CN101659591A - 一种用于乙烯制乙苯工艺的含乙烯原料气的精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于乙烯制乙苯工艺中的含乙烯原料气的精制方法。其步骤是：含乙烯原料气体从吸收装置的下部进入，与从吸收装置上部进入的吸收剂接触进行精制，精制原料气进入乙苯装置反应部分与苯反应制取乙苯，饱和的吸收剂依次进入乙烯解吸装置和丙烯解吸装置进行解吸，解吸后的吸收剂返回吸收装置循环使用。使用本发明工艺可将含乙烯原料气中的丙烯脱除率提高至98.1～99.9％，吸收剂毒性低，职业安全防范要求低，造成污染的可能性小。
Description
技术领域
本发明属于石油化工领域，具体地说是涉及一种用于乙烯与苯反应制取乙苯工艺的含乙烯原料气的精制方法。
背景技术
乙苯是一种重要的化工原料，自上世纪三十年代末以来，发展了多种以乙烯和苯为原料制取乙苯的方法，但是在这些方法中绝大多数是采用乙烯体积含量大于99％的聚合级乙烯为原料。随着石油加工规模的发展，含有低浓度乙烯的炼厂尾气日益增加，对这些尾气中乙烯的利用，从上世纪五十年代末起已发展了几种以低浓度乙烯气体为原料与苯反应制取乙苯的方法。美国专利US2,939,890，US3,691,245，US3,702,886和英国专利BP1,162,481等均涉及到该种方法，但在这些技术中对含低浓度乙烯的原料气中所含的H2S，O2，CO2，CO等杂质含量限制严格，需预先脱除到ppm级，有的技术还要求将原料气中丙烯以及碳个数大于3的不饱和烃组分也要脱除到ppm级才能使烷基化反应正常进行，因此采用这些工艺方法都必须在乙苯装置前建立原料气的预精制装置。这些预精制装置采用深冷分离法，投资大，能耗高。
随着技术的进步，对炼厂尾气中乙烯的利用又有了新的技术。ZL90109803，ZL96100371.5，ZL97116471.1，ZL98113983.3和ZL99112833.8公开了直接利用炼厂尾气生产乙苯的技术，这些技术中的含乙烯的原料气不需精制，直接进入反应器进行反应，反应后的反应产物先后分离出反应尾气、苯、甲苯、乙苯、异丙苯、二乙苯、高沸物等物质(不同专利分离部分分离出物质不完全相同，是上述物质的全部或部分物质)，高沸物是从乙苯装置分离部分分离出来的包括沸点比二乙苯高的直链烃类、碳个数大于10的单环和多环芳香族的混合物，高沸物在有的专利中称为重芳烃、残液。虽然这些技术在H2S，O2，CO2，CO，丙烯以及碳个数大于3的不饱和烃组分这些杂质存在的情况下可以正常进行反应，但由于反应原料中存在一定含量的丙烯以及碳个数大于3的不饱和烃组分，这些组分的总含量一般在1％(体积)左右，在上游装置操作不好的状态时，甚至会长期高达3％(体积)，这些丙烯以及碳个数大于3的不饱和烃组分在相同的条件下与苯反应的速度比乙烯快，转化率比乙烯高，这就造成采用这些技术的反应产物中除目标产品乙苯以外的杂质种类和含量较以聚合级乙烯为原料的乙苯装置和采用了深冷法将丙烯以及碳个数大于3的不饱和烃组分进行预精制的乙苯装置反应产物中多，由此引起后续分离工艺流程复杂、能耗高；与此同时，这些丙烯以及碳个数大于3的不饱和烃组分与苯反应消耗了大量的苯而不能生成目标产品乙苯就造成了装置乙苯产品的苯单耗高。
CN1923973A公开了一种催化干气制乙苯原料预处理部分工艺流程，其缺点如下：1)采用苯作吸收剂。由于苯的沸点低，易挥发，在相同的温度压力下，解吸气中含的量是甲苯、乙苯、丙苯、二乙苯的数倍。2)苯毒性大，是致癌的化学品，在职业安全中需采用特殊防范，在功效相同的情况下，一般在装置中尽量用其他化学品替代此化学品。3)苯的凝固点为5.5℃，虽然它的权利要求书中叙述采用低温吸收，操作温度-20～60℃，但理论上说由于苯的凝固它是无法再5.5℃以下的温度操作的，在实际中为保证工业装置不出现局部堵塞的问题，操作温度一般是要高于凝固点约5℃以上，这也就是说CN1923973A在实施过程中吸收操作温度不应低于10℃，由于吸收温度越低吸收效果越好，因此它的丙烯脱除率为95～98％，较低。
发明内容
本发明是针对现有技术工艺中对含乙烯原料气预处理流程选用吸收剂为苯、丙烯脱除率低等缺点，而提供一种用于乙烯制乙苯工艺中含乙烯原料气的精制方法，该工艺为连续操作工艺，用该工艺对原料气进行精制后，可将原料气中的丙烯脱除率提高至98.1～99.9％，吸收剂毒性低，职业安全防范要求低，造成污染的可能性小。
本发明所述含乙烯原料气为乙烯浓度在5％～90％(体积)的气体，相对于聚合级乙烯来说，常称稀乙烯气体，如催化裂化干气、催化裂解干气、焦化干气、热裂解气。
本发明提供的一种用于乙烯制乙苯工艺中含乙烯原料气的精制方法，包括如下步骤：
1)含乙烯原料气体从吸收装置的下部进入，吸收剂从吸收装置上部进入，经吸收剂吸收后的精制原料气进入乙苯装置反应部分与苯反应制取乙苯，饱和的吸收剂进入步骤2)；
2)来自步骤1)的饱和吸收剂进入乙烯解吸装置上部进行解吸，顶部的解吸乙烯气返回步骤1)循环吸收，底部的脱除乙烯后的吸收剂进入步骤3)；
3)来自步骤2)脱除乙烯后的吸收剂进入丙烯解吸装置中部，底部解吸后的吸收剂返回步骤1)循环使用，并根据吸收剂的消耗补充吸收剂；顶部的解吸丙烯气送出装置。
本发明所述吸收剂是选自汽油、柴油、煤油、航空煤油、甲苯、乙苯、正丙苯、异丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物等中的一种或一种以上的混合物；
本发明所述的优选吸收剂进一步特征在于：甲苯、乙苯、正丙苯、异丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物等中的一种或一种以上的混合物均可来自乙苯装置。
本发明所述的吸收装置可采用吸收塔的形式，所述吸收塔可选用板式塔或填料塔。
本发明所述的乙烯解吸装置可采用解吸塔的形式，所述乙烯解吸塔可选用板式塔或填料塔。
本发明所述的丙烯解吸装置可采用解吸塔的形式，所述丙烯解吸塔可选用板式塔或填料塔。
本发明所述的吸收装置进一步特征在于：温度为-20～60℃，压力0.1～4.0MPa，优选温度0～20℃，优选压力0.6～1.2MPa。
本发明所述的吸收装置进一步特征在于：吸收剂与含乙烯原料气的体积比为0.026-1，优选0.026-0.05。
本发明所述的乙烯解吸装置进一步特征在于：温度10～300℃，压力0.001～4.0MPa，优选压力0.7～1.5MPa。
本发明所述的乙烯解吸装置进一步特征在于：乙烯解吸装置压力比吸收装置压力高0.1～0.2MPa。
本发明所述的丙烯解吸装置进一步特征在于：温度为-20～300℃，压力0.001～4.0MPa，优选压力0.06～1.2MPa。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1)由于苯毒性大，是致癌的化学品，在职业安全中需采用特殊防范，在功效相同的情况下，一般在装置中尽量用其他化学品替代此化学品。本发明的吸收剂不含有苯，职业安全防护要求低。
2)由于相平衡，解吸气中含有一定量的吸收剂，吸收剂沸点越低，在解吸气中含量越大，吸收剂的损失越大，苯的沸点相对较低，损失大。本发明选择的吸收剂沸点相对较高，吸收剂损失量小。
4)本发明选择的吸收剂不含有苯，一旦装置有泄露，对环境污染小。
5)本发明选择的吸收剂不含苯，吸收操作温度可以最低降低至为-20℃，吸收效果好，丙烯脱除率提高至98.1-99.9％。
以下结合附图对本发明技术方案作详细说明，附图只是为了说明发明的基本内容而绘制的，它不限制本发明的内容和使用形式，实际上根据具体操作条件，一些管道上需要设置如泵、换热器等常规设备或管道元件。
附图及附图说明
图1是本发明第一种流程示意图。
图2是本发明第二种流程示意图。
图3是本发明第三种流程示意图。
图中：1-含乙烯原料气，2-吸收塔，3-经吸收剂吸收后的原料气，4-饱和的吸收剂，5-乙烯解吸塔，6-脱除乙烯后的吸收剂，7-解吸乙烯气，8-丙烯解吸塔，9-解吸丙烯气，10-吸收剂，11-补充吸收剂，12-第一路饱和吸收剂，13-第二路饱和吸收剂，14-换热器，15-稀乙烯气体，16-催化裂化或催化裂解装置，17-液化石油气
具体实施方式
本发明第一种具体实施方式如图1所示，含乙烯原料气1与解吸乙烯气7混合后从吸收塔2的下部进入，吸收剂10从上端进入，在温度为-20～60℃，压力0.1～4.0MPa，吸收剂与含乙烯原料气的体积比为0.026-0.05的条件下将原料中丙烯除去，经吸收剂吸收后的原料气3进入乙苯装置的反应部分；饱和的吸收剂4进入乙烯解吸塔5上部进行乙烯解吸，解吸温度为10～300℃，压力为0.001～4.0MPa，塔顶的解吸乙烯气7返回与含乙烯原料气1混合进入吸收塔2循环利用，塔底脱除乙烯后的吸收剂6进入丙烯解吸塔8中部；丙烯解吸塔8在温度-20～300℃，压力0.001～4.0Mpa下操作，塔底解吸后的吸收剂10返回吸收装置循环使用，根据吸收剂的损失量补入补充吸收剂11以维持吸收剂量的稳定，顶部的解吸丙烯气9送出装置。
本发明第二种具体实施方式如图2所示，与图1的区别是：饱和吸收剂4分为两部分-第一路饱和吸收剂12、第二路饱和吸收剂13，第一路饱和吸收剂12与丙烯解吸塔塔底来的吸收剂10在换热器14中换热后进入乙烯解吸塔5中部，第二路饱和吸收剂13进入乙烯解吸塔5上部。这种实施方式的优点是丙烯解吸塔8底部出来的解吸后的吸收剂10热量得到利用，可以有效降低外供热，降低装置能量消耗。第一路饱和吸收剂12与饱和的吸收剂4总量的质量比为0.01～0.999，随着质量比增大，装置能量消耗降低的增多，当第一路饱和吸收剂12与饱和的吸收剂4总量的质量比为0.8～0.9时，装置能量消耗降低很多，而此时第二路饱和吸收剂13的量可以保证乙烯解吸塔5塔顶冷物料的要求，可不设乙烯解吸塔5的塔顶冷凝器。
本发明第三种具体实施方式如图所示3，与图2的区别是：解吸丙烯气9进入催化裂化或催化裂解装置16，经吸收稳定后，解吸气中的各组分按沸点分别进入催化裂化或催化裂解装置的稀乙烯气体15、液化石油气17、汽油、煤油和柴油中。例如乙烯进入稀乙烯气体15中，丙稀进入液化石油气17中，吸收剂进入汽油中。稀乙烯气体15返回吸收塔2，液化石油气17、汽油、柴油、煤油作为产品出装置。这种实施方式的优点是在解吸装置底部出来的解吸后的解吸剂10热量得到利用，可以有效降低外供热，降低装置能量消耗的同时，解吸气中的资源得到了充分利用。
Claims (15)
1、一种用于乙烯制乙苯工艺的含乙烯原料气的精制方法，其特征在于：
1)含乙烯原料气体从吸收装置的下部进入，吸收剂从吸收装置上部进入，经吸收剂吸收后的精制原料气进入乙苯装置反应部分与苯反应制取乙苯，饱和的吸收剂进入步骤2)；
2)来自步骤1)的饱和吸收剂进入乙烯解吸装置上部，顶部的解吸乙烯气体返回步骤1)循环吸收，底部的脱除乙烯后的吸收剂进入步骤3)。
3)来自步骤2)脱除乙烯后的吸收剂进入丙烯解吸装置中部，底部解吸后的吸收剂返回步骤1)循环使用，并根据吸收剂的消耗补充吸收剂，顶部的解吸丙烯气送出装置；
其中所述吸收剂是选自汽油、柴油、煤油、航空煤油、甲苯、乙苯、正丙苯、异丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物中的一种或一种以上的混合物。
2、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：所述的甲苯、乙苯、正丙苯、异丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物中的一种或一种以上的混合物来自乙苯装置。
3、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：吸收装置温度为-20～60℃，压力为0.1～4.0MPa。
4、依照权利要求3所述的精制方法，其特征在于：吸收装置温度为0～20℃，压力为0.6～1.2MPa。
5、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：吸收装置吸收剂与含乙烯原料气的体积比为0.026～1。
6、依照权利要求5所述的精制方法，其特征在于：吸收装置吸收剂与含乙烯原料气的体积比为0.026～0.05。
7、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：乙烯解吸装置温度为10～300℃，压力为0.001～4.0MPa。
8、依照权利要求7所述的精制方法，其特征在于：乙烯解吸装置压力为0.7～1.5MPa。
9、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：乙烯解吸装置压力比吸收装置压力高0.1～0.2MPa。
10、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：丙烯解吸装置温度为-20～300℃，压力为0.001～4.0MPa。
11、依照权利要求10所述的精制方法，其特征在于：丙烯解吸装置压力为0.06～1.2MPa。
12、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：所述步骤1)的饱和吸收剂分为两部分，一部分直接进入乙烯解吸装置上部，另一部分与解吸后的吸收剂换热后进入乙烯解吸装置的中部，经换热的饱和吸收剂与饱和吸收剂总量的质量比为0.01～0.999。
13、依照权利要求12所述的精制方法，其特征在于：经换热的饱和吸收剂与饱和吸收剂总量的质量比为0.8～0.9。
14、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：解吸丙烯气送入催化裂化或催化裂解装置。
15、依照权利要求1所述的精制方法，其特征在于：所述步骤1)的饱和吸收剂分为两部分，一部分直接进入乙烯解吸装置上部，另一部分与解吸后的吸收剂换热后进入乙烯解吸装置的中部，所述步骤3)的解吸丙烯气送入催化裂化或催化裂解装置。
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| CN105237320A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 利用吸收精制的高压聚乙烯尾气的乙苯制备工艺 |
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- 2009-09-15 CN CN200910066148A patent/CN101659591A/zh active Pending
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| CN105237320B (zh) * | 2015-10-19 | 2017-04-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 利用吸收精制的高压聚乙烯尾气的乙苯制备工艺 |
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