乙烯处理方法.pdf

上传人:00062****4422 文档编号:8586918 上传时间:2020-09-10 格式:PDF 页数:10 大小:531.19KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201080046853.9

申请日:

20100810

公开号:

CN102712556B

公开日:

20141029

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C07C7/00,C07C11/04

主分类号:

C07C7/00,C07C11/04

申请人:

英国石油有限公司

发明人:

L·W·博尔顿,B·P·格拉西,M·K·李

地址:

英国伦敦

优先权:

09251984.2

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

李进;李炳爱

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种从包含水的乙烯流去除水的方法,所述方法包含:将包含水的乙烯流引入分离容器,并使所述乙烯流循环通过分离容器;-将液体乙醚流引入分离容器,并使所述液体乙醚流循环通过分离容器,以便使所述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触;从分离容器回收具有降低水含量的乙烯流;并且任选-从分离容器回收具有增加水含量的液体乙醚流。

权利要求书

1.一种从包含水的乙烯流去除水的方法,所述方法包含:- 将包含水的乙烯流引入分离容器,并使所述乙烯流循环通过分离容器;- 将液体乙醚流引入所述分离容器,并使所述液体乙醚流循环通过所述分离容器,以便使所述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触;- 从所述分离容器回收具有降低水含量的乙烯流;并且任选- 从所述分离容器回收具有增加水含量的液体乙醚流。2. 权利要求1的方法,其中所述方法以连续方式操作。3. 权利要求1或2的方法,其中所述包含水的乙烯流包含基于所述包含水的乙烯流总量至少60重量%的乙烯。4. 权利要求1或2的方法,其中所述包含水的乙烯流中存在的水的量小于基于所述包含水的乙烯流总重量的1.0重量%。5. 权利要求1或2的方法,其中在引入所述分离容器前所述包含水的乙烯流的压力为至少0.5MPa。6. 权利要求1或2的方法,其中在引入所述分离容器前所述包含水的乙烯流的温度高于在粗乙烯流的各个压力和组成下存在的水的液体凝固点和蒸汽逆升华点的较大者至少5℃。7. 权利要求1或2的方法,其中在引入所述分离容器前所述包含水的乙烯流的温度为至少0℃。8. 权利要求1或2的方法,其中所述包含水的乙烯流另外包含乙醚。9. 权利要求8的方法,其中所述乙烯流包含基于所述包含水的乙烯流总重量至少2重量%的乙醚。10. 权利要求8的方法,其中在所述包含水的乙烯流中存在的至少一部分乙醚用作所述液体乙醚流的乙醚源。11. 权利要求1或2的方法,其中所述液体乙醚流包含溶剂,所述溶剂选自乙醇、甲醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇和甘油。12. 权利要求11的方法,其中所述液体乙醚流包含一种或多种选自乙醇、甲醇和乙二醇的溶剂。13. 权利要求11的方法,其中所述溶剂独立于乙醚源引入所述分离容器,并与乙醚在所述分离容器内混合,以形成液体乙醚流。14. 权利要求1或2的方法,其中所述分离容器为多级蒸馏塔。15. 权利要求1或2的方法,其中对所述分离容器提供回流。

说明书

本发明涉及从包含水的乙烯流去除水的方法。

更具体地讲,本发明涉及用液体乙醚流从包含水的乙烯流去除水 的方法。

乙烯和其它烯烃(一般也称为烯)为重要的日用化学品,并且为很 多化学品(包括聚合产品,如聚乙烯)的有用原料。传统上,烯烃,如 乙烯,通过从原油衍生的烃的蒸汽或催化裂化生产。然而,由于原油 为有限资源,所以关注发现可使用不从原油衍生的原料生产烯烃(特别 是乙烯)的替代性,经济可行的方法。

近年来,对用于烯烃生产的替代材料的探索已导致由醇脱水生产 烯烃,所述醇如甲醇和乙醇,其可通过例如糖、淀粉和/或纤维素材料 的发酵生产,或者,可从合成气生产。

从醇制备烯烃的方法的实例包括:

US 5,817,906公开从包含醇和水的粗氧化原料生产轻烯烃的方 法。该方法利用两个反应阶段。首先,使用具有蒸馏的反应使醇转化 成醚。随后,将醚通到含有金属铝硅酸盐催化剂的氧化转化区域,以 生产轻烯烃流。

EP 1792885公开从包含乙醇的原料生产乙烯的方法。公开了基于 杂多酸的催化剂适用于乙醇原料的脱水。

WO 2008/138775 A1公开一种或多种醇脱水的方法,所述方法包 含在一种或多种醚存在下使一种或多种醇与负载的杂多酸催化剂接 触。

在乙烯用于下游工业应用(例如乙烯聚合)前,一般使乙烯流经过 纯化程序。一般需要从乙烯流去除的主要杂质是水,水在醇脱水中作 为副产物生成。例如,一般只将烯烃进料(特别是乙烯进料)中很低的 水含量(一般在低ppm浓度等级)作为可接受用于通过催化聚合制备聚 合物,这是因为水可在聚合过程作为催化剂毒物。也有为何期望从烯 烃(特别是乙烯)流去除水的其它原因。例如,乙烯流可用于可在很低 温度操作的下游设备,例如,通过在例如-28℃蒸馏进一步纯化乙烯, 在此低温,任何存在的水可能凝固,并且可造成操作困难。

在现有技术已描述用于从乙烯去除水的不同方法。使用分子筛是 一种去除水的已知方法(例如,SRI Consulting(Menlo Park,California  94025),Consulting Report PEP235,Process Economics Report 235, Chemicals from Ethanol(来自乙醇的化学品),2007年11月,描述可用 适合的干燥剂,如Type 3A分子筛,干燥乙烯),然而,此方法似乎有 数个潜在限制和/或问题,例如:

-它是半分批操作,

-乙烯可在分子筛材料上聚合,

-很难控制方法以达到期望的低水平水含量,

-其它有机组分可同时捕集于分子筛材料上,并且在再生中损失, 或者需要昂贵的另外的回收方法,并且

-分子筛分离方法可导致显著压降,这可增加下游乙烯压缩机的 尺寸(假使在乙烯可经过进一步下游处理和/或使用前需要一个压缩 机)。

因此,对从乙烯流去除水的替代方法存在需求。

已观察到,通过醇脱水生产烯烃所生产的粗产物组合物也可含有 显著量的醚以及副产物水。例如,从乙醇脱水生产的乙烯粗产物一般 包含乙醚以及乙烯和水,根据所用脱水方法,粗乙烯产物可基本由乙 烯、乙醚和水组成。

已意外地发现,可用乙醚降低包含水的乙烯流的水浓度。

因此,本发明提供从包含水的乙烯流去除水的方法,所述方法包 含:

-将包含水的乙烯流引入分离容器,并使所述乙烯流循环通过分 离容器;

-将液体乙醚流引入分离容器,并使所述液体乙醚流循环通过分 离容器,以便使所述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触;

-从分离容器回收具有降低水含量的乙烯流;并且任选

-从分离容器回收具有增加水含量的液体乙醚流。

有益地,本发明提供的从包含水的乙烯流去除水的方法可以连续 方式使用。

因此,在本发明的方法的优选实施方案中,本发明提供从包含水 的乙烯流去除水的连续方法,所述方法包含:

-将包含水的乙烯流引入分离容器,并使所述乙烯流循环通过分 离容器;

-将液体乙醚流引入分离容器,并使所述液体乙醚流循环通过分 离容器,以便使所述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触;

-从分离容器回收具有降低水含量的乙烯流;并且

-从分离容器回收具有增加水含量的液体乙醚流。

图1描绘在利用筛盘的蒸馏塔中用外源液体乙醚流从包含水的乙 烯流去除水的方法。

术语“从乙烯流去除水”、“从乙烯流去除水”等指已去除包含水的 乙烯流中存在的至少部分水,即,降低乙烯流中水的浓度。

虽然不希望受理论限制,相信在本发明的方法中,使包含水的乙 烯流与液体乙醚流接触,并且在所述乙烯流中存在的至少一部分水通 过液体乙醚流通过吸收去除,以得到具有降低水含量的乙烯流和具有 增加水含量的乙醚流。

本发明提供的从包含水的乙烯流去除水的方法在本文中也可称为 洗涤器法。分离容器(其中本发明提供从包含水的乙烯流去除水的方法) 在本文中也可称为洗涤器。

在本发明的方法中,用液体乙醚流从包含水的乙烯流去除水,以 生产具有降低水含量的乙烯流和具有增加水含量的液体乙醚流,即, 液体乙醚流另外包含从所述乙烯流去除的水。在本发明的方法中利用 的液体乙醚流在本文中也可称为洗涤进料。

经过本发明方法的“包含水的乙烯流”在本文中也被称为“粗乙烯 流”。优选所述粗乙烯流包含基于粗乙烯流总重量的至少60重量%乙 烯,更优选至少70重量%乙烯,更优选至少75重量%乙烯。

在引入洗涤器前,在粗乙烯流中存在的水的量一般小于基于粗乙 烯流总重量的1.0重量%;优选在引入洗涤器前,在粗乙烯流中存在 的水的量为基于粗乙烯流总重量的0.05至0.5重量%范围。

根据粗乙烯流的源,除了乙烯和水外,粗乙烯流也可含有乙醚。

有利地,已发现可使用在包含水的乙烯流中可能已经存在的乙醚, 作为至少部分,优选所有液体乙醚流的源,所述液体乙醚流用于在本 发明的方法中降低粗乙烯流中的水浓度。

因此,在本发明的一个实施方案中,经过本发明方法的包含水的 乙烯流(即,粗乙烯流)为包含水和乙醚的乙烯流。

根据本发明的方法的优选实施方案,在引入洗涤器前,粗乙烯流 包含用于洗涤所述乙烯流中存在的水的足够乙醚。在本发明的方法的 此优选实施方案中,粗乙烯流优选包含基于粗乙烯流总重量的至少2 重量%乙醚,更优选至少10重量%乙醚,最优选至少15重量%乙醚。

根据本发明的方法的优选实施方案,在引入洗涤器前,粗乙烯流 中乙烯、水和乙醚的总量为粗乙烯流总重量的至少95重量%,更优选 至少98重量%。在本发明的一个具体实施方案中,粗乙烯流中乙烯、 水和乙醚的总量为粗乙烯流总重量的100重量%。

在粗乙烯流中也可容许乙烯、水和乙醚外的化合物,例如,其它 氧化剂和/或烷烃,例如,在粗乙烯流中一般也可存在乙醛和/或乙醇 和/或乙醚和/或乙烷。一般,可在粗乙烯流中存在的这些其它化合物 将只以少量存在;优选粗乙烯流中存在的乙烯、水和乙醚以外的化合 物的量为基于粗乙烯流总重量的最多5.0重量%,更优选基于粗乙烯 流总重量的最多2.5重量%,甚至更优选基于粗乙烯流总重量的最多 1.0重量%。

将要经过本发明方法的包含水的乙烯流(即,粗乙烯流)一般在引 入洗涤器前为气态。优选在引入洗涤器前粗乙烯流的温度和压力使得 所述粗乙烯流中存在的水不凝固,更优选温度高于在粗乙烯流的各个 压力和组成下存在的水的液体凝固点和蒸汽逆升华点的较大者至少 5℃。

在引入洗涤器前粗乙烯流的优选压力为至少0.5MPa,更优选至少 1MPa,甚至更优选至少1.5MPa,最优选在引入洗涤器前粗乙烯流的 压力为1.5MPa至3MPa范围。

在引入洗涤器前粗乙烯流的优选温度为至少0℃,更优选至少 10℃,甚至更优选至少15℃,最优选在引入洗涤器前粗乙烯流的温度 为20至50℃范围。

可将引入分离容器的液体乙醚流在从粗乙烯流分离的液体流中引 入分离容器和/或可在分离容器内形成。如果在分离容器内形成液体乙 醚流,则可在粗乙烯流内将乙醚引入分离容器,或者可独立于所述粗 乙烯流以气态形式引入分离容器。

在粗乙烯流含有乙醚的本发明的实施方案中,可方便地将至少一 部分所述乙醚用作液体乙醚流的乙醚源。在此实施方案中,使在粗乙 烯流中存在的至少一部分乙醚冷凝以形成至少部分液体乙醚流。除了 来自粗乙烯流的乙醚外,可将另外的乙醚引入分离容器,以补充来自 粗乙烯流的乙醚,以形成液体乙醚流;所述另外的乙醚最方便从外部 供应作为引入分离容器的液体乙醚流提供。

除了乙醚外,液体乙醚流也可含有其它化合物。优选液体乙醚流 包含基于液体乙醚流总重量的至少40重量%乙醚,更优选至少50重 量%乙醚,甚至更优选至少60重量%乙醚。

在本发明的方法的优选实施方案中,液体乙醚流也含有溶剂,所 述溶剂用于抑制组分(所述组分存在于或可能存在于粗乙烯流中)的水 合物(例如,乙烯水合物)的生成的温度。可用于抑制粗乙烯流中存在 的组分的水合物的生成的溶剂的实例包括乙醇、甲醇、乙二醇、二乙 二醇、三乙二醇、丙二醇和甘油。因此,在本发明方法的特别优选的 实施方案中,液体乙醚流为包含一种或多种选自乙醇、甲醇和乙二醇 的溶剂的液体乙醚流。

在以上实施方案中,可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的水合物 生成的所述溶剂可在引入分离容器前存在于液体乙醚流中,或者可独 立于乙醚源引入分离容器并与乙醚在分离容器内混合以形成液体乙 醚流。

在其中液体乙醚流包含溶剂(所述溶剂可用于抑制粗乙烯流中存 在的组分的水合物的生成)的实施方案中,所述溶剂优选以有效量存 在,即足以在分离容器内的条件下抑制粗乙烯流中存在的组分的水合 物生成的量。一般液体乙醚流中所述溶剂的量为基于液体乙醚流总重 量的最高60重量%,更优选基于液体乙醚流总重量的最高40重量%, 甚至更优选基于液体乙醚流总重量的1重量%至25重量%范围。

在本发明的方法中,将包含水的乙烯流和液体乙醚流引入分离容 器,并循环通过分离容器,以便使所述液体乙醚流和所述包含水的乙 烯流接触。

本发明的方法可在任何适合使液相与气相接触并适合进行相分离 的容器中进行。这些分离容器可以为单级或多级,并且包括但不限于: 闪蒸器和蒸馏容器,如利用筛板、浮阀塔板、整规填料或无规填料的 蒸馏塔。优选本发明的方法在多级蒸馏塔中进行;更优选本发明的方 法在选自以下的分离容器中进行:利用筛板的多级蒸馏塔;利用浮阀 塔板的多级蒸馏塔;利用整规填料的多级蒸馏塔;和利用无规填料的 多级蒸馏塔。

如果在本发明的方法中使用的分离容器为多级容器,则分离容器 中的理想分离级数为至少2,优选至少3;更优选在分离容器中的理 想分离级数为2至1000范围,更优选2至500范围,甚至更优选3 至500范围,最优选3至400范围。

虽然不希望受此理论限制,相信优选在含有塔板而不是填料的多 级蒸馏容器中进行本发明的方法,因为在本发明的方法中分离容器的 低温操作可产生具有高得足以潜在降低整规或无规填料的分离效率 的表面张力的液体。因此,在特别优选的实施方案中,在本发明的方 法中使用的分离容器为利用筛板的多级蒸馏塔或利用浮阀塔板的多 级蒸馏塔。

在本发明的一个特别实施方案中,可对分离容器提供回流,即, 通过分离容器的塔顶蒸气的部分冷凝。用于对分离容器提供回流的装 置可以为连接到分离容器的外部传热装置,或者可以为位于实际分离 容器内的传热装置。可用任何合适的传热装置对分离容器提供回流, 包括但不限于以下类型热交换器:壳管式,包括任何扩大管的传热表 面的装置;双管;翅/扇;填密或焊接制造的板框紧凑结构(compact); 印刷电路;螺旋缠绕,降膜或旋转盘。

在传热装置中冷却可优选通过用冷却剂间接传热实现,冷却剂的 实例包括但不限于:乙二醇和/或丙二醇溶液;丙烯;乙烯;和有机二 氧化硅流体。另外或供选地,在传热装置中冷却可通过直接传热实现, 例如,利用烯烃。

在对分离容器提供回流时,液体乙醚流可方便地通过回流引入分 离容器,即,通过可在分离容器内以气相存在的任何乙醚的冷凝。例 如,通过对分离容器提供的回流,可通过粗乙烯流中存在的乙醚的冷 凝将液体乙醚流引入分离容器。

可用含有乙醚的液体流增强或代替回流,同时乙醚源不受限制, 所述乙醚可方便地源自来自分离容器的气态和/或液态流出物的进一 步分离。此流也可或供选地在塔中的其它地方引入。

优选其中进行本发明的方法的分离容器为包含至少一个入口和至 少两个出口的分离容器。在本发明的方法中,粗乙烯流通过至少一个 入口引入分离容器,具有降低水含量的乙烯流通过至少一个出口回 收,已循环通过分离容器的液体乙醚流通过至少一个出口回收,该出 口不同于经其回收具有降低水含量的乙烯流的出口。引入分离容器的 液体乙醚流可在分离容器自身内形成,可通过至少一个另外的入口引 入分离容器,或者可通过由其回收具有降低水含量的乙烯流的出口引 入分离容器。

因此,在本发明的方法的一个特别实施方案中,分离容器包含至 少两个入口和至少两个出口。在此实施方案中,粗乙烯流可通过至少 一个入口引入,液体乙醚流可通过至少一个入口引入,该入口不同于 经其引入粗乙烯的入口,具有降低水含量的乙烯流通过至少一个出口 回收,已循环通过分离容器的液体乙醚流通过至少一个出口回收,该 出口不同于经其回收具有降低水含量的乙烯流的出口。

在其中引入溶剂(所述溶剂可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的 水合物生成)的实施方案中,可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的水合 物生成的溶剂可通过与液体乙醚流相同的入口(或者经其引入粗乙烯 的入口(如果液体乙醚流在分离容器内形成)),或者通过至少一个另外 的入口引入。

在本发明的方法中,粗乙烯流和液体乙醚流两者均独立循环通过 分离容器。循环通过容器是指在分离容器的一个部分(例如,入口和/ 或冷凝器)引入相关流(包括通过生成/冷凝引入),然后,将所述流通过 容器输送到出口,在此将它从分离容器去除。

优选在本发明的方法中,液体乙醚流以对粗乙烯流的逆流方向循 环。以逆流方向循环是指两个流(粗乙烯流和液体乙醚流)的每一个的 大体流动方向为相反方向,例如,一个流具有总体向上流动方向,另 一个流具有总体向下流动方向。

便利地,在本发明的方法中使用的分离容器可构造成使得粗乙烯 流可通过位于分离容器下半部的入口进入分离容器,所述粗乙烯流然 后以向上方向通过分离容器,具有降低水浓度的乙烯流通过位于分离 容器的上半部的出口从分离容器去除。在此构造中,通过入口或通过 在分离容器内冷凝形成液体乙醚流,使液体乙醚流在分离容器的上半 部引入容器,液体乙醚流然后以向下方向通过容器,所述液体乙醚流 通过位于分离容器下半部的出口去除。

以下参考附图描述本发明的具体实施方案。附图和随附描述不旨 在使本发明的范围限于本文所述的具体实施方案。

图1描绘本发明的方法的一个可能的实施方案。在图1中,包含 水的乙烯流(101)通过接近塔底部的入口进入蒸馏塔(102),并上升通过 塔。液体乙醚流(103)通过接近塔顶部的入口进入蒸馏塔,并以对乙烯 流的逆流方向下降通过塔。在蒸馏塔内布置有多个筛板(104),乙烯流 以向上方向通过所述筛板中的孔,液体乙醚流以向下方向流动通过“降 液管”。具有降低水含量的乙烯流从蒸馏塔顶部的出口回收(105),具 有增加水含量的液体乙醚流从蒸馏塔底部的出口回收(106)。

实施例

在以下方法中使用约2650mm高和55mm内径的蒸馏塔,该蒸馏 塔含有由90mm长度、9mm外径和约7mm内径的玻璃降液管分隔的 11个PTFE筛板级。

将用乙醚、水和乙醇饱和的包含乙烯的粗乙烯进料流压缩,并低 于底部级引入蒸馏塔。粗乙烯流的组成为约89.40mol%乙烯、8.65mol% 乙醚、0.57mol%水和1.38mol%乙醇。

将蒸气流从蒸馏塔的顶部去除,由此处将它进料至分凝器。分凝 器提供约34850mm2的传热面积,以将过程内容物冷却至约-10℃的出 口温度,相对制冷剂的入口温度为约-40℃。

来自分凝器的冷却流通到2.4升体积的压力容器,该压力容器提 供足够停留时间使液相从气相分离。连续从压力容器去除液相,并作 为回流流进料回到蒸馏塔的顶部级。向回流流连续注入乙醇。

具有降低水含量的乙烯流(“干燥乙烯”)从压力容器作为气相去除 (“顶部”流),液体流从蒸馏塔的底部去除(“底部”流)。

从压力容器去除的干燥乙烯的水含量用露点计(AMT露点变送 器,Alpha Moisture Systems,UK制造)测量。通过预测所测量的露点温 度下的水分压,将来自分析仪的露点读数转化成水含量(使用纯水蒸气 压模型,可在数据库DIPPR的赞助者版(sponsor release)2.3.0得到)。

来自上述方法的条件和结果提供于以下表1、2和3中。经123.5 小时时间的连续操作收集结果。

表1

表2

表3

乙烯处理方法.pdf_第1页
第1页 / 共10页
乙烯处理方法.pdf_第2页
第2页 / 共10页
乙烯处理方法.pdf_第3页
第3页 / 共10页
点击查看更多>>
资源描述

《乙烯处理方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《乙烯处理方法.pdf(10页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)授权公告号 CN 102712556 B (45)授权公告日 2014.10.29 CN 102712556 B (21)申请号 201080046853.9 (22)申请日 2010.08.10 09251984.2 2009.08.12 EP C07C 7/00(2006.01) C07C 11/04(2006.01) (73)专利权人 英国石油有限公司 地址 英国伦敦 (72)发明人 LW博尔顿 BP格拉西 MK李 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 李进 李炳爱 US 5603835 A,1997.02.18,说明书第1栏第 59 行至第 。

2、2 栏第 27 行 . CN 1376168 A,2002.10.23, 说明书实施例 . CN 1596237 A,2005.03.16, 权利要求 1. CN 101336218 A,2008.12.31,说明书第7页 第 4-8 段 . (54) 发明名称 乙烯处理方法 (57) 摘要 一种从包含水的乙烯流去除水的方法, 所述 方法包含 : 将包含水的乙烯流引入分离容器, 并 使所述乙烯流循环通过分离容器 ; - 将液体乙醚 流引入分离容器, 并使所述液体乙醚流循环通过 分离容器, 以便使所述液体乙醚流和所述包含水 的乙烯流接触 ; 从分离容器回收具有降低水含量 的乙烯流 ; 并且任选 。

3、- 从分离容器回收具有增加 水含量的液体乙醚流。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2012.04.12 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/GB2010/001515 2010.08.10 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2011/018619 EN 2011.02.17 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 李佳博 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 (10)授权公告号 CN 102712556 B CN 102712556 B 1/1。

4、 页 2 1. 一种从包含水的乙烯流去除水的方法, 所述方法包含 : - 将包含水的乙烯流引入分离容器, 并使所述乙烯流循环通过分离容器 ; - 将液体乙醚流引入所述分离容器, 并使所述液体乙醚流循环通过所述分离容器, 以 便使所述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触 ; - 从所述分离容器回收具有降低水含量的乙烯流 ; 并且任选 - 从所述分离容器回收具有增加水含量的液体乙醚流。 2. 权利要求 1 的方法, 其中所述方法以连续方式操作。 3. 权利要求 1 或 2 的方法, 其中所述包含水的乙烯流包含基于所述包含水的乙烯流总 量至少 60 重量 % 的乙烯。 4. 权利要求 1 或 2 的方。

5、法, 其中所述包含水的乙烯流中存在的水的量小于基于所述包 含水的乙烯流总重量的 1.0 重量 %。 5. 权利要求 1 或 2 的方法, 其中在引入所述分离容器前所述包含水的乙烯流的压力为 至少 0.5MPa。 6. 权利要求 1 或 2 的方法, 其中在引入所述分离容器前所述包含水的乙烯流的温度高 于在粗乙烯流的各个压力和组成下存在的水的液体凝固点和蒸汽逆升华点的较大者至少 5。 7. 权利要求 1 或 2 的方法, 其中在引入所述分离容器前所述包含水的乙烯流的温度为 至少 0。 8. 权利要求 1 或 2 的方法, 其中所述包含水的乙烯流另外包含乙醚。 9. 权利要求 8 的方法, 其中所。

6、述乙烯流包含基于所述包含水的乙烯流总重量至少 2 重 量 % 的乙醚。 10. 权利要求 8 的方法, 其中在所述包含水的乙烯流中存在的至少一部分乙醚用作所 述液体乙醚流的乙醚源。 11. 权利要求 1 或 2 的方法, 其中所述液体乙醚流包含溶剂, 所述溶剂选自乙醇、 甲醇、 乙二醇、 二乙二醇、 三乙二醇、 丙二醇和甘油。 12. 权利要求 11 的方法, 其中所述液体乙醚流包含一种或多种选自乙醇、 甲醇和乙二 醇的溶剂。 13. 权利要求 11 的方法, 其中所述溶剂独立于乙醚源引入所述分离容器, 并与乙醚在 所述分离容器内混合, 以形成液体乙醚流。 14. 权利要求 1 或 2 的方法。

7、, 其中所述分离容器为多级蒸馏塔。 15. 权利要求 1 或 2 的方法, 其中对所述分离容器提供回流。 权 利 要 求 书 CN 102712556 B 2 1/7 页 3 乙烯处理方法 0001 本发明涉及从包含水的乙烯流去除水的方法。 0002 更具体地讲, 本发明涉及用液体乙醚流从包含水的乙烯流去除水的方法。 0003 乙烯和其它烯烃 ( 一般也称为烯 ) 为重要的日用化学品, 并且为很多化学品 ( 包 括聚合产品, 如聚乙烯 ) 的有用原料。传统上, 烯烃, 如乙烯, 通过从原油衍生的烃的蒸汽或 催化裂化生产。 然而, 由于原油为有限资源, 所以关注发现可使用不从原油衍生的原料生产 。

8、烯烃 ( 特别是乙烯 ) 的替代性, 经济可行的方法。 0004 近年来, 对用于烯烃生产的替代材料的探索已导致由醇脱水生产烯烃, 所述醇如 甲醇和乙醇, 其可通过例如糖、 淀粉和 / 或纤维素材料的发酵生产, 或者, 可从合成气生产。 0005 从醇制备烯烃的方法的实例包括 : 0006 US 5,817,906公开从包含醇和水的粗氧化原料生产轻烯烃的方法。 该方法利用两 个反应阶段。首先, 使用具有蒸馏的反应使醇转化成醚。随后, 将醚通到含有金属铝硅酸盐 催化剂的氧化转化区域, 以生产轻烯烃流。 0007 EP 1792885公开从包含乙醇的原料生产乙烯的方法。 公开了基于杂多酸的催化剂 。

9、适用于乙醇原料的脱水。 0008 WO 2008/138775 A1公开一种或多种醇脱水的方法, 所述方法包含在一种或多种醚 存在下使一种或多种醇与负载的杂多酸催化剂接触。 0009 在乙烯用于下游工业应用 ( 例如乙烯聚合 ) 前, 一般使乙烯流经过纯化程序。一 般需要从乙烯流去除的主要杂质是水, 水在醇脱水中作为副产物生成。 例如, 一般只将烯烃 进料 ( 特别是乙烯进料 ) 中很低的水含量 ( 一般在低 ppm 浓度等级 ) 作为可接受用于通 过催化聚合制备聚合物, 这是因为水可在聚合过程作为催化剂毒物。也有为何期望从烯烃 ( 特别是乙烯 ) 流去除水的其它原因。例如, 乙烯流可用于可在。

10、很低温度操作的下游设备, 例如, 通过在例如 -28蒸馏进一步纯化乙烯, 在此低温, 任何存在的水可能凝固, 并且可造 成操作困难。 0010 在现有技术已描述用于从乙烯去除水的不同方法。使用分子筛是一种去除水的 已知方法 ( 例如, SRI Consulting(Menlo Park, California 94025), Consulting Report PEP235, Process Economics Report 235, Chemicals from Ethanol( 来自乙醇的化学品 ), 2007 年 11 月, 描述可用适合的干燥剂, 如 Type 3A 分子筛, 干燥乙烯。

11、 ), 然而, 此方法似乎有 数个潜在限制和 / 或问题, 例如 : 0011 - 它是半分批操作, 0012 - 乙烯可在分子筛材料上聚合, 0013 - 很难控制方法以达到期望的低水平水含量, 0014 - 其它有机组分可同时捕集于分子筛材料上, 并且在再生中损失, 或者需要昂贵的 另外的回收方法, 并且 0015 - 分子筛分离方法可导致显著压降, 这可增加下游乙烯压缩机的尺寸 ( 假使在乙 烯可经过进一步下游处理和 / 或使用前需要一个压缩机 )。 0016 因此, 对从乙烯流去除水的替代方法存在需求。 说 明 书 CN 102712556 B 3 2/7 页 4 0017 已观察到,。

12、 通过醇脱水生产烯烃所生产的粗产物组合物也可含有显著量的醚以及 副产物水。 例如, 从乙醇脱水生产的乙烯粗产物一般包含乙醚以及乙烯和水, 根据所用脱水 方法, 粗乙烯产物可基本由乙烯、 乙醚和水组成。 0018 已意外地发现, 可用乙醚降低包含水的乙烯流的水浓度。 0019 因此, 本发明提供从包含水的乙烯流去除水的方法, 所述方法包含 : 0020 - 将包含水的乙烯流引入分离容器, 并使所述乙烯流循环通过分离容器 ; 0021 - 将液体乙醚流引入分离容器, 并使所述液体乙醚流循环通过分离容器, 以便使所 述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触 ; 0022 - 从分离容器回收具有降低水含量。

13、的乙烯流 ; 并且任选 0023 - 从分离容器回收具有增加水含量的液体乙醚流。 0024 有益地, 本发明提供的从包含水的乙烯流去除水的方法可以连续方式使用。 0025 因此, 在本发明的方法的优选实施方案中, 本发明提供从包含水的乙烯流去除水 的连续方法, 所述方法包含 : 0026 - 将包含水的乙烯流引入分离容器, 并使所述乙烯流循环通过分离容器 ; 0027 - 将液体乙醚流引入分离容器, 并使所述液体乙醚流循环通过分离容器, 以便使所 述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触 ; 0028 - 从分离容器回收具有降低水含量的乙烯流 ; 并且 0029 - 从分离容器回收具有增加水含量的。

14、液体乙醚流。 0030 图 1 描绘在利用筛盘的蒸馏塔中用外源液体乙醚流从包含水的乙烯流去除水的 方法。 0031 术语 “从乙烯流去除水” 、“从乙烯流去除水” 等指已去除包含水的乙烯流中存在的 至少部分水, 即, 降低乙烯流中水的浓度。 0032 虽然不希望受理论限制, 相信在本发明的方法中, 使包含水的乙烯流与液体乙醚 流接触, 并且在所述乙烯流中存在的至少一部分水通过液体乙醚流通过吸收去除, 以得到 具有降低水含量的乙烯流和具有增加水含量的乙醚流。 0033 本发明提供的从包含水的乙烯流去除水的方法在本文中也可称为洗涤器法。 分离 容器 ( 其中本发明提供从包含水的乙烯流去除水的方法 。

15、) 在本文中也可称为洗涤器。 0034 在本发明的方法中, 用液体乙醚流从包含水的乙烯流去除水, 以生产具有降低水 含量的乙烯流和具有增加水含量的液体乙醚流, 即, 液体乙醚流另外包含从所述乙烯流去 除的水。在本发明的方法中利用的液体乙醚流在本文中也可称为洗涤进料。 0035 经过本发明方法的 “包含水的乙烯流” 在本文中也被称为 “粗乙烯流” 。优选所述 粗乙烯流包含基于粗乙烯流总重量的至少60重量乙烯, 更优选至少70重量乙烯, 更优 选至少 75 重量乙烯。 0036 在引入洗涤器前, 在粗乙烯流中存在的水的量一般小于基于粗乙烯流总重量的 1.0 重量 ; 优选在引入洗涤器前, 在粗乙烯。

16、流中存在的水的量为基于粗乙烯流总重量的 0.05 至 0.5 重量范围。 0037 根据粗乙烯流的源, 除了乙烯和水外, 粗乙烯流也可含有乙醚。 0038 有利地, 已发现可使用在包含水的乙烯流中可能已经存在的乙醚, 作为至少部分, 优选所有液体乙醚流的源, 所述液体乙醚流用于在本发明的方法中降低粗乙烯流中的水浓 说 明 书 CN 102712556 B 4 3/7 页 5 度。 0039 因此, 在本发明的一个实施方案中, 经过本发明方法的包含水的乙烯流 ( 即, 粗乙 烯流 ) 为包含水和乙醚的乙烯流。 0040 根据本发明的方法的优选实施方案, 在引入洗涤器前, 粗乙烯流包含用于洗涤所 。

17、述乙烯流中存在的水的足够乙醚。在本发明的方法的此优选实施方案中, 粗乙烯流优选包 含基于粗乙烯流总重量的至少 2 重量乙醚, 更优选至少 10 重量乙醚, 最优选至少 15 重 量乙醚。 0041 根据本发明的方法的优选实施方案, 在引入洗涤器前, 粗乙烯流中乙烯、 水和乙醚 的总量为粗乙烯流总重量的至少 95 重量, 更优选至少 98 重量。在本发明的一个具体 实施方案中, 粗乙烯流中乙烯、 水和乙醚的总量为粗乙烯流总重量的 100 重量。 0042 在粗乙烯流中也可容许乙烯、 水和乙醚外的化合物, 例如, 其它氧化剂和 / 或烷 烃, 例如, 在粗乙烯流中一般也可存在乙醛和 / 或乙醇和 。

18、/ 或乙醚和 / 或乙烷。一般, 可在 粗乙烯流中存在的这些其它化合物将只以少量存在 ; 优选粗乙烯流中存在的乙烯、 水和乙 醚以外的化合物的量为基于粗乙烯流总重量的最多 5.0 重量, 更优选基于粗乙烯流总重 量的最多 2.5 重量, 甚至更优选基于粗乙烯流总重量的最多 1.0 重量。 0043 将要经过本发明方法的包含水的乙烯流 ( 即, 粗乙烯流 ) 一般在引入洗涤器前为 气态。优选在引入洗涤器前粗乙烯流的温度和压力使得所述粗乙烯流中存在的水不凝固, 更优选温度高于在粗乙烯流的各个压力和组成下存在的水的液体凝固点和蒸汽逆升华点 的较大者至少 5。 0044 在引入洗涤器前粗乙烯流的优选压。

19、力为至少 0.5MPa, 更优选至少 1MPa, 甚至更优 选至少 1.5MPa, 最优选在引入洗涤器前粗乙烯流的压力为 1.5MPa 至 3MPa 范围。 0045 在引入洗涤器前粗乙烯流的优选温度为至少 0, 更优选至少 10, 甚至更优选 至少 15, 最优选在引入洗涤器前粗乙烯流的温度为 20 至 50范围。 0046 可将引入分离容器的液体乙醚流在从粗乙烯流分离的液体流中引入分离容器和 / 或可在分离容器内形成。如果在分离容器内形成液体乙醚流, 则可在粗乙烯流内将乙醚引 入分离容器, 或者可独立于所述粗乙烯流以气态形式引入分离容器。 0047 在粗乙烯流含有乙醚的本发明的实施方案中,。

20、 可方便地将至少一部分所述乙醚用 作液体乙醚流的乙醚源。在此实施方案中, 使在粗乙烯流中存在的至少一部分乙醚冷凝以 形成至少部分液体乙醚流。 除了来自粗乙烯流的乙醚外, 可将另外的乙醚引入分离容器, 以 补充来自粗乙烯流的乙醚, 以形成液体乙醚流 ; 所述另外的乙醚最方便从外部供应作为引 入分离容器的液体乙醚流提供。 0048 除了乙醚外, 液体乙醚流也可含有其它化合物。优选液体乙醚流包含基于液体乙 醚流总重量的至少 40 重量乙醚, 更优选至少 50 重量乙醚, 甚至更优选至少 60 重量 乙醚。 0049 在本发明的方法的优选实施方案中, 液体乙醚流也含有溶剂, 所述溶剂用于抑制 组分(所。

21、述组分存在于或可能存在于粗乙烯流中)的水合物(例如, 乙烯水合物)的生成的 温度。 可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的水合物的生成的溶剂的实例包括乙醇、 甲醇、 乙 二醇、 二乙二醇、 三乙二醇、 丙二醇和甘油。因此, 在本发明方法的特别优选的实施方案中, 液体乙醚流为包含一种或多种选自乙醇、 甲醇和乙二醇的溶剂的液体乙醚流。 说 明 书 CN 102712556 B 5 4/7 页 6 0050 在以上实施方案中, 可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的水合物生成的所述溶剂 可在引入分离容器前存在于液体乙醚流中, 或者可独立于乙醚源引入分离容器并与乙醚在 分离容器内混合以形成液体乙醚流。 0051 。

22、在其中液体乙醚流包含溶剂 ( 所述溶剂可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的水 合物的生成 ) 的实施方案中, 所述溶剂优选以有效量存在, 即足以在分离容器内的条件下 抑制粗乙烯流中存在的组分的水合物生成的量。 一般液体乙醚流中所述溶剂的量为基于液 体乙醚流总重量的最高60重量, 更优选基于液体乙醚流总重量的最高40重量, 甚至更 优选基于液体乙醚流总重量的 1 重量至 25 重量范围。 0052 在本发明的方法中, 将包含水的乙烯流和液体乙醚流引入分离容器, 并循环通过 分离容器, 以便使所述液体乙醚流和所述包含水的乙烯流接触。 0053 本发明的方法可在任何适合使液相与气相接触并适合进行相分离的。

23、容器中进行。 这些分离容器可以为单级或多级, 并且包括但不限于 : 闪蒸器和蒸馏容器, 如利用筛板、 浮 阀塔板、 整规填料或无规填料的蒸馏塔。 优选本发明的方法在多级蒸馏塔中进行 ; 更优选本 发明的方法在选自以下的分离容器中进行 : 利用筛板的多级蒸馏塔 ; 利用浮阀塔板的多级 蒸馏塔 ; 利用整规填料的多级蒸馏塔 ; 和利用无规填料的多级蒸馏塔。 0054 如果在本发明的方法中使用的分离容器为多级容器, 则分离容器中的理想分离级 数为至少 2, 优选至少 3 ; 更优选在分离容器中的理想分离级数为 2 至 1000 范围, 更优选 2 至 500 范围, 甚至更优选 3 至 500 范围。

24、, 最优选 3 至 400 范围。 0055 虽然不希望受此理论限制, 相信优选在含有塔板而不是填料的多级蒸馏容器中进 行本发明的方法, 因为在本发明的方法中分离容器的低温操作可产生具有高得足以潜在降 低整规或无规填料的分离效率的表面张力的液体。 因此, 在特别优选的实施方案中, 在本发 明的方法中使用的分离容器为利用筛板的多级蒸馏塔或利用浮阀塔板的多级蒸馏塔。 0056 在本发明的一个特别实施方案中, 可对分离容器提供回流, 即, 通过分离容器的塔 顶蒸气的部分冷凝。 用于对分离容器提供回流的装置可以为连接到分离容器的外部传热装 置, 或者可以为位于实际分离容器内的传热装置。可用任何合适的传。

25、热装置对分离容器提 供回流, 包括但不限于以下类型热交换器 : 壳管式, 包括任何扩大管的传热表面的装置 ; 双 管 ; 翅 / 扇 ; 填密或焊接制造的板框紧凑结构 (compact) ; 印刷电路 ; 螺旋缠绕, 降膜或旋转 盘。 0057 在传热装置中冷却可优选通过用冷却剂间接传热实现, 冷却剂的实例包括但不限 于 : 乙二醇和 / 或丙二醇溶液 ; 丙烯 ; 乙烯 ; 和有机二氧化硅流体。另外或供选地, 在传热装 置中冷却可通过直接传热实现, 例如, 利用烯烃。 0058 在对分离容器提供回流时, 液体乙醚流可方便地通过回流引入分离容器, 即, 通过 可在分离容器内以气相存在的任何乙醚。

26、的冷凝。 例如, 通过对分离容器提供的回流, 可通过 粗乙烯流中存在的乙醚的冷凝将液体乙醚流引入分离容器。 0059 可用含有乙醚的液体流增强或代替回流, 同时乙醚源不受限制, 所述乙醚可方便 地源自来自分离容器的气态和 / 或液态流出物的进一步分离。此流也可或供选地在塔中的 其它地方引入。 0060 优选其中进行本发明的方法的分离容器为包含至少一个入口和至少两个出口的 分离容器。 在本发明的方法中, 粗乙烯流通过至少一个入口引入分离容器, 具有降低水含量 说 明 书 CN 102712556 B 6 5/7 页 7 的乙烯流通过至少一个出口回收, 已循环通过分离容器的液体乙醚流通过至少一个出。

27、口回 收, 该出口不同于经其回收具有降低水含量的乙烯流的出口。引入分离容器的液体乙醚流 可在分离容器自身内形成, 可通过至少一个另外的入口引入分离容器, 或者可通过由其回 收具有降低水含量的乙烯流的出口引入分离容器。 0061 因此, 在本发明的方法的一个特别实施方案中, 分离容器包含至少两个入口和至 少两个出口。 在此实施方案中, 粗乙烯流可通过至少一个入口引入, 液体乙醚流可通过至少 一个入口引入, 该入口不同于经其引入粗乙烯的入口, 具有降低水含量的乙烯流通过至少 一个出口回收, 已循环通过分离容器的液体乙醚流通过至少一个出口回收, 该出口不同于 经其回收具有降低水含量的乙烯流的出口。 。

28、0062 在其中引入溶剂(所述溶剂可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的水合物生成)的 实施方案中, 可用于抑制粗乙烯流中存在的组分的水合物生成的溶剂可通过与液体乙醚流 相同的入口 ( 或者经其引入粗乙烯的入口 ( 如果液体乙醚流在分离容器内形成 ), 或者通 过至少一个另外的入口引入。 0063 在本发明的方法中, 粗乙烯流和液体乙醚流两者均独立循环通过分离容器。循环 通过容器是指在分离容器的一个部分 ( 例如, 入口和 / 或冷凝器 ) 引入相关流 ( 包括通过 生成 / 冷凝引入 ), 然后, 将所述流通过容器输送到出口, 在此将它从分离容器去除。 0064 优选在本发明的方法中, 液体乙醚流。

29、以对粗乙烯流的逆流方向循环。以逆流方向 循环是指两个流(粗乙烯流和液体乙醚流)的每一个的大体流动方向为相反方向, 例如, 一 个流具有总体向上流动方向, 另一个流具有总体向下流动方向。 0065 便利地, 在本发明的方法中使用的分离容器可构造成使得粗乙烯流可通过位于分 离容器下半部的入口进入分离容器, 所述粗乙烯流然后以向上方向通过分离容器, 具有降 低水浓度的乙烯流通过位于分离容器的上半部的出口从分离容器去除。在此构造中, 通过 入口或通过在分离容器内冷凝形成液体乙醚流, 使液体乙醚流在分离容器的上半部引入容 器, 液体乙醚流然后以向下方向通过容器, 所述液体乙醚流通过位于分离容器下半部的出。

30、 口去除。 0066 以下参考附图描述本发明的具体实施方案。 附图和随附描述不旨在使本发明的范 围限于本文所述的具体实施方案。 0067 图1描绘本发明的方法的一个可能的实施方案。 在图1中, 包含水的乙烯流(101) 通过接近塔底部的入口进入蒸馏塔 (102), 并上升通过塔。液体乙醚流 (103) 通过接近塔 顶部的入口进入蒸馏塔, 并以对乙烯流的逆流方向下降通过塔。在蒸馏塔内布置有多个筛 板 (104), 乙烯流以向上方向通过所述筛板中的孔, 液体乙醚流以向下方向流动通过 “降液 管” 。具有降低水含量的乙烯流从蒸馏塔顶部的出口回收 (105), 具有增加水含量的液体乙 醚流从蒸馏塔底部。

31、的出口回收 (106)。 实施例 0068 在以下方法中使用约 2650mm 高和 55mm 内径的蒸馏塔, 该蒸馏塔含有由 90mm 长 度、 9mm 外径和约 7mm 内径的玻璃降液管分隔的 11 个 PTFE 筛板级。 0069 将用乙醚、 水和乙醇饱和的包含乙烯的粗乙烯进料流压缩, 并低于底部级引入蒸 馏塔。粗乙烯流的组成为约 89.40mol乙烯、 8.65mol乙醚、 0.57mol水和 1.38mol乙 说 明 书 CN 102712556 B 7 6/7 页 8 醇。 0070 将蒸气流从蒸馏塔的顶部去除, 由此处将它进料至分凝器。分凝器提供约 34850mm2的传热面积, 以。

32、将过程内容物冷却至约 -10的出口温度, 相对制冷剂的入口温度 为约 -40。 0071 来自分凝器的冷却流通到 2.4 升体积的压力容器, 该压力容器提供足够停留时间 使液相从气相分离。 连续从压力容器去除液相, 并作为回流流进料回到蒸馏塔的顶部级。 向 回流流连续注入乙醇。 0072 具有降低水含量的乙烯流 ( “干燥乙烯” ) 从压力容器作为气相去除 ( “顶部” 流 ), 液体流从蒸馏塔的底部去除 (“底部” 流 )。 0073 从压力容器去除的干燥乙烯的水含量用露点计 (AMT 露点变送器, Alpha Moisture Systems, UK 制造 ) 测量。通过预测所测量的露点温度下的水分压, 将来自分析仪的露 点读数转化成水含量 ( 使用纯水蒸气压模型, 可在数据库 DIPPR 的赞助者版 (sponsor release)2.3.0 得到 )。 0074 来自上述方法的条件和结果提供于以下表 1、 2 和 3 中。经 123.5 小时时间的连续 操作收集结果。 0075 表 1 0076 0077 表 2 0078 0079 表 3 0080 说 明 书 CN 102712556 B 8 7/7 页 9 说 明 书 CN 102712556 B 9 1/1 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 102712556 B 10 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 >


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1