專利名稱：一種用于乙烯制乙苯工藝的含乙烯原料氣的精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體地說是涉及一種用于乙烯與苯反應(yīng)制取乙苯工藝的含乙烯原料氣的精制方法。
背景技術(shù)：
乙苯是一種重要的化工原料，自上世紀三十年代末以來，發(fā)展了多種以乙烯和苯為原料制取乙苯的方法，但是在這些方法中絕大多數(shù)是采用乙烯體積含
量大于99。/。的聚合級乙烯為原料。隨著石油加工規(guī)模的發(fā)展，含有低濃度乙烯的煉廠尾氣日益增加，對這些尾氣中乙烯的利用，從上世紀五十年代末起已發(fā)展了幾種以低濃度乙烯氣體為原料與苯反應(yīng)制取乙苯的方法。美國專利US2'939，890， US3'691,245， US3,702，886禾口英國專禾U BP1,162,481等均 步及到該種方法，但在這些技術(shù)中對含低濃度乙烯的原料氣中所含的H2S， 02，C02， CO等雜質(zhì)含量限制嚴格，需預(yù)先脫除到ppm級，有的技術(shù)還要求將原料氣中丙烯以及碳個數(shù)大于3的不飽和烴組分也要脫除到ppm級才能使烷基化反應(yīng)正常進行，因此采用這些工藝方法都必須在乙苯裝置前建立原料氣的預(yù)精制裝置。這些預(yù)精制裝置采用深冷分離法，投資大，能耗高。
隨著技術(shù)的進步，對煉廠尾氣中乙烯的利用又有了新的技術(shù)。ZL90109803，ZL96100371.5， ZL97116471,1 ， ZL98113983.3和ZL99112833.8公開了直接利用煉廠尾氣生產(chǎn)乙苯的技術(shù)，這些技術(shù)中的含乙烯的原料氣不需精制，直接進入反應(yīng)器進行反應(yīng)，反應(yīng)后的反應(yīng)產(chǎn)物先后分離出反應(yīng)尾氣、苯、甲苯、乙苯、異丙苯、二乙苯、高沸物等物質(zhì)(不同專利分離部分分離出物質(zhì)不完全相同，是上述物質(zhì)的全部或部分物質(zhì))，高沸物是從乙苯裝置分離部分分離出來的包括沸點比二乙苯高的直鏈烴類、碳個數(shù)大于10的單環(huán)和多環(huán)芳香族的混合物，高沸物在有的專利中稱為重芳烴、殘液。雖然這些技術(shù)在H2S， 02， C02， CO，丙烯以及碳個數(shù)大于3的不飽和烴組分這些雜質(zhì)存在的情況下可以正常進行反應(yīng)，但由于反應(yīng)原料中存在一定含量的丙烯以及碳個數(shù)大于3的不飽和烴組分，這些組分的總含量一般在1% (體積)左右，在上游裝置操作不好的狀態(tài)時，甚至會長期高達3% (體積)，這些丙烯以及碳個數(shù)大于3的不飽和烴組分在相同
的條件下與苯反應(yīng)的速度比乙烯快，轉(zhuǎn)化率比乙烯高，這就造成采用這些技術(shù)的反應(yīng)產(chǎn)物中除目標產(chǎn)品乙苯以外的雜質(zhì)種類和含量較以聚合級乙烯為原料的乙苯裝置和采用了深冷法將丙烯以及碳個數(shù)大于3的不飽和烴組分進行預(yù)精制的乙苯裝置反應(yīng)產(chǎn)物中多，由此引起后續(xù)分離工藝流程復(fù)雜、能耗高；與此同時，這些丙烯以及碳個數(shù)大于3的不飽和烴組分與苯反應(yīng)消耗了大量的苯而不能生成目標產(chǎn)品乙苯就造成了裝置乙苯產(chǎn)品的苯單耗高。
CN1923973A公開了一種催化干氣制乙苯原料預(yù)處理部分工藝流程，其缺點如下1)采用苯作吸收劑。由于苯的沸點低，易揮發(fā)，在相同的溫度壓力下，解吸氣中含的量是甲苯、乙苯、丙苯、二乙苯的數(shù)倍。2)苯毒性大，是致癌的化學品，在職業(yè)安全中需采用特殊防范，在功效相同的情況下， 一般在裝置中盡量用其他化學品替代此化學品。3)苯的凝固點為5.5°C,雖然它的權(quán)利要求書中敘述采用低溫吸收，操作溫度-20 6CTC，但理論上說由于苯的凝固它是無法再5.5r以下的溫度操作的，在實際中為保證工業(yè)裝置不出現(xiàn)局部堵塞的問題，操作溫度一般是要高于凝固點約5。C以上，這也就是說CN1923973A在實施過程中吸收操作溫度不應(yīng)低于1(TC，由于吸收溫度越低吸收效果越好，因此它的丙烯脫除率為95 98%,較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)工藝中對含乙烯原料氣預(yù)處理流程選用吸收劑為苯、丙烯脫除率低等缺點，而提供一種用于乙烯制乙苯工藝中含乙烯原料氣的精制方法，該工藝為連續(xù)操作工藝，用該工藝對原料氣進行精制后，可將原料氣中的丙烯脫除率提高至98.1 99.9%，吸收劑毒性低，職業(yè)安全防范要求低，造成污染的可能性小。
本發(fā)明所述含乙烯原料氣為乙烯濃度在5% 90% (體積)的氣體，相對于聚合級乙烯來說，常稱稀乙烯氣體，如催化裂化干氣、催化裂解干氣、焦化干氣、熱裂解氣。
本發(fā)明提供的一種用于乙烯制乙苯工藝中含乙烯原料氣的精制方法，包括
如下步驟
1) 含乙烯原料氣體從吸收裝置的下部進入，吸收劑從吸收裝置上部進入，經(jīng)吸收劑吸收后的精制原料氣進入乙苯裝置反應(yīng)部分與苯反應(yīng)制取乙苯，飽和的吸收劑進入步驟2);
2) 來自步驟1)的飽和吸收劑進入乙烯解吸裝置上部進行解吸，頂部的解吸乙烯氣返回步驟l)循環(huán)吸收，底部的脫除乙烯后的吸收劑進入步驟3);
3) 來自步驟2)脫除乙烯后的吸收劑進入丙烯解吸裝置中部，底部解吸后的吸收劑返回步驟l)循環(huán)使用，并根據(jù)吸收劑的消耗補充吸收劑；頂部的解吸
丙烯氣送出裝置。
本發(fā)明所述吸收劑是選自汽油、柴油、煤油、航空煤油、甲苯、乙苯、正丙苯、異丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物等中的一種或一種
5以上的混合物；
本發(fā)明所述的優(yōu)選吸收劑進一步特征在于甲苯、乙苯、正丙苯、異丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物等中的一種或一種以上的混合物均可來自乙苯裝置。
本發(fā)明所述的吸收裝置可釆用吸收塔的形式，所述吸收塔可選用板式塔或填料塔。
本發(fā)明所述的乙烯解吸裝置可采用解吸塔的形式，所述乙烯解吸塔可選用板式塔或填料塔。
本發(fā)明所述的丙烯解吸裝置可采用解吸塔的形式，所述丙烯解吸塔可選用板式塔或填料塔。
本發(fā)明所述的吸收裝置進一步特征在于溫度為-20 60'C，壓力0.1 4,0MPa，優(yōu)選溫度0 20。C，優(yōu)選壓力0.6 1.2 MPa。
本發(fā)明所述的吸收裝置進一步特征在于吸收劑與含乙烯原料氣的體積比為0.026-1，優(yōu)選O. 026-0. 05。
本發(fā)明所述的乙烯解吸裝置進一步特征在于..溫度10 30(TC，壓力0.001 4.0MPa，優(yōu)選壓力0.7 1.5MPa。
本發(fā)明所述的乙烯解吸裝置進一步特征在于乙烯解吸裝置壓力比吸收裝置壓力高O. 1 0. 2MPa。
本發(fā)明所述的丙烯解吸裝置進一步特征在于溫度為-20 30(TC，壓力0.001 4.0MPa，優(yōu)選壓力0.06 1.2MPa。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果
1) 由于苯毒性大，是致癌的化學品，在職業(yè)安全中需采用特殊防范，在功效相同的情況下， 一般在裝置中盡量用其他化學品替代此化學品。本發(fā)明的吸收劑不含有苯，職業(yè)安全防護要求低。
2) 由于相平衡，解吸氣中含有一定量的吸收劑，吸收劑沸點越低，在解吸氣中含量越大，吸收劑的損失越大，苯的沸點相對較低，損失大。本發(fā)明選擇的吸收劑沸點相對較高，吸收劑損失量小。
4) 本發(fā)明選擇的吸收劑不含有苯， 一旦裝置有泄露，對環(huán)境污染小。
5) 本發(fā)明選擇的吸收劑不含苯，吸收操作溫度可以最低降低至為-20。C，吸收效果好，丙烯脫除率提高至98.1-99.9%。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作詳細說明，附圖只是為了說明發(fā)明的基本內(nèi)容而繪制的，它不限制本發(fā)明的內(nèi)容和使用形式，實際上根據(jù)具體操作條件， 一些管道上需要設(shè)置如泵、換熱器等常規(guī)設(shè)備或管道元件。附圖及


圖1是本發(fā)明第一種流程示意圖。
圖2是本發(fā)明第二種流程示意圖。圖3是本發(fā)明第三種流程示意圖。
圖中l(wèi)一含乙烯原料氣，2 —吸收塔，3 —經(jīng)吸收劑吸收后的原料氣，4一飽和的吸收劑，5 —乙烯解吸塔，6 —脫除乙烯后的吸收劑，7 —解吸乙烯氣，8 —丙烯解吸塔，9一解吸丙烯氣，IO —吸收劑，ll一補充吸收劑，12 —第一路飽和吸收劑，13—第二路飽和吸收劑，14一換熱器，15 —稀乙烯氣體，16—催化裂化或催化裂解裝置，17—液化石油氣
具體實施例方式
本發(fā)明第一種具體實施方式
如圖1所示，含乙烯原料氣1與解吸乙烯氣7混合后從吸收塔2的下部進入，吸收劑10從上端進入，在溫度為-20 6(TC，壓力0.1 4.0MPa，吸收劑與含乙烯原料氣的體積比為0.026-0.05的條件下將原料中丙烯除去，經(jīng)吸收劑吸收后的原料氣3進入乙苯裝置的反應(yīng)部分；飽和的吸收劑4進入乙烯解吸塔5上部進行乙烯解吸，解吸溫度為10 30(TC，壓力為0.001 4.0MPa，塔頂?shù)慕馕蚁?返回與含乙烯原料氣1混合進入吸收塔2循環(huán)利用，塔底脫除乙烯后的吸收劑6進入丙烯解吸塔8中部；丙烯解吸塔8在溫度-20 30(TC，壓力0.001 4.0Mpa下操作，塔底解吸后的吸收劑10返回吸收裝置循環(huán)使用，根據(jù)吸收劑的損失量補入補充吸收劑11以維持吸收劑量的穩(wěn)定，頂部的解吸丙烯氣9送出裝置。
本發(fā)明第二種具體實施方式
如圖2所示，與圖1的區(qū)別是飽和吸收劑4分為兩部分一第一路飽和吸收劑12、第二路飽和吸收劑13，第一路飽和吸收劑12與丙烯解吸塔塔底來的吸收劑10在換熱器14中換熱后進入乙烯解吸塔5中部，第二路飽和吸收劑13進入乙烯解吸塔5上部。這種實施方式的優(yōu)點是丙烯解吸塔8底部出來的解吸后的吸收劑10熱量得到利用，可以有效降低外供熱，降低裝置能量消耗。第一路飽和吸收劑12與飽和的吸收劑4總量的質(zhì)量比為0.01 0.999，隨著質(zhì)量比增大，裝置能量消耗降低的增多，當?shù)谝宦凤柡臀談?2與飽和的吸收劑4總量的質(zhì)量比為0.8 0.9時，裝置能量消耗降低很多，而此時第二路飽和吸收劑13的量可以保證乙烯解吸塔5塔頂冷物料的要求，可不設(shè)乙烯解吸塔5的塔頂冷凝器。
本發(fā)明第三種具體實施方式
如圖所示3，與圖2的區(qū)別是解吸丙烯氣9進入催化裂化或催化裂解裝置16，經(jīng)吸收穩(wěn)定后，解吸氣中的各組分按沸點分別進入催化裂化或催化裂解裝置的稀乙烯氣體15、液化石油氣17、汽油、煤油
7和柴油中。例如乙烯進入稀乙烯氣體15中，丙稀進入液化石油氣17中，吸收
劑進入汽油中。稀乙烯氣體15返回吸收塔2，液化石油氣17、汽油、柴油、煤油作為產(chǎn)品出裝置。這種實施方式的優(yōu)點是在解吸裝置底部出來的解吸后的解吸劑10熱量得到利用，可以有效降低外供熱，降低裝置能量消耗的同時，解吸氣中的資源得到了充分利用。
權(quán)利要求
1、一種用于乙烯制乙苯工藝的含乙烯原料氣的精制方法，其特征在于1)含乙烯原料氣體從吸收裝置的下部進入，吸收劑從吸收裝置上部進入，經(jīng)吸收劑吸收后的精制原料氣進入乙苯裝置反應(yīng)部分與苯反應(yīng)制取乙苯，飽和的吸收劑進入步驟2)；2)來自步驟1)的飽和吸收劑進入乙烯解吸裝置上部，頂部的解吸乙烯氣體返回步驟1)循環(huán)吸收，底部的脫除乙烯后的吸收劑進入步驟3)。3)來自步驟2)脫除乙烯后的吸收劑進入丙烯解吸裝置中部，底部解吸后的吸收劑返回步驟1)循環(huán)使用，并根據(jù)吸收劑的消耗補充吸收劑，頂部的解吸丙烯氣送出裝置；其中所述吸收劑是選自汽油、柴油、煤油、航空煤油、甲苯、乙苯、正丙苯、異丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物中的一種或一種以上的混合物。
2、 依照權(quán)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、異丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙苯、三乙苯和高沸物中的一種或一種以 上的混合物來自乙苯裝置。
3、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于吸收裝置溫度為-20 60 。C，壓力為0.1 4.0MPa。
4、 依照權(quán)利要求3所述的精制方法，其特征在于吸收裝置溫度為0 20 。C，壓力為0.6 1.2MPa。
5、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于吸收裝置吸收劑與含乙 烯原料氣的體積比為0. 026 1。
6 、依照權(quán)利要求5所述的精制方法，其特征在于吸收裝置吸收劑與含 乙烯原料氣的體積比為0. 026 0. 05。
7、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于乙烯解吸裝置溫度為10 300°C，壓力為0.001 4.0MPa。
8、 依照權(quán)利要求7所述的精制方法，其特征在于乙烯解吸裝置壓力為0.7 1.5MPa。
9、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于乙烯解吸裝置壓力比吸 收裝置壓力高0. 1 0. 2 MPa。
10、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于丙烯解吸裝置溫度為 -20 300。C，壓力為0.001 4.0MPa。
11、 依照權(quán)利要求10所述的精制方法，其特征在于丙烯解吸裝置壓力為`0.06 1.2MPa。
12、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于所述步驟l)的飽和吸 收劑分為兩部分， 一部分直接進入乙烯解吸裝置上部，另一部分與解吸后的吸 收劑換熱后進入乙烯解吸裝置的中部，經(jīng)換熱的飽和吸收劑與飽和吸收劑總量的質(zhì)量比為0. 01 0. 999。
13、 依照權(quán)利要求12所述的精制方法，其特征在于經(jīng)換熱的飽和吸收劑與飽和吸收劑總量的質(zhì)量比為0. 8 0. 9。
14、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于解吸丙烯氣送入催化裂化或催化裂解裝置。
15、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于所述步驟l)的飽和吸收劑分為兩部分， 一部分直接進入乙烯解吸裝置上部，另一部分與解吸后的吸收劑換熱后進入乙烯解吸裝置的中部，所述步驟3)的解吸丙烯氣送入催化裂化或催化裂解裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于乙烯制乙苯工藝中的含乙烯原料氣的精制方法。其步驟是含乙烯原料氣體從吸收裝置的下部進入，與從吸收裝置上部進入的吸收劑接觸進行精制，精制原料氣進入乙苯裝置反應(yīng)部分與苯反應(yīng)制取乙苯，飽和的吸收劑依次進入乙烯解吸裝置和丙烯解吸裝置進行解吸，解吸后的吸收劑返回吸收裝置循環(huán)使用。使用本發(fā)明工藝可將含乙烯原料氣中的丙烯脫除率提高至98.1～99.9％，吸收劑毒性低，職業(yè)安全防范要求低，造成污染的可能性小。
文檔編號C07C11/04GK101659591SQ200910066148
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者張仲利, 李建保, 李淑紅, 董世達 申請人:中國石油化工集團公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司