乙炔清净后处理的方法、乙炔制乙烯的工艺及系统与流程

本发明涉及石油化工领域，且特别涉及一种乙炔清净后处理的方法、乙炔制乙烯的工艺及系统。

背景技术：

乙烯是现代工业中一种重要的基础化工原料，也是世界产量最大的化学品之一。乙烯主要是由石油烃裂解的方法制得，目前煤基乙炔制乙烯技术愈来愈受到人们的重视。煤基乙炔制乙烯技术与煤经甲醇制烯烃技术相比具有工艺简单，建设投资少，生产成本低，碳排放量低、水耗量低，产品附加值高等特点。

乙炔常规工艺是电石干法发生或者湿法发生制得，配套次氯酸钠或硫酸法对乙炔进行清净，脱除乙炔中的硫、磷、砷等杂质，以满足下游生产的要求。目前化工生产中普遍采用硫酸清净工艺以深层次脱除乙炔气中的杂质，但是如果下游装置对乙炔中硫含量要求更苛刻时，硫酸清净也难以满足要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种乙炔清净后处理的方法，有效去除乙炔气体中的二氧化硫杂质，降低乙炔气体中的二氧化硫杂质的含量，有效解决现有下游设备或工艺对乙炔气体中二氧化硫杂质去除率要求高的问题。

本发明的另一目的在于提供一种乙炔制乙烯的工艺，通过有效去除乙炔气体中的二氧化硫杂质，降低乙炔气体中的二氧化硫杂质的含量，有效解决现有的乙炔制乙烯工艺中后续乙炔加氢技术中设备对乙炔气中二氧化硫要求高的问题，有效提高乙炔制乙烯的效率。

本发明的另一目的在于提供一种乙炔制乙烯的系统，通过碱吸收罐的设置，有效去除经浓硫酸清静系统处理后的乙炔气体中的二氧化硫杂质，降低乙炔气体中的二氧化硫杂质的含量，有效提高乙炔制乙烯的效率。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种乙炔清净后处理的方法，包括：

将混有二氧化硫杂质的乙炔气体与碱混合后除杂。

碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明提出一种乙炔制乙烯的工艺，其包括：

将由电石法制得的含有二氧化硫杂质的乙炔气体通过上述方法处理后，与氢气催化加氢反应。

优选地，将乙炔气体与通过上述方法处理前，将乙炔气体经浓硫酸除杂。

本发明提出一种乙炔制乙烯的系统，其包括：

用于产生粗乙炔的发生装置、浓硫酸清静系统、碱吸收罐以及后处理装置，浓硫酸清静系统与发生装置的出气口连通并用于除杂，浓硫酸清静系统的出气口与碱吸收罐的进气口连通，碱吸收罐的出气口与后处理装置连通。

本发明实施例的乙炔清净后处理的方法、乙炔制乙烯的工艺及系统有益效果是：

由于在乙炔清净工艺后，例如经硫酸清净系统后仍然含有一定的二氧化硫杂质，通过在现有的乙炔清净工艺后，将混有二氧化硫杂质的乙炔气体与碱混合进行后处理，通过氢氧化钠或氢氧化钾，与二氧化硫反应，同时氢氧化钠、氢氧化钾分别与乙炔不或几乎不发生反应，有效脱除二氧化硫，有效降低经后处理后的乙炔中二氧化硫的含量，满足乙炔制乙烯的工艺中，下游装置对乙炔中硫含量苛刻的苛刻要求，提高乙炔制乙烯工艺的制备效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的乙炔制乙烯的工艺流程示意图；

图2为本发明实施例1提供的乙炔制乙烯的系统的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的乙炔制乙烯的系统的具体结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的碱吸收罐的结构示意图。

图标：10-乙炔制乙烯的系统；100-发生装置；200-浓硫酸清静系统；210-浓硫酸清静装置；220-冷却器；230-气水分离器；300-碱吸收罐；310-椭圆封头；320-筒体；340-分布器；400-后处理装置；410-干燥器；420-安全器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的乙炔清净后处理的方法、乙炔制乙烯的工艺及系统进行具体说明。

由于乙炔常规工艺是电石干法发生或者湿法发生制得，配套次氯酸钠或硫酸法对乙炔进行清净，脱除乙炔中的硫、磷、砷等杂质，以满足下游生产的要求。目前化工生产中普遍采用硫酸清净工艺以深层次脱除乙炔气中的杂质，但是经硫酸清净工艺后的乙炔中二氧化硫的含量仍较高，难以满足精密化设备的需求，导致下游的设备的利用率不高以及采用硫酸清净后的乙炔的可利用率差。

因此，本发明提供一种乙炔清净后处理的方法，其包括：

将混有二氧化硫杂质的乙炔气体与碱混合后除杂；碱为氢氧化钠或氢氧化钾。通过在现有的乙炔清净工艺后，将混有二氧化硫杂质的乙炔气体与碱混合进行除杂，具体地，通过碱与二氧化硫反应，同时碱与乙炔不或几乎不反应，有效脱除至少部分二氧化硫，有效降低混合气体中二氧化硫的含量，满足乙炔制乙烯的工艺中，下游装置对乙炔中硫含量苛刻的苛刻要求，提高乙炔制乙烯工艺的制备效率。

优选地，本发明较佳的实施例中，碱为氢氧化钠，其与二氧化硫反应迅速，提高后处理的效率，同时其价格低廉，有效降低后处理的成本。

其中，碱可以采用碱的水溶液，还可以采用固体碱，此处以氢氧化钠为例，发生反应如下：2naoh+so2＝na2so3+h2o，但若二氧化硫过量，过量的二氧化硫只能在水中与亚硫酸钠反应生成亚硫酸氢钠，但由于本发明中so2与碱相比不过量，因此优选地，本发明较佳的实施例中碱采用固体碱，对于容器的腐蚀性较小，便于维修，优选为固体片碱，有效增大so2与片碱之间的接触面积，提高反应效率。

优选地，本发明较佳的实施例中，乙炔气体的操作空速为10-2000h^-1，温度为5-40℃，压力为10-90kpa，该条件下有效提高碱与二氧化硫反应效率，提高除杂效率。

更优选地，本发明较佳的实施例中，乙炔气体的操作空速为20-1800h^-1，进一步提高碱与二氧化硫反应效率，提高除杂效率。

优选地，本发明较佳的实施例中，乙炔气体中二氧化硫的浓度为0.1-5ppm，该浓度范围内，除杂效率高，但是在本发明其他的实施例中，乙炔气体中二氧化硫的浓度也可以比最佳的浓度范围大，在此不做限定。

为了便于实现碱对于乙炔气体的除杂，便于操作，优选地，本发明较佳的实施例中，将乙炔气体通入碱吸收罐(图未示)内使二氧化硫经碱脱除。碱吸收罐中碱具有足够的比表面积和吸附二氧化硫容量，以及高热稳定性，这些性能保证碱吸收罐的长期的化学和力学稳定性，可以有效去除乙炔气体中的二氧化硫杂质。此处的碱吸收罐是指碱吸收罐设置有碱，用于吸收并除去二氧化硫杂质。

为了进一步提高碱与乙炔气体的碱吸收罐为单段式多级氢氧化钠吸收罐，其相比于多段式氢氧化钠吸收罐，运行更为稳定，操作更简单，日常维修量少，事故率低，同时多级的设置使反应更为充分，使除杂效率更高，此处的多级是指多层间隔设置。具体地，对于该单段式多级氢氧化钠吸收罐的具体设置不在此做赘述，可参照现有技术进行设定即可。

由于本发明较佳的实施例中，碱为固体碱，因此本发明较佳的实施例中，碱吸收罐的材质为碳钢材质。

本发明较佳的实施例中，碱吸收罐为立式吸收罐，碱吸收罐具有两个椭圆封头与筒体，两个椭圆封头分别与筒体的两端连接用于密封筒体，碱设置于筒体内，碱吸收罐的进气口位于碱吸收罐的底部，由于含有二氧化硫杂质的乙炔气体的密度比空气小，通过底部进入碱吸收罐，有效提高除杂效率。

更优选地，碱吸收罐的进气口连接有分布器，使含有二氧化硫杂质的乙炔气体均匀的分布于碱吸收罐内，有效增大碱与二氧化硫的接触面积，有效提高除杂效率。

请参阅图1，本发明还提供一种乙炔制乙烯的工艺，其包括：

将由电石法制得的含有二氧化硫杂质的乙炔气体通过上述方法处理后，与氢气催化加氢反应，即制得乙烯。有效除去乙炔气体中的二氧化硫杂质，乙炔制乙烯的工艺中，下游装置，例如催化加氢反应装置等，对乙炔中硫含量苛刻的苛刻要求，提高种乙炔制乙烯工艺的制备效率。

优选地，本发明较佳的实施例中，将乙炔气体与通过上述方法处理前，将乙炔气体经浓硫酸除杂，去除乙炔气中的杂质，以及部分二氧化硫杂质，有效去除最终得到的乙炔气体中的二氧化硫杂质。满足乙炔制乙烯的工艺中下游装置对乙炔中硫含量的苛刻要求。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

请参阅图2，本发明提供一种乙炔制乙烯的系统10，其包括发生装置100、浓硫酸清静系统200、碱吸收罐300以及后处理装置400。

其中，发生装置100用于产生乙炔气体，例如在发生装置100中经电石干法发生或者湿法发生制得乙炔。但是由于产生的乙炔气体中含有硫、磷、砷等杂质，因此采用浓硫酸清静系统200进行清洁。

请参阅图3，浓硫酸清静系统200包括浓硫酸清静装置210以及气水分离器230。

其中，浓硫酸清静装置210的进气口与发生装置100的出气口连通，浓硫酸清静装置210与气水分离器230连通，气水分离器230的出气口与碱吸收罐300的进气口连通。从而通过浓硫酸清静装置210除杂，同时通过气水分离器230将水分与待除杂的乙炔气体分离，防止水分进入碱吸收罐300造成的不良影响。同时碱吸收罐300可以有效去除经浓硫酸装置去除后的含有二氧化硫等杂质气体的乙炔气体中的二氧化硫。

进一步地，为了使气水分离器230的工作效率更高，使气水分离的效果更佳，优选地，还包括冷却器220，其中冷却器220的进口与浓硫酸清静装置210的出气口连通，冷却器220的出口与气水分离器230的进气口连通，通过冷却，使混杂于含有二氧化硫等杂质气体的乙炔气体和水分离的效果更佳。

其中，本实施例中，优选地，碱吸收罐300为单段式多级氢氧化钠吸收罐。吸收效果更佳。为了防止腐蚀，碱吸收罐300的材质为碳钢材质。

优选地，请参阅图4，碱吸收罐300为立式吸收罐，碱吸收罐300具有两个椭圆封头310与筒体320，两个椭圆封头310分别与筒体320的两端连接用于密封筒体320，碱设置于筒体320内，碱吸收罐300的进气口位于碱吸收罐300的底部。碱吸收罐300的出气口位于碱吸收罐300的顶部。使碱吸收罐300的除杂效果更佳。

可选地，碱吸收罐300的进气口连接有分布器340。使含有二氧化硫杂质的乙炔气体均匀的分布于碱吸收罐300内，有效增大碱与二氧化硫的接触面积，有效提高除杂效率。

可选地，后处理装置400包括干燥器410以及安全器420，碱吸收罐300的出气口与干燥器410的进气口连通，干燥器410的出气口与安全器420连通。

优选地，干燥器410为分子筛干燥器410，干燥效果佳。

于安全器420处理后，产生的乙炔气体通过现有的技术以及系统与氢气催化加氢反应，即制得乙烯。

综上，本实施例提供的乙炔制乙烯的系统10，有效除去乙炔气体中的二氧化硫杂质，乙炔制乙烯的工艺中，下游装置，例如催化加氢反应装置等，对乙炔中硫含量苛刻的苛刻要求，提高种乙炔制乙烯工艺的制备效率。

实施例2

本发明提供一种采用实施例1提供的系统进行乙炔清净后处理的方法，包括：

将经浓硫酸清静系统除杂后的混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过氢氧化钠吸收罐内，具体地，通入过程中：操作空速为20h^-1，温度为20℃，压力为60kpa(g)。

经测量，混有二氧化硫杂质的乙炔气体在进入氢氧化钠吸收罐之前，乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为1ppm；当该乙炔气体经氢氧化钠吸收罐处理后得到乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为40ppb。

实施例3

本发明提供一种乙炔制乙烯的工艺，包括：

将采用电石法制得的乙炔通过浓硫酸进行除杂后，回收得到混有二氧化硫杂质的乙炔气体。

将混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过氢氧化钠吸收罐内，具体地，通入过程中：操作空速为20h^-1，温度为20℃，压力为60kpa。

具体地，氢氧化钠吸收罐具有两个椭圆封头与筒体，两个椭圆封头分别与筒体的两端连接用于密封筒体，碱设置于筒体内，氢氧化钠吸收罐为立式吸收罐，氢氧化钠吸收罐的进气口位于氢氧化钠吸收罐的底部。

氢氧化钠吸收罐的材质为碳钢材质，氢氧化钠吸收罐为单段式多级氢氧化钠吸收罐。

氢氧化钠吸收罐的进气口连接有分布器，混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过分布器均匀的分散于氢氧化钠吸收罐内。

经测量，混有二氧化硫杂质的乙炔气体在进入氢氧化钠吸收罐之前，乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为1ppm；当该乙炔气体经氢氧化钠吸收罐处理后得到乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为40ppb。

将得到的乙炔与氢气进行催化加氢反应，制备乙烯。

实施例4

本发明提供一种乙炔制乙烯的工艺，包括：

将采用电石法制得的乙炔通过浓硫酸进行除杂后，回收得到混有二氧化硫杂质的乙炔气体。

将混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过氢氧化钠吸收罐内，具体地，通入过程中：操作空速为2000h^-1，温度为40℃，压力为10kpa。

具体地，氢氧化钠吸收罐具有两个椭圆封头与筒体，两个椭圆封头分别与筒体的两端连接用于密封筒体，碱设置于筒体内，氢氧化钠吸收罐为立式吸收罐，氢氧化钠吸收罐的进气口位于氢氧化钠吸收罐的底部。

氢氧化钠吸收罐的进气口连接有分布器，混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过分布器均匀的分散于氢氧化钠吸收罐内。

经测量，混有二氧化硫杂质的乙炔气体在进入氢氧化钠吸收罐之前，乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为1ppm；当该乙炔气体经氢氧化钠吸收罐处理后得到乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为40.5ppb。

将得到的乙炔与氢气进行催化加氢反应，制备乙烯。

实施例5

本发明提供一种乙炔清净后处理的方法，包括：

将采用电石法制得的乙炔通过浓硫酸进行除杂后，回收得到混有二氧化硫杂质的乙炔气体。

将混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过氢氧化钠吸收罐内，具体地，通入过程中：操作空速为10h^-1，温度为40℃，压力为90kpa。

氢氧化钠吸收罐的材质为碳钢材质，氢氧化钠吸收罐为单段式多级氢氧化钠吸收罐。

氢氧化钠吸收罐的进气口连接有分布器，混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过分布器均匀的分散于氢氧化钠吸收罐内。

经测量，混有二氧化硫杂质的乙炔气体在进入氢氧化钠吸收罐之前，乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为1ppm；当该乙炔气体经氢氧化钠吸收罐处理后得到乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为41ppb。

实施例6

本发明提供一种乙炔清净后处理的方法，包括：

将采用电石法制得的乙炔通过浓硫酸进行除杂后，回收得到混有二氧化硫杂质的乙炔气体。

将混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过氢氧化钠吸收罐内，具体地，通入过程中：操作空速为1500h^-1，温度为15℃，压力为50kpa。

具体地，氢氧化钠吸收罐具有两个椭圆封头与筒体，两个椭圆封头分别与筒体的两端连接用于密封筒体，碱设置于筒体内，氢氧化钠吸收罐为立式吸收罐，氢氧化钠吸收罐的进气口位于氢氧化钠吸收罐的底部。

氢氧化钠吸收罐的材质为碳钢材质，氢氧化钠吸收罐为单段式多级氢氧化钠吸收罐。

氢氧化钠吸收罐的进气口连接有分布器，混有二氧化硫杂质的乙炔气体通过分布器均匀的分散于氢氧化钠吸收罐内。

经测量，混有二氧化硫杂质的乙炔气体在进入氢氧化钠吸收罐之前，乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为1ppm；当该乙炔气体经氢氧化钠吸收罐处理后得到乙炔气体中二氧化硫杂质的含量为38ppb。

综上所述，本发明实施例提供的乙炔清净后处理的方法，去除乙炔气体中的二氧化硫杂质，降低乙炔气体中的二氧化硫杂质的含量，有效解决现有下游设备或工艺对乙炔气体中二氧化硫杂质去除率要求高的问题。将乙炔清净后处理的方法应用于乙炔制乙烯的工艺以及系统，有效解决现有的乙炔制乙烯工艺中后续乙炔加氢技术中设备对乙炔气中二氧化硫要求高的问题，有效提高乙炔制乙烯的效率。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。