一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)涉及一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：兩個加氫反應(yīng)器、溶液換熱器、冷凝器、提氫裝置和再生塔，加氫反應(yīng)器一個用于加氫反應(yīng)時另一個用于催化劑的再生，其內(nèi)設(shè)有催化劑層，包括反應(yīng)物入口和反應(yīng)物出口；溶液換熱器包括溶解綠油的富液入口、加氫反應(yīng)物入口、液體綠油與溶劑出口和氣體溶劑出口；溶解綠油的富液入口連接用于催化劑再生的加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口，加氫反應(yīng)氣態(tài)產(chǎn)物入口連接用于加氫反應(yīng)的加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口；冷凝器包括氣體溶劑入口、氣體出口和液相有機溶劑出口；提氫裝置包括氣體入口、氫氣出口和乙烯出口。本實用新型專利技術(shù)可同時實現(xiàn)加氫和催化劑再生,且能避免高溫焙燒再生過程的高能耗問題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)總地涉及乙烯的制備領(lǐng)域，具體涉及一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著石油資源日益枯竭，發(fā)展煤化工為原料的化工過程成為替代石油化工路線的重要過程，該技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，并取得了快速發(fā)展。在煤化工技術(shù)中，以煤為原料通過電石工藝制取乙炔，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，可進一步拓展煤化工路線。且近些年來乙炔主要的下游產(chǎn)品聚氯乙烯(PVC)已經(jīng)供大于求，PVC產(chǎn)業(yè)利潤不高，急需拓展乙炔下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈；乙烯是石油化工中最重要的基礎(chǔ)原料，被稱為“石化工業(yè)之母”。廣泛用于塑料、潤滑油、聚合物以及一些中間體，目前主要由石油或低碳烷烴通過裂解制取。乙烯下游產(chǎn)品如乙二醇，丁二醇、丙烯酸、聚乙烯醇等也有很好的經(jīng)濟價值。因此，開發(fā)乙炔加氫制乙烯的新工藝技術(shù)可以為乙烯工業(yè)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(chǎn)成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然乙炔選擇加氫是當(dāng)前的關(guān)注熱點，國內(nèi)外的報道也比較多，但其研究內(nèi)容主要應(yīng)用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％)，而對于專門以高濃度乙炔為原料的催化選擇加氫制乙烯技術(shù)則少有探索，相應(yīng)的工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用更是未見報道。現(xiàn)有一種采用傳統(tǒng)固定床催化加氫的工藝。該技術(shù)所用固體催化劑一般采用浸漬法制備，活性金屬均勻分布于催化劑表面。該技術(shù)主要反應(yīng)為氣固接觸反應(yīng)，然而乙炔加氫為強放熱反應(yīng)，固定床裝置及所用催化劑移熱困難，無法控制乙炔加氫反應(yīng)的深度。大量的反應(yīng)熱會使鈀催化劑積碳失活。又由于其活性很高，在反應(yīng)時乙炔聚合生成綠油，并覆蓋在催化劑表面導(dǎo)致催化劑迅速失活。并且由于該技術(shù)無法控制反應(yīng)深度，因此會造成乙炔的深度加氫生成乙烷，從而降低反應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物乙烯的收率。還有一種采用漿態(tài)床進行加氫反應(yīng)的工藝，可以移出反應(yīng)放出的熱量，但是由于氣體的鼓入，催化劑和溶劑在其帶動下一直處于流動狀態(tài)，易造成催化劑的磨損，催化劑磨損之后又容易被氣液攜帶而造成損失，以及存在漿態(tài)床所用固體催化劑難回收難再生等問題。因此，為了避免催化劑表面溫升過大，造成床層飛溫，避免乙炔自聚、乙烯進一步加氫等副反應(yīng)的發(fā)生，及催化劑易磨損與活性失活、綠油浪費的問題，有必要技術(shù)一種新的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)制備乙烯使得內(nèi)部熱量不易傳出、反應(yīng)深度不可控、催化劑易磨損失活、綠油浪費的問題。本技術(shù)提供一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)，其包括：加氫反應(yīng)器、溶液換熱器、冷凝器、提氫裝置、再生塔，所述加氫反應(yīng)器的數(shù)量為兩個，該兩個加氫反應(yīng)器交替使用，當(dāng)其中一個用于加氫反應(yīng)時，另一個用于催化劑的再生；其中，所述加氫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑層，其包括反應(yīng)物入口和反應(yīng)物出口；所述溶液換熱器包括溶解綠油的富液入口、加氫反應(yīng)物入口、液體綠油與溶劑出口和氣體溶劑出口；所述溶解綠油的富液入口連接用于催化劑再生的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口，所述加氫反應(yīng)物入口連接用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口；所述冷凝器包括氣體溶劑入口、氣體出口和低沸點有機溶劑出口；所述氣體溶劑入口連接所述溶液換熱器的氣體溶劑出口；所述低沸點有機溶劑出口連接用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口或用于催化劑再生的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口；所述提氫裝置包括氣體入口、氫氣出口和乙烯出口；所述氣體入口連接所述冷凝器的氣體出口；所述再生塔包括物料入口、溶劑出口和綠油出口；所述物料入口連接所述溶液換熱器的液體綠油與溶劑出口。進一步地，所述再生塔的溶劑出口連接所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口。進一步地，所述提氫裝置的氫氣出口連接所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口。上述的系統(tǒng)，所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口設(shè)有霧化噴嘴。上述的系統(tǒng)，所述再生塔的液體綠油出口連接有綠油儲罐。上述的系統(tǒng)，所述加氫反應(yīng)器的催化劑層可旋轉(zhuǎn)。上述的系統(tǒng)，所述加氫反應(yīng)器之前設(shè)有溶劑泵與溶液儲罐。本技術(shù)的有益效果在于，本技術(shù)提出了一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)簡單易操作，采用復(fù)配型有機溶劑使得乙炔在覆蓋在催化劑表面的有機溶劑液膜上的溶解度增大，這樣就能夠增加乙炔的處理。同時由于復(fù)配溶劑中低沸點有機溶劑對催化劑表面覆蓋的綠油有較大的溶解性，這樣能夠有效地降低溶液的循環(huán)量。同時，催化劑再生過程為低溫再生，從而可避免高溫焙燒再生過程的高能耗以及燒除有機物帶來的煙氣排放。經(jīng)過萃取再生的催化劑可以不經(jīng)過還原就具備乙炔加氫活性，能夠降低氫氣用量。該加氫裝置可以同時實現(xiàn)加氫和催化劑再生兩種功能。該工藝過程能夠最大程度回收乙炔加氫反應(yīng)過程中的副產(chǎn)物綠油，避免了綠油的損失和浪費。附圖說明圖1為本技術(shù)乙炔制乙烯工藝過程的流程結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例，對本技術(shù)的具體實施方式進行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本技術(shù)的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本技術(shù)的限制。如圖1是本實施方式中乙炔制乙烯工藝過程的流程結(jié)構(gòu)示意圖。本技術(shù)采用高濃度乙炔加氫制乙烯的工藝主要包括以下幾個裝置：兩個乙炔加氫反應(yīng)器I、II，其中加氫反應(yīng)器I處于工作狀態(tài)則另一個加氫反應(yīng)器II處于催化劑再生狀態(tài)，反之亦然。溶液換熱器，用于再生之后溶解綠油的富液通過和加氫反應(yīng)后的溶液進行換熱。冷凝器，用于換熱后氣相組分的深冷，冷卻后的液相有機溶劑可用于催化劑的再生。提氫裝置，冷凝分離后的氣體進行提氫處理，氫氣可作為反應(yīng)氣循環(huán)使用，乙烯為所要獲得的氣體產(chǎn)品。再生塔，用于將溶液換熱器排出的包含有綠油的溶液進行再生，排出綠油產(chǎn)品，再生的溶劑可循環(huán)利用。具體地，用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑層，其包括反應(yīng)物入口和反應(yīng)物出口。乙炔加氫裝置反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa，反應(yīng)溫度控制在100-200℃之間。氫氣和液相溶劑一起進入乙炔加氫裝置的反應(yīng)物入口之后經(jīng)霧化噴嘴后進入催化劑床層進行反應(yīng)。氫氣、乙炔和溶劑的體積比為30-900：7-250:1。乙炔加氫裝置為處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的催化劑床層，轉(zhuǎn)速為50-1000rpm。乙炔加氫裝置的催化劑為以分子篩、氧化鋁、二氧化硅、高嶺土和蒙脫土等為載體負(fù)載Pd活性金屬及Ag助劑，Pd和Ag的質(zhì)量比為1:1-5。有機溶劑為復(fù)配型有機溶劑，其中高沸點有機溶劑包括：NMP、喹啉、咪唑中的任意一種或幾種；低沸點有機溶劑包括：甲苯、四氫呋喃和丙酮中的任意一種或幾種。其中高沸點有機溶劑質(zhì)量含量為60-90％，低沸點有機溶劑質(zhì)量含量為40-10％。用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器反應(yīng)完成后可作為用于催化再生的容器，可向其內(nèi)加入低沸點有機溶劑對綠油進行溶解。液相有機溶劑溶解覆蓋在催化劑表面的綠油，并帶出反應(yīng)器。此時該裝置的催化劑床層仍然處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速為50-1000rpm。再生萃取時，催化劑床層溫度控制在40-100℃之間。在用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器及用于催化再生的加氫反應(yīng)器與所述冷凝器之間設(shè)有溶液換熱器。所述溶液換熱器包括溶解綠油的富液入口、加氫反應(yīng)物入口、液體綠油與溶劑出口和氣體溶劑出口。所述溶解綠油的富液入口連接用于催化劑再生的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口，所述加氫反應(yīng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)，其包括：加氫反應(yīng)器、溶液換熱器、冷凝器、提氫裝置、再生塔，所述加氫反應(yīng)器的數(shù)量為兩個，該兩個加氫反應(yīng)器交替使用，當(dāng)其中一個用于加氫反應(yīng)時，另一個用于催化劑的再生；其中，所述加氫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑層，其包括反應(yīng)物入口和反應(yīng)物出口；所述溶液換熱器包括溶解綠油的富液入口、加氫反應(yīng)物入口、液體綠油與溶劑出口和氣體溶劑出口；所述溶解綠油的富液入口連接用于催化劑再生的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口，所述加氫反應(yīng)物入口連接用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口；所述冷凝器包括氣體溶劑入口、氣體出口和低沸點有機溶劑出口；所述氣體溶劑入口連接所述溶液換熱器的氣體溶劑出口；所述低沸點有機溶劑出口連接用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口或用于催化劑再生的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口；所述提氫裝置包括氣體入口、氫氣出口和乙烯出口；所述氣體入口連接所述冷凝器的氣體出口；所述再生塔包括物料入口、溶劑出口和綠油出口；所述物料入口連接所述溶液換熱器的液體綠油與溶劑出口。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種溶劑回收的乙炔制乙烯的反應(yīng)系統(tǒng)，其包括：加氫反應(yīng)器、溶液換熱器、冷凝器、提氫裝置、再生塔，所述加氫反應(yīng)器的數(shù)量為兩個，該兩個加氫反應(yīng)器交替使用，當(dāng)其中一個用于加氫反應(yīng)時，另一個用于催化劑的再生；其中，所述加氫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑層，其包括反應(yīng)物入口和反應(yīng)物出口；所述溶液換熱器包括溶解綠油的富液入口、加氫反應(yīng)物入口、液體綠油與溶劑出口和氣體溶劑出口；所述溶解綠油的富液入口連接用于催化劑再生的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口，所述加氫反應(yīng)物入口連接用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物出口；所述冷凝器包括氣體溶劑入口、氣體出口和低沸點有機溶劑出口；所述氣體溶劑入口連接所述溶液換熱器的氣體溶劑出口；所述低沸點有機溶劑出口連接用于加氫反應(yīng)的所述加氫反應(yīng)器的反應(yīng)物入口或用于催化劑再生的所述加氫反應(yīng)器的反...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閆琛洋，朱元寶，杜少春，徐梅梅，史雪君，薛遜，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，
類型：新型
國別省市：北京;11