[發明專利]一種乙炔精脫及加氫制乙烯的反應系統和方法

在審

• 申請號: 201710034364.5
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106748616A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 余海鵬;史雪君;蘇二強;黃偉;史東軍;邵建偉;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C07C7/00
• 分類號: C07C7/00;C07C7/12;C07C11/24;C07C5/09;C07C7/04;C07C11/04
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙)11446
• 代理人: 劉國偉,武玉琴

技術領域

本發明屬于乙烯制備領域，尤其涉及一種乙炔精脫及加氫制乙烯的反應系統和方法。

背景技術

乙烯是石油化學工業的一種主要原料，目前制備工藝方法主要是通過石腦油的裂解制烯烴和煤制烯烴。2015年國內乙烯總產能達到2200萬t/a左右，2020年國內乙烯產能進一步將增加到3250萬t/a，而預計到2020年國內乙烯消費量為4800萬噸/年，則將出現需求大于產能的現象。這對石油儲備并不豐富的我國來說構成了嚴重的戰略威脅。因此，尋求另一種新的來源和工藝方法以制備乙烯，從而可在工業生產領域替代石油，能夠很大程度上緩解我國對于石油原料的依賴性。

在煤化工技術中，以煤為原料通過電石工藝或以天然氣為原料通過非催化部分氧化工藝制取乙炔，已廣泛應用。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品，可進一步拓展煤化工發展途徑。且近些年來乙炔主要的下游產品聚氯乙烯(PVC)已經供大于求，PVC產業利潤不高，急需拓展乙炔下游產品產業鏈；而聚乙烯價格隨石油價格波動很大，且其他下游產品如乙二醇，丁二醇、丙烯酸、聚乙烯醇等也有很好的經濟價值。因此，開發乙炔加氫制乙烯的新工藝技術可以為乙烯工業提供一種新原料來源，并降低乙烯對石油資源的依賴程度及乙烯的生產成本，具有廣闊的應用前景。

雖然乙炔選擇加氫是當前的關注熱點，國內外的報道也比較多，但其研究內容主要集中于除去石油烴裂解制備乙烯工藝過程中微量的乙炔(0.01—5體積％)。乙炔加氫是強放熱反應，高濃度乙炔加氫放出大量反應熱，床層移熱困難，易造成催化劑失活、副反應增多、乙烯收率下降。

現有技術公開了一種高純乙炔加氫制乙烯的系統及方法。研究者發現高純乙炔加氫所用貴金屬催化劑活性及壽命極易受乙炔凈化工藝的影響，需將硫磷砷含量脫除至10ppb以下，且未反應的氫氣再循環至壓縮機入口，極大的增加了壓縮機占地、投資及運行能耗。

電石生成的乙炔常混有硫化氫、磷化氫及砷化氫等雜質，因此在工業應用上需要對粗乙炔氣進行凈化，以得到純凈的乙炔氣以應用于工業生產。現有技術中，對粗乙炔氣進行凈化的工藝主要有兩種：次氯酸鈉凈化工藝及濃硫酸凈化工藝，然而工業上次氯酸鈉及濃硫酸凈化工藝只能將粗乙炔中有害雜質(硫、磷、砷)脫除至＞50ppb。繼續采用傳統凈化工藝，極大增加凈化設備投資及運行能耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種乙炔精脫及加氫制乙烯的反應系統及方法，以解決固定床高純乙炔加氫制乙烯的飛溫現象、反應熱移熱困難及床層壓降大的問題。同時避免了現有乙炔凈化精度不高，高分散的貴金屬催化劑易受微量雜質影響而失活，及高氫炔比原料氣壓縮的缺陷。

為實現上述目的，本發明提出了一種乙炔精脫及加氫制乙烯的反應系統，所述系統包括加氫反應單元、真空過濾單元、旋轉床再生單元、真空低壓蒸餾單元、分離單元、混合提壓單元和流化床精脫單元；其中，

所述加氫反應單元設有回收漿液入口、凈化氣入口、漿液出口和氣體出口；

所述真空過濾單元設有漿液入口、液相物料出口及固相物料出口，所述漿液入口與所述漿液出口連接；

所述旋轉床再生單元設有進料口、出料口、氣氛氣體入口、氣氛氣體出口，所述進料口經皮帶傳送裝置與所述固相物料出口連接，所述出料口與所述回收漿液入口連接，所述氣氛氣體入口用于輸入氣氛氣體氫氣和氮氣使催化劑再生，所述氣氛氣體出口用于將輸出的氣氛氣體再循環輸出至所述氣氛氣體入口；

所述真空低壓蒸餾單元設有液相物料入口、溶劑出口及重組分出口，所述液相物料入口連接所述液相物料出口，所述溶劑出口與所述回收漿液入口連接；

所述分離單元包括氣體入口和循環氫氣出口，所述氣體入口連接所述氣體出口，所述循環氫氣出口與所述凈化氣入口相連；

所述混合提壓單元包括乙炔入口、氫氣入口和混合提壓單元氣體出口；

所述流化床精脫單元包括換熱器氣體入口和凈化氣出口，所述換熱器氣體入口和所述混合提壓單元氣體出口相連；所述流化床精脫單元包括精脫床及再生床，所述精脫床裝填有用于脫除粗乙炔氣中雜質的保護劑。

具體地，所述加氫反應單元包括漿態床、溫控裝置、冷凝器和氣液冷凝分離裝置。其中，

所述漿態床設有所述凈化氣入口、凝液入口、所述回收漿液入口、換熱介質入口、氣體產品出口、所述漿液出口、換熱介質出口。

所述溫控裝置通過所述換熱介質入口、所述換熱介質出口與所述漿態床連通。

所述冷凝器包括氣體產品入口和冷凝氣液混合物出口，所述氣體產品入口與所述氣體產品出口相連。