CN105478175A - 一种适用于合成气制乙二醇加氢反应的催化剂再生系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于合成气制乙二醇加氢反应的催化剂再生系统，包括羰化单元和加氢单元，所述加氢单元包括依次通过管路连接构成闭路工艺系统的加氢循环压缩机，加氢加热器，加氢反应器，加氢冷却器，以及加氢分离器；还包括再生槽，所述再生槽的进口分别通过第一阀门和第二阀门与羰化单元的草酸二甲酯出料端和羰化单元的甲醇出料端连接，所述再生槽的出口通过加压泵与加氢加热器的进口连接；本系统无需对现有工艺生产线大幅改动，安装改造方便，可有效增加加氢反应催化剂的活性，提高催化剂的使用寿命，降低了因催化剂失活后频繁更换催化剂的成本，提高了生产效率。

Description

一种适用于合成气制乙二醇加氢反应的催化剂再生系统
技术领域
本发明涉及合成气制乙二醇生产线，特别是一种可使加氢反应催化剂活性再生的系统。
背景技术
合成气制乙二醇工艺路线，共分四步完成，第一步是酯化反应，第二步是羰化反应，第三步是加氢反应，第四步是精制；羰化反应和加氢反应分别于对应的羰化单元和加氢单元内完成，羰化反应主要步骤如下：将NO与来自界外的O2一起于预反应器内发生氧化反应，生成N2O3；生产的N2O3在反应精馏塔内与甲醇发生酯化反应，生成亚硝酸甲酯和水（由于在反应精馏塔中NO2和水同时存在，因此不可避免地会生成HNO3，含稀HNO3的反应生成水作为废水排出，其中HNO3在废水中的含量约为4~8%，甲醇和反应副产物4~8%的硝酸液体被送入到甲醇回收塔内回收甲醇可再次供反应使用）；随后CO和亚硝酸甲酯在羰化反应器发生反应，生成草酸二甲酯；草酸二甲酯则被送往加氢单元进行加氢反应。
加氢反应是99.8%纯氢气和草酸二甲酯反应，生成乙二醇；反应掉的氢气，需要外界氢气来补充，以保证系统压力。来自加氢循环压缩机的循环98%氢气，和来自羰化单元的草酸二甲酯，混合后进入加氢加热器被加热到200℃后进入加氢反应器，草酸二甲酯和氢气在催化剂的作用下反应生成乙二醇，经加氢冷凝器冷凝，进入加氢分离器，分离后含乙二醇、甲醇的液相去精制单元；分离后的气相继续进入加氢循环压缩机。
由于上述加氢反应过程中，原料是99%的氢气和98%的草酸二甲酯，工艺要求氢气和草酸二甲酯的摩尔比为：60-80%；但在实际生产过程中，由于操作原因和负荷的波动，会造成草酸二甲酯过量，过量的草酸二甲酯不能被催化剂反应完，会造成草酸二甲酯堆积在催化剂表面，会降低催化剂活性，堆积多，会造成催化剂失活；即使草酸二甲酯没有过量，在经过长时间的运行累积下，同样也会造成草酸二甲酯堆积在加氢催化剂表面，降低催化剂活性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种合成气制乙二醇加氢反应的催化剂再生系统，可在加氢反应的催化剂失活后，利用原料气氢气和来自羰化单元的甲醇去再生催化剂,以实现增加催化剂活性的目的。
为此本发明设计采用如下方案：
一种适用于合成气制乙二醇加氢反应的催化剂再生系统，包括羰化单元和加氢单元，所述加氢单元包括依次通过管路连接构成闭路工艺系统的加氢循环压缩机，加氢加热器，加氢反应器，加氢冷却器，以及加氢分离器；还包括再生槽，所述再生槽的进口分别通过第一阀门和第二阀门与羰化单元的草酸二甲酯出料端和羰化单元的甲醇出料端连接，所述再生槽的出口通过加压泵与加氢加热器的进口连接。
本发明的有益效果在于：
本发明结构简单，在现有的合成气制乙二醇生产线的羰化单元和加氢单元之间增加再生槽和加压泵，正常加氢反应催化剂没失活的情况下，第一阀门打开，第二阀门关闭，将羰化单元反应制得的草酸二甲酯输送至加氢单元进行乙二醇的合成；当加氢反应催化剂因表面堆积过量的草酸二甲酯而导致失去活性或活性降低时，关闭第一阀门转而打开第二阀门，利用羰化单元内的甲醇作为溶剂吸收堆积在催化剂表面的草酸二甲酯，同时配合作为系统载气的氢气还原催化剂与草酸二甲酯反应合成乙二醇，进一步减少堆积在催化剂表面的草酸二甲酯，从而起到再生加氢反应催化剂活性的目的；再生后的甲醇可随乙二醇于加氢分离器内分离，再次回收至羰化单元供羰化反应利用，亦可以作为下一次再生催化剂的溶剂使用。
本发明无需对现有工艺生产线大幅改动，安装改造方便，可有效增加加氢反应催化剂的活性，提高催化剂的使用寿命，一般原有系统中催化剂的寿命通常为六个月，而利用本系统增加催化剂活性可使其使用寿命延长到十个月，降低了因催化剂失活后频繁更换催化剂的成本，提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图就本发明的具体实施方式作进一步说明，其中：
图1是本发明的工艺设备流程图。
具体实施方式
参照图1所示的一种适用于合成气制乙二醇加氢反应的催化剂再生系统，包括羰化单元和加氢单元，所述加氢单元包括依次通过管路连接构成闭路工艺系统的加氢循环压缩机5，加氢加热器1，加氢反应器2，加氢冷却器3，以及加氢分离器4。
还包括再生槽7，所述再生槽7的进口分别通过第一阀门8和第二阀门9与羰化单元的草酸二甲酯出料端和羰化单元的甲醇出料端连接，所述再生槽7的出口通过加压泵6与加氢加热器1的进口连接。
本发明工作原理如下：正常工艺生产时，第一阀门8开启，第二阀门9关闭，来自羰化单元的草酸二甲酯进入再生槽7按合成气制乙二醇的加氢反应完成整个工艺流程。
当加氢反应的催化剂因表面堆积过量草酸二甲酯而失去活性时，第一阀门8关闭，第二阀门9开启，此时来自羰化单元的为甲醇，甲醇进入再生槽，通过加压泵6送入加氢单元和加氢循环压缩机5出口循环气体氢气（氢气既是作为系统载气同时还起到还原催化剂的作用）一起，进入加氢加热器1内升温，随后进入加氢反应器2内再生催化剂；甲醇作为溶剂吸收堆积在催化剂表面的草酸二甲酯，同时氢气还原催化剂与草酸二甲酯反应合成乙二醇；再生后的甲醇经加氢冷却器3冷凝，进入加氢分离器4，分离后的液相甲醇随乙二醇去精制单元回收，分离后的气相氢气进入加氢循环压缩机5循环再利用。
以上所述，仅为本发明较佳具体实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种适用于合成气制乙二醇加氢反应的催化剂再生系统，包括羰化单元和加氢单元，所述加氢单元包括依次通过管路连接构成闭路工艺系统的加氢循环压缩机，加氢加热器，加氢反应器，加氢冷却器，以及加氢分离器；其特征在于，还包括再生槽，所述再生槽的进口分别通过第一阀门和第二阀门与羰化单元的草酸二甲酯出料端和羰化单元的甲醇出料端连接，所述再生槽的出口通过加压泵与加氢加热器的进口连接。
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