一種乙炔加氫制乙烯的系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及一種乙炔加氫制乙烯的系統及方法。所述系統包括混合提壓單元、催化劑保護單元、加氫反應單元、深冷分離單元、真空過濾單元、旋轉床再生單元及真空低壓蒸餾單元。所述方法包括：將乙炔和氫氣提壓混合；將混合后的原料氣依次通入催化劑保護單元、加氫反應單元進行反應；對反應后的氣相產物進行分離，得到產物乙烯、副產品與富余氫氣，富余氫氣送入反應單元；將漿態床中的漿液引出，通過真空過濾單元分離得到固相物料及液相物料；將固相物料經過所述旋轉床再生單元處理，得到再生催化劑；將液相物料通過真空低壓蒸餾單元處理，進行溶劑回收。本發明專利技術具有操作彈性大，壓縮機能耗低、催化劑壽命長、適應能力強的優點。

System and method for producing ethylene by acetylene hydrogenation

The invention relates to a system and a method for producing ethylene by acetylene hydrogenation. The system comprises a mixing and pressing unit, a catalyst protection unit, a hydrogenation reaction unit, a cryogenic separation unit, a vacuum filtering unit, a rotating bed regeneration unit and a vacuum low-pressure distillation unit. The method comprises the following steps: Acetylene and hydrogen pressure will be mixed; raw gas mixed sequentially through the catalyst protection unit, hydrogenation unit of reaction; after the reaction of the gas phase products were isolated, by product of ethylene by-product, and surplus hydrogen, surplus hydrogen into the reaction unit; the slurry bed the slurry leads, get solid materials and liquid materials by vacuum filtration separation unit; the solid material through the rotating bed regeneration unit, obtained regenerated catalyst; the liquid phase material by vacuum distillation unit processing, solvent recovery. The invention has the advantages of large operation elasticity, low energy consumption of the compressor, long service life of the catalyst and strong adaptability.

【技術實現步驟摘要】
一種乙炔加氫制乙烯的系統和方法
本專利技術屬于化工
，尤其涉及一種乙炔加氫制乙烯的系統和方法。
技術介紹
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?，F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?，F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。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種乙炔加氫制乙烯的系統和方法，以避免綠油積聚導致催化劑活性下降，同時還避免現有乙炔凈化工藝精度不高，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，本專利技術提出了一種乙炔加氫制乙烯的系統，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、真空低壓蒸餾單元和分離單元；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相連；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。具體地，所述加氫反應單元包括漿態床、第一溫控裝置、冷凝器和氣液冷凝分離裝置。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。所述第一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。所述氣液冷凝分離裝置包括冷凝氣液混合物入口、凝液出口以及氣體出口，所述冷凝氣液混合物入口與所述冷凝氣液混合物出口相連，所述凝液出口與所述凝液入口相連。進一步地，所述系統還包括混合提壓單元和催化劑保護單元。其中，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。所述催化劑保護單元包括原料氣換熱器、第二溫控裝置和列管式催化劑保護器。所述原料氣換熱器包括換熱器氣體入口和換熱器氣體出口，所述換熱器氣體入口和所述混合提壓單元氣體出口相連。所述列管式催化劑保護器設有原料氣入口、凈化氣出口、換熱介質入口、換熱介質出口、再生劑入口和再生劑出口；所述原料氣入口和所述換熱器氣體出口相連；所述列管式催化劑保護器內部包含列管，所述列管內裝填有所述保護劑及其載體，所述列管外為換熱介質；所述列管式催化劑保護器中的所述保護劑能夠除去原料氣的雜質，從而保護催化劑。所述第二溫控裝置與所述換熱介質入口、所述換熱介質出口均相連，所述溫控裝置能利用所述換熱介質控制所述保護劑的溫度。具體地，所述混合提壓單元包括前緩沖罐、往復式壓縮機及后緩沖罐順序連接，所述前緩沖罐包括所述乙炔入口和所述氫氣入口，所述后緩沖罐包括設有所述混合提壓單元氣體出口；或者，所述混合提壓單元包括前緩沖罐、水環式壓縮機、后緩沖罐以及除水干燥裝置順序連接，所述前緩沖罐包括所述乙炔入口和所述氫氣入口，此時，所述混合提壓單元氣體出口設置在所述除水干燥裝置上；所述混合提壓單元用于對原料氣進行混合壓縮。優選地，所述列管式催化劑保護器為2個或者2個以上。本專利技術還提供一種乙炔加氫制乙烯的方法，其特征在于，包括步驟：A.將乙炔和氫氣通過所述混合提壓單元提壓混合；B.將混合加壓后的乙炔和氫氣通入所述催化劑保護單元脫除有害雜質后，輸送至所述加氫反應單元進行反應；C.將乙炔加氫氣反應后的氣相產物通過所述分離單元進行分離，得到產物乙烯與富余氫氣，所述富余氫氣送入所述加氫反應單元；D.將所述加氫反應單元中的漿液引出，通過所述真空過濾單元分離得到固相物料及液相物料；E.將所述固相物料經過所述旋轉床再生單元處理，得到再生催化劑輸至所述加氫反應單元；F.將所述液相物料通過所述真空低壓蒸餾單元處理，進行溶劑回收。進一步地，當所述列管式催化劑保護器不止一個時，將多個所述列管式催化劑保護器以并聯或串聯方式使用，或者輪流使用。進一步地，所述方法還包括使所述保護劑再生的過程，即：當所述保護劑失效時，關閉所述原料氣入口及所述凈化氣出口，打開所述再生劑入口及所述再生劑出口，通入氮氣吹掃，當氮氣中可燃氣體積分數＜0.1％時采用溫度120-150℃的水蒸氣吹掃0.5-4h，最后采用氮氣或氮氣及氫氣的混合氣吹掃至露點≤-42℃，關閉所述再生劑入口及所述再生劑出口，打開所述原料氣入口及所述凈化氣出口，所述保護劑即可重新使用。優選地，將原料氣乙炔與氫氣摩爾比控制為1:1?；旌仙龎汉笏鲈蠚饴饵c≤-42℃。壓力≤0.22MPa。溫度≤90℃。利用所述溫控裝置將所述列管式催化劑保護器溫度控制在＜30℃，控制空速200～3200h-1、壓降≤100KPa。所述加氫反應單元中氫氣與乙炔摩爾比為2.5-9.5:1。所述旋轉床再生單元的氣氛為氫氣和氮氣，其摩爾比為1:3-6。所述旋轉床再生單元本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種乙炔加氫制乙烯的系統，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、混合提壓單元和催化劑保護單元；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相連；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；所述催化劑保護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；所述催化劑保護單元包括列管式催化劑保護器，所述列管式催化劑保護器中裝填有保護劑，所述保護劑用于脫除粗乙炔氣中的雜質。...

【技術特征摘要】
1.一種乙炔加氫制乙烯的系統，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、混合提壓單元和催化劑保護單元；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相連；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；所述催化劑保護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；所述催化劑保護單元包括列管式催化劑保護器，所述列管式催化劑保護器中裝填有保護劑，所述保護劑用于脫除粗乙炔氣中的雜質。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述加氫反應單元包括漿態床、第一溫控裝置、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；所述第一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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余海鵬，史雪君，劉周恩，吳黎陽，程廣林，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，
類型：發明
國別省市：北京,11