[發(fā)明專利]一種乙炔加氫制乙烯方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510543166.2
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105152836A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆琛洋;杜少春;朱元寶;吳道洪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C07C5/09
• 分類號: C07C5/09;C07C11/04
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高濃度乙炔加氫制乙烯反應(yīng)方法，屬于乙炔加氫制乙烯技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在煤化工技術(shù)中，以煤為原料通過電石方法制取乙炔，已廣泛應(yīng)用；再以乙炔為原料，在選擇性加氫催化劑作用下，通過加氫制備乙烯產(chǎn)品。但由于乙炔加氫為強放熱反應(yīng)，傳統(tǒng)固定床裝置及催化劑移熱困難，造成飛溫現(xiàn)象，無法控制乙炔加氫反應(yīng)深度造成乙炔的深度加氫生成乙烷，且大量的反應(yīng)熱會使催化劑積碳失活；此外，乙炔聚合生成的綠油覆蓋在催化劑表面導(dǎo)致催化劑迅速失活。

為了克服飛溫問題，現(xiàn)有研究提出在反應(yīng)器中加入液相溶劑轉(zhuǎn)移熱量。如向反應(yīng)器中加入水作為液相溶劑或向在反應(yīng)器中加入對乙炔具有高選擇溶解性，對乙烯具有低選擇溶解性的液相溶劑。但以水為液相溶劑，不利于乙炔的溶解及催化劑的均勻分布，水飽和蒸汽壓較低，易發(fā)生相變造成乙烯中水含量較高；而且在催化劑表面生成的綠油不溶于水中。而采用選擇溶解乙炔溶劑，液相中溶解更多乙炔，促使催化劑活性中心吸附更多乙炔，當反應(yīng)溫度過高或氫氣不足時，活性中心吸附的乙炔易生成大量綠油造成催化劑失活，乙烯收率下降。而且，由于固體催化劑分散在液相中，在氣體擾動及流動狀態(tài)下容易破碎，磨損被液相產(chǎn)物攜帶造成催化劑的損失；當催化劑再生時，又因為催化劑粒度小而存在難過濾、難回收和易堵塞設(shè)備等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種乙炔加氫制乙烯方法。通過向帶有旋轉(zhuǎn)催化劑床層的反應(yīng)器中加入非極性有機溶劑，形成的液膜可發(fā)生相變，從而帶走部分反應(yīng)熱量，減少乙炔加氫反應(yīng)過程中副反應(yīng)的發(fā)生，并且保證床層溫度穩(wěn)定，不會發(fā)生催化劑床層飛溫；且通過對反應(yīng)產(chǎn)物分離回收的溶劑可直接再利用，整個方法更加簡單、操作方便。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種乙炔加氫制乙烯方法，包括如下步驟：

(1)乙炔加氫

非極性有機溶劑、乙炔和氫氣經(jīng)過噴霧裝置進入反應(yīng)器中進行選擇性加氫反應(yīng)，得到含有乙烯、未反應(yīng)的乙炔、未反應(yīng)的氫氣、副產(chǎn)物產(chǎn)品、非極性有機溶劑的氣液混合物；其中，反應(yīng)器的催化劑床層處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；

(2)氣液分離

步驟(1)所得氣液混合物經(jīng)降溫冷卻后進行分離，所得非極性有機溶劑可循環(huán)利用，所得副產(chǎn)物產(chǎn)品回收；

(3)提氫

步驟(2)分離后的氣體經(jīng)提氫，所得氫氣作為加氫原料循環(huán)利用，提氫后的氣體為不含有乙炔的乙烯產(chǎn)品。

本發(fā)明所述方法為固態(tài)催化劑和氣液膜在旋轉(zhuǎn)的催化劑床層處接觸反應(yīng)；加氫過程中釋放出的熱量使得溶解乙炔的液相溶劑發(fā)生相變換，部分由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)移出反應(yīng)熱，從而保持催化劑床層溫度穩(wěn)定，避免床層飛溫、乙炔自聚、反應(yīng)深度無法控制副反應(yīng)大量發(fā)生的情況。

本發(fā)明所述方法中，步驟(1)中，所述反應(yīng)溫度為100～200℃，反應(yīng)壓力為0.1～0.3MPa。

本發(fā)明所述方法中，步驟(1)中，所述催化劑床層轉(zhuǎn)速為50～1000rpm，優(yōu)選500-800rpm。當催化劑床層處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下，溶劑能夠在催化劑表面快速潤濕鋪展，迅速形成液膜，提供反應(yīng)場所；并且由于該反應(yīng)為快速反應(yīng)，快速旋轉(zhuǎn)的催化劑床層有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴散，減小了反應(yīng)物深度加氫，避免了產(chǎn)物的再加氫的發(fā)生。

本發(fā)明所述方法中，步驟(1)中，所述氫氣、乙炔和非極性有機溶劑的體積比以30～900：7～250：1為宜，所述反應(yīng)物在此比例范圍內(nèi)混合后可使催化劑床層潤濕，且在其表面形成液膜。

本發(fā)明所述方法中，步驟(1)中，所述非極性有機溶劑選自丙酮、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。

本發(fā)明所述方法中，步驟(1)中，所述催化劑為以分子篩為載體，負載活性金屬及助劑。

本發(fā)明所述方法中，步驟(1)中，所述催化劑通過柵格固定在催化劑床層中，以減少催化劑的破碎和損耗。

本發(fā)明所述方法中，步驟(2)中，將所得氣液混合物降溫至常溫后再進行氣液分離。由于非極性有機溶劑在催化劑床層中是以汽化方式帶走熱量，因此通過控制冷卻溫度即可達到回收溶劑和副產(chǎn)物產(chǎn)品的目的。

本發(fā)明所述方法也可以增加非極性有機溶劑再生系統(tǒng)，副產(chǎn)品可以在非極性有機溶劑再生系統(tǒng)中獲得，并不影響本方法流程的運行。

本發(fā)明的有益效果是：