一種精制乙炔的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種精制乙炔的方法，使用溶劑進(jìn)行精制脫除雜質(zhì)，其特征在于所述溶劑是沸程為185-250℃的液體石蠟、沸程為320-400℃的減一線餾分油、沸程為200-260℃的常二線餾分油、沸程為170-230℃的常一線餾分油中的一種或多種。本發(fā)明無三廢排放，溶劑法中DMY溶劑可以循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)溶劑零排放；回收的高級炔烴純度高，達(dá)到99%以上，可作燃料使用；凈化后，乙炔的純度高，雜質(zhì)含量低于0.05%，且乙炔的損耗低，小于0.5%。
【專利說明】—種精制乙炔的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工氣體凈化領(lǐng)域，尤其涉及從天然氣乙炔中脫除高級炔烴的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]天然氣乙炔指通過天然氣部分氧化裂解法所制取的乙炔氣，其純度約為98.60%。乙炔中含有微量的高級炔烴(AS)(主要是丙二烯、丙炔、丁二烯、乙烯基乙炔、丁二炔以及C6+)和CO2需要除去，乙炔純度達(dá)到99.50%以上才能滿足有機(jī)合成產(chǎn)品對原料的要求。其中高級炔烴(AS)及所含飽和水用98%濃硫酸吸收除去，CO2用堿洗法除去。吸收了高級炔烴(AS)的廢硫酸含有8?15%的有機(jī)物，2%左右的水，外觀為褐色或黑褐色，并具有強(qiáng)烈刺激性氣味。廢硫酸的處理有兩種方式:一是外賣給其它化工廠作為生產(chǎn)化肥的原料，但是由于廢硫酸質(zhì)量太差，生產(chǎn)化肥也只是將污染變相轉(zhuǎn)嫁；二是建立廢硫酸回收裝置，采用廢硫酸熱分解再生技術(shù)制取濃硫酸，然后循環(huán)使用。熱分解再生技術(shù)處理廢硫酸，實(shí)現(xiàn)精制所需溶劑的自給自足。但是該回收工藝仍存在投資高、操作條件苛刻、濃硫酸腐蝕性極強(qiáng)等缺陷。
[0003]專利CN1405129A以活性炭為吸附劑，采用變溫變壓吸附工藝脫除乙炔原料氣中的高級烴類，獲得純度>99.4%的產(chǎn)品乙炔，乙炔回收率> 99.5%。但該類方法存在吸附劑難以再生、再生吹掃氣消耗量大、高溫再生時炔烴易聚合等問題。目前，煤油、柴油等烴類溶劑用于天然氣乙炔的提濃的相關(guān)報道見《國內(nèi)外提濃乙炔方法的概況》(化工設(shè)計，1974年第5期)和《三種溶劑提濃乙炔方法介實(shí)例紹》(化工設(shè)計，1974年第5期)，研究表明，以柴油作為預(yù)先脫除高級炔烴的溶劑時，選擇性比NMP溶劑大，只要適當(dāng)加大柴油噴淋量對高級炔，丙二烯的總脫除率就可達(dá)到97%以上。但是，由于溶劑中輕組分未切割、溶劑沸點(diǎn)和閃點(diǎn)低、以及原料氣流量大導(dǎo)致的蒸發(fā)損耗及夾帶損失較嚴(yán)重，處理一噸乙炔的柴油損失高達(dá)19Kg,不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能有效脫除乙炔氣中雜質(zhì)、獲得純度>99.5%的產(chǎn)品乙炔的方法，本法低成本、可實(shí)現(xiàn)零排放。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的:
一種凈化乙炔的方法，使用溶劑進(jìn)行精制脫除雜質(zhì)，其特征在于所述溶劑為液體石蠟(沸程185-250°C)、減一線餾分油(沸程320-400°C)、常二線餾分油(沸程200_260°C )、常一線餾分油(170-230°C)中的一種或多種。
[0006]為了進(jìn)一步提高脫除率，并控制能源和成本的消耗，所述溶劑的空速為1.68?
2.4h'乙炔原料氣的空速為16?20 IT1，壓力為O?0.08Mpa。
[0007]為了既得到高純度的乙炔氣產(chǎn)品，同時使回收的雜質(zhì)變廢為寶，如用作燃料等，上述凈化乙炔的方法，包括乙炔與溶劑的混合，再生步驟，其特征在于所述再生步驟包括兩個階段，第一階段為在所述溶劑中低溫分離乙炔，第二階段為在所述溶劑中高溫分離高級炔烴。優(yōu)選的，所述第一階段為25?35°C在上述溶劑中停留3?7min ;第二階段為60?100°C在上述溶劑中停留5?40min。
[0008]為了提高回收得到的高級炔烴的純度，同時又可保證溶劑再生徹底，上述第二階段包括65?75°C在上述溶劑中停留6?8min，然后88?95°C在上述溶劑中停留15?25min。
[0009]優(yōu)選地，上述再生第一階段為在閃蒸罐中再生，溫度為28?32°C，停留時間為3?5min ;第二階段為在第二再生塔中，溫度為65?75°C，停留時間為6?8min，然后通入第三再生塔中，溫度為88?95°C，停留時間為15?25min。
[0010]為了提高溶劑對高級炔烴的吸收率，上述乙炔與溶劑的混合步驟是在吸收塔中，乙炔氣體空速為16?2(?-1,溶劑液體空速為1.60?2.40 h—1，溫度為15?25°C，壓力為O?0.08MPa ;優(yōu)選地，壓力為0.04?0.05Mpa，溫度為18?22°C。
[0011]為了防止乙炔乳化，并保持溶劑的除雜性能，上述乙炔與溶劑的混合前，還包括除去乙炔中的飽和水。
[0012]為了更充分的利用溶劑，使其可循環(huán)使用，經(jīng)過再生步驟的溶劑進(jìn)行換熱、冷卻至15?25°C，裝入貯罐，備用。優(yōu)選為18?22°C。
[0013]具體地，上述凈化乙炔的方法包括以下步驟:
乙炔含量為98.6%的氣體先經(jīng)入口分離器(2)除去飽和水，然后與第二解吸塔(10)塔頂氣混合后由吸收塔(3)底部進(jìn)入，氣體空速為16?2011'液體空速為1.60?2.40 h—1，操作溫度為15?25°C，壓力為O?0.05MPa，產(chǎn)品氣由塔頂引出；存儲在貯罐(15)的吸收溶劑由溶劑泵(16)送入吸收塔(3)頂部，與塔底而來的氣體逆流接觸，停留時間35min ;吸收塔(3)底部送出的富溶劑由泵(3)送入閃蒸罐(7)，閃蒸出溶劑中的乙炔氣體，循環(huán)至產(chǎn)品氣，操作溫度為25?35°C，操作壓力為常壓，停留時間3?7min ;閃蒸罐(7)底部的溶劑送至第二再生塔(10)的底部，塔的熱量由塔底部的蒸汽盤管提供，操作溫度為60?80°C，操作壓力為常壓，停留時間5?lOmin，再生氣體中除殘余的乙炔氣以外，還含有一部分丙二烯和丙炔，循環(huán)至原料氣入口進(jìn)一步處理；塔(10)底部送出的溶劑送至第三再生塔(12)底部，塔的熱量由塔底的蒸汽盤管提供，塔頂提供真空，操作溫度為85?100°C，真空度20?40Kpa，停留時間10?30min，再生氣主要為丙二烯和丙炔，及少量的乙炔，可作為燃料或化工原料，塔底溶劑經(jīng)換熱器(9)、冷卻器(14)冷卻至15?25°C后送入貯罐(15)。
[0014]吸收過程，溶劑與乙炔混合氣在高孔隙率的填料吸收塔中逆流接觸，氣液之間進(jìn)行質(zhì)量傳遞，丙二烯和丙炔由氣相轉(zhuǎn)入液相，并滯留在吸收溶劑中，高純度的乙炔氣從塔頂送出系統(tǒng)作合成工段的原料。再生過程依次經(jīng)歷一級再生、二級再生與三級再生，從而既保證了乙炔的回收率，又保證了溶劑再生徹底。
[0015]有益效果
(I)溶劑無毒、無腐蝕性，對設(shè)備材質(zhì)要求不高，而濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，對設(shè)備材質(zhì)要求高。
[0016](2)溶劑法的操作溫度與壓強(qiáng)易操作易控制，吸收與再生條件溫和。
[0017](3)本發(fā)明無三廢排放，溶劑法中DMY溶劑可以循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)溶劑零排放；回收的高級炔烴純度高，達(dá)到99%以上，可作燃料使用；凈化后，乙炔的純度高，雜質(zhì)含量低于0.05%，且乙炔的損耗低，小于0.5%。
[0018](4)本發(fā)明中選取的用于乙炔精制過程的餾分油，具有較高的閃點(diǎn)及沸點(diǎn)；精制段的乙炔原料氣流量遠(yuǎn)低于提濃段，可降低溶劑的損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)溶劑法脫除乙炔氣中微量的丙二烯及丙炔的裝置示意圖。
[0020]圖中:1.乙炔原料氣入口管；2.入口分離器；3.乙炔精制塔；4.產(chǎn)品氣出口聚結(jié)過濾器；5.產(chǎn)品氣出口 ；6.富溶劑泵；7.閃蒸罐(第一再生塔)；8.—級再生氣循環(huán)口 ；
9.換熱器；10.第二再生塔；11.二級再生氣循環(huán)口 ；12.第三再生塔；13.三級再生氣出口 ；14.冷卻器；15.溶劑貯罐；16.貧溶劑泵；17新鮮溶劑入口。

【具體實(shí)施方式】
[0021]定義一個概念:
乙炔收率=W= (V2*X2+V3*X3+V4) /V1*X1*100%
其中:V1為吸收塔I入口乙炔原料氣流量，Xl為原料氣中乙炔的體積分?jǐn)?shù)；
V2為吸收塔I出口氣流量，Χ2為出口氣中乙炔的體積分?jǐn)?shù)；
V3為閃蒸塔2出口氣流量，Χ3為該氣體中乙炔的體積分?jǐn)?shù)；
V4為第二再生塔3出口氣流量，Χ4為該氣體中乙炔的體積分?jǐn)?shù)。
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
乙炔原料氣經(jīng)入口分離器除去飽和水后進(jìn)入吸收塔3，與塔頂噴灑而來的溶劑逆流接觸，經(jīng)出口分離器除去被夾帶的溶劑后作為產(chǎn)品氣輸出。實(shí)例中的壓力均指表壓。
[0023]實(shí)施例1
原料氣空速161Γ1，壓力OMPa，組成為乙炔98.9603%，丙二烯0.3105%，丙炔0.4515%，永久性氣體0.2726% ;吸收溶劑為沸程為185-250°C的液體石蠟，空速為2.40 h—1 ；塔(3)吸收溫度為15°C;塔(7)溫度為25°C，停留時間3min ;塔(10)溫度為60°C,5min ;塔(12)溫度為85°C，停留時間lOmin，真空度為30KPa ;實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.64%，丙二烯脫除率100%，丙炔脫除率99.96%，乙炔收率為99.70%。
[0024]實(shí)施例2
原料氣空速201Γ1，壓力0.03MPa,原料組成為乙炔98.8472%，丙二烯0.3092%,丙炔0.4156%，永久性氣體0.4276% ;吸收溶劑為沸程為320-400°C的減一線餾分油，空速為2.25 h—1 ；塔3吸收溫度為25°C ;塔7溫度為35°C，停留時間7min ;塔10溫度為80°C，停留時間1min ;塔12溫度為100°C，停留時間30min ;真空度為20 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.52%，丙二烯脫除率99.8%%，丙炔脫除率99.94%,乙炔收率為99.98%ο
[0025]實(shí)施例3
原料氣空速181Γ1，壓力0.08MPa,原料組成為乙炔98.7347%，丙二烯0.3376%，丙炔
0.4289%，永久性氣體0.4988% ;吸收溶劑為沸程為200-260°C的常二線餾分油，空速為2.15IT1 ；塔3吸收溫度為18°C ;塔7溫度為28°C，停留時間5min，塔10溫度為65°C，停留時間8min ;塔12溫度為88°C，停留時間15Min，真空度為35 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.64%，丙二烯脫除率100%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.92%。
[0026]實(shí)施例4
原料氣空速為191Γ1，壓力0.08MPa,原料組成為乙炔98.6281%，丙二烯0.3364%，丙炔0.4254%，永久性氣體0.6101% ;吸收溶劑為沸程為200-260°C的常二線餾分油和沸程為185-250°C的液體石蠟，空速為2.05 IT1 ；塔3吸收溫度為19°C ;塔7溫度為33°C，停留時間3min ;塔10溫度為78°C，停留時間7min ;塔12溫度為98°C，停留時間20min，真空度為25 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.54%，丙二烯脫除率99.89%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.87%。
[0027]實(shí)施例5
原料氣空速171Γ1，壓力0.04MPa,原料組成為乙炔98.6954%，丙二烯0.3569%，丙炔
0.4487%，永久性氣體0.4990% ;吸收溶劑為沸程為170-230 °C的常一線餾分油，空速為
1.68h^ ；塔3吸收溫度為21°C ;塔7溫度為32°C，停留時間4min，塔10溫度為70°C，停留時間7min;塔12溫度為92°C，停留時間25min，真空度為40 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.83%，丙二烯脫除率100%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.69%ο
[0028]實(shí)施例6
原料氣空速為181Γ1，壓力0.05MPa,原料組成為乙炔98.6281%，丙二烯0.3364%，丙炔0.4254%，永久性氣體0.6101% ;吸收溶劑為沸程為170_230°C的常一線餾分油和沸程為320-4001:的減一線餾分油，空速為1.75 IT1;塔3吸收溫度為18°C，塔7溫度為30°C，停留時間5min ;塔10溫度為75°C，停留時間7min ;塔12溫度為85°C，停留時間15min ;真空度為35 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.71%，丙二烯脫除率100%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.78%。
[0029]實(shí)施例7
原料氣空速171Γ1，壓力0.06MPa,原料組成為乙炔98.7874%，丙二烯0.3697%，丙炔
0.4431%，永久性氣體0.3998% ;吸收溶劑為170_230°C的常一線餾分油和沸程為200_260°C的常二線餾分油，空速為1.90 ；塔3吸收溫度為20°C;塔7溫度為31°C，停留時間3min ;塔10溫度為75°C，停留時間8min ;塔12溫度為88°C，停留時間15min，真空度為40 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.76%，丙二烯脫除率100%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.72%。
[0030]實(shí)施例8
原料氣空速161Γ1，壓力0.08MPa,原料組成為乙炔98.8483%，丙二烯0.3039%,丙炔
0.4428%，永久性氣體0.5098% ;吸收溶劑為沸程為320-400°C減一線油和沸程為185_250°C的液體石蠟，空速為2.0 ；塔3吸收溫度為25°C ;塔7溫度為30°C，停留時間6min ;塔10溫度為75°C，停留時間9min ;塔12溫度為94°C，停留時間18min真空度為30 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.66%，丙二烯脫除率99.93%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.65%。
[0031]實(shí)施例9
原料氣空速為181Γ1，壓力0.06MPa,原料組成為乙炔98.6884%，丙二烯0.3587%，丙炔
0.4542%，永久性氣體0.5005% ;吸收溶劑為沸程為200-260°C的常二線餾分油，空速為2.2h—1 ；塔3吸收溫度為19°C，塔7溫度為30°C，停留時間5min ;塔10溫度為70°C，停留時間7min ;塔12溫度為90°C，停留時間20min，真空度為25 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.56%，丙二烯脫除率100%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.66%ο
[0032]實(shí)施例10
原料氣空速為191Γ1，壓力0.05MPa,原料組成為乙炔98.5874%，丙二烯0.3869%，丙炔
0.4667%，永久性氣體0.5590% ;吸收溶劑為沸程為170_230°C的常一線餾分油，空速為1.7IT1 ；塔3吸收溫度為19°C ;塔7溫度為30°C，停留時間5min ;塔10溫度為70°C，停留時間1min ;塔12溫度為92°C，停留時間25min，真空度為35 KPa ；實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，分析各塔進(jìn)出口氣體組成可知，產(chǎn)品氣純度為99.78%，丙二烯脫除率100%，丙炔脫除率100%，乙炔收率為99.77%。
【權(quán)利要求】
1.一種精制乙炔的方法，使用溶劑進(jìn)行精制脫除雜質(zhì)，其特征在于所述溶劑是沸程為185-2500C的液體石蠟、沸程為320-400°C的減一線餾分油、沸程為200-260°C的常二線餾分油、沸程為170-230°C的常一線餾分油中的一種或多種。
2.如權(quán)利要求1所述的精制乙炔的方法，其特征在于所述溶劑的空速為1.68?2.41Γ1，乙炔原料氣的空速為16?20 IT1，壓力為O?0.08Mpa。
3.如權(quán)利要求1或2所述的精制乙炔的方法，包括乙炔與溶劑的混合，再生步驟，其特征在于所述再生步驟包括兩個階段，第一階段為在所述溶劑中低溫分離乙炔，第二階段為在所述溶劑中高溫分離高級炔烴；所述第一階段為25?35°C在所述溶劑中停留3?7min ；第二階段為60?100°C在所述溶劑中停留5?40min。
4.如權(quán)利要求3所述的精制乙炔的方法，所述第二階段包括65?75°C在所述溶劑中停留6?8min，然后88?95°C在所述溶劑中停留15?25min。
5.如權(quán)利要求4所述的精制乙炔的方法，所述再生第一階段為在閃蒸罐中再生，溫度為28?32°C，停留時間為3?5min ;再生第二階段為在第二再生塔中，溫度為65?75°C，停留時間為6?8min ;然后通入第三再生塔中，溫度為88?95°C，停留時間為15?25min。
6.如權(quán)利要求3所述的精制乙炔的方法，所述乙炔與溶劑的混合步驟是在吸收塔中，乙炔氣體空速為16?2(?-1,溶劑液體空速為1.60?2.40 h—1，溫度為15?25°C，壓力為O ?0.08MPa。
7.如權(quán)利要求5所述的精制乙炔的方法，所述乙炔與溶劑的混合步驟是在吸收塔中，乙炔氣體空速為16?2(?-1,溶劑液體空速為1.60?2.40 h—1，溫度為15?25°C，壓力為O ?0.08MPa。
8.如權(quán)利要求7所述的精制乙炔的方法，所述混合步驟的壓力為0.04?0.05Mpa，溫度為18?22°C。
9.如權(quán)利要求8所述的精制乙炔的方法，所述乙炔與溶劑的混合前，還包括除去乙炔中的飽和水。
10.如權(quán)利要求8所述的精制乙炔的方法，經(jīng)過所述再生步驟的溶劑進(jìn)行換熱、冷卻至15?25°C，裝入貯罐，備用。
11.如權(quán)利要求1所述的精制乙炔的方法，，包括以下步驟: 乙炔含量為98.6%的氣體先經(jīng)入口分離器(2)除去飽和水，然后與第二解吸塔(10)塔頂氣混合后由吸收塔(3)底部進(jìn)入，氣體空速為16?2011'液體空速為1.60?2.40 h—1，操作溫度為15?25°C，壓力為O?0.05MPa，產(chǎn)品氣由塔頂引出；存儲在貯罐(15)的吸收溶劑由溶劑泵(16)送入吸收塔(3)頂部，與塔底而來的氣體逆流接觸，停留時間35min ;吸收塔(3)底部送出的富溶劑由泵(3)送入閃蒸罐(7)，閃蒸出溶劑中的乙炔氣體，循環(huán)至產(chǎn)品氣，操作溫度為25?35°C，操作壓力為常壓，停留時間3?7min ;閃蒸罐(7)底部的溶劑送至第二再生塔(10)的底部，塔的熱量由塔底部的蒸汽盤管提供，操作溫度為60?80°C，操作壓力為常壓，停留時間5?lOmin，再生氣體中除殘余的乙炔氣以外，還含有一部分丙二烯和丙炔，循環(huán)至原料氣入口進(jìn)一步處理；塔(10)底部送出的溶劑送至第三再生塔(12)底部，塔的熱量由塔底的蒸汽盤管提供，塔頂提供真空，操作溫度為85?100°C，真空度20?40Kpa，停留時間10?30min，再生氣主要為丙二烯和丙炔，及少量的乙炔，可作為燃料或化工原料，塔底溶劑經(jīng)換熱器(9)、冷卻器(14)冷卻至15?25°C后送入貯罐(15)。
【文檔編號】C07C11/24GK104230629SQ201310241265
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】胡建波, 唐曉東, 黎園, 李晶晶, 李小紅 申請人:中國石化集團(tuán)四川維尼綸廠, 西南石油大學(xué)