本发明专利技术涉及一种催化剂与溶剂再生的乙炔制乙烯的反应系统及方法。系统包括：浆态床反应器、过滤器、催化剂再生器、气液换热器、冷凝器、提氢装置、有机溶剂再生塔，浆态床反应器包括有机溶剂和催化剂入口、反应气体入口、有机溶剂和催化剂出口和气相产物出口；气液换热器包括气相产物入口、气体出口和液体出口；冷凝器包括换热后气体入口、冷凝气体出口和冷凝液体出口；提氢装置包括气体入口、氢气出口和乙烯出口；过滤器包括混合物入口、溶剂出口和固体催化剂出口；催化剂再生器包括固体催化剂入口、有机溶剂入口、有机溶剂出口和再生催化剂出口。本发明专利技术对浆态床催化剂进行萃取再生，避免高温焙烧再生过程的高能耗以及烧除有机物带来的烟气排放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总地涉及乙烯的制备领域，具体涉及一种催化剂与溶剂再生的乙炔制乙烯的反应系统及方法。
技术介绍
随着石油资源日益枯竭，发展煤化工为原料的化工过程成为替代石油化工路线的重要过程，该技术得到了广泛关注，并取得了快速发展。在煤化工技术中，以煤为原料通过电石工艺制取乙炔，已广泛应用。再以乙炔为原料，在选择性加氢催化剂作用下，通过加氢制备乙烯产品，可进一步拓展煤化工路线。且近些年来乙炔主要的下游产品聚氯乙烯(PVC)已经供大于求，PVC产业利润不高，急需拓展乙炔下游产品产业链；乙烯是石油化工中最重要的基础原料，被称为“石化工业之母”。广泛用于塑料、润滑油、聚合物以及一些中间体，目前主要由石油或低碳烷烃通过裂解制取。乙烯下游产品如乙二醇，丁二醇、丙烯酸、聚乙烯醇等也有很好的经济价值。因此，开发乙炔加氢制乙烯的新工艺技术可以为乙烯工业提供一种新原料来源，并降低乙烯对石油资源的依赖程度及乙烯的生产成本，具有广阔的应用前景。虽然乙炔选择加氢是当前的关注热点，国内外的报道也比较多，但其研究内容主要应用于除去石油烃裂解制备乙烯工艺过程中微量的乙炔(0.01-5体积％)，而对于专门以高浓度乙炔为原料的催化选择加氢制乙烯技术则少有探索，相应的工业化大规模应用更是未见报道。现有一种采用传统固定床催化加氢的工艺。该技术所用固体催化剂一般采用浸渍法制备，活性金属均匀分布于催化剂表面。该技术主要反应为气固接触反应，然而乙炔加氢为强放热反应，固定床装置及所用催化剂移热困难，无法控制乙炔加氢反应的深度。大量的反应热会使钯催化剂积碳失活。又由于其活性很高，在反应时乙炔聚合生成绿油，并覆盖在催化剂表面导致催化剂迅速失活。并且由于该技术无法控制反应深度，因此会造成乙炔的深度加氢生成乙烷，从而降低反应目标产物乙烯的收率。还有一种采用浆态床进行加氢反应的工艺，可以移出反应放出的热量，但是由于气体的鼓入，催化剂和溶剂在其带动下一直处于流动状态，易造成催化剂的磨损，催化剂磨损之后又容易被气液携带而造成损失，以及存在浆态床所用固体催化剂难回收难再生等问题。因此，为了避免催化剂表面温升过大，造成床层飞温，避免乙炔自聚、乙烯进一步加氢等副反应的发生，及催化剂易磨损与活性失活、绿油浪费的问题，有必要专利技术一种新的乙炔制乙烯的反应系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种催化剂与溶剂再生的乙炔制乙烯的反应系统及方法，以解决现有技术制备乙烯使得内部热量不易传出、反应深度不可控、催化剂易磨损失活、绿油浪费的问题。本专利技术提供一种催化剂与溶剂再生的乙炔制乙烯的反应系统，其包括：浆态床反应器、过滤器、催化剂再生器、气液换热器、冷凝器、提氢装置、有机溶剂再生塔，其中，所述浆态床反应器包括有机溶剂和催化剂入口、反应气体入口、有机溶剂和催化剂出口和气相产物出口；所述气液换热器包括气相产物入口、换热后气体出口和液体出口；所述气相产物入口与所述浆态床反应器的气相产物出口相连；所述冷凝器包括换热后气体入口、冷凝气体出口和冷凝液体出口；所述提氢装置包括气体入口、氢气出口和乙烯出口；所述气体入口与所述冷凝器的冷凝气体出口相连；所述过滤器包括混合物入口、溶剂出口和固体催化剂出口；所述混合物入口与所述浆态床反应器的有机溶剂和催化剂出口相连；所述催化剂再生器包括固体催化剂入口、有机溶剂入口、有机溶剂出口和再生催化剂出口；所述固体催化剂入口与所述过滤器的固体催化剂出口相连，所述有机溶剂入口与所述冷凝器的冷凝液体出口相连；所述有机溶剂再生塔包括物料入口、再生有机溶剂出口和绿油出口；所述物料入口分别与所述气液换热器的液体出口、所述过滤器的溶剂出口、所述催化剂再生器的有机溶剂出口相连。进一步地，所述有机溶剂再生塔的再生有机溶剂出口可连接所述浆态床反应器的有机溶剂和催化剂入口。进一步地，所述提氢装置的氢气出口连接所述浆态床反应器的反应气体入口。进一步地，所述催化剂再生器的再生催化剂出口连接所述浆态床反应器的有机溶剂和催化剂入口。上述的系统，所述有机溶剂再生塔的绿油出口连接有绿油储槽。上述的系统，可在所述浆态床反应器前设有机溶剂与催化剂混合器。上述的系统，所述浆态床反应器之前可设有有机溶剂储槽、催化剂储槽和催化剂与溶剂泵。本专利技术提供一种利用上述系统制备乙烯的方法，所述方法包括步骤：将乙炔和氢气、有机溶剂和催化剂分别送入所述浆态床反应器进行乙炔加氢反应；将乙炔加氢反应后的气相产物送入所述气液换热器进行分离，得到气体与液体；将换热得到的所述气体送入所述冷凝器进行冷凝，得到冷凝气体和冷凝液体；将所述冷凝气体送入所述提氢装置进行提氢处理，得到乙烯产品；将浆态床反应器底部的有机溶剂和催化剂的混合物送入所述过滤器进行过滤，得到固体催化剂和液体溶剂；将所述固体催化剂与所述冷凝液体送入所述催化剂再生器进行催化剂再生，得到再生催化剂与有机溶剂液体；将换热得到的所述液体、过滤得到的所述液体溶剂和催化再生得到的所述有机溶剂液体送入所述有机溶剂再生塔进行溶剂再生，并得到绿油产品。进一步地，所述方法还可包括步骤：将提氢处理提取的氢气返回所述浆态床反应器进行反应；将所述有机溶剂再生塔再生得到的溶剂返回所述浆态床反应器进行循环利用；将所述催化剂再生器中得到的再生催化剂送入所述浆态床反应器进行循环利用。上述的方法，所述有机溶剂包括重质组和轻质组，其中所述重质组占所述有机溶剂质量含量的60-90％；所述重质组包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、吡啶、咪唑、喹啉中的一种或任意几种，所述轻质组包括丙酮、四氢呋喃、甲苯中的一种或任意几种。本专利技术的有益效果在于，本专利技术催化剂再生过程为低温再生，从而避免了高温焙烧再生过程的高能耗以及烧除有机物带来的烟气排放。并且进入催化剂储罐进行循环的催化剂由于没有经过焙烧过程，所以仍然是还原态，不需要对循环催化剂进行还原活化处理。对催化剂表面绿油进行溶解处理的有机溶剂为低沸点组分，降低了有机溶剂再生催化剂的循环量。另外，本专利技术还可避免出现催化剂高温引发的床层飞温、乙炔自聚、乙烯进一步加氢等副反应的发生。本专利技术能够最大程度回收乙炔加氢反应过程中的副产物绿油，避免了绿油损失和浪费，而且降低了催化剂再生的能耗，简化了再生过程。附图说明图1为本专利技术乙炔制乙烯工艺过程的流程结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术所述的催化剂再生方法是针对浆态床催化剂的萃取再生法，该再生法可以使得浆态床催化剂不经过焙烧还原的情况下完成再生，具备乙炔选择性加氢制乙烯活性。本专利技术再生之后的催化剂可以直接进入浆态床进行加氢反应不需要进行还原活化处理。如图1是本实施方式中乙炔制乙烯工艺过程的流程结构示意图。本专利技术催化剂再生的乙炔加氢制乙烯的工艺主要包括以下几个装置：浆态床反应器3、过滤器4、催化剂再生器5、气液换热器6、冷凝器7、提氢装置9、有机溶剂再生塔8。可在所述浆态床反应器3前设有机溶剂与催化剂混合器、有机溶剂储槽1、催化剂储槽2和催化剂与溶剂混合浆料泵。所述浆态床反应器3包括有机溶剂和催化剂入口、反应气体入口、有机溶剂和催化剂出口和气相产本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种催化剂与溶剂再生的乙炔制乙烯的反应系统，其包括：浆态床反应器、过滤器、催化剂再生器、气液换热器、冷凝器、提氢装置、有机溶剂再生塔，其中，所述浆态床反应器包括有机溶剂和催化剂入口、反应气体入口、有机溶剂和催化剂出口和气相产物出口；所述气液换热器包括气相产物入口、换热后气体出口和液体出口；所述气相产物入口与所述浆态床反应器的气相产物出口相连；所述冷凝器包括换热后气体入口、冷凝气体出口和冷凝液体出口；所述提氢装置包括气体入口、氢气出口和乙烯出口；所述气体入口与所述冷凝器的冷凝气体出口相连；所述过滤器包括混合物入口、溶剂出口和固体催化剂出口；所述混合物入口与所述浆态床反应器的有机溶剂和催化剂出口相连；所述催化剂再生器包括固体催化剂入口、有机溶剂入口、有机溶剂出口和再生催化剂出口；所述固体催化剂入口与所述过滤器的固体催化剂出口相连，所述有机溶剂入口与所述冷凝器的冷凝液体出口相连；所述有机溶剂再生塔包括物料入口、再生有机溶剂出口和绿油出口；所述物料入口分别与所述气液换热器的液体出口、所述过滤器的溶剂出口、所述催化剂再生器的有机溶剂出口相连。
【技术特征摘要】
1.一种催化剂与溶剂再生的乙炔制乙烯的反应系统，其包括：浆态床反应器、过滤器、催化剂再生器、气液换热器、冷凝器、提氢装置、有机溶剂再生塔，其中，所述浆态床反应器包括有机溶剂和催化剂入口、反应气体入口、有机溶剂和催化剂出口和气相产物出口；所述气液换热器包括气相产物入口、换热后气体出口和液体出口；所述气相产物入口与所述浆态床反应器的气相产物出口相连；所述冷凝器包括换热后气体入口、冷凝气体出口和冷凝液体出口；所述提氢装置包括气体入口、氢气出口和乙烯出口；所述气体入口与所述冷凝器的冷凝气体出口相连；所述过滤器包括混合物入口、溶剂出口和固体催化剂出口；所述混合物入口与所述浆态床反应器的有机溶剂和催化剂出口相连；所述催化剂再生器包括固体催化剂入口、有机溶剂入口、有机溶剂出口和再生催化剂出口；所述固体催化剂入口与所述过滤器的固体催化剂出口相连，所述有机溶剂入口与所述冷凝器的冷凝液体出口相连；所述有机溶剂再生塔包括物料入口、再生有机溶剂出口和绿油出口；所述物料入口分别与所述气液换热器的液体出口、所述过滤器的溶剂出口、所述催化剂再生器的有机溶剂出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有机溶剂再生塔的再生有机溶剂出口连接所述浆态床反应器的有机溶剂和催化剂入口。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述提氢装置的氢气出口连接所述浆态床反应器的反应气体入口。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述催化剂再生器的再生催化剂出口连接所述浆态床反应器的有机溶剂和催化剂入口。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有机溶剂再生塔的绿油出口连接有绿油储...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫琛洋，朱元宝，杜少春，徐梅梅，史雪君，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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