[發明專利]一種用煤熱解氣制備丙烯酸低碳醇酯的方法和系統

在審

• 申請號: 201710365726.9
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107056613A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 吳黎陽;史雪君;余海鵬;蘇二強;黃偉;史東軍;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京華福工程有限公司
• 主分類號: C07C67/36
• 分類號: C07C67/36;C07C69/54;C01B32/40
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及化工領域，并且更具體地涉及一種用煤熱解氣制備丙烯酸低碳醇酯的方法以及實施該方法的系統。

背景技術

低階煤熱解后的煤熱解氣成分主要以CO和H₂為主，大約占到80％左右。熱解氣中含塵量大，爐塵具有粘、輕、細不易捕集的特點。而且熱解氣具有本身的潛熱和顯熱，同時又具有難以除塵凈化的大量粉塵。傳統煤氣的處理工藝是將煤氣直接冷卻，得到含塵煤焦油，煤焦油再加熱進行加工，不僅能耗巨大，同時冷卻過程中有廢水廢渣污染；或用氨水噴淋荒煤氣降溫、除塵，導致焦油中含塵量很高，同時帶來廢水和廢渣污染，并且浪費了煤氣的物理顯熱。不完善的尾氣凈化和利用技術不但對能源是極大的浪費，而且對于環境污染是相當大的危害。因此，需要一種完善的尾氣凈化和利用技術，將煤熱解氣中的有效資源進行利用而且又不會對環境造成危害。

丙烯酸酯類是重要的精細化工原料之一，主要用作有機合成中間體及合成高分子材料的單體。比較重要的酯有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯等。這些丙烯酸低碳醇酯與許多乙烯基單體共聚形成的聚合體產品，在織物和塑料的改性、皮革的加工和纖維等方面具有廣泛的用途。它們與丙烯酸及丙烯酸鹽的各種聚合物一起，構成丙烯酸系列化工產品，是制備高分子化合物的重要單體。

發明內容

本發明為了解決目前煤熱解氣利用率較低，污染環境的問題，提供一種用煤熱解氣制備丙烯酸低碳醇酯的方法和系統。

根據本發明，提供一種用煤熱解氣制備丙烯酸低碳醇酯的方法，包括以下步驟：

1)油氣分離：使煤熱解氣通過例如油氣分離裝置，除去煤熱解氣中的液體組分并使煤熱解氣的溫度降低；

2)旋風分離：通過例如旋風分離裝置除去煤熱解氣中的固體物質除去；

3)凈化：通過例如凈化裝置除去煤熱解氣中的硫、氧雜質；

4)CO提純：將步驟3)中得到的煤熱解氣使用提純裝置進一步提純，除去煤熱解氣中的氫氣和甲烷氣體，得到純化CO氣體；

5)氣體干燥：將步驟4)中的純化CO氣中的水分通過干燥裝置進行除去；

6)CO氣體加壓：將步驟5)中得到的干燥的純化CO氣體經過壓縮機加壓至反應壓力；

7)反應：將步驟6)中的CO氣體作為羰基化原料，在反應器中與乙炔和低碳醇通過催化劑反應生成丙烯酸低碳醇酯。

進一步地，該步驟7)中乙炔先溶解在溶劑中，然后與低碳醇和CO氣體反應。

進一步地，上述溶劑選自以下中的一種或多種：四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮、乙酰丙酮。

進一步地，該步驟7)中催化劑為含有鎳的化合物或絡合物。

進一步地，該步驟7)中反應的溫度為180℃-250℃，

進一步地，該步驟7)中反應的壓力為5MPa-10MPa。

根據本發明的另一方面，還提供一種采用上述方法制備丙烯酸低碳醇酯的系統，該系統包括依次相連的油氣分離裝置、旋風分離裝置、凈化裝置、提純裝置、干燥裝置、壓縮機和反應器。

根據本發明的一個實施例，反應器具有氣體進口、液體進口和排出口。排出口用于排出產物丙烯酸低碳醇酯及未反應的氣體物料。

根據本發明的一個實施例，反應器的排出口連接冷凝裝置，該冷凝裝置具有氣體出口和液體出口，該氣體出口用于排出未反應的氣體物料，該液體出口用于排出產物丙烯酸低碳醇酯。

所述油氣分離裝置用于分離煤熱解氣中的焦油，通過從油氣分離裝置頂部噴入換熱媒介或在內部設置裝有換熱媒介的管道使高溫的煤熱解氣冷卻，使焦油液化將其從氣體中分離。優選地，油氣分離裝置設置有換熱裝置，換熱裝置的換熱介質出口連接換熱管道，通過換熱管道對反應器加熱。

根據本發明的一個實施例，換熱管道可通過以下方式對反應器加熱：換熱管道與反應器不連通，換熱管道通過接觸或熱輻射直接對反應器加熱；或者換熱管道與反應器連通，通過向反應器輸送換熱管道中的換熱介質對反應器加熱。

當換熱管道與反應器外層聯通時，所述反應器具有外層和內腔，換熱管道與所述反應器的外層連通，向反應器外層輸送換熱介質。所述反應器的所述液體進口和所述氣體進口均通入至反應器內腔。

旋風分離裝置，用于除去煤熱解氣中的固體物質。凈化裝置用于除去煤熱解氣中的硫、氧雜質。

進一步地，當換熱管道通過熱輻射對反應器加熱時，反應器是單層反應器，反應器的液體進口和氣體進口均通入至反應器內。