[發明專利]乙醇制乙烯的分離精制方法

有效

• 申請號: 201210393292.0
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103772101A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種乙醇制乙烯的分離精制方法。

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產物的分離工藝及如何提高乙烯收率的問題，特別是簡化生物質乙烯的分離精制工藝、降低能耗等技術問題。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，脫除液相中的輕組分，以獲得99.99%精乙烯。該工藝，采用雙塔流程，存在工藝較為復雜、能耗較高的問題。本發明提供一種新的乙醇脫水制乙烯的分離工藝，該方法具有流程簡單、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粗乙烯的分離精制流程復雜，能耗高，乙烯產品純度低和收率低的問題，提供一種新的乙醇制乙烯的分離精制方法。該方法具有粗乙烯的分離精制流程簡單，能耗低，乙烯產品純度高和收率高的優點。