乙炔加氢制乙烯的反应系统和方法与流程

本发明属于浆态床反应器技术领域，具体而言，本发明涉及乙炔加氢制乙烯的反应系统和方法。

背景技术：

乙炔加氢制乙烯反应在反应器内进行时会放出大量的热量，同时，在反应过程中会产生一定量的绿油等副产品。在除去这些副产品时，一般将反应器内的物料过滤后排出并进行加热蒸发，将其中的溶剂蒸出，最后将剩余的绿油等副产品排出系统外。而在将上述溶剂蒸发时，需消耗大量的热量。因此，若能将反应热用于溶剂的蒸发以除去绿油等副产品，将具有重要的节能意义。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种乙炔加氢制乙烯的反应系统和方法，采用该系统不仅可充分回收反应器内多余的反应热，并将该反应热用于溶剂蒸发除绿油等副产品，而且可使反应器内系统温度趋于平稳，有利于反应的进行，提高反应率。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种乙炔加氢制乙烯的反应系统。根据本发明的实施例，该系统包括：

反应器，所述反应器具有原料气入口、反应气出口和浆料出口，并且所述反应器内布置有换热器，所述换热器具有低温低压介质入口和高温低压介质出口；

反应气处理装置，所述反应气处理装置具有反应气入口和乙烯出口，所述反应气入口与所述反应气出口相连；

压缩机，所述压缩机具有高温低压介质入口和高温高压介质出口，所述高温低压介质入口与所述高温低压介质出口相连；

过滤器，所述过滤器具有浆料入口、催化剂出口和含有绿油的溶剂出口，所述浆料入口与所述浆料出口相连；

蒸发分离器，所述蒸发分离器具有含有绿油的溶剂入口、高温高压介质入口、绿油出口、溶剂蒸汽出口和低温高压介质出口，所述含有绿油的溶剂入口与所述含有绿油的溶剂出口相连，所述高温高压介质入口与所述高温高压介质出口相连；

膨胀装置，所述膨胀装置具有低温高压介质入口和低温低压介质出口，所述低温高压介质入口与所述低温高压介质出口相连，所述低温低压介质出口与所述低温低压介质入口相连；

冷却器，所述冷却器具有冷却水入口、溶剂蒸汽入口、换热水出口和液态溶剂出口，所述溶剂蒸汽入口与所述溶剂蒸汽出口相连；

混合装置，所述混合装置具有催化剂入口、液态溶剂入口和混合浆料液出口，所述催化剂入口与所述催化剂出口相连，所述液态溶剂入口与所述液态溶剂出口相连，所述混合浆料出口与所述反应器相连。

由此，根据本发明实施例的乙炔加氢制乙烯的反应系统通过在反应器内布置换热器，并向换热器通入低温低压介质，可有效吸收反应器内因乙炔加氢制乙烯反应产生的大量的热，有利于维持反应器内温度的平稳，避免整个反应体系温度升高，从而提高反应效率；同时换热器内的低温低压介质通过换热，变成高温低压介质，高温低压介质在压缩机的作用下变成高温高压介质；反应器内乙炔加氢制乙烯反应所得的浆料中含有绿油等副产品，会影响反应的进行，需及时将其排出反应器，该浆料通过过滤器，可将浆料中的催化剂过滤出来，剩下含有绿油的溶剂，该溶剂通入蒸发分离器中，在高温高压介质的换热作用下，含有绿油的溶剂中的溶剂被蒸发，成为溶剂蒸汽，剩下的绿油从蒸发分离器中排出并集中处理掉，而高温高压介质经过换热作用后，成为低温高压介质；低温高压介质在膨胀装置的作用下成为低温低压介质，该低温低压介质可重复用于反应器中作为换热介质使用，有利于降低整个系统的能耗；产生的溶剂蒸汽通入冷却器与冷却水进行换热冷却，得到液态溶剂，该液态溶剂与之前过滤所得的催化剂混合，可得到混合浆料液，该混合浆料液可返回至反应器中为反应器内的原料气制乙烯提供催化剂，达到循环使用的目的，可进一步降低整个系统的能耗。由此，该系统不仅可充分回收反应器内多余的反应热，并将该反应热用于溶剂蒸发除绿油等副产品，不需从本系统外提供热量，实现了节能减排，而且可使反应器内系统温度趋于平稳，有利于反应的进行，提高反应率。

另外，根据本发明上述实施例的乙炔加氢制乙烯的反应系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述换热器为管式换热器或板式换热器。由此，可方便实现反应器内低温低压介质与反应热的换热作用，从而维持反应器内反应温度的稳定。

在本发明的一些实施例中，所述低温低压介质入口为低温低压甲醇入口或低温低压氟利昂入口。由此，可进一步方便实现反应器内低温低压介质与反应热的换热作用，从而维持反应器内反应温度的稳定。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述乙炔加氢制乙烯的反应系统实施乙炔加氢制乙烯的反应方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将含有乙炔和氢气的原料气供给至反应器中进行反应，并且向所述反应器上的换热器中供给低温低压介质，以便得到高温低压介质、浆料以及含有乙烯的反应气；

(2)将所述含有乙烯的反应气供给至所述反应气处理装置中进行处理，以便得到乙烯；

(3)将所述高温低压介质供给至所述压缩机中进行压缩处理，以便得到高温高压介质；

(4)将所述浆料供给至所述过滤器中进行过滤处理，以便得到催化剂和含有绿油的溶剂；

(5)将所述含有绿油的溶剂和所述高温高压介质供给至所述蒸发分离器中，以便得到绿油、溶剂蒸汽和低温高压介质；

(6)将所述低温高压介质供给至所述膨胀装置中，以便得到低温低压介质，并将所述低温低压介质供给至步骤(1)中的所述换热器；

(7)将所述溶剂蒸汽供给至所述冷却器中与冷却水进行换热，以便得到液态溶剂和换热水；

(8)将所述催化剂和所述液态溶剂供给至所述混合装置中进行混合处理，以便得到混合浆料，并将所述浆料供给至步骤(1)中的所述反应器中。

由此，根据本发明实施例的乙炔加氢制乙烯的反应方法通过在反应器内布置换热器，并向换热器通入低温低压介质，可有效吸收反应器内因乙炔加氢制乙烯反应产生的大量的热，有利于维持反应器内温度的平稳，避免整个反应体系温度升高，从而提高反应效率；低温低压介质通过换热，变成高温低压介质，高温低压介质在压缩机的作用下变成高温高压介质；反应器内乙炔加氢制乙烯反应所得的浆料中含有绿油等副产品，会影响反应的进行，需及时将其排出反应器，该浆料通过过滤器，可将浆料中的催化剂过滤出来，剩下含有绿油的溶剂，该溶剂通入蒸发分离器中，在高温高压介质的换热作用下，含有绿油的溶剂中的溶剂被蒸发，成为溶剂蒸汽，剩下的绿油从蒸发分离器中排出并集中处理掉，而高温高压介质经过换热作用后，成为低温高压介质；低温高压介质在膨胀装置的作用下成为低温低压介质，该低温低压介质可重复用于反应器中作为换热介质使用，有利于降低整个系统的能耗；产生的溶剂蒸汽通入冷却器与冷却水进行换热冷却，得到液态溶剂，该液态溶剂与之前过滤所得的催化剂混合，可得到混合浆料液，该混合浆料液可返回至反应器中为反应器内的原料气制乙烯提供催化剂，达到循环使用的目的，可进一步降低整个系统的能耗。由此，该方法不仅可充分回收反应器内多余的反应热，并将该反应热用于溶剂蒸发除绿油等副产品，无需从本系统外提供热量，实现了节能减排，而且可使反应器内的温度趋于平稳，有利于反应的进行，提高反应率。

在本发明的一些实施例中，所述低温低压介质为低温低压甲醇或低温低压氟利昂。由此，可方便实现反应器内低温低压介质与反应热的换热作用，从而维持反应器内反应温度的稳定。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的乙炔加氢制乙烯的反应系统结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的乙炔加氢制乙烯的反应方法流程示意图；

图3是根据本发明再一个实施例的乙炔加氢制乙烯的反应系统结构示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的乙炔加氢制乙烯的反应系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种乙炔加氢制乙烯的反应系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：反应器100、反应气处理装置200、压缩机300、过滤器400、蒸发分离器500、膨胀装置600、冷却器700和混合装置800。

根据本发明的实施例，反应器100具有原料气入口101、反应气出口102和浆料出口103，并且反应器内布置有换热器11，换热器11具有低温低压介质入口111和高温低压介质出口112，且适于将含有乙炔和氢气的原料气进行反应，并且向反应器上的换热器中供给低温低压介质，以便得到高温低压介质、浆料以及含有乙烯的反应气。发明人发现，通过在反应器中布置换热器，有利于维持反应器内温度的稳定，使原料气在进入反应器时能立刻反应，从而增加反应停留时间，提高反应器内乙炔加氢制乙烯的反应速率。具体的，含有乙炔和氢气的原料气从原料气入口进入反应器中，同时供给溶剂(NMP或四氢呋喃等)，在催化剂的作用下，发生乙炔加氢制乙烯的反应，生成含乙烯的反应气和浆料，反应过程中释放出大量的热，生成的含乙烯的反应气通过反应气出口排出，浆料从浆料出口排出，而供给至换热器的低温低压介质通过换热器的低温低压介质入口进入换热器，通过吸收反应器内乙炔加氢制乙烯的反应过程的热，变成高温低压介质，然后从高温低压介质出口排出。

根据本发明的一个实施例，换热器可以采用现有技术中存在的能够实现温度不同的两种物质间传热的任何设备，例如，换热器可以为管式换热器或板式换热器。

根据本发明的再一个实施例，低温低压介质并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，低温低压介质可以为低温低压甲醇或低温低压氟利昂。发明人发现，甲醇和氟利昂在低温高压时易液化，在高温低压下易气化，从而方便后续操作。

根据本发明的又一个实施例，反应器可以为现有技术中能将乙炔和氢气转化为乙烯的任何设备，例如可以为浆态床反应器。具体的，反应器内部具有浆料层，浆料层中布置有Pd催化剂，并且反应器布置有换热器，原料气入口布置在浆态反应器的底部，并且在反应器内部靠近原料气入口的位置布置有气体分布器，含有乙炔和氢气的原料气经气体分布器均匀分布后进入浆料层内，并与浆料层的催化剂充分接触，在催化剂的作用下发生反应而生成乙烯，同时放出大量的反应热，这些反应热使浆态床反应器内整个反应体系温度上升，为了确保整个反应体系温度将维持稳定，通过设置在反应器上的换热器将一部分热量移走。

根据本发明的又一个实施例，含有氢气和乙炔的原料气中氢气和乙炔的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，原料气中氢气和乙炔的体积比可以为4：(0.5～1.5)，优选4：1。发明人发现，若二者混合比例过高，则浪费较多氢气，而若混合比例过低，乙炔容易发生聚合反应且易出现爆炸事故。

根据本发明的实施例，反应气处理装置200具有反应气入口201和乙烯出口202，反应气入口201与反应气出口102相连，且适于将含有乙烯的反应气进行处理，以便得到乙烯。具体的，可以采用吸附提纯反应气的方式对反应气进行处理获得高纯氢气，反应气进入到反应气处理装置中，并将装置内压力提高至1MPa，在高压下，反应气中的乙烯和氢气被吸附剂(例如：活性炭)吸附，然后将压力降至0.5MPa，由于压力降低，绝大部分的分子量小的容易解吸的氢气首先从吸附剂内解吸回收并循环利用，而大部分乙烯仍被吸附剂吸附，从而将获得高纯的乙烯，再次将压力降至0.1MPa，则大部分乙烯被解吸并收集，从而获得乙烯产品，从而实现反应气分离得到高纯乙烯。

根据本发明的实施例，压缩机300具有高温低压介质入口301和高温高压介质出口302，高温低压介质入口301与高温低压介质出口112相连，且适于将高温低压介质进行压缩处理，以便得到高温高压介质。

根据本发明的实施例，过滤器400具有浆料入口401、催化剂出口402和含有绿油的溶剂出口403，浆料入口401与浆料出口103相连，且适于将浆料进行过滤处理，以便得到催化剂和含有绿油的溶剂。由此，有利于回收利用浆料中的催化剂，同时随着浆料的即时排出，并将浆料中含有绿油的溶剂过滤出来，待做进一步处理，可实现整个反应的有序进行，提升反应器内乙炔加氢制乙烯的反应速率。

根据本发明的实施例，蒸发分离器500具有含有绿油的溶剂入口501、高温高压介质入口502、绿油出口503、溶剂蒸汽出口504和低温高压介质出口505，含有绿油的溶剂入口501与含有绿油的溶剂出口403相连，高温高压介质入口502与高温高压介质出口302相连，且适于将含有绿油的溶剂和高温高压介质进行换热，以便得到绿油、溶剂蒸汽和低温高压介质。发明人发现，在蒸发分离器内，含有绿油的溶剂通过与高温高压介质进行间接换热，含有绿油的溶剂在高温的作用下分成两部分，一部分是被蒸发的溶剂蒸汽，一部分是蒸发剩下的绿油，该绿油被排出蒸发分离器进行集中处理，而高温高压介质通过与含有绿油的溶剂进行换热，变成低温高压介质，排出蒸发分离器。

根据本发明的实施例，膨胀装置600具有低温高压介质入口601和低温低压介质出口602，低温高压介质入口601与低温高压介质出口505相连，低温低压介质出口602与低温低压介质入口111相连，且适于将低温高压介质进行处理，以便得到低温低压介质，并将低温低压介质供给至换热器11中。具体的，膨胀装置可以为膨胀阀。

根据本发明的实施例，冷却器700具有冷却水入口701、溶剂蒸汽入口702、换热水出口703和液态溶剂出口704，溶剂蒸汽入口702与溶剂蒸汽出口504相连，且适于将溶剂蒸汽与冷却水进行换热，以便得到液态溶剂和换热水。由此，有利于后续混合浆料液的配置。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷却水的温度进行选择，只要能够实现将溶剂蒸汽冷却为液态溶剂即可。

根据本发明的实施例，混合装置800具有催化剂入口801、液态溶剂入口802和混合浆料液出口803，催化剂入口801与催化剂出口402相连，液态溶剂入口802与液态溶剂出口704相连，混合浆料出口803与反应器100相连，且适于将催化剂和液态溶剂进行混合处理，以便得到混合浆料，并将浆料供给至反应器中。由此，通过将回收的催化剂和液态溶剂混合处理所得的混合浆料供给至反应器中，有利于实现催化剂和液态溶剂的循环利用，显著降低原材料成本。

根据本发明实施例的乙炔加氢制乙烯的反应系统通过在反应器内布置换热器，并向换热器通入低温低压介质，可有效吸收反应器内因乙炔加氢制乙烯反应产生的大量的热，有利于维持反应器内温度的平稳，避免整个反应体系温度升高，从而提高反应效率；低温低压介质通过换热，变成高温低压介质，高温低压介质在压缩机的作用下变成高温高压介质；反应器内乙炔加氢制乙烯反应所得的浆料中含有绿油等副产品，会影响反应的进行，需及时将其排出反应器，该浆料通过过滤器，可将浆料中的催化剂过滤出来，剩下含有绿油的溶剂，该溶剂通入蒸发分离器中，在高温高压介质的换热作用下，含有绿油的溶剂中的溶剂被蒸发，成为溶剂蒸汽，剩下的绿油从蒸发分离器中排出并集中处理掉，而高温高压介质经过换热作用后，成为低温高压介质；低温高压介质在膨胀装置的作用下成为低温低压介质，该低温低压介质可重复用于反应器中作为换热介质使用，有利于降低整个系统的能耗；产生的溶剂蒸汽通入冷却器与冷却水进行换热冷却，得到液态溶剂，该液态溶剂与之前过滤所得的催化剂混合，可得到混合浆料液，该混合浆料液可返回至反应器中为反应器内的原料气制乙烯提供催化剂，达到循环使用的目的，可进一步降低整个系统的能耗。由此，该系统不仅可充分回收反应器内多余的反应热，并将该反应热用于溶剂蒸发除绿油等副产品，不需从本系统外提供热量，实现了节能减排，而且可使反应器内系统温度趋于平稳，有利于反应的进行，提高反应率。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述乙炔加氢制乙烯的反应系统实施乙炔加氢制乙烯的反应方法，根据本发明的实施例，参考图2，该方法包括：

S100：将含有乙炔和氢气的原料气供给至反应器中进行反应，并且向反应器上的换热器中供给低温低压介质

该步骤中，将含有乙炔和氢气的原料气供给至反应器中进行反应，并且向反应器上的换热器中供给低温低压介质，以便得到高温低压介质、浆料以及含有乙烯的反应气。发明人发现，通过在反应器中布置换热器，有利于维持反应器内温度的稳定，使原料气在进入反应器时能立刻反应，从而增加反应停留时间，提高反应器内乙炔加氢制乙烯的反应速率。具体的，含有乙炔和氢气的原料气从原料气入口进入反应器中，同时供给溶剂(NMP或四氢呋喃等)，在催化剂的作用下，发生乙炔加氢制乙烯的反应，生成含乙烯的反应气和浆料，反应过程中释放出大量的热，生成的含乙烯的反应气通过反应气出口排出，浆料从浆料出口排出，而供给至换热器的低温低压介质通过换热器的低温低压介质入口进入换热器，通过吸收反应器内乙炔加氢制乙烯的反应过程的热，变成高温低压介质，然后从高温低压介质出口排出。

根据本发明的一个实施例，换热器可以采用现有技术中存在的能够实现温度不同的两种物质间传热的任何设备，例如，换热器可以为管式换热器或板式换热器。

根据本发明的再一个实施例，低温低压介质并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，低温低压介质可以为低温低压甲醇或低温低压氟利昂。发明人发现，甲醇和氟利昂在低温高压时易液化，在高温低压下易气化，从而方便后续操作。

根据本发明的又一个实施例，反应器可以为现有技术中能将乙炔和氢气转化为乙烯的任何设备，例如可以为浆态床反应器。具体的，反应器内部具有浆料层，浆料层中布置有Pd催化剂，并且反应器布置有换热器，原料气入口布置在浆态反应器的底部，并且在反应器内部靠近原料气入口的位置布置有气体分布器，含有乙炔和氢气的原料气经气体分布器均匀分布后进入浆料层内，并与浆料层的催化剂充分接触，在催化剂的作用下发生反应而生成乙烯，同时放出大量的反应热，这些反应热使浆态床反应器内整个反应体系温度上升，为了确保整个反应体系温度将维持稳定，通过设置在反应器上的换热器将一部分热量移走。

根据本发明的又一个实施例，含有氢气和乙炔的原料气中氢气和乙炔的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，原料气中氢气和乙炔的体积比可以为4：(0.5～1.5)，优选4：1。发明人发现，若二者混合比例过高，则浪费较多氢气，而若混合比例过低，乙炔容易发生聚合反应且易出现爆炸事故。

S200：将含有乙烯的反应气供给至反应气处理装置中进行处理

该步骤中，将含有乙烯的反应气供给至反应气处理装置中进行处理，以便得到乙烯。具体的，可以采用吸附提纯反应气的方式对反应气进行处理获得高纯氢气，反应气进入到反应气处理装置中，并将装置内压力提高至1MPa，在高压下，反应气中的乙烯和氢气被吸附剂(例如：活性炭)吸附，然后将压力降至0.5MPa，由于压力降低，绝大部分的分子量小的容易解吸的氢气首先从吸附剂内解吸回收并循环利用，而大部分乙烯仍被吸附剂吸附，从而将获得高纯的乙烯，再次将压力降至0.1MPa，则大部分乙烯被解吸并收集，从而获得乙烯产品，从而实现反应气分离得到高纯乙烯。

S300：将高温低压介质供给至压缩机中进行压缩处理

该步骤中，将高温低压介质供给至压缩机中进行压缩处理，以便得到高温高压介质。

S400：将浆料供给至过滤器中进行过滤处理

该步骤中，将浆料供给至过滤器中进行过滤处理，以便得到催化剂和含有绿油的溶剂。由此，有利于回收利用浆料中的催化剂，同时随着浆料的即时排出，并将浆料中含有绿油的溶剂过滤出来，待做进一步处理，可实现整个反应的有序进行，提升反应器内乙炔加氢制乙烯的反应速率。

S500：将含有绿油的溶剂和高温高压介质供给至蒸发分离器中

该步骤中，将含有绿油的溶剂和高温高压介质供给至蒸发分离器中，以便得到绿油、溶剂蒸汽和低温高压介质。发明人发现，在蒸发分离器内，含有绿油的溶剂通过与高温高压介质进行间接换热，含有绿油的溶剂在高温的作用下分成两部分，一部分是被蒸发的溶剂蒸汽，一部分是蒸发剩下的绿油，该绿油被排出蒸发分离器进行集中处理，而高温高压介质通过与含有绿油的溶剂进行换热，变成低温高压介质，排出蒸发分离器。

S600：将低温高压介质供给至膨胀装置中

该步骤中，将低温高压介质供给至膨胀装置中，以便得到低温低压介质，并将低温低压介质供给至S100中的换热器。具体的，膨胀装置可以为膨胀阀。

S700：将溶剂蒸汽供给至冷却器中与冷却水进行换热

该步骤中，将溶剂蒸汽供给至冷却器中与冷却水进行换热，以便得到液态溶剂和换热水。由此，有利于后续混合浆料液的配置。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷却水的温度进行选择，只要能够实现将溶剂蒸汽冷却为液态溶剂即可。

S800：将催化剂和液态溶剂供给至混合装置中进行混合处理

该步骤中，将催化剂和液态溶剂供给至混合装置中进行混合处理，以便得到混合浆料，并将混合浆料供给至S100中的反应器中。由此，通过将回收的催化剂和液态溶剂混合处理所得的混合浆料供给至反应器中，有利于实现催化剂和液态溶剂的循环利用，显著降低原材料成本。

根据本发明实施例的乙炔加氢制乙烯的反应方法通过在反应器内布置换热器，并向换热器通入低温低压介质，可有效吸收反应器内因乙炔加氢制乙烯反应产生的大量的热，有利于维持反应器内温度的平稳，避免整个反应体系温度升高，从而提高反应效率；低温低压介质通过换热，变成高温低压介质，高温低压介质在压缩机的作用下变成高温高压介质；反应器内乙炔加氢制乙烯反应所得的浆料中含有绿油等副产品，会影响反应的进行，需及时将其排出反应器，该浆料通过过滤器，可将浆料中的催化剂过滤出来，剩下含有绿油的溶剂，该溶剂通入蒸发分离器中，在高温高压介质的换热作用下，含有绿油的溶剂中的溶剂被蒸发，成为溶剂蒸汽，剩下的绿油从蒸发分离器中排出并集中处理掉，而高温高压介质经过换热作用后，成为低温高压介质；低温高压介质在膨胀装置的作用下成为低温低压介质，该低温低压介质可重复用于反应器中作为换热介质使用，有利于降低整个系统的能耗；产生的溶剂蒸汽通入冷却器与冷却水进行换热冷却，得到液态溶剂，该液态溶剂与之前过滤所得的催化剂混合，可得到混合浆料液，该混合浆料液可返回至反应器中为反应器内的原料气制乙烯提供催化剂，达到循环使用的目的，可进一步降低整个系统的能耗。由此，该方法不仅可充分回收反应器内多余的反应热，并将该反应热用于溶剂蒸发除绿油等副产品，无需从本系统外提供热量，实现了节能减排，而且可使反应器内的温度趋于平稳，有利于反应的进行，提高反应率。需要说明的是，上述针对乙炔加氢制乙烯的反应系统所描述的特征和优点同样适用于该乙炔加氢制乙烯的反应方法，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例所用的乙炔加氢制乙烯的反应系统，如图3所示，换热器采用管式换热器，低温低压介质为甲醇蒸汽。该系统主要包括：浆态床反应器1、过滤器2、蒸发分离器3、热泵4、溶剂冷却器5、储料罐6、催化剂配置罐7、料泵8和反应气处理装置9组成。

其中，所述的浆态床反应器1内底部安装有气体分布器；浆态床反应器1上安装有热泵4的低温侧换热器4-1；浆态床反应器1的进气口与供原料气管网系统相连，出气口与反应气处理设备及产品气管网系统相连，进液口与料泵8出液口相连，出液口与过滤器2进液口相连。

所述的过滤器2进液口与浆态床反应器1的出液口相连，出液口与蒸发分离器3进液口相连。

所述的蒸发分离器3进液口与过滤器2的出液口相连，出液口与绿油处理及存储系统相连，出气口与溶剂冷却器5相连；蒸发分离器3上安装有热泵4的高温侧换热器4-3。

所述的热泵4主要由低温侧换热器4-1、压缩机4-2、高温侧换热器4-3和膨胀阀4-4组成。

所述的低温侧换热器4-1是管式换热器，安装在浆态床反应器1上，其进液口与膨胀阀4-4的出液口相连，出气口与压缩机4-2进气口相连。

所述的压缩机4-2进气口与低温侧换热器4-1出气口相连，出气口与高温侧换热器4-3进液口相连。

所述的高温侧换热器4-3是管式换热器，安装在蒸发分离器3上，其进液口与压缩机4-2出液口相连，其出液口与膨胀阀进液口相连。

所述的膨胀阀4-4进液口与高温侧换热器4-3出液口相连，出液口与低温侧换热器4-1进液口相连。

所述的溶剂冷却器的进气口与蒸发分离器3的出气口相连，出液口与储料罐6相连，进、出冷却水口与循环冷却水管网系统相连。

所述的储料罐6的进液口与溶剂冷却器5的出液口相连，进料口与催化剂配置罐7的出料口相连，出料口与料泵8的进料口相连。

所述的催化剂配置罐7的出料口与储料罐6的进料口相连。

所述的料泵8的进料口与储料罐6出料口相连，出料口与浆态床反应器1的进料口相连。

所述的反应气处理装置9的进料口与浆态床反应器1的顶部出气口相连。

300Nm³/h的按5:1的比例混合成的氢气和乙炔的反应原料气a经浆态床反应器1底部进入到温度为120摄氏度的浆态床反应器1内并经气体分布器均匀分布后与溶剂和催化剂的混合液混合以浆状态形式存在，反应原料气a在催化剂作用下发生乙炔加氢反应而生成45Nm³/h的含有乙烯的反应气，并该含有乙烯的反应气经顶部出气口排出至反应气处理装置9中，得到乙烯，同时产生约5kg/h的副产品绿油并溶于浆料内，为将绿油除去，将混绿油的浆料c以53kg/h的速率从浆态床反应器1的出液口排出并进入过滤器2内，将催化剂过滤掉，过滤掉催化剂的剩余的50kg/h的混绿油的浆料c进入到蒸发分离器3内进行蒸发脱绿油。

在反应过程中，放出大量的反应热，使整个反应体系温度升高，为了维持反应体系温度稳定在120摄氏度左右，将从热泵4的膨胀阀4-4来的65摄氏度、0.1MPa、20kg/h的甲醇蒸汽d通入低温侧换热器4-1并与浆态床反应器1内反应物料换热，换热后反应体系部分热量被携带走，从而使浆态床反应器1内的温度稳定，而甲醇蒸汽d受热变成115摄氏度、压力为0.1MPa甲醇蒸汽e，甲醇蒸汽e经压缩机4-2加压后变成240摄氏度、5MPa的甲醇液f，并将甲醇液f通入到高温侧换热器4-3内，甲醇液f与蒸发分离器3内的绿油浆料换热，换热后绿油浆料c中的溶剂受热蒸发成溶剂蒸汽i并从蒸发分离器3内排出，而不能蒸发的绿油h则从蒸发分离器3内排出并集中处理掉，换热后的甲醇液f变成65摄氏度、0.1MPa的低温高压甲醇液g并循环使用。

从蒸发分离器3内排出的溶剂蒸汽i进入到溶剂冷却器5内并与冷却循环水k换热而被冷却降温成液态溶剂j，液态溶剂j进入到溶剂储罐6，过滤器2过滤所得的催化剂送入催化剂配制罐7中用于配置用于补充催化剂和溶剂的混合液，将液态溶剂j与混合液配置成高催化剂浆料液n，高催化剂浆料液n用料泵8泵入浆态床反应器1内进行循环使用。

通过本专利所述的浆态床乙炔加氢制乙烯的技术，利用热泵4将浆态床反应器1内产生的温度品位较低的反应热量变成温度品位较高的热量并用于溶剂蒸发除绿油，既将浆态床反应器1内多余的反应热移走，又可将反应热用于溶剂蒸发除绿油，不需再从本装置系统外提供热量，实现了节能减排。

实施例2

本实施例所用的乙炔加氢制乙烯的反应系统，如图4所示，换热器采用板式换热器，低温低压介质为氟利昂气体。该系统主要包括：浆态床反应器1、过滤器2、蒸发分离器3、热泵4、溶剂冷却器5、储料罐6、催化剂配置罐7、料泵8和反应气处理装置9组成。

其中，所述的浆态床反应器1内底部安装有气体分布器；浆态床反应器1上安装有热泵4的低温侧换热器4-1；浆态床反应器1的进气口与供原料气管网系统相连，出气口与反应气处理设备及产品气管网系统相连，进液口与料泵8出液口相连，出液口与过滤器2进液口相连。

所述的过滤器2进液口与浆态床反应器1的出液口相连，出液口与蒸发分离器3进液口相连。

所述的蒸发分离器3进液口与过滤器2的出液口相连，出液口与绿油处理及存储系统相连，出气口与溶剂冷却器5相连；蒸发分离器3上安装有热泵4的高温侧换热器4-3。

所述的热泵4主要由低温侧换热器4-1、压缩机4-2、高温侧换热器4-3和膨胀阀4-4组成。

所述的低温侧换热器4-1是管式换热器，安装在浆态床反应器1上，其进液口与膨胀阀4-4的出液口相连，出气口与压缩机4-2进气口相连。

所述的压缩机4-2进气口与低温侧换热器4-1出气口相连，出气口与高温侧换热器4-3进液口相连。

所述的高温侧换热器4-3是管式换热器，安装在蒸发分离器3上，其进液口与压缩机4-2出液口相连，其出液口与膨胀阀进液口相连。

所述的膨胀阀4-4进液口与高温侧换热器4-3出液口相连，出液口与低温侧换热器4-1进液口相连。

所述的溶剂冷却器的进气口与蒸发分离器3的出气口相连，出液口与储料罐6相连，进、出冷却水口与循环冷却水管网系统相连。

所述的储料罐6的进液口与溶剂冷却器5的出液口相连，进料口与催化剂配置罐7的出料口相连，出料口与料泵8的进料口相连。

所述的催化剂配置罐7的出料口与储料罐6的进料口相连。

所述的料泵8的进料口与储料罐6出料口相连，出料口与浆态床反应器1的进料口相连。

所述的反应气处理装置9的进料口与浆态床反应器1的顶部出气口相连。

300Nm³/h的按5:1的比例混合成的氢气和乙炔的反应原料气a经浆态床反应器1底部进入到温度为120摄氏度的浆态床反应器1内并经气体分布器均匀分布后与溶剂和催化剂的混合液混合以浆状态形式存在，反应原料气a在催化剂作用下发生乙炔加氢反应而生成45Nm³/h的含有乙烯的反应气，并该含有乙烯的反应气经顶部出气口排出至反应气处理装置9中，得到乙烯，同时产生约5kg/h的副产品绿油并溶于浆料内，为将绿油除去，将混绿油的浆料c以53kg/h的速率从浆态床反应器1的出液口排出并进入过滤器2内，将催化剂过滤掉，过滤掉催化剂的剩余的50kg/h的混绿油的浆料c进入到蒸发分离器3内进行蒸发脱绿油。

在反应过程中，放出大量的反应热，使整个反应体系温度升高，为了维持反应体系温度稳定在120摄氏度左右，将从热泵4的膨胀阀4-4来的20摄氏度、0.1MPa、10kg/h的氟利昂气体d通入低温侧换热器4-1并与浆态床反应器1内反应物料换热，换热后反应体系部分热量被携带走，从而使浆态床反应器1内的温度稳定，而氟利昂气体d受热变成115摄氏度、压力为0.1MPa氟利昂气体e，氟利昂气体e经压缩机4-2加压后变成240摄氏度、5MPa的氟利昂液体f，并将氟利昂液体f通入到高温侧换热器4-3内，氟利昂液体f与蒸发分离器3内的绿油浆料换热，换热后绿油浆料c中的溶剂受热蒸发成溶剂蒸汽i并从蒸发分离器3内排出，而不能蒸发的绿油h则从蒸发分离器3内排出并集中处理掉，换热后的氟利昂液体f变成65摄氏度、0.1MPa的低温高压氟利昂液体g并循环使用。

从蒸发分离器3内排出的溶剂蒸汽i进入到溶剂冷却器5内并与冷却循环水k换热而被冷却降温成液态溶剂j，液态溶剂j进入到溶剂储罐6，过滤器2过滤所得的催化剂送入催化剂配制罐7中用于配置用于补充催化剂和溶剂的混合液，将液态溶剂j与混合液配置成高催化剂浆料液n，高催化剂浆料液n用料泵8泵入浆态床反应器1内进行循环使用。

通过本专利所述的浆态床乙炔加氢制乙烯的技术，利用热泵4将浆态床反应器1内产生的温度品位较低的反应热量变成温度品位较高的热量并用于溶剂蒸发除绿油，既将浆态床反应器1内多余的反应热移走，又可将反应热用于溶剂蒸发除绿油，不需再从本装置系统外提供热量，实现了节能减排。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。