Exelus开发由甲苯和甲醇制苯乙烯新技术
2008-07-02
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来源：中国石油石化工程信息网
传统苯乙烯技术为两步工艺，第一步，苯和乙烯在固体催化剂上烷基化生成乙苯(EB);第二步是乙苯与高温蒸汽在约900℃下混合，并在超过600℃时通过氧化铁催化剂，使乙苯脱氢成苯乙烯。传统工艺所存在的问题是乙苯脱氢反应是强吸热的，需输入大量热能。而且近年来乙苯和苯乙烯技术的大部分开发集中在工艺优化、催化剂升级和设备改进上，对工艺性能作大的改进是不太可能的，要达到一定的竞争优势也是较难的。采用PO/SM工艺，苯乙烯还可作为环氧丙烷(PO)的联产物生产。此工艺将乙苯氧化成过氧化氢，过氧化氢再与丙烯生成PO和苯甲醇，后者脱水生成苯乙烯。另一种苯乙烯路线是甲苯与甲醇侧链烷基化得到苯乙烯、氢气和水。存在的问题是甲醇易于分解成氢气和CO，氢气可使苯乙烯转化成乙苯，使苯乙烯收率降低。副产物的生成还使苯乙烯提纯较困难，因此苯乙烯的最大化收率仅达到10%。Exelus公司介绍，过去致力于提高收率仅仅集中在催化剂改进上，而现今将催化剂科学、反应工程和工艺设计结合在一起，提高了苯乙烯选择性。该催化剂是含有优化的孔结构、较高碱活性中心的改性沸石材料。该活性中心将甲苯选择性吸附在甲醇上，制约了甲醇分解。该孔结构便于渗透并延长反应物停留时间，以强化甲苯烷基化。反应器设计的改进还集中在降低甲醇分解和提高转化率上，工艺强化的目的在于提高苯乙烯/乙苯的产物比和维持一定的能源效率。因此Exelus公司称甲醇转化率较高时苯乙烯和乙苯选择性加起来超过90%，苯乙烯/乙苯分布比率为85/15，以甲醇计，苯乙烯总收率超过60%。就生产规模而言，生产的乙苯可销售给传统苯乙烯生产厂商或就地脱氢提高苯乙烯收率。氢气联产物易于回收并燃烧，可提供工艺操作所需的大量能源。
Exelus公司称可开发简单的固定床工艺。该反应在常压下，约400-425℃时进行，无需发生大量蒸汽，与传统路线比较，能耗节省40%。由于采用缓和的反应条件，且无需乙苯脱氢装置，因此大大降低了投资成本。Exelus公司估计，建一套采用ExSyM工艺的25万吨/年苯乙烯装置的投资费用为6300万美元，而传统装置为1.25亿美元。ExSyM工艺的特点是可设置成类似传统的苯乙烯装置，现有装置可进行改建。Exelus公司称，采用新工艺改建一套25万吨/年装置，投资费用为1000万-1500万美元，投资回收期很短。新工艺还可降低温室气体的排放量，尤其是甲烷和CO2。