生物制乙烯技術(shù)淺析

烯、苯乙烯、環(huán)氧乙烷.乙二醇等乙烯下游衍生產(chǎn)品裝置相銜接，4.絕熱床工藝比等溫床工藝能耗稍高。而生物乙烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要生產(chǎn)裝置大型化，如此才能更好地發(fā)(三)乙醇脫水制己烯工藝技術(shù)路線(xiàn)介紹191601]1揮生物乙烯的石油替代作用,才能保障生物基高分子材料產(chǎn)業(yè)的乙醇脫水制乙烯裝置采用多段絕熱床工藝技術(shù),流程大致上健康發(fā)展?？梢苑譃榉磻c洗滌、樂(lè )縮與干燥和乙烯精制三個(gè)部分,其工藝乙醇脫水制乙烯的技術(shù)發(fā)展趨勢,主要是裝置大型化、進(jìn)一流程見(jiàn)下圖:步提高催化劑的性能.優(yōu)化工藝流程以及節能降耗,最終降低生廠(chǎng)謝物乙烯的生產(chǎn)成本。開(kāi)展絕熱床反應工藝研究，最終形成我國具有自主知識產(chǎn)權、技術(shù)經(jīng)濟指標先進(jìn)的產(chǎn)c業(yè)化技術(shù),為現有生物乙烯行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)改造樹(shù)立典范，具有十分重要的意義。中國中國石油化工有限公司上:海石油化工研究院在原有JT-II型等溫床催化劑的基礎上,開(kāi)展了新型絕熱床催化劑的研制和工藝研究,并已取得了良好的進(jìn)展。實(shí)驗室評價(jià)，乙醇轉化率> 99%,乙烯選擇性> 98%, 206年10月,在上海石化股份有限公司進(jìn)行1.反應與洗滌。原料乙醇經(jīng)流量挖制后首先與第四反應器了絕熱床工藝研究,重復了小試的結果。2006年底.完成了3000的出料進(jìn)行換熱， 然后進(jìn)入乙醇蒸發(fā)器中過(guò)熱，過(guò)熱后的乙醇氣噸/年絕熱床工業(yè)示范裝置成套技術(shù)的開(kāi)發(fā)，并通過(guò)了中國石化體被分成四股. 第一股乙醇氣體混合所有的水后進(jìn)入- -段反應進(jìn)科技開(kāi)發(fā)部組織的技術(shù)評審。料加熱器，被加熱到反應溫度后進(jìn)入第一反應器中, 在催化劑存目前乙醉脫水制乙烯工業(yè)生產(chǎn)上使用的氧化鋁基催化劑存在在條件下乙醇脫水 生成乙烯。反應出料與第二股原料乙醇氣體混著(zhù)反應溫度高、進(jìn)料空速低，反應所需能耗高等不足之處。因此，合 然后進(jìn)入二段反應進(jìn)料加熱器，加熱到所需溫度后進(jìn)入第二開(kāi)發(fā)能夠在較低溫度下，高空速地將乙醉高轉化率和高選擇性地反應器 第二反應器的出料再與第三股原料乙醇氣體混合，進(jìn)入轉化為乙烯的新型催化劑成了生物乙烯的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中三段反應 進(jìn)料加熱器，加熱到所需溫度后進(jìn)入第三反應器第三ZSM-5分子篩顯示出了極大的工業(yè)應用前景。南京工業(yè)大學(xué)課題反應器的出料再 與第四股原料乙醇氣體混合后進(jìn)入四段反應進(jìn)料組成功研制出了復合改性的2ZS4-5分f篩，反應初始溫度為220加 熱器加熱到所需溫度后進(jìn)入第四反應器。第四應器的出料在C，空速為2.5-1,乙醇轉化率和乙烯選擇性都呵達98%以上，進(jìn)出料換熱器中 與原料乙醇進(jìn)行換熱后進(jìn)入到反應產(chǎn)物分離器。單程壽命可達到3個(gè)月，催化劑可再生。分離器塔頂的反應產(chǎn)物送往洗滌I序,而塔底的凝液作為反應時(shí)五、乙醇脫水制乙烯工藝主要工藝技術(shù)對比的用水，由泵輸送與反應器的凝液進(jìn)料混合后進(jìn)入凝液蒸發(fā)器。(一)乙醇脫水制乙烯反應原理反應產(chǎn)物與原料換熱冷卻后進(jìn)入水洗塔下部，和來(lái)自塔項的乙醇脫水反應原理，主反應如下:噴淋水逆流直接接觸后得到進(jìn)一步冷卻,同時(shí)反應氣體中的水分CH.OH 4 CH+H0 0Oi= +11kcal/mol (計算值)和高沸組分被冷凝 F來(lái),進(jìn)入工藝廢水中。被加熱的工藝水則作310- 400C(1021 .8kJ/kg乙醇)為乙烯精餾系統的熱源,實(shí)現能量的綜合利用。水洗塔頂氣體進(jìn)多年來(lái)，人們對于在各種催化劑表面上的乙醉脫水反應作了人水堿洗塔 下部。該塔由兩部分組成，下段為堿洗段，用10%稀大量的研究工作，但真實(shí)的反應機理仍不很清楚,但下面的反應堿液循環(huán)噴淋， 除去反應氣中的二氧化碳等酸性氣體。上段為水無(wú)疑是存在的:洗段，用新鮮的工廠(chǎng)水直接噴淋洗滌,以防止粗乙烯出塔時(shí)夾帶連續反應:乙醇→乙醚→乙烯堿霧。平行反應:乙醚乙醇310=號C乙烯2.壓縮與干燥。來(lái)自水堿洗塔塔頂的粗乙烯壓縮后，再經(jīng)乙烯←_ 乙醚5乙醇831o-4o0冷卻器冷卻，然后進(jìn)入乙烯干燥塔除去水分。310-. 400C03、乙烯精制。乙烯的精制采用乙烯精餾塔和脫輕塔組成的假設連續反應的過(guò)程如下:二塔低溫分離技術(shù)。來(lái)自乙烯干燥塔的粗乙烯進(jìn)人乙烯精餾塔，2C.H.OH . →(CH)0+H20 (1)脫除其中的重組分，主要為C4和乙醚。塔頂得到的乙烯進(jìn)入脫(CH)。 - +2CH+H202)輕塔頂部。脫輕塔的目的是脫除殘留的輕組分，如甲烷.一氧化這里的乙醚是中間產(chǎn)物而不是副產(chǎn)物，在活性氧化鋁上,在碳等。 塔底采出的成品乙烯送全罐區貯存。特定空速下，230C時(shí)反應(1)是主要的，僅在300C以上，反六、結語(yǔ)應(2)才能實(shí)際發(fā)生。本文通過(guò)大量數據和事實(shí)表明了生物制乙烯技術(shù)在經(jīng)濟能(二)工藝技術(shù)特點(diǎn)比較用源、戰略方面的重要意義，詳細介紹了國內外在這一技術(shù)領(lǐng)域的乙醇脫水制乙烯技術(shù)主要有等溫床技術(shù)和多段絕熱床技術(shù)。應用與發(fā)展，同時(shí)給出了兩條我國在采用乙醇脫水制乙烯的比較等溫床難以進(jìn)行工程放大，只適用于小規模的工業(yè)裝置，當裝置成熟和常用的方法。 隨著(zhù)工業(yè)化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展，迫切需要尋規模達到或超過(guò)數萬(wàn)噸/年時(shí)，只能采用可進(jìn)行工程放大的多段找 一條切實(shí)有效的路徑來(lái)解決這一能源短缺問(wèn)題.這就需要大家絕熱床工藝技術(shù)。等溫床工藝和絕熱床工藝的主要區別在以下幾通力合作,不斷創(chuàng )新,加強知識的交流,為盡早找到- -條高效率.個(gè)方面:低能耗、環(huán)保、安全、可靠的工藝技術(shù)路線(xiàn)而努力。1、絕熱床工藝轉化率和選擇性均比等溫床工藝高1%左右。參考文獻: [1]袁晴案.新世紀乙烯工業(yè)發(fā)展趨勢[J].北不僅能夠充分利用原料,而且可以進(jìn)一步減少反應過(guò)程中副產(chǎn)物京:《石油化工》編輯部.2003. 10.11-17; [2]龔林軍，韓超,譚的產(chǎn)生，從而進(jìn)-步降低乙醇單耗(生產(chǎn)每噸乙烯約降低0.04噸天偉乙醇制備乙烯的研究[J].北京:現代化工。2006, 26(4):乙醇消耗)，增加產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力。44-47 [3]研杰華四業(yè)與展望[J].北京化工進(jìn)2、絕熱床工藝絕熱反應器設計簡(jiǎn)單，制造容易; 催化劑利展.20中國煤化工文榮.乙烯裝置擴能改造用率高、裝卸方便.3. 絕熱床工藝易于裝置大型化。等溫床反應器需要一套熔工藝DHCNMH G編輯部2003, 10. 59-61;[5]遲歷水。四門(mén)厶確觀(guān)狀習辰寶小北京:化工技術(shù)經(jīng)濟.鹽加熱系統，設計復雜，工程問(wèn)題較難解決。而絕熱床工藝無(wú)罱2006, 24(4): 6-9.這套系統，反應器的工程放大相對簡(jiǎn)單。(作者單位:重慶川維石化工程有限責任公司)2009.No949