[發明專利]一種CO₂加氫制取低碳烯烴的系統有效

申請號：	201110246567.3	申請日：	2011-08-24
公開（公告）號：	CN102351624A	公開（公告）日：	2012-02-15
發明（設計）人：	王黎;蔡東方;馮霄;郭烈錦;賀小紅;徐靜	申請（專利權）人：	西安交通大學
主分類號：	C07C1/12	分類號：	C07C1/12;C07C7/04;C07C11/04;C07C11/06;C07C9/06;C07C9/08;C07C9/04
代理公司：	西安通大專利代理有限責任公司 61200	代理人：	朱海臨
地址：	710049 ***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 co sub 加氫制取烯烴系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種CO₂加氫制取低碳烯烴的系統。

背景技術

CO₂主要是伴隨化石能源(煤、石油、天然氣)消耗而導致的排放物。據統計，2003年全球各種化石能源燃燒排放到大氣中的CO₂高達290億噸。我國CO₂的排放總量已超過了30億噸，居世界第二位。除了化石能源燃燒可產生CO₂外，工業副產氣和廢氣中也含有大量的CO₂氣體。而且其濃度也較高，如發酵氣中CO₂含量為95％～99％(體積分數，下同)，石灰爐氣中其含量為30％～35％，NH₃工業副產氣中其含量為98％～99％，石油煉制副產氣中其含量為98％～99％，焦爐及重油燃燒氣中其含量為10％～17％。

CO₂的排放的結果造成了大氣中CO₂的濃度已經由工業化前的2.80×10^-4(體積分數)增長到2009年的4.67×10^-4。而大氣中CO2含量的增加直接導致的溫室效應給全球環境和生態帶來嚴重的影響，阻礙社會的可持續發展。1997年國際社會通過了《京都協議書》，規定每個國家都有CO₂減排的義務，并對全球溫室氣體排放負有主要責任的發達國家規定了減少或限制溫室氣體排放的目標，要求在2008～2012年的排放量至少比1990年消減5％。隨著我國經濟的日益增長而對能源的極大依賴性，面臨的CO₂減排形勢十分嚴峻！

然而，CO₂又是化學合成和國民經濟其他行業所需的重要原料之一。比如，通過對CO₂加H₂可以制取重要的化工原料如乙烯、丙烯等低碳烯烴。后者的產量是國際上作為衡量國家化學工業發展水平的“溫度計”，傳統的來源主要靠石油裂解的途徑而得。眾所周知，石油由于其燃料用途優先性，90％以上用于煉油作為動力燃料使用了；同時石油也是有機合成的優質原料，但真正用于有機合成的卻不到10％。更為嚴峻的是由于石油資源的儲量有限，2003年世界探明總儲量為1500億噸，按目前開采量預計還可開采約30年，遠遠不能滿足現代工業的發展需要。這一嚴峻現狀促使開發低碳烯烴合成的新途徑的研究。

以CO₂為原料加氫合成低碳烯烴，主要有兩條途徑：一是首先由CO₂加氫合成甲醇，然后由甲醇合成低碳烯烴。二是由CO₂加氫直接合成低碳烯烴。從長遠考慮，由CO₂加氫直接合成乙烯、丙烯等低碳烯烴比通過甲醇的間接路線更為經濟。

目前，加拿大、美國、英國、日本等許多國家積極開展CO₂加氫合成低碳烯烴的研究，我國也開展了相應的研究并取得了一定的成果。但研究開發屬于初步階段，未見有相關專利報道。

發明內容

本發明在前期CO₂加氫催化劑研究及CO₂加氫實驗研究的基礎上，提供了一種CO₂加氫直接合成低碳烯烴的系統。該系統具有可實施性強、安全性高、合理利用資源和環境友好的特點。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種CO₂加氫制取低碳烯烴的系統：包括產物分離單元，其特征在于，該產物分離單元的入口連接合成反應單元的出口，合成反應單元的CO₂氣進口連接CO₂氣提純單元，合成反應單元的H₂氣進口連接H₂氣提純單元；所述H₂氣提純單元包括一個洗氨塔，洗氨塔下部入口與馳放氣連通，洗氨塔上部入口與軟化水連通，洗氨塔頂部通過冷凝器和氣液分離器連接有第一預熱器，第一預熱器通過串聯的兩級膜分離器連接到合成反應單元的H₂氣進口；所述CO₂氣提純單元包括一個吸收塔，吸收塔下部入口連通一個存儲煙道氣的儲氣罐，吸收塔上部入口與一乙醇胺連通；吸收塔下部出口通過富液泵連接貧富液換熱器，吸收塔上部出口通過貧液泵和一個冷卻器連接貧富液換熱器，該貧富液換熱器與再生塔的入口連接；再生塔頂部出口連接到合成反應單元的CO₂氣進口。