[發(fā)明專利]乙醇脫水制乙烯的流化裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710098843.X
• 申請日: 2007-04-28
• 公開（公告）號: CN101293804A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊克勇;李強(qiáng);常學(xué)良;魯維民;邢波;郭湘波;張久順;龍軍;舒興田;謝文華;吳治國
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: C07C1/24
• 分類號: C07C1/24;C07C11/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于從一種非烴化合物制備烴的裝置和方法，更具體地說，屬 于從一種含氧化合物脫水制備乙烯的裝置和方法。

背景技術(shù)

乙烯是石油化工工業(yè)最重要的一種基礎(chǔ)原料，目前約75％的石油化工 產(chǎn)品來源于乙烯。目前全世界乙烯生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到11290.55萬噸/年，預(yù) 計2012年世界乙烯生產(chǎn)能力將達(dá)到14445.5萬噸/年。2010年我國乙烯當(dāng) 量需求預(yù)計2570萬噸/年，生產(chǎn)能力為1389萬噸/年，自給率只有54％， 因此，無論是國內(nèi)還是國外，乙烯的市場發(fā)展空間還很大。

生產(chǎn)乙烯的方法有很多種，主要有烴類裂解法、合成氣合成法、乙醇 脫水法、丙烯歧化法等。目前工業(yè)上乙烯生產(chǎn)主要采用烴類蒸汽裂解法制 備。由于全世界烴類蒸汽裂解法主要采用石腦油、乙烷為原料，其原料的 選擇是一個重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，原料成本在乙烯成本中占60％～80％。 而影響乙烯原料變化的主要因素是石油和天然氣的供應(yīng)狀況和價格。從全 球范圍來看石油資源日趨減少，再加上石油資源地區(qū)分布十分不均，這就 更需要開發(fā)石油資源的替代品，以減輕對石油的依賴程度。

乙醇脫水制乙烯(以下簡稱ETE)反應(yīng)化學(xué)早在18世紀(jì)已有報道， 是在石油化工發(fā)展之前制乙烯的主要方法。后來隨著石油工業(yè)的發(fā)展，ETE 在經(jīng)濟(jì)上缺乏競爭力，使得ETE裝置基本關(guān)閉。但是ETE技術(shù)也有自身 的優(yōu)勢：與其他方法相比，其產(chǎn)品純度高、設(shè)備簡單、投資較少、見效較 快。隨著石油資源日益枯竭，開采成本提高，油價不斷上漲，人類對環(huán)境 的日益關(guān)注，限制溫室氣體排放，社會關(guān)注農(nóng)民利益以及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 的需要，特別是隨著生物質(zhì)發(fā)酵制乙醇技術(shù)的進(jìn)步使得乙醇原料成本下降， 利用可再生生物質(zhì)制乙醇、乙醇脫水制乙烯技術(shù)路線受到越來越多的重視， 利用ETE制備乙烯具有很大的經(jīng)濟(jì)價值和戰(zhàn)略意義。

乙醇脫水制乙烯發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

CH₃CH₂OH(乙醇)→CH₂＝CH₂(乙烯)+H₂O(水)

該反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，△H°₂₉₈＝44.912kJ/mol，反應(yīng)溫度越高，越有利 于生成乙烯，但溫度過高則會促進(jìn)副產(chǎn)物如乙醛等的生成。乙醇脫水反應(yīng) 屬于酸催化的脫水反應(yīng)，采用液體酸催化劑和固體酸催化劑能降低反應(yīng)的 活化能，加快反應(yīng)進(jìn)行。采用濃硫酸作催化劑，在170℃有利于乙醇脫水 生成乙烯，而在140℃則有利于生成乙醚；采用γ-Al₂O₃作催化劑，由于其 酸性較弱，因此乙醇脫水生成乙烯的反應(yīng)溫度需要在350～400℃，若溫度 較低(在260℃)則生成乙醚。當(dāng)反應(yīng)溫度高于404℃時，乙醇會直接脫氫 生成乙醛。因此，ETE反應(yīng)需要控制好反應(yīng)溫度范圍，減少副反應(yīng)的發(fā)生。

ETE工業(yè)技術(shù)路線按采用的反應(yīng)器類型劃分成兩種，固定床工藝技術(shù) 路線和流化床工藝技術(shù)路線，這兩種工藝路線采用的都是乙醇?xì)庀嗝撍? 藝路線。在相同處理能力下，流化床工藝技術(shù)路線的投資費用和操作費用 都要低于固定床工藝技術(shù)路線。

US4134926公開了采用流化床反應(yīng)器進(jìn)行ETE反應(yīng)，催化劑可以采用 氧化鋁、活性粘土、分子篩等。反應(yīng)器溫度維持在700℉(約371℃)以上， 反應(yīng)后，一部分催化劑去再生器燒焦再生，再生后的催化劑循環(huán)回反應(yīng)器 反應(yīng)。

采用流化床反應(yīng)器進(jìn)行ETE存在的主要問題是，再生后的催化劑夾帶 煙氣，煙氣中含有大量雜質(zhì)氣體如氮氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳等， 夾帶煙氣的再生催化劑返回流化床反應(yīng)器，會使副反應(yīng)增加，產(chǎn)品中乙烯 的純度大大降低，需要昂貴的深冷分離才能提高其純度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計一種乙醇脫水制乙烯的流化 裝置，以提高產(chǎn)品中乙烯的純度。

本發(fā)明的另一目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種乙醇脫水制乙烯的 流化方法，以提高產(chǎn)品中乙烯的純度。