[發明專利]乙醇脫水制乙烯工藝中脫除輕組分的方法

無效

• 申請號: 201210150206.3
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN103420751A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 邵百祥;張惠明
• 申請（專利權）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上海石油化工研究院
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C7/04
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種乙醇脫水制乙烯工藝中脫除輕組分的方法。

背景技術

乙烯是一種重要的大宗有機化工基本原料，主要用來生產聚乙烯、聚氯乙烯、環氧乙烷/乙二醇、乙苯/苯乙烯、醋酸乙烯等多種有機化工產品。目前，國內外乙烯生產方法主要采用石油原料催化裂解法生產。近幾年對非石油原料生產乙烯的研究有新的突破，特別是乙醇脫水生產乙烯技術。該技術是以來源于農副產品的乙醇為原料，這樣可避免對石油資源的依賴。對貧油且以農業為主的國家及地區，生產乙醇的原料易得且有保證，為生產乙烯奠定了足夠的原料基礎，可解決化石資源短缺和環境污染嚴重的難題。

乙醇制乙烯，其關鍵因素在于研究一種新的經濟性強和具有市場競爭力的工藝，主要的研究目標是改進工藝流程，降低乙醇單耗，增加裝置效益。

乙醇脫水制乙烯的工藝方法中，在國內外己經公開的文獻或者專利中有許多方法，其基本工藝主要分為固定床工藝和流化床工藝。ABB?Lummu:公司曾在七十年代末提出用流化床技術進行乙醇脫水反應制取乙烯(USP4134926)，但該項技術尚未得到工業化應用。目前工業應用的主要為固定床工藝，包括等溫固定床工藝和絕熱固定床工藝。

最初的乙醇脫水反應在列管式固定床中進行，反應壓力為常壓，采用直接加熱或者利用加熱介質(如熔鹽)間接加熱的方式為反應提供反應熱。在反應過程中，反應溫度與物料流速是關鍵因素，如果溫度太高或者物料流速太低，就會導致其他副產物的生成，但是如果增加流速，乙醇的轉化率又會下降為了解決這一矛盾，美國專利(USP4232179)提出了乙醇脫水反應的絕熱上藝，即乙醇脫水反應在絕熱固定床中進行，反應物料在進入反應器前加熱到反應所需溫度，以保證反應的正常進行。之后，他們又提出了三段式絕熱固定床反應工藝(USP4396789)，并在二十世紀八十年代初利用該工藝建立6萬噸/年乙烯裝置。該工藝采用三個串聯的絕熱固定床反應器，用一個爐子來預熱每一個反應器進口的乙醇和蒸汽混合進料，未反應乙醇和乙醚等副產物實行循環。蒸汽的加入減少了反應結焦，延長了催化劑的壽命，提高了產率。裝置運行數據表明，在反應器進口溫度為450℃時，乙醇轉化率達到98，催化劑再生周期至少一年。另外Halcon/SD公司在而十世紀七十年代開發了絕熱或等溫固定床的雙模式技術，其中等溫固定床技術得到了工業化應用。裝置運行數據表明：在反應溫度318℃、液體空速(LHSV)0.23小時^-1的條件下，乙烯選擇性96.8%(摩爾)，乙醇轉化率99.1%，催化劑再生周期8個月。以后，Halcon/SD公司又開發了多段絕熱固定床反應工藝：乙醇在水蒸汽稀釋后進入多段絕熱固定床反應中脫水生成乙烯，反應氣體經洗滌、壓縮、堿洗和干燥后再進行低溫精餾，最后得到聚合級乙烯產品。試數據表明：在反應溫度465℃?,液體空速(LHSV)?0.8小時^-1和蒸汽：乙醇比為3：1的條件下，乙烯選擇性99.4%(摩爾)，乙醇轉化率99.9%，催化劑再生周期8個月。Lummus公司早在二十世紀六十年代實現了固定床工藝的工業化。該工藝采用列管式等溫反應器，采用熱油系統來提供反應所需的熱量。硅一鋁催化劑再生周期為3周，每再生一次需3天。在反應溫度315℃、反應壓力0.16MPa條件下，乙烯選擇性約94%(摩爾)，乙醇轉化率99%。

現有文獻或報道中，較少涉及乙烯脫水制乙烯中輕組分的脫除工藝及如何提高乙烯收率、降低能耗的問題。目前工業裝置的分離工藝是采用兩塔流程，粗乙烯先進入乙烯精餾塔，塔頂輕組分經部分冷凝后氣相外排，液相送至輕組分汽提塔頂部，脫除液相中的輕組分，以獲得99.99%精乙烯。該工藝，雖可獲得99.99%精乙烯，但由于采用塔頂進料、汽提蒸餾工藝脫除輕組分，存在乙烯損失及能耗高的問題。本發明提供一種新的乙醇脫水制乙烯的輕組分脫除工藝，該方法具有乙烯回收效率高、能耗低、產品質量好的特點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是以往文獻中存在乙烯收率低、能耗高的問題，提供一種新的乙醇脫水制乙烯工藝中脫除輕組分的方法。該方法具有乙烯回收效率高、能耗低、產品質量好的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種乙醇脫水制乙烯工藝中脫除輕組分的方法，含有甲烷、一氧化碳、氫氣輕組分的乙烯進入輕組分精餾塔中部，在塔頂分離出含乙烯輕組分，經冷凝后液相全回流，汽相輕組分外排，在輕組分精餾塔的底部獲得液相乙烯產品。