом нестационарности этих процессов вследствие дезактивации катализаторов и изменения состава пререрабатываемого сырья. Ранее были разработаны такие моделирующие системы для процессов алирования бензола этиленом и трансалкирования полиэтиленбензолов в цеолитной технологии. Однако задача интенсификации процесса получения этилбензола на цеолитсодержащих катализаторах с применением разработанной математической модели реакторного процесса алкирования, реализованной в виде прикладной компьютерной моделирующей системы, не была решена.

Оптимизация процесса алкирования бензола этиленом

Современные технологии получения этилбензола реализуют процессы алкирования бензола этиленом с использованием каталитической композиции, включающей цеолит, а также оксиды кремния, алюминия, магния или природные глины и их комбинации. Объектом исследования является промышленная установка получения этилбензола, включающая реакторный блок алкирования и трансалкирования на цеолитсодержащих катализаторах. Процесс алкирования проводят при температуре 220-255 C, давления 3,4 МПа. Сырье процесса – бензол и этилен чистотой 99,9%.

Основополагающим фактором, отражающим эффективность процесса является селективность ЭБ по этилену при неизменной производительности. Алкирование бензола этиленом согласно химизму образования побочных продуктов ПАБ является параллельным этилену и последовательным по ЭБ. Для такой системы справледливо увеличение селективности при увеличении соотношения бензол/этилен. Современные технологии при работе с чистым этиленом включают реактор алкирования с дробной его подачей по высоте аппарата и промежуточном охлаждении. Использование такой организации процесса позволяет лучше контролировать температуру по высоте реактора и добиваться более высокого соотношения бензол/этилен.

Оптимизация работы установки получения этилбензола

Поиск оптимальных условий для конкретных блоков или аппаратов является основой для определения оптимальных режимов работы установки в целом. Для проведения оптимальных исследований была построена модель технологического процесса в программе HYSYS v.8.8. В модель включены следующие блоки и аппараты: реактор алкирования (Р-1), реактор ТА (Р-2), колонны выделения бензола (К-52), ЭБ (К-62), ПАБ (К-72). Для моделирования использовали термодинамическую модель SRK c правилом расчета энтальпии по Lee-Kesler. Адекватность моделирования ректификационных колонн проверялась сравнением расчетных и наблюдаемых температур по высоте колонны, дистиллята и кубового продукта, а также по качеству получаемых продуктов разделения.

Таким образом, распределение этилена по слоям катализатора реактора алкирования, соотношение Б/Э и Б/ДЭБ, температура сырьевой смеси, подаваемой непосредственно в реактор трансалкирования, являются параметрами, определяющими экономическую эффективность работы получения этилбензола.

Синергетический эффект при проведении процесса с учетом рекомендуемых параметров для реакторов алкирования и трансалкирования, выраженный в увеличении экономических критериев, составляет 313 млн. Руб./год и 1143 руб./тЭБ для валовой прибыли и удельной валовой прибыли соответственно.

Автор публикации

не в сети 1 неделя

Integration24.ru

88

Комментарии: 1Публикации: 194Регистрация: 28-06-2017