TWI388535B - 用於排氣控制及乙烯純化之丁烷吸收系統 - Google Patents

用於排氣控制及乙烯純化之丁烷吸收系統 Download PDF

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Description

用於排氣控制及乙烯純化之丁烷吸收系統
本發明大致係關於一種純化含有乙烷之乙烯流之整合製程。通常發現該等流為乙烷氧化反應器之產物，其中乙烷氧化為醋酸及乙烯。
此項技術中已知在高溫下於氣相中乙烷氧化脫氫為醋酸及/或乙烯。舉例而言，美國專利第4,568,790號描述一種使用氧化物催化劑將乙烷氧化為乙烯之方法。在50%之乙烷轉化率下乙烯之計算選擇率在63%至76%之範圍內。美國專利第4,524,236號描述一種使用氧化物催化劑將乙烷氧化為乙烯之方法，其中在51%之乙烷轉化率下乙烯之選擇率高達80%。美國專利第5,162,578號描述一種以氧自乙烷、乙烯或其混合物選擇性製備醋酸之方法，其產生34%之醋酸選擇率及62%之乙烯選擇率，其中乙烷轉化率為4%。另一種製備包含乙烯及/或醋酸之產物之方法描述於歐洲專利第BP 0 407 091 B1號中。根據此方法，在高溫下使乙烷及/或乙烯及含有分子氧之氣體與混合金屬氧化物催化劑接觸，其在14.3%之乙烷轉化率下產生78%之最大醋酸選擇率。在15%之乙烷轉化率下，最高乙烯選擇率為70%。
醋酸乙烯酯通常係藉由在對於製造醋酸乙烯酯具有活性之催化劑存在下使醋酸及乙烯與分子氧接觸來商業製備。用於製造醋酸乙烯酯之整合製程在此項技術中亦為已知。舉例而言，以引用的方式全部併入本文中之美國專利第6,852,877號揭示一種製造醋酸乙烯酯之方法，其包含：(1)在催化劑存在下使乙烷與氧反應以製造醋酸(乙烷氧化)；(2)在催化劑存在下使乙烷與氧反應以製造乙烯(乙烷氧化脫氫)；(3)在催化劑存在下使以上製造之乙烯及醋酸與氧反應以製造醋酸乙烯酯產物流；及(4)自來自步驟(3)之該產物流中分離該醋酸乙烯酯。
此外，以引用的方式全部併入本文中之共同擁有之美國專利第6,790,983號揭示一種製造醋酸乙烯酯之方法，其包含：(1)在催化劑存在下使乙烷與氧反應以製造醋酸及乙烯(乙烷氧化)；(2)在催化劑存在下使以上製造之乙烯及醋酸與氧反應以製造醋酸乙烯酯產物流；及(4)自來自步驟(2)之該產物流中分離該醋酸乙烯酯。
圖1展示一普通先前技術乙烯/醋酸製造方法。在此基本系統中，含乙烷流(1)連同含氧氣體(2)一起饋入一乙烷氧化反應器(3)中。此反應器可為一流體化床或一固定床反應器。在該反應器(3)內部，乙烷氧化為醋酸、乙烯及多種碳氧化物(COx )。將含有該三種主要組份之氣態反應器排出物(4)饋入一再循環氣體洗滌器(5)中，其產生含有乙烯、乙烷及COx 之頂部流，及含有醋酸、水及重餾分副產物之底部流(6)。隨後如此項技術中已知將該底部流(6)純化，以提供用於銷售或用於一下游醋酸乙烯酯製程(未圖示)中之純化醋酸。將來自該再循環氣體洗滌器之頂部流(7)導引至一自該頂部流移除COx 之處理步驟(8)中。隨後將該純化流饋入一乙烷/乙烯分離器中，分離通常為昂貴的且難以達成。將乙烷流(10)再循環至該氧化反應器(3)中以進一步轉化為醋酸，同時將純化乙烯流(11)送至一諸如一醋酸乙烯酯單元之下游單元中，或儲存供未來銷售用。
在製造醋酸/乙烯中之一常見問題為將乙烯流純化用於商業生產或用於一醋酸乙烯酯設備之原料。當將乙烷及/或乙烯氧化以製造醋酸及/或乙烯時，產物流含有乙烷與乙烯。該兩種組份之分離極具挑戰性。因此會希望開發一種其中乙烯可易於與乙烷分離以製造用於銷售或用於一諸如一醋酸乙烯酯設備之下游製程中之乙烯的方法。
本發明描述一種用於純化來自一乙烷氧化製程之乙烯產物之正丁烷吸收製程。將乙烷氧化產物饋入一系列吸收塔中，其移除惰性組份以及純化來自該產物之乙烯。一第一吸收塔使用正丁烷作為溶劑以吸收乙烷與乙烯，使惰性氣體自流中移除。將來自此塔之富含乙烯之支流送至一第二塔(一乙烯純化塔)，在該塔中使用正丁烷溶劑純化乙烯。將來自該第一吸收塔之底部殘留物送至一第三塔，一中間物乙烯回收塔。於此塔中純化粗乙烯，其中塔頂流送至前述乙烯純化塔中以進一步精製，且底部殘留物流以及乙烯純化塔之底部殘留物流(其兩者主要包含乙烷及正丁烷)送至一汽提塔中用於乙烷回收及正丁烷溶劑回收。
本發明提供一種使用正丁烷吸收製程於一乙烷氧化反應器之產物中分離乙烯與乙烷之方法。乙烷之氧化可於一流體化床或一固定床反應器中進行。對於用於一流體化床中而言，催化劑通常研磨至在10 μm至200 μm之範圍內之粒徑或藉由噴霧乾燥來製備。氣態原料及與該原料氣體組合之任何再循環氣體主要含有乙烷，但可含有一些量之乙烯，且係以純氣體或與一或多種其他氣體之混合物形式饋入反應器中。該等額外或運載氣體之適合實例為氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、空氣及/或蒸汽。含有分子氧之氣體可為空氣或具有比空氣更高或更低分子氧濃度之氣體，例如純氧。乙烷氧化反應通常在約400℃至約600℃、較佳約450℃至約550℃下進行，關鍵在於該溫度應足夠高以氧化乙烷。適當溫度應視乙烷氧化反應器中使用之催化劑而定。存在寬範圍之用於此反應中之催化劑，且一般技術者應瞭解如何藉由找出適當反應溫度來優化催化劑效能。壓力可為大氣壓力或高於大氣壓力，例如約1巴至約50巴、較佳約1巴至約30巴。
氧化反應產生包括乙烯、醋酸、水、COx (CO及CO2 )、未反應之乙烷及混合重副產物之氣體之混合物。此產物氣體通常在介於約450℃至約600℃之間的溫度下離開反應器。隨後較佳將來自反應器之產物氣體排出物過濾以移除催化劑細粉且隨後導引至一分離製程(諸如此項技術中已知之再循環氣體洗滌器)中以自乙烷氧化反應器產物流分離醋酸、水及其他重副產物。在此再循環氣體洗滌器中，將水、醋酸及其他重副產物自反應器產物流中汽提且送至另一醋酸純化步驟中。塔頂產物包含未反應之乙烷、乙烯及所有COx 及其他惰性氣體。
熟習此項技術者應瞭解在前述段落中提及之塔、洗滌器及路徑選擇應與各種熱交換器、泵及連接器相關聯，且應具有由有關特定氣體混合物確定之操作參數。考慮到上述揭示內容，確定適當組態及參數在一般技術者之能力範圍內。然而，不管水、醋酸及重餾分如何自乙烷氧化反應器產物流移除，其為未反應之乙烷、乙烯及惰性氣體之剩餘氣態產物，隨後將其送至本發明之正丁烷吸收製程中。
將未反應之乙烷、乙烯及惰性氣體之氣流送至一第一吸收塔中用於惰性氣體淨化。較佳將此氣流引入該吸收塔之底部，其中正丁烷溶劑引入該塔之頂部。此吸收塔係在乙烷氧化系統壓力下操作且用於自該系統淨化惰性組份。此塔之操作在一般技術者之技能範圍內。
將富含乙烯之來自該第一吸收塔之液體支流移出且直接送至一第一乙烯純化塔中。在此塔中，正丁烷進料吸收乙烷且增強塔頂蒸氣流之乙烯含量。此純化乙烯流隨後可儲存用於銷售，或送至一諸如一醋酸乙烯酯單元之下游單元中用於進一步處理。若乙烯係送至一醋酸乙烯酯單元中，則乙烯純化塔較佳在接近該醋酸乙烯酯單元之壓力的壓力下操作以易於處理。將此塔之底部殘留物流送至一以下描述之汽提塔中，用於正丁烷溶劑回收。此塔之操作係在此項技術者之技能範圍內。
將來自第一吸收塔之底部殘留物液體流送至一中間物乙烯回收塔中。較佳地，此塔係在大於約500 psia之高壓下操作，以降低塔頂冷凝器之冷卻需求。儘管並非必需，但若分離需要，則在此處可饋入額外正丁烷。隨後將富含乙烯之塔頂蒸氣流送至上述乙烯純化塔中以進一步分餾。隨後將中間物乙烯回收塔之底部殘留物流及乙烯純化塔之底部殘留物分別送至一汽提塔及乙烷塔以回收正丁烷及乙烷。將來自乙烷塔之乙烷再循環至乙烷氧化製程，而在前述吸收系統內再使用來自汽提塔之正丁烷。
圖2提供此方法之一實施例之圖形描述。將未反應之乙烷、乙烯及惰性氣體之氣流(1)送至第一吸收塔(3)中用於惰性氣體淨化。將正丁烷溶劑(2)引入該塔之頂部以吸收乙烷及乙烯。以塔頂流(4)將未冷凝之惰性氣體移除，而將底部殘留物流(10)送至中間物乙烯回收塔(11)中。將來自該第一吸收塔(3)之富含乙烯之液體支流(5)直接送至一第一乙烯純化塔(6)中用於乙烯純化。在此乙烯純化塔(6)中，正丁烷進料(7)吸收乙烷且增強乙烯塔頂蒸氣流(8)之乙烯含量。將乙烯純化塔(6)之底部殘留物流(13)送至一以下描述之汽提塔(14)中，用於正丁烷溶劑回收。
將來自第一吸收塔(3)之底部殘留物液體流送至一中間物乙烯回收塔(11)中。若分離需要，則額外正丁烷(20)亦可饋入此塔中。隨後將富含乙烯之塔頂蒸氣流(9)送至上述乙烯純化塔(6)中以進一步純化。隨後將該中間物乙烯回收塔(11)之底部殘留物流(12)與乙烯純化塔(6)之底部殘留物流(13)一起送至一汽提塔(14)中以回收底部殘留物流中之正丁烷(15)。將塔頂粗乙烷流(16)饋入乙烷塔(17)中，其中將塔頂乙烷流(19)回收，較佳用於再循環至乙烷氧化製程中。隨後將乙烷塔(17)之底部殘留物(18)送回至汽提塔(14)中用於正丁烷回收以再使用於前述吸收系統中。
可根據本揭示內容，在無不當實驗情況下進行且實施本文中揭示及主張之所有組合物及方法。儘管本發明之組合物及方法已根據較佳實施例進行揭示，但熟習此項技術者應顯而易見，在不脫離本發明之概念及範疇的情況下變更可應用於組合物及/或方法及/或本文中描述之方法之步驟及/或該等步驟之次序中。認為一般技術者顯而易見之所有該等類似替代及修改處於本發明之範疇及概念內。
1‧‧‧含乙烷流(圖1)/氣流(圖2)
2‧‧‧含氧氣體/正丁烷溶劑
3‧‧‧乙烷氧化反應器/反應器/氧化反應器/第一吸收塔
4‧‧‧氣態反應器排出物/塔頂流
5‧‧‧再循環氣體洗滌器/富含乙烯之液體支流
6‧‧‧底部流/第一乙烯純化塔/乙烯純化塔
7‧‧‧頂部流/正丁烷進料
8‧‧‧自頂部流移除COx 之處理步驟/乙烯塔頂蒸氣流
9‧‧‧塔頂蒸氣流
10‧‧‧乙烷流/底部殘留物流
11‧‧‧純化乙烯流/中間物乙烯回收塔
12‧‧‧底部殘留物流
13‧‧‧底部殘留物流
14‧‧‧汽提塔
15‧‧‧正丁烷
16‧‧‧塔頂粗乙烷流
17‧‧‧乙烷塔
18‧‧‧底部殘留物
19‧‧‧塔頂乙烷流
20‧‧‧額外正丁烷
圖1展示一先前技術醋酸製造方法。
圖2展示本發明之乙烯純化方法之一實施例。
1‧‧‧氣流
2‧‧‧正丁烷溶劑
3‧‧‧第一吸收塔
4‧‧‧塔頂流
5‧‧‧富含乙烯之液體支流
6‧‧‧第一乙烯純化塔/乙烯純化塔
7‧‧‧正丁烷進料
8‧‧‧乙烯塔頂蒸氣流
9‧‧‧塔頂蒸氣流
10‧‧‧底部殘留物流
11‧‧‧中間物乙烯回收塔
12‧‧‧底部殘留物流
13‧‧‧底部殘留物流
14‧‧‧汽提塔
15‧‧‧正丁烷
16‧‧‧塔頂粗乙烷流
17‧‧‧乙烷塔
18‧‧‧底部殘留物
19‧‧‧塔頂乙烷流
20‧‧‧額外正丁烷

Claims (14)

  1. 一種製造乙烯之方法，其包含：將乙烷氧化以製造包含乙烯、惰性氣體及乙烷之流，及於一正丁烷吸收系統中處理該流以製造惰性氣體流、再循環乙烷流、純化乙烯流及正丁烷回收流，其中該正丁烷吸收系統包含吸收塔，在該吸收塔中，氣體是被供給於蒸餾塔底部，且包含正丁烷之溶劑是被導入於蒸餾塔頂部。
  2. 如請求項1之方法，其中該正丁烷吸收系統具有500 psia或更高之操作壓力。
  3. 如請求項1之方法，其中該乙烷係在400℃至600℃下經氧化。
  4. 如請求項1之方法，其中該正丁烷吸收系統包含一溶劑吸收塔。
  5. 一種製造乙烯之方法，其包含：將乙烷氧化以製造包含乙烯、惰性氣體及未反應之乙烷之排出物流；使用溶劑自該排出物流吸收乙烷及乙烯，其中產生富含乙烯之流；其中該方法包含於一溶劑吸收塔中處理該排出物流以製造至少一個包含乙烷、乙烯及溶劑之底部殘留物流及該富含乙烯之支流。
  6. 如請求項5之方法，其進一步包含於一中間物乙烯回收塔中處理正丁烷吸收系統的底部殘留物流，以製造至少一 個富含乙烯之塔頂流。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包含於一塔中處理該富含乙烯之支流及該富含乙烯之塔頂流以製造乙烯產物流。
  8. 如請求項5之方法，其中該富含乙烯流之溶劑濃度大於乙烷之濃度。
  9. 如請求項5之方法，其中該溶劑為正丁烷。
  10. 如請求項5之方法，其中將因為在溶劑吸收塔中處理該排出物流以製造至少一個包含乙烷、乙烯及溶劑之底部殘留物流所衍生而來之頂部流與該富含乙烯之支流組合，隨後將組合流引入乙烯純化塔中。
  11. 一種製造乙烯之方法，其包含：將乙烷氧化以製造包含乙烯、惰性氣體及未反應之乙烷之排出物流；使用溶劑自該排出物流吸收乙烷及乙烯，其中產生富含乙烯之流；於一溶劑吸收塔中處理該排出物流以製造至少一個包含乙烷、乙烯及溶劑之底部殘留物流及富含乙烯之支流；及於一溶劑吸收塔中處理該底部殘留物流以製造至少一個富含乙烯之塔頂流。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含於一塔中處理該富含乙烯之支流及該富含乙烯之塔頂流以製造乙烯產物流。
  13. 如請求項12之方法，其中該富含乙烯流之溶劑濃度大於 乙烷之濃度。
  14. 如請求項13之方法，其中該溶劑為正丁烷。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102516006B (zh) * 2011-11-11 2014-07-02 天津大学 醋酸乙烯生产过程乙烯回收方法及装置
CN103305259B (zh) * 2012-03-16 2015-08-19 中国石油化工股份有限公司 一种降低乙烯装置急冷油黏度的方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2621216A (en) * 1950-08-17 1952-12-09 Shell Dev Production of ethylene
US2813920A (en) * 1953-07-03 1957-11-19 Phillips Petroleum Co Production of ethylene
JPS6020405B2 (ja) * 1976-04-06 1985-05-22 三井東圧化学株式会社 低密度ポリエチレンの製造方法
GB8915410D0 (en) 1989-07-05 1989-08-23 Bp Chem Int Ltd Chemical process
US4524236A (en) 1984-06-28 1985-06-18 Union Carbide Corporation Process for oxydehydrogenation of ethane to ethylene
US5162578A (en) 1987-06-12 1992-11-10 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Acetic acid from ethane, ethylene and oxygen
US5202521A (en) * 1992-06-05 1993-04-13 Phillips Petroleum Company Monoolefin/paraffin separation by selective absorption
US5546764A (en) * 1995-03-03 1996-08-20 Advanced Extraction Technologies, Inc. Absorption process for recovering ethylene and hydrogen from refinery and petrochemical plant off-gases
US5675054A (en) * 1995-07-17 1997-10-07 Manley; David Low cost thermal coupling in ethylene recovery
US6077985A (en) * 1999-03-10 2000-06-20 Kellogg Brown & Root, Inc. Integrated deethanizer/ethylene fractionation column
ATE289581T1 (de) 2000-05-19 2005-03-15 Celanese Int Corp Integriertes verfahren zur herstellung von vinylacetat
RS50337B (sr) * 2000-05-19 2009-11-10 Celanese International Corporation, Postupak za proizvodnju vinil acetata
US6518476B1 (en) * 2000-09-18 2003-02-11 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Methods for manufacturing olefins from lower alkans by oxidative dehydrogenation

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