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(jì)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(jì)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和英國專利BP1,162,481等均涉 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(yán)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(gè)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(jìn)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(jìn)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(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)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(diǎn)比二乙苯高的直鏈烴類、碳個(gè)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(gè)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(jìn)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(gè)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(shí)，甚 至?xí)L期高達(dá)3% (體積)，這些丙烯以及碳個(gè)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(biāo)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(gè)數(shù)大于3的不飽和烴組分進(jìn)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(shí)，這些丙烯以及碳個(gè)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(biāo)產(chǎn)品乙苯就造成了裝置乙苯產(chǎn)品的苯單耗高。
CN1292824C公開了一種選擇吸收降低催化裂化干氣中丙烯的方法，利用 吸收劑吸收干氣中的丙烯，然后用吹掃氣體對吸收有丙烯的吸收劑進(jìn)行解吸， 吹掃時(shí)間為1-10小時(shí)。其缺點(diǎn)為這種方法是非連續(xù)操作，無法滿足工業(yè)裝置連 續(xù)操作的要求；利用此技術(shù)，在吸收丙烯的同時(shí)，由于相平衡的原因，大約有 20-30%的乙烯也溶解在吸收劑中，精制后氣體乙烯的損失率20%-30%，造成 資源浪費(fèi)；被脫除的丙烯也沒有利用，也造成資源浪費(fèi)；隨解吸氣損失的吸收 劑沒有利用，也造成資源浪費(fèi)；吸收劑可以選擇苯，由于苯的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)， 在相同的溫度壓力下，隨解吸氣損失的苯是采用汽油、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 作吸收劑的隨解吸氣損失吸收劑的數(shù)倍；苯毒性大，是致癌的化學(xué)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(xué) 品替代此化學(xué)品。
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(diǎn)如下1)它包括丙烯吸收、乙烯解吸和丙烯解吸三部分；塔設(shè)備多，控制繁 瑣，流程復(fù)雜，投資高；2)被脫除的丙烯沒有利用，造成資源浪費(fèi)；3)乙烯 收率為98-99%，沒有完全利用，造成資源浪費(fèi)；4)丙烯脫除率為95-98%， 較低；5)隨解吸氣損失的吸收劑沒有利用，也造成資源浪費(fèi)；6)采用苯作吸 收劑。

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)處理流程復(fù)雜、投資高、 資源浪費(fèi)、非連續(xù)等缺點(diǎn)，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，流程簡單，投資低，用該工藝不僅可以對 原料氣進(jìn)行精制，而且使得原料氣中所含的資源得到充分利用，無資源浪費(fèi)。
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，如催化裂化千氣、催化裂解干氣、焦化干 氣和熱裂解氣。
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)含乙烯原料氣體和催化裂化或裂解裝置返回的稀乙烯氣體混合或分別從 吸收裝置的下部進(jìn)入，吸收劑從吸收裝置上部進(jìn)入，經(jīng)吸收劑吸收后的精制原
料氣進(jìn)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(jìn)入步驟2);
52) 在解吸裝置中對來自步驟1)的飽和吸收劑進(jìn)行解吸，為保證吸收劑量 的穩(wěn)定，需補(bǔ)充因解吸氣攜帶而損失的吸收劑，解吸后的吸收劑和補(bǔ)充吸收劑 混合后返回步驟1)循環(huán)使用，解吸氣送往步驟3);
3) 自步驟2)來的解吸氣進(jìn)入催化裂化或催化裂解裝置，經(jīng)吸收穩(wěn)定后， 解吸氣中的各組分按沸點(diǎn)分別進(jìn)入催化裂化或催化裂解裝置的稀乙烯氣體(常 稱為催化干氣)、液化石油氣、汽油、柴油、煤油中。解吸氣中主要成分如乙烯 進(jìn)入稀乙烯氣體中，丙稀進(jìn)入液化石油氣中，吸收劑進(jìn)入汽油和/或柴油和/或煤 油中。稀乙烯氣體返回步驟1)，液化石油氣、汽油、柴油、煤油作為產(chǎn)品出裝 置。
本發(fā)明所述吸收劑優(yōu)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
以上的混合物；
本發(fā)明所述的優(yōu)選吸收劑進(jìn)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 可來自乙苯裝置分離部分。
本發(fā)明所述的吸收裝置進(jìn)一步特征在于吸收溫度為-20 4CTC，壓力0.1 5.0MpaG。優(yōu)選吸收溫度為0 20°C，壓力0.6 1.2 MpaG。
本發(fā)明所述的解吸裝置進(jìn)一步特征在于解吸溫度10 300'C，壓力 0.001 4.0MpaG。優(yōu)選解吸溫度10。C 280。C,壓力0.05 0.6MpaG。
本發(fā)明所述的吸收裝置進(jìn)一步特征在于步驟1)中吸收劑與原料氣體總量
的體積比為0.001-1 ，優(yōu)選0.02-0.05。
本發(fā)明所述MpaG為表壓。
本發(fā)明所述的吸收裝置可采用吸收塔的形式，所述吸收塔可選用板式塔和 填料塔。
本發(fā)明所述的解吸裝置可采用解吸塔的形式，所述解吸塔可選用板式塔和 填料塔。
本發(fā)明與CN1292824C、 CN1923973A相比，采用本發(fā)明技術(shù)方案具有以 下有益效果
1) 本發(fā)明只包含吸收和解吸兩部分，流程簡單，在解吸部分采用了熱解吸 方式，不采用吹掃氣吹掃的方式，將吸收--吹掃間斷操作改成了吸收-解吸連續(xù) 操作，易于工業(yè)化裝置實(shí)施。
2) 從解吸部分出來的解吸氣中包含了乙烯、丙烯、碳數(shù)大于3的不飽和烴、 其他飽和烴、惰性氣體以及吸收劑，CN1292824C沒有敘述解吸氣的去向，CN1923973A中這部分氣體作為裝置內(nèi)燃料使用，資源沒有得到充分利用。本 發(fā)明將這部分氣體送入催化裂化或催化裂解裝置，經(jīng)過吸收穩(wěn)定之后，乙烯進(jìn) 入催化干氣作為稀乙烯氣體返回，碳個(gè)數(shù)為2至5的烴類(含丙烯)進(jìn)入催化 裂化或催化裂解裝置的液化石油氣中，提高了液化氣產(chǎn)量，資源得以有效利用。 采用本發(fā)明，解吸氣量僅占整個(gè)催化裂化或催化裂解氣壓機(jī)氣量的0.5%-5%， 對催化裂化或催化裂解裝置幾乎沒有影響。
3) 由于相平衡，解吸氣中含有一定量的吸收劑，吸收劑沸點(diǎn)越低，在解吸 氣中含量越大，吸收劑的損失越大。CN1292824C、 CN1923973A對損失的吸 收劑沒有充分利用，是資源的浪費(fèi)。本發(fā)明將解吸氣送入催化裝置，吸收劑進(jìn) 入對應(yīng)的汽油、柴油、煤油中，沒有資源浪費(fèi)。
4) CN1292824C選擇的吸收劑為苯、乙苯、二乙苯、三乙苯、三以上的乙 基苯、柴油和汽油中的一種或幾種的混合物，CN1923973A選用吸收劑是苯， 由于苯毒性大，是致癌的化學(xué)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(xué)品替代此化學(xué)品。本發(fā)明的吸收劑不 含有苯，職業(yè)安全防護(hù)要求低。
5) CN1292824C選擇的吸收劑可含有苯，CN1923973A選用吸收劑是苯， 一旦裝置有泄露，對環(huán)境污染大；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。
6) 在吸收部分，CN1923973A選用吸收劑是苯，苯的凝固點(diǎn)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5.5X:以下的溫度操作的，在實(shí)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(diǎn)約5。C以上，這也就是說 CN1923973A在實(shí)施過程中吸收操作溫度不應(yīng)低于1CTC，由于吸收溫度越低吸 收效果越好，因此它在說明書中公開它的丙烯脫出率為95-98%;本發(fā)明選用吸 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以上的混合物；吸 收操作溫度為-20-4CTC，可操作的吸收溫度低于CN1923973A的可操作溫度， 因此原料氣中的丙烯脫出率可以達(dá)到98.1-99.9%。
綜上所述，本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)可概括為 1 、流程簡單，投資低；
2、 丙烯脫出率高達(dá)98.1-99.9%，精制效果好；
3、 資源利用率高。乙烯損失率為0;脫除的丙烯以液態(tài)的形式進(jìn)入催化裝 置的液化氣中，提高了液化氣產(chǎn)量；損失的吸收劑進(jìn)入對應(yīng)的汽油、柴油、煤油、航空煤油中，沒有資源浪費(fèi)。
4、 所選吸收劑職業(yè)安全防護(hù)要求低，對環(huán)境污染少
5、 可連續(xù)操作，適合工業(yè)應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作詳細(xì)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(shí)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)明的一種流程示意圖。
圖2是本發(fā)明的另一種流程示意圖。 圖3是本發(fā)明的又一種流程示意圖。
圖中1-含乙烯原料氣體，2-吸收裝置，3-飽和的吸收劑，4-解吸裝置，5-解吸后的吸收劑，6-解吸氣，7-經(jīng)吸收劑吸收后的精制原料氣，8-催化裂化或裂 解裝置返回的稀乙烯氣體，9-催化裂化或裂解裝置，10-液化石油氣，11-補(bǔ)充吸 收劑，12-汽油和/或柴油和/或煤油，13-換熱器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種具體實(shí)施方式
如圖1所示，含乙烯原料氣體1和催化裂化或催 化裂解裝置返回的稀乙烯氣體8分別從吸收裝置2的下端進(jìn)入，解吸后的吸收 劑5與補(bǔ)充吸收劑11混合后從吸收裝置2上端進(jìn)入，在溫度為-2(TC-4CrC，壓 力0.1-5.0MpaG，吸收劑與原料氣體總量的體積比為0.001-1的條件下，將原 料氣中大部分丙烯除去，經(jīng)吸收劑吸收后的精制原料氣7進(jìn)入乙苯裝置的反應(yīng) 部分；飽和的吸收劑3進(jìn)入解吸裝置4中段進(jìn)行解吸，壓力0.001-4.0MPaG， 溫度10-300°C，塔底解吸后的吸收劑5與補(bǔ)充吸收劑11混合，進(jìn)入吸收裝置2 上部循環(huán)使用。解吸氣6去催化裂化或裂解裝置9，經(jīng)吸收穩(wěn)定后，解吸氣中的 各組分按沸點(diǎn)分別進(jìn)入催化裂化或催化裂解裝置返回的稀乙烯氣體8、液化石油 氣10、汽油和/或柴油和/或煤油12中。解吸氣中主要成分如乙烯進(jìn)入催化裂化 或催化裂解裝置返回的稀乙烯氣體8中返回吸收裝置2，丙稀進(jìn)入液化石油氣 10中，吸收劑進(jìn)入汽油和/或柴油和/或煤油12中。吸收劑選自汽油、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以上的混合物。
本發(fā)明另一種具體實(shí)施方式
如圖2所示，與圖1的區(qū)別是含乙烯原料氣 體1和催化裂化或催化裂解裝置返回的稀乙烯氣體8混合后從吸收裝置2的下 端進(jìn)入，吸收溫度為0°C-20°C，壓力0.6-1.2MpaG，吸收劑與原料氣體總量的 體積比為0.02-0.05，解吸的壓力0.05-0.6MPaG，溫度10-30CTC，吸收劑是來自乙苯裝置分離部分的甲苯、乙苯、正丙苯、異丙苯、甲乙苯、二甲苯、二乙 苯、三乙苯和髙沸物等中的一種或一種以上的混合物。這種實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)是 多股進(jìn)料先混合后進(jìn)入吸收裝置，吸收裝置2壓力容易控制，避免多股進(jìn)料壓 力不一致對吸收裝置操作影響；吸收壓力低于含乙烯原料氣體1和催化裂化或 催化裂解裝置返回的稀乙烯氣體8混合后壓力，氣體不升壓即可進(jìn)入吸收裝置; 由于吸收溫度不低于0"C，對吸收裝置設(shè)備材質(zhì)要求低；解吸溫度、壓力低，便 于選擇合適的外供熱熱源。
本發(fā)明另一種具體實(shí)施方式
如圖3所示，與圖2的區(qū)別是飽和吸收劑3
和解吸后的吸收劑5經(jīng)換熱器13換熱，之后進(jìn)入解吸塔4。這種實(shí)施方式的優(yōu) 點(diǎn)是解吸裝置4底部出來的解吸后的解吸劑5熱量得到利用，可以有效降低外
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)含乙烯原料氣體和催化裂化或裂解裝置返回的稀乙烯氣體混合或分別從吸收裝置的下部進(jìn)入，吸收劑從吸收裝置上部進(jìn)入，經(jīng)吸收劑吸收后的精制原料氣進(jìn)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(jìn)入步驟2)；2)在解吸裝置中對來自步驟1)的飽和吸收劑進(jìn)行解吸，解吸后的吸收劑和補(bǔ)充吸收劑混合后返回步驟1)循環(huán)使用，解吸氣送往步驟3)；3)自步驟2)來的解吸氣進(jìn)入催化裂化或催化裂解裝置，經(jīng)吸收穩(wěn)定后，解吸氣中的各組分按沸點(diǎn)分別進(jìn)入催化裂化或催化裂解裝置的稀乙烯氣體、液化石油氣、汽油、柴油、煤油中；稀乙烯氣體返回步驟1)。
2、 依照權(quán)利要求1所述的精制方法，其特征在于吸收劑是選自汽油、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。
3、 依照權(quán)利要求1或2所述的精制方法，其特征在于所述吸收劑是來自 乙苯裝置分離部分的甲苯、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。
4、 依照權(quán)利要求1或2所述的精制方法，其特征在于吸收溫度為-2(TC 40°C，壓力0.1MPaG 5.0MpaG。
5、 依照權(quán)利要求4所述的精制方法，其特征在于吸收溫度為0'C 2(TC， 壓力0.6MPaG 1.2 MpaG。
6、 依照權(quán)利要求1或2所述的精制方法，其特征在于解吸溫度1CTC 300°C，壓力0.001 MPaG 4.0MpaG。
7、 依照權(quán)利要求6所述的精制方法，其特征在于解吸溫度10°C 280°C， 壓力0.05MPaG 0.6MpaG。
8、 依照權(quán)利要求1或2所述的精制方法，其特征在于步驟1)中吸收劑與原料氣體總量的體積比為0.001 1。
9、 依照權(quán)利要求8所述的精制方法，其特征在于步驟1)中吸收劑與原料氣體總量的體積比為0.02 0.05。
10、 依照權(quán)利要求1或者2所述的精制方法，其特征在于吸收裝置和/或 解吸裝置采用塔的形式。
11、 依照權(quán)利要求1或者2所述的精制方法，其特征在于吸收裝置和/或解吸裝置采用板式塔的形式。
12、 依照權(quán)利要求1或者2所述的精制方法，其特征在于吸收裝置和/或解吸裝置采用填料塔的形式。
13、依照權(quán)利要求1或者2所述的精制方法，其特征在于飽和的吸收劑 與解吸后的吸收劑換熱后進(jìn)入解吸裝置。
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和催化裂化或裂解裝置返回的稀乙烯氣體混合或分別從吸收裝置的下部進(jìn)入，與從吸收裝置上部進(jìn)入的吸收劑接觸進(jìn)行精制，精制原料氣進(jìn)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(jìn)行解吸后循環(huán)使用，解吸氣進(jìn)入催化裂化或催化裂解裝置。本發(fā)明方法流程簡單，投資低，且丙烯脫出率高達(dá)98.1-99.9％，精制效果好。
文檔編號C07C11/00GK101659590SQ20091006614
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(dá) 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司