一种聚烯烃清洁闭环生产方法和系统与流程

文档序号:17088117发布日期:2019-03-13 23:06阅读:433来源:国知局
一种聚烯烃清洁闭环生产方法和系统与流程

本发明总体涉及煤化工资源综合利用领域,更具体地,涉及一种聚烯烃的清洁闭环生产方法和系统。



背景技术:

聚烯烃是高分子材料中最重要的材料之一,塑料加工中占有相当大的比重,在国民经济中占有重要的地位,特别是建材业“以塑代木”、“以塑代钢”的政策导向,促进了我国对聚烯烃的需求旺盛。其体积消费量早已超过钢材。全世界塑料体积消费量,约是钢材体积消费量的1.8倍。在塑料消费中,聚烯烃占60%以上,是消费量最大的塑料品种。我国已成为世界主要的塑料消费国和生产国。我国也是聚烯烃的消费和生产大国。聚烯烃包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯和聚丙烯等消费量很大的所谓通用高分子材料,也包括聚丁烯-1和聚烯烃弹性体等高附加值高分子材料,应用十分广泛,发展速度很快。除常用的聚乙烯和聚丙烯外,聚丁烯-1也是一种重要的聚烯烃材料。聚烯烃弹性体包括低模量多相聚丙烯、立构嵌段聚丙烯和烯烃嵌段共聚物obc等,在柔性模塑制品、挤出型材、管材、弹性纤维、薄膜和发泡材料等方面有广泛的应用前景。

目前,聚烯烃已被广泛应用于工业、交通、建筑、包装、电子、医疗卫生等行业。我国随着聚烯烃产能的不断增加,原材料、能源消耗、废物排放呈直线上升趋势,从而加剧了资源和能源的紧缺及环境污染的严重态势。

为了缓解聚烯烃市场供应与能源、资源紧缺、环境污染、生态保护之间的矛盾,世界各国都在研究各种高效、环保、经济的资源化综合利用生产方法。以资源节约、实现环境友好和可持续发展为特征的循环经济模式受到世界各国的关注并纷纷采取相应的举措以增强经济可持续发展的能力。



技术实现要素:

针对以上问题,本发明的目的在于提供一种聚烯烃清洁闭环生产方法和系统,可以进一步推进资源的综合和有效利用,构建循环经济产业链,实现煤化工、氯碱化工等多产业融合发展。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

根据本发明的第一个方面,提供了一种聚烯烃清洁闭环生产方法,所述方法包括如下步骤:

甲醇制备步骤s1:

煤、氧气、石灰石一同进入气化装置反应,生成合成气;

所述合成气经过净化装置净化得到净化气;

所述净化气进入甲醇装置合成甲醇;

固体原盐在烧碱装置中经过电解反应生产氢气、氯气和氢氧化钠溶液;

所述氢气进入合成转化装置,经过所述气化装置和所述净化装置回收的二氧化碳混合后也同时进入所述合成转化装置,所述氢气与所述二氧化碳反应生成甲醇;

聚烯烃制备步骤s2:

所述甲醇装置合成的所述甲醇和所述合成转化装置合成的所述甲醇均进入烯烃制备装置,以制备乙烯和丙烯;

所述乙烯进入聚乙烯装置反应生成聚乙烯;

所述丙烯进入聚丙烯装置反应生成聚丙烯;

聚氯乙烯制备步骤s3:

所述乙烯、氧气、所述烧碱装置生产的所述氯气均进入氧氯化装置进行氧氯化反应,生成的氯乙烯进入聚氯乙烯装置,合成聚氯乙烯。

根据本发明第一个方面的一种实施方式,所述步骤s1中,

所述气化装置的反应采用科林粉煤加压气化工艺,气化反应过程产生二氧化碳;所述煤的粒度小于10mm,储存于原煤仓;所述氧气是由第一空分装置分离空气产生的;所述石灰石由石灰石槽车运输;

所述净化装置采用低温甲醇洗工艺对所述合成气进行净化,释放出二氧化碳,副产物中富含硫化氢的酸性气体经硫回收装置回收;

所述甲醇装置的反应以净化气为原料,采用戴维工艺,加压合成生产mto级甲醇;

所述烧碱装置生产的所述氢氧化钠溶液,经蒸发浓缩后制成固碱成品或片碱成品。

根据本发明第一个方面的一种实施方式,所述步骤s1中,

所述烧碱装置的反应采用离子膜电解技术,所述氢氧化钠溶液为32%的氢氧化钠溶液。

根据本发明第一个方面的一种实施方式,所述步骤s2中,

所述烯烃制备装置为dmto装置,采用dmto技术,以所述甲醇为原料,制备出满足聚合级的所述乙烯和所述丙烯。

根据本发明第一个方面的一种实施方式,所述步骤s2中,

聚乙烯的制备以所述乙烯为原料,采用低压气相聚合工艺进行反应,反应生成的所述聚乙烯送至聚乙烯产品接收仓;

聚丙烯的制备以所述丙烯为原料,所述丙烯通过精制,然后在催化剂的作用下进行聚合反应,反应生成的所述聚丙烯送至聚丙烯产品接收仓。

根据本发明第一个方面的一种实施方式,所述步骤s3中,进一步包括,

所述氧气是由第二空分装置分离空气产生的;

所述聚氯乙烯装置反应生成的所述聚氯乙烯送至聚氯乙烯产品料仓。

根据本发明第一个方面的一种实施方式,所述步骤s3中,进一步包括,

所述氧氯化装置中的反应还生成一部分二氯乙烷;

所述二氯乙烷进入裂解炉裂解,生成氯乙烯和氯化氢;

所述氯化氢送至所述氧氯化装置继续进行反应;

所述裂解炉裂解产生的所述氯乙烯送至所述聚氯乙烯装置,合成聚氯乙烯。

根据本发明第一个方面的一种实施方式,进一步包括,

所述裂解炉裂解后产生的所述氯乙烯经过精馏装置的精制后送入氯乙烯单体球罐进行储存,然后送入所述聚氯乙烯装置,合成聚氯乙烯。

根据本发明的第二个方面,提供了一种聚烯烃清洁闭环生产系统,包括:

气化装置,所述气化装置以煤、氧气、石灰石为原料发生气化反应,以生成合成气;

净化装置,所述净化装置连接于所述气化装置之后,用于对所述合成气进行净化,得到净化气;

甲醇装置,所述甲醇装置连接于所述净化装置之后,以所述净化气为原料,合成甲醇;

烧碱装置,所述烧碱装置以固体原盐为原料发生电解反应,生成氢气、氯气和氢氧化钠溶液;

合成转化装置,所述合成转化装置分别与所述烧碱装置、所述气化装置、所述净化装置相连,以所述烧碱装置生成的所述氢气、所述气化装置回收的二氧化碳和所述净化装置回收的二氧化碳为原料,反应合成甲醇;

烯烃制备装置,所述烯烃制备装置分别与所述甲醇装置和所述合成转化装置相连,以所述甲醇装置合成的所述甲醇和所述合成转化装置合成的所述甲醇为原料,制备乙烯和丙烯;

乙烯储罐,所述乙烯储罐连接于所述烯烃制备装置之后,用于接收和储存所述乙烯;

丙烯储罐,所述丙烯储罐连接于所述烯烃制备装置之后,用于接收和储存所述丙烯;

聚乙烯装置,所述聚乙烯装置连接于所述乙烯储罐之后,用于对所述乙烯进行聚合反应,生成聚乙烯;

聚丙烯装置,所述聚丙烯装置连接于所述丙烯储罐之后,用于对所述丙烯进行聚合反应,生成聚丙烯;

氧氯化装置,所述氧氯化装置分别与所述乙烯储罐、所述烧碱装置相连,以所述乙烯、所述氯气、氧气为原料,发生氧氯化反应,生成氯乙烯;

聚氯乙烯装置,连接于所述氧氯化装置之后,以所述氧氯化装置产生的所述氯乙烯为原料,合成聚氯乙烯。

根据本发明第二个方面的一种实施方式,还包括:

第一空分装置,所述第一空分装置与所述气化装置相连,用于分离空气中的氧气,并提供给所述气化装置;

石灰石槽车,所述石灰石槽车与所述气化装置相连,用于提供所述石灰石给所述气化装置;

原煤仓,所述原煤仓与所述气化装置相连,用于储存和运输所述煤,以提供给所述气化装置;

硫回收装置,所述硫回收装置与所述净化装置相连,用于回收所述净化装置产生的副产物中富含硫化氢的酸性气体;

片碱装置,所述片碱装置连接于所述烧碱装置之后,用于接收所述烧碱装置生产的所述氢氧化钠溶液,并通过蒸发浓缩制成固碱成品或者片碱成品。

根据本发明第二个方面的一种实施方式,所述烧碱装置的反应采用离子膜电解技术,所述氢氧化钠溶液为32%的氢氧化钠溶液。

根据本发明第二个方面的一种实施方式,所述烯烃制备装置为dmto装置,所述dmto装置采用dmto技术,以所述甲醇为原料,制备出满足聚合级的所述乙烯和所述丙烯。

根据本发明第二个方面的一种实施方式,还包括,

聚乙烯产品接收仓,所述聚乙烯产品接收仓连接于所述聚乙烯装置之后,用于接收和储存反应生成的所述聚乙烯成品;

聚丙烯产品接收仓,所述聚丙烯产品接受仓连接于所述聚丙烯装置之后,用于接收和储存反应生成的所述聚丙烯成品。

根据本发明第二个方面的一种实施方式,还包括:

第二空分装置,所述第二空分装置与所述氧氯化装置相连,用于分离空气中的所述氧气,提供给所述氧氯化装置;

聚氯乙烯产品料仓,所述聚氯乙烯产品料仓连接于所述聚氯乙烯装置之后,用于接收和储存所述聚氯乙烯。

根据本发明第二个方面的一种实施方式,还包括:

裂解炉,所述裂解炉与所述氧氯化装置相连,用于对所述氧氯化装置产生的一部分二氯乙烷进行裂解,生成氯乙烯和氯化氢,所述氯化氢送至所述氧氯化装置继续进行反应生成氯乙烯,所述氯乙烯送至所述聚氯乙烯装置合成聚氯乙烯。

根据本发明第二个方面的一种实施方式,还包括:

精馏装置,所述精馏装置连接于所述裂解炉之后,用于对所述裂解炉产生的所述氯乙烯进行精制;

氯乙烯单体球罐,分别与所述精馏装置和所述聚氯乙烯装置相连,用于接收和储存所述精馏装置精制的所述氯乙烯,并输送到所述聚氯乙烯装置。

本发明的有益效果是提供了一种聚烯烃清洁闭环生产方法和系统,可以通过利用煤资源的综合利用带动氯、钠等多种资源的综合开发,实现煤制甲醇工艺中废气的零排放,以及无汞化生产聚氯乙烯,从而进一步推进了资源的综合和有效利用,构建循环经济产业链,实现煤化工、氯碱化工等多产业融合发展。

附图说明

图1是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产方法步骤示意图。

图2是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

图3是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产系统的一种实施方式示意图。

图4是本发明的一种烯烃制备装置采用dmto装置的聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

图5是本发明的一种包含聚烯烃产品接收仓的清洁闭环生产系统示意图。

图6是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产系统中包含第二空分装置和聚氯乙烯产品料仓的系统示意图。

图7是本发明的一种包含裂解炉的聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

图8是本发明的一种包含对裂解炉产生的氯乙烯精制处理的聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

m1-气化装置,m2-净化装置,

m3-甲醇装置,m4-烧碱装置,

m5-合成转化装置,m6-烯烃制备装置,

m7-乙烯储罐,m8-丙烯储罐,

m9-聚乙烯装置,m10-聚丙烯装置,

m11-氧氯化装置,m12-聚氯乙烯装置,

m13-第一空分装置,m14-石灰石槽车,

m15-原煤仓,m16-硫回收装置,

m17-片碱装置,m18-聚乙烯产品接收仓,

m19-聚丙烯产品接收仓,m20-第二空分装置,

m21-聚氯乙烯产品料仓,m22-裂解炉,

m23-精馏装置,m24-氯乙烯单体球罐,

s1-甲醇制备步骤,s2-聚烯烃制备步骤,

s3-聚氯乙烯制备步骤。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,参考标号是指本发明中的组件、技术,以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化,并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产方法步骤示意图。

如图1所示,本发明提供了一种聚烯烃清洁闭环生产方法,所述方法包括如下步骤:甲醇制备步骤s1、聚烯烃制备步骤s2以及聚氯乙烯制备步骤s3。具体说明如下:

甲醇制备步骤s1:

煤、氧气、石灰石一同进入气化装置反应,生成合成气;

所述合成气经过净化装置净化得到净化气;

所述净化气进入甲醇装置合成甲醇;

固体原盐在烧碱装置中经过电解反应生产氢气、氯气和氢氧化钠溶液;

所述氢气进入合成转化装置,经过所述气化装置和所述净化装置回收的二氧化碳混合后也同时进入所述合成转化装置,所述氢气与所述二氧化碳反应生成甲醇;

聚烯烃制备步骤s2:

所述甲醇装置合成的所述甲醇和所述合成转化装置合成的所述甲醇均进入烯烃制备装置,以制备乙烯和丙烯;

所述乙烯进入聚乙烯装置反应生成聚乙烯;

所述丙烯进入聚丙烯装置反应生成聚丙烯;

聚氯乙烯制备步骤s3:

所述乙烯、氧气、所述烧碱装置生产的所述氯气均进入氧氯化装置进行氧氯化反应,生成的氯乙烯进入聚氯乙烯装置,合成聚氯乙烯。

所述甲醇制备步骤s1中,制备甲醇可以通过两种途径实现,第一种途径是通过所述气化装置的气化反应生成所述合成气,所述合成气经过所述净化装置净化得到所述净化气,所述净化气作为所述甲醇装置的原料进去所述甲醇装置通过加压合成甲醇;第二种途径来源于所述合成转化装置,所述合成转化装置制备甲醇的原料来源于所述气化装置和所述净化装置回收的二氧化碳、以及所述烧碱装置中电解反应生成的氢气,所述二氧化碳和所述氢气在所述合成转化装置中在高温的条件下,通过催化剂的作用制备甲醇。

所述气化装置以原料煤、氧气为原料,生产所述合成气;原料煤、石灰石、氧气一同进入气化炉加压生成所述合成气。所述煤与所述氧气发生氧化反应时加入所述石灰石的目的是,吸收所述煤燃烧时产生的二氧化硫,从而减少二氧化硫的排放,达到保护环境、清洁生产的目的。因此,所述合成气的主要成分包括一氧化碳、氢气、二氧化碳、硫化氢等。

所述气化装置出来的所述合成气经过所述净化装置低温甲醇洗后产出所述净化气,所述净化气由管道输入所述甲醇装置。所述净化气主要成份为:h2为66.88vol%,co为29.78vol%,co2为2.50vol%及其他微量成份。

所述气化装置m1出来的合成气经过所述净化装置m2净化,产生的所述净化气首先进入压缩机进行压缩,压缩至7.25兆帕后送进甲醇合成塔在催化剂的作用下合成甲醇,从甲醇合成塔出来的粗甲醇经过粗甲醇分离器分离出粗甲醇和氢气,粗甲醇送至稳定塔可以继续精制成mto级甲醇;氢气进入氢回收单元,通过变压吸附将氢气纯度提高至99.99%后送入各个所需装置。

所述合成转化装置是以来自所述烧碱装置的氢气h2和来自所述气化装置以及所述净化装置回收的二氧化碳co2作为原料,在高温催化剂的作用下生成甲醇ch3oh,co2合成甲醇的机理主要有3个反应:

(1)co+2h2→ch3oh-δh=90kj/mol

(2)co2+3h2→ch3oh+h2o-δh=49.43kj/mol

(3)co2+h2→co+h2o-δh=41.12kj/mol

早先研究认为二氧化碳合成甲醇的反应必须经co2+h2生成co和水,表明co是反应中间物,然后co和氢合成甲醇。由co2合成甲醇通常会发生(2)、(3)两个平行反应,而从co加氢合成主要反应为(1)。比较(1)、(2)两个反应可以看出,co2合成甲醇的一半,因此二氧化碳合成甲醇可比从co合成甲醇在更低的温度下就有反应。从(2)、(3)两个反应还可知,由co2合成甲醇会有大量的水生成,使铜晶游离、迁移、重新结晶,导致催化剂活性损失。水的存在还会增加粗甲醇中水含量,加重蒸馏的负担。另外,水的存在不仅改进了甲醇的选择性,且减轻了有机副产物的数量和浓度。由此减轻了粗甲醇蒸馏的难度。

所述聚烯烃制备步骤s2中,以甲醇为原料通过所述烯烃制备装置制备烯烃或烯烃混合物,所述烯烃制备装置中主要包括烯烃制备反应单元和烯烃分离单元,所述烯烃分离单元可以将反应生成的所述烯烃混合物分离成烯烃单体。目前,通过甲醇制备烯烃的工艺包括多种,例如,甲醇制乙烯、丙烯的mto工艺和甲醇制丙烯的mtp工艺是目前重要的化工技术。该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。国内科研机构,如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的dmto工艺具独创性,最初的研究是基于二甲醚制烯烃,后来技术改进从甲醇开始,而从甲醇开始的过程也包含甲醇转化为二甲醚,二甲醚转化烯烃的过程,dmto成套技术的开发与应用,无论从经济上还是战略上对我国发展新型煤化工产业、实现“石油替代”的能源战略都具有极其重要的意义。

所述聚乙烯pe装置的反应采用univation公司的unipol工艺技术,即低压气相聚合工艺,该工艺技术成熟、可靠,可生产高、中、线性低密度的聚乙烯产品。unipol工艺,即低压气相流化床聚合工艺是以乙烯为主要原料,丁烯-1或己烯-1为共聚单体,生产线性低密度和部分中、高密度聚乙烯颗粒树脂。产品密度为0.915~0.965g/cm3,熔流比mfr(i21.6/i2.16)为0.05~155。该工艺过程较简单,流程较短,聚合反应本身是压力自限性的,没有超压危险。该工艺操作条件比较缓和,无高温,压力低。自动化水平高,安全连锁比较齐全,并用计算机控制。unipol工艺主要由原料精制、反应、树脂脱气和排放气回收、掺混造粒、包装和贮存等部分组成。可使用ziegler-nata催化剂,cr系催化剂,茂金属催化剂,双峰催化剂。乙烯、共聚单体在流化床反应器内进行聚合,生成聚合物,所属共聚单体可以为丁烯-1和己烯-1。载体型钛、茂金属、双峰或铬催化剂不断地加到反应器中,产品粉料不断地撤出,经过脱气后就可进行造粒。反应气体在反应系统循环,反应热通过循环气移出。

所述聚丙烯pp装置以丙烯为原料,粗丙烯中含有少量的水、氧、硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化碳、砷等杂质,它们能导致聚丙烯催化剂中毒,因此必须预先脱除。可以看采用固碱或者片碱脱二氧化碳、无机硫和大量水,锰剂脱氧,活性氧化铝和3a0分子筛脱微量水,r3-11通过化学吸附脱一氧化碳和汽提塔通过物理分馏脱一氧化碳;r3-12脱砷。通过以上等方法精制,脱除其中含有的轻组分,硫、砷、水、氧气、碳氧化物、氨气、醇类,酮类等使聚丙烯聚合催化剂中毒的杂质,达到聚合级丙烯规格的要求,然后进入沸腾床主反应器,在高效催化剂体系,即主催化剂为高效载体催化剂、助催化剂为三乙基铝和给电子体,的催化下反应生成均聚物和无规共聚物产品,可在较大范围内调节操作条件而使产品性能保持均一。反应结束后成品聚丙烯通过气流输送系统,从产品下料系统被密相输送至产品接受仓并进行脱气,脱气后的粉料和添加剂同时送入挤压造粒机进行造粒,造粒后由气力输送系统送入掺混料仓,再送到包装码垛系统进行包装码垛后送入成品库房。

所述聚氯乙烯制备步骤s3中,所述乙烯来源于所述聚烯烃制备步骤s2中反应生成的所述乙烯,所述氧气也可以由空气代替。所述氧氯化装置采用平衡氧氯化法生产所述氯乙烯。其反应原理为:乙烯氧氯化法生产氯乙烯,包括三步反应:

(1)乙烯直接氯化ch2=ch2+cl2→ch2clch2cl;

(2)二氯乙烷裂解2ch2clch2cl→2ch2=chcl+2hcl;

(3)乙烯氧氯化ch2=ch2+2hcl+o2→ch2clch2cl+h2o;

总反应式2ch2=ch2+cl2+o2→2ch2=chcl+h2o。

该法生产氯乙烯的原料只需乙烯、氯气和空气或者乙烯、氯和氧气,氯气可以全部被利用,其关键是要配好乙烯与氯气加成和乙烯氧氯化两个反应的反应量,使1,2-二氯乙烷裂解所生成的hcl恰好满足乙烯氧氯化所需的hcl。这样才能使hcl在整个生产过程中始终保持平衡。该法是目前世界公认为技术先进、经济合理的生产方法。

所述氧氯化装置中乙烯直接氯化部分的主反应为:

ch2=ch2+cl2→ch2clch2cl△h=-171.7kj/mo1

乙烯与氯气的摩尔比常采用1.1:1.0。略过量的乙烯可以保证氯气反应完全,使氯化液中游离氯含量降低,减轻对设备的腐蚀并有利于后处理。同时,可以避免氯气和原料气中的氢气直接接触而引起的爆炸危险。生产中控制尾气中氯含量不大于0.5%,乙烯含量小于1.5%。一般反应温度控制在53℃左右。反应压力在常压下进行即可。

所述氧氯化装置中二氯乙烷裂解部分的主反应为:

ch2clch2cl→ch2=chcl+hcl△h=79.5kj/mo1

需通过裂解炉裂解方能转化为氯乙烯,此裂解炉由美国西方化学提供参数,由法国赫尔蒂公司设计。精制二氯乙烷edc送入裂解炉,高温裂解为氯乙烯vcm和氯化氢hcl,裂解反应发生在燃气或是燃油的箱式炉内,温度为490-510℃,压力为1mpa,裂解完的氯乙烯经过精馏系统的精制后送入氯乙烯单体球罐储存;氯化氢hcl经过干燥处理后继续送往氧氯化装置进行反应。

所述氧氯化装置中乙烯氧氯化部分的主反应为:

ch2=ch2+2hcl+o2→ch2clch2cl+h2o△h=-251kj/mo1

按乙烯氧氯化反应方程式的计量关系,c2h4:hc1:o2=1:2:0.5(摩尔)。在正常操作情况下,c2h4稍有过量,o2过量50%左右,以使hc1转化完全。实际原料配比为c2h4:hc1:o2=1.05:2:0.75~0.85(摩尔)。若hc1过量,则过量的hcl会吸附在催化剂表面,使催化剂颗粒胀大,使密度减小;如果采用流化床反应器,床层会急剧升高,甚至发生节涌现象,以至不能正常操作。c2h4稍过量,可保证hc1完全转化,但过量太多,尾气中co和co2的含量增加,使选择性下降。氧的用量若过多,也会发生上述现象。

图2是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

如图2所示,提供了一种聚烯烃清洁闭环生产系统,包括:

气化装置m1,所述气化装置m1以煤、氧气、石灰石为原料发生气化反应,以生成合成气;

净化装置m2,所述净化装置m2连接于所述气化装置m1之后,用于对所述合成气进行净化,得到净化气;

甲醇装置m3,所述甲醇装置m3连接于所述净化装置m2之后,以所述净化气为原料,合成甲醇;

烧碱装置m4,所述烧碱装置m4以固体原盐为原料发生电解反应,生成氢气、氯气和氢氧化钠溶液;

合成转化装置m5,所述合成转化装置m5分别与所述烧碱装置m4、所述气化装置m1、所述净化装置m2相连,以所述烧碱装置m4生成的所述氢气、所述气化装置m1回收的二氧化碳和所述净化装置m2回收的二氧化碳为原料,反应合成甲醇;

烯烃制备装置m6,所述烯烃制备装置m6分别与所述甲醇装置m3和所述合成转化装置m5相连,以所述甲醇装置m3合成的所述甲醇和所述合成转化装置m5合成的所述甲醇为原料,制备乙烯和丙烯;

乙烯储罐m7,所述乙烯储罐m7连接于所述烯烃制备装置m6之后,用于接收和储存所述乙烯;

丙烯储罐m8,所述丙烯储罐m8连接于所述烯烃制备装置m6之后,用于接收和储存所述丙烯;

聚乙烯装置m9,所述聚乙烯装置m9连接于所述乙烯储罐m7之后,用于对所述乙烯进行聚合反应,生成聚乙烯;

聚丙烯装置m10,所述聚丙烯装置m10连接于所述丙烯储罐m8之后,用于对所述丙烯进行聚合反应,生成聚丙烯;

氧氯化装置m11,所述氧氯化装置m11分别与所述乙烯储罐m7、所述烧碱装置m4相连,以所述乙烯、所述氯气、氧气为原料,发生氧氯化反应,生成氯乙烯;

聚氯乙烯装置m12,连接于所述氧氯化装置m11之后,以所述氧氯化装置m11产生的所述氯乙烯为原料,合成聚氯乙烯。

所述气化装置m1以原料煤、氧气为原料,生产所述合成气;原料煤、石灰石、氧气一同进入气化炉加压生成所述合成气。

所述净化装置m2主要采用低温甲醇洗工艺,采用低温甲醇吸收变换气中的co2、h2s、cos等杂质,得到合格的净化气供下游甲醇合成装置使用,吸收杂质气体后的富甲醇通过解吸,释放出纯度较高的co2产品及尾气。解吸后的甲醇经过热再生得到贫甲醇,可重新作为吸收剂循环使用,并且副产富含h2s的酸性气,送至硫回收装置。冷冻站装置采用丙烯压缩制冷工艺,为低温甲醇洗装置提供冷量。丙烯压缩采用三段压缩工艺,技术成熟可靠,高纯度的co2经过回收后送入合成转化装置m5与烧碱装置m4电解产生的氢气继续合成甲醇。

所述气化装置m1出来的合成气经过所述净化装置m2净化,产生的所述净化气首先进入压缩机进行压缩,压缩至7.25兆帕后送进甲醇合成塔在催化剂的作用下合成甲醇,从甲醇合成塔出来的粗甲醇经过粗甲醇分离器分离出粗甲醇和氢气,粗甲醇送至稳定塔可以继续精制成mto级甲醇;氢气进入氢回收单元,通过变压吸附将氢气纯度提高至99.99%后送入各个所需装置。

所述甲醇装置m3以低温甲醇洗送来的所述净化气为原料,加压合成生产mto级甲醇。甲醇装置m3界区内主要生产装置包括甲醇合成、合成气压缩、氢回收和变压吸附制氢。甲醇合成可以选用具有成熟可靠工业化经验的戴维工艺,戴维甲醇合成技术是目前国内100万吨以上大规模甲醇合成装置选用最多的技术之一。甲醇合成采用单系列,设置2台合成塔,合成压力为7.0~7.5mpa(a),操作温度215~282℃,2台合成塔串联配置,满足装置产能要求。

所述烧碱装置m4以固体原盐为原料,采用离子膜电解技术生产氢氧化钠溶液、氯气cl2和氢气h2;产出的cl2经过净化处理、压缩后送往所述氧氯化装置m11进行乙烯氯化;产出的h2经净化处理、压缩后进入所述合成转化装置m5,与所述气化装置m1和所述净化装置m2回收的二氧化碳co2在高温催化剂的作用下生成甲醇ch3oh,所述甲醇送往所述烯烃制备装置m6制取双烯后继续聚合或是氯化;所述氢氧化钠溶液经蒸发浓缩后制成固碱成品;所述氢氧化钠溶液可以采用多效逆流降膜蒸发技术碱蒸发及固碱蒸发技术生产片碱。所述氢氧化钠溶液可以是32%的氢氧化钠溶液。

所述合成转化装置m5是以来自所述烧碱装置m4的氢气h2和来自所述气化装置m1以及所述净化装置m2回收的二氧化碳co2作为原料,在高温催化剂的作用下生成甲醇ch3oh,co2合成甲醇的机理主要有3个反应:

(1)co+2h2→ch3oh-δh=90kj/mol

(2)co2+3h2→ch3oh+h2o-δh=49.43kj/mol

(3)co2+h2→co+h2o-δh=41.12kj/mol

早先研究认为二氧化碳合成甲醇的反应必须经co2+h2生成co和水,表明co是反应中间物,然后co和氢合成甲醇。由co2合成甲醇通常会发生(2)、(3)两个平行反应,而从co加氢合成主要反应为(1)。比较(1)、(2)两个反应可以看出,co2合成甲醇的一半,因此二氧化碳合成甲醇可比从co合成甲醇在更低的温度下就有反应。从(2)、(3)两个反应还可知,由co2合成甲醇会有大量的水生成,使铜晶游离、迁移、重新结晶,导致催化剂活性损失。水的存在还会增加粗甲醇中水含量,加重蒸馏的负担。另外,水的存在不仅改进了甲醇的选择性,且减轻了有机副产物的数量和浓度。由此减轻了粗甲醇蒸馏的难度。

所述烯烃制备装置m6中主要包括烯烃制备反应单元和烯烃分离单元,所述烯烃制备反应单元以甲醇为原料制备烯烃或烯烃混合物,所述烯烃分离单元可以将反应生成的所述烯烃混合物分离成烯烃单体。目前,通过甲醇制备烯烃的工艺包括多种,例如,甲醇制乙烯、丙烯的mto工艺和甲醇制丙烯的mtp工艺是目前重要的化工技术。该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。国内科研机构,如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的dmto工艺具独创性,最初的研究是基于二甲醚制烯烃,后来技术改进从甲醇开始,而从甲醇开始的过程也包含甲醇转化为二甲醚,二甲醚转化烯烃的过程,dmto成套技术的开发与应用,无论从经济上还是战略上对我国发展新型煤化工产业、实现“石油替代”的能源战略都具有极其重要的意义。

所述聚乙烯pe装置的反应采用univation公司的unipol工艺技术,即低压气相聚合工艺,该工艺技术成熟、可靠,可生产高、中、线性低密度的聚乙烯产品。unipol工艺,即低压气相流化床聚合工艺是以乙烯为主要原料,丁烯-1或己烯-1为共聚单体,生产线性低密度和部分中、高密度聚乙烯颗粒树脂。产品密度为0.915~0.965g/cm3,熔流比mfr(i21.6/i2.16)为0.05~155。该工艺过程较简单,流程较短,聚合反应本身是压力自限性的,没有超压危险。该工艺操作条件比较缓和,无高温,压力低。自动化水平高,安全连锁比较齐全,并用计算机控制。unipol工艺主要由原料精制、反应、树脂脱气和排放气回收、掺混造粒、包装和贮存等部分组成。可使用ziegler-nata催化剂,cr系催化剂,茂金属催化剂,双峰催化剂。乙烯、共聚单体在流化床反应器内进行聚合,生成聚合物,所属共聚单体可以为丁烯-1和己烯-1。载体型钛、茂金属、双峰或铬催化剂不断地加到反应器中,产品粉料不断地撤出,经过脱气后就可进行造粒。反应气体在反应系统循环,反应热通过循环气移出。

所述聚丙烯pp装置以丙烯为原料,粗丙烯中含有少量的水、氧、硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化碳、砷等杂质,它们能导致聚丙烯催化剂中毒,因此必须预先脱除。可以看采用固碱或者片碱脱二氧化碳、无机硫和大量水,锰剂脱氧,活性氧化铝和3a0分子筛脱微量水,r3-11通过化学吸附脱一氧化碳和汽提塔通过物理分馏脱一氧化碳;r3-12脱砷。通过以上等方法精制,脱除其中含有的轻组分,硫、砷、水、氧气、碳氧化物、氨气、醇类,酮类等使聚丙烯聚合催化剂中毒的杂质,达到聚合级丙烯规格的要求,然后进入沸腾床主反应器,在高效催化剂体系,即主催化剂为高效载体催化剂、助催化剂为三乙基铝和给电子体,的催化下反应生成均聚物和无规共聚物产品,可在较大范围内调节操作条件而使产品性能保持均一。反应结束后成品聚丙烯通过气流输送系统,从产品下料系统被密相输送至产品接受仓并进行脱气,脱气后的粉料和添加剂同时送入挤压造粒机进行造粒,造粒后由气力输送系统送入掺混料仓,再送到包装码垛系统进行包装码垛后送入成品库房。

所述氧氯化装置m11以所述乙烯、所述氯气、氧气为原料,采用平衡氧氯化法生产所述氯乙烯。其反应原理为:乙烯氧氯化法生产氯乙烯,包括三步反应:

(1)乙烯直接氯化ch2=ch2+cl2→ch2clch2cl;

(2)二氯乙烷裂解2ch2clch2cl→2ch2=chcl+2hcl;

(3)乙烯氧氯化ch2=ch2+2hcl+o2→ch2clch2cl+h2o;

总反应式2ch2=ch2+cl2+o2→2ch2=chcl+h2o。

该法生产氯乙烯的原料只需乙烯、氯气和空气或者乙烯、氯和氧气,氯气可以全部被利用,其关键是要配好乙烯与氯气加成和乙烯氧氯化两个反应的反应量,使1,2-二氯乙烷裂解所生成的hcl恰好满足乙烯氧氯化所需的hcl。这样才能使hcl在整个生产过程中始终保持平衡。该法是目前世界公认为技术先进、经济合理的生产方法。

所述氧氯化装置m11中乙烯直接氯化部分的主反应为:

ch2=ch2+cl2→ch2clch2cl△h=-171.7kj/mo1

乙烯与氯气的摩尔比常采用1.1:1.0。略过量的乙烯可以保证氯气反应完全,使氯化液中游离氯含量降低,减轻对设备的腐蚀并有利于后处理。同时,可以避免氯气和原料气中的氢气直接接触而引起的爆炸危险。生产中控制尾气中氯含量不大于0.5%,乙烯含量小于1.5%。一般反应温度控制在53℃左右。反应压力在常压下进行即可。

所述氧氯化装置m11中二氯乙烷裂解部分的主反应为:

ch2clch2cl→ch2=chcl+hcl△h=79.5kj/mo1

需通过裂解炉裂解方能转化为氯乙烯,此裂解炉可以由美国西方化学提供参数,由法国赫尔蒂公司设计。精制二氯乙烷edc送入裂解炉,高温裂解为氯乙烯vcm和氯化氢hcl,裂解反应发生在燃气或是燃油的箱式炉内,温度为490-510℃,压力为1mpa,裂解完的氯乙烯可以经过精馏系统的精制后送入氯乙烯单体球罐储存;氯化氢hcl经过干燥处理后继续送往所述氧氯化装置m11进行反应。

所述氧氯化装置m11中乙烯氧氯化部分的主反应为:

ch2=ch2+2hcl+o2→ch2clch2cl+h2o△h=-251kj/mo1

按乙烯氧氯化反应方程式的计量关系,c2h4:hc1:o2=1:2:0.5(摩尔)。在正常操作情况下,c2h4稍有过量,o2过量50%左右,以使hc1转化完全。实际原料配比为c2h4:hc1:o2=1.05:2:0.75~0.85(摩尔)。若hc1过量,则过量的hcl会吸附在催化剂表面,使催化剂颗粒胀大,使密度减小;如果采用流化床反应器,床层会急剧升高,甚至发生节涌现象,以至不能正常操作。c2h4稍过量,可保证hc1完全转化,但过量太多,尾气中co和co2的含量增加,使选择性下降。氧的用量若过多,也会发生上述现象。

氧化剂空气或者氧气、所述乙烯、所述氯化氢三者在分布器中混合后进入催化床层发生氧氯化反应。放出的热量借冷却管中热水的汽化而移走。反应温度则由调节汽水分离器的压力进行控制。在反应过程中需不断向所述氧氯化装置m11内补加催化剂,以抵偿催化剂的损失。所述的冷却管为所述氧氯化装置m11的管程,反应过程中所放出的反应热由管程中的热水汽化而移走;所述汽水分离器与氧氯化反应塔的管程出口串联连接,通过调整汽水分离器的压力来控制汽水比,进而达到控制反应温度的目的。

所述聚氯乙烯装置m12采用悬浮法制备所述聚氯乙烯,制备过程如下:来自所述氧氯化装置m11合成的所述氯乙烯单体做为原料,在所述聚氯乙烯装置m12悬浮聚合生成聚氯乙烯树脂,聚合浆料再经汽提、离心干燥制成成品。成品所述聚氯乙烯s-pvc粉料送到产品料仓和包装料仓。

图3是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产系统的一种实施方式示意图。

如图3所示,根据本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产系统的一种实施方式,所述系统还包括,

第一空分装置m13,所述第一空分装置m13与所述气化装置m1相连,用于分离空气中的氧气,并提供给所述气化装置m1;

石灰石槽车m14,所述石灰石槽车m14与所述气化装置m1相连,用于提供所述石灰石给所述气化装置m1;

原煤仓m15,所述原煤仓m15与所述气化装置m1相连,用于储存和运输所述煤,以提供给所述气化装置m1;

硫回收装置m16,所述硫回收装置m16与所述净化装置m2相连,用于回收所述净化装置m2产生的副产物中富含硫化氢的酸性气体;

片碱装置m17,所述片碱装置m17连接于所述烧碱装置m4之后,用于接收所述烧碱装置m4生产的所述氢氧化钠溶液,并通过蒸发浓缩制成固碱成品或者片碱成品。

所述气化装置m1的反应采用科林粉煤加压气化工艺,气化反应过程产生二氧化碳;所述煤的粒度小于10mm,储存于原煤仓m15;所述氧气是由第一空分装置m13分离空气产生的;所述石灰石由石灰石槽车m14运输;

所述净化装置m2采用低温甲醇洗工艺对所述合成气进行净化,释放出二氧化碳,副产物中富含硫化氢的酸性气体经硫回收装置m16回收;

所述甲醇装置m3的反应以净化气为原料,采用戴维工艺,加压合成生产mto级甲醇;

所述烧碱装置m4生产的所述氢氧化钠溶液,经蒸发浓缩后制成固碱成品或片碱成品。进一步的,所述烧碱装置m4的反应采用离子膜电解技术,所述氢氧化钠溶液可以为32%的氢氧化钠溶液。

所述气化装置m1以原料煤、氧气、石灰石为原料,采用科林粉煤加压气化工艺技术,生产合成气。来自界区外的原料煤,粒度小于10mm,经皮带连续送入所述原煤仓m15,经所述石灰石槽车m14来的石灰石,以及所述第一空分装置m13来的氧气一同进入气化炉加压生成合成气去合成甲醇。

所述空分装置就是用来把空气中的各组份气体分离,生产氧气、氮气的一套工业设备。具体原理为:自空压机来的压缩空气,经分子筛除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等杂质后,一部分空气被直接送往精馏塔的上塔,另一部分则进入膨胀机经膨胀制冷后,被送往下塔。精馏塔中,上升蒸汽和下落液体经热量交换后,在上塔的顶部可得到纯度很高的氮气,在上塔底部可得到纯度很高的氧气。所述第一空分装置m13就是将分离空气得到的高纯度的氧气供应给所述气化装置m1。

所述硫回收装置m16是通过向所述合成气中注入少量来自洗涤塔的水,使其中的cos水解成h2s。然后再经过所述硫回收装置m16中的脱硫槽除去残存的h2s,否则这些杂质会导致甲醇合成催化剂中毒。

所述戴维工艺是指davy公司采用src径向产汽甲醇合成塔合成mto级甲醇,所述src径向产汽甲醇合成塔为等温式管内水冷型径向塔,催化剂装填在反应器的壳侧,管内产生中压蒸汽。所述净化气由上到下径向通过装有催化剂床层的壳侧,通过控制蒸汽压力来控制催化剂的床层温度,达到接近等温的温度分布。戴维工艺的优点是:使用径向流反应器,通过控制蒸汽压力来控制催化剂的床层温度,有一个接近等温的温度分布;气体沿径向从内到外通过催化剂床层,压力降较小;催化剂效率高、催化剂装填简洁方便;不必采用贵金属,对材料的要求相对较低,反应合成器成本较低。

所述片碱装置m17可以将所述氢氧化钠溶液制成固碱或者片碱。所述氢氧化钠溶液经蒸发浓缩后制成固碱成品;所述氢氧化钠溶液可以采用多效逆流降膜蒸发技术碱蒸发及固碱蒸发技术生产片碱。所述氢氧化钠溶液可以是32%的氢氧化钠溶液

图4是本发明的一种烯烃制备装置采用dmto装置的聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

如图4所示,所述烯烃制备装置m6为dmto装置,所述dmto装置采用dmto技术,以所述甲醇为原料,制备出满足聚合级的所述乙烯和所述丙烯。

所述dmto装置以所述甲醇装置m3和所述合成转化装置m5合成的甲醇为原料,首先进入甲醇缓冲罐,经甲醇进料泵升压后经反应器内取热器,甲醇-净化水换热器和甲醇-凝结水换热器换热到100℃,然后分为三路:第一路经甲醇-汽提气换热器换热;第二路经甲醇-蒸汽换热器换热,使甲醇气化,第三路由甲醇升压泵升压后经雾化喷嘴雾化,与前两路气化后的甲醇在甲醇-反应气换热器前混合,然后进入甲醇-反应气换热器,与来自反应器的高温反应气充分换热以回收高温热量,甲醇换热到250℃左右进入反应器进料分配器。在反应器内甲醇与来自再生器的高温再生催化剂直接接触,在催化剂作用下迅速进行放热反应,反应气经两级旋风分离器除去携带的大部分催化剂后,再经反应器三级旋风分离器和反应器四级旋风分离器除去所夹带的催化剂后引出,经甲醇-反应气换热器换热到后送至后部急冷塔。由反应器三级旋风分离器回收下来的催化剂进入反应器四级旋风分离器,顶部出来的反应气进入急冷塔顶部出口。

经过热量回收后,富含乙烯、丙烯的反应气进入急冷塔下部,反应气自下而上与急冷塔顶冷却水逆流接触,洗涤反应气中携带的少量催化剂,同时降低反应气的温度,急冷水自塔底分两股抽出,一股急冷水经急冷塔底泵升压后分成两路,一路送至烯烃分离及c4综合利用装置作为低温热源,以减少烯烃分离及c4综合利用装置蒸汽用量,另一股急冷水经急冷水旋液泵升压后进入急冷水旋液分离器,反应气自下而上经与水洗水逆流接触,降低反应气的温度,水洗塔底水抽出后经水洗塔底泵升压后分成两路,一路和来自烯烃分离及c4综合利用装置的气压机一段凝液、气压机二、三段凝液和烯烃分离装置水洗水混合后进入沉降罐。另一路水洗水送至烯烃分离及c4综合利用装置丙烯精馏塔底重沸器作为热源,送至烯烃分离及c4综合利用装置。水洗塔顶反应气正常工况下送至烯烃分离及c4综合利用装置气压机入口进行烯烃分离,制备出满足聚合级的乙烯和丙烯。

图5是本发明的一种包含聚烯烃产品接收仓的清洁闭环生产系统示意图。

如图5所示,本发明提供的一种聚烯烃清洁闭环生产系统还包括,

聚乙烯产品接收仓m18,所述聚乙烯产品接收仓m18连接于所述聚乙烯装置m9之后,用于接收和储存反应生成的所述聚乙烯成品;

聚丙烯产品接收仓m19,所述聚丙烯产品接受仓m19连接于所述聚丙烯装置m10之后,用于接收和储存反应生成的所述聚丙烯成品。

聚乙烯的制备以所述乙烯为原料,采用低压气相聚合工艺进行反应,反应生成的所述聚乙烯经过造粒后送至所述聚乙烯产品接收仓m18。

聚丙烯的制备以所述丙烯为原料,所述丙烯通过精制,然后在催化剂的作用下进行聚合反应,反应生成的所述聚丙烯通过气流输送系统,从产品下料系统被密相输送至所述聚丙烯产品接收仓m19,并进行脱气,脱气后的粉料和添加剂同时送入挤压造粒机进行造粒,造粒后由气力输送系统送入掺混料仓,再送到包装码垛系统进行包装码垛后送入成品库房。

图6是本发明的一种聚烯烃清洁闭环生产系统中包含第二空分装置和聚氯乙烯产品料仓的系统示意图。

如图6所示,本发明提供的一种聚烯烃清洁闭环生产系统还包括:

第二空分装置m20,所述第二空分装置m20与所述氧氯化装置m11相连,用于分离空气中的所述氧气,提供给所述氧氯化装置m11;

聚氯乙烯产品料仓m21,所述聚氯乙烯产品料仓m21连接于所述聚氯乙烯装置m12之后,用于接收和储存所述聚氯乙烯。

所述氧气是由第二空分装置m20分离空气产生的;所述聚氯乙烯装置m12反应生成的所述聚氯乙烯送至聚氯乙烯产品料仓m21。

所述空分装置就是用来把空气中的各组份气体分离,生产氧气、氮气的一套工业设备。具体原理为:自空压机来的压缩空气,经分子筛除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等杂质后,一部分空气被直接送往精馏塔的上塔,另一部分则进入膨胀机经膨胀制冷后,被送往下塔。精馏塔中,上升蒸汽和下落液体经热量交换后,在上塔的顶部可得到纯度很高的氮气,在上塔底部可得到纯度很高的氧气。所述第二空分装置m20就是将分离空气得到的高纯度的氧气作为氧化剂供应给所述氧氯化装置m11。

所述第二空分装置m20也可以为空气压缩机,将空气压缩送入所述氧氯化装置m11,所述空气也可以作为氧化剂参与所述氧氯化装置m11的氧氯化反应。

所述聚氯乙烯装置m12悬浮聚合生成聚氯乙烯树脂,聚合浆料再经汽提、离心干燥制成聚氯乙烯s-pvc粉料,所述聚氯乙烯s-pvc粉料送到所述聚氯乙烯产品料仓m21,进一步可以送至包装料仓。

图7是本发明的一种包含裂解炉的聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

如图7所示,本发明提供的一种聚烯烃清洁闭环生产系统还包括,

裂解炉m22,所述裂解炉m22与所述氧氯化装置m11相连,用于对所述氧氯化装置m11产生的一部分二氯乙烷进行裂解,生成氯乙烯和氯化氢,所述氯化氢送至所述氧氯化装置m11继续进行反应生成氯乙烯,所述氯乙烯送至所述聚氯乙烯装置m12合成聚氯乙烯。

所述氧氯化装置m11中的反应还生成一部分二氯乙烷;所述二氯乙烷进入裂解炉m22裂解,生成氯乙烯和氯化氢;所述氯化氢送至所述氧氯化装置m11继续进行反应;所述裂解炉m22裂解产生的所述氯乙烯送至所述聚氯乙烯装置m12,合成聚氯乙烯。

所述的来自烧碱装置m4的氯气cl2作为所述氧氯化装置m11的原料,和所述烯烃制备装置m6产生的所述乙烯和氧化剂直接发生氧氯化反应,一部分可直接氯化为氯乙烯,另外一部分氯化为二氯乙烷edc,所述二氯乙烷edc可以通过所述裂解炉m22裂解后又生成氯乙烯,下一步将送往所述聚氯乙烯装置m12进行聚合;二氯乙烷edc通过所述裂解炉m22裂解后还生成氯化氢,所述氯化氢继续进入所述氧氯化装置m11参与氧氯化反应。这样形成了产业生产的小循环,能够实现清洁生产和资源的循环利用,实现废气的零排放。

所述氧氯化装置m11自氧氯化反应器顶部出来的产物除了所述氯乙烯之外,还含有反应生成的二氯乙烷,副产物co2、co和其它少量的氯代衍生物,以及未转化的乙烯、氧、氯化氢及惰性气体,还有主、副反应生成的水。此反应混合气进入骤冷塔用水喷淋骤冷至90℃并吸收气体中氯化氢,洗去夹带出来的催化剂粉末。产物二氯乙烷以及其它氯代衍生物仍留在气相,从骤冷塔顶逸出,在冷却冷凝器中冷凝后流入分层器,与水分层分离后即得粗二氯乙烷。分出的水循环回骤冷塔。从分层器出来的气体再经低温冷凝器冷凝,回收二氯乙烷及其它氯代衍生物,不凝气体进入吸收塔,用溶剂吸收其中尚存的二氯乙烷等后,含乙烯1%左右的尾气排出系统。溶有二氯乙烷等组分的吸收液在解吸塔中进行解吸。在低温冷凝器和解吸塔回收的二氯乙烷,一并送至分层器。自分层器出来的粗二氯乙烷经碱洗罐碱洗、水洗罐后进入贮槽,然后在3个精馏塔中实现分离精制。第一塔为脱轻组分塔,以分离出轻组分;第二塔为二氯乙烷塔,主要得成品二氯乙烷;第三塔是脱重组分塔,在减压下操作,对高沸物进行减压蒸馏,从中回收部分二氯乙烷。精制的二氯乙烷,送去作裂解炉m22。

骤冷塔塔底排出的水吸收液中含有盐酸和少量二氯乙烷等氯代衍生物,经碱中和后进入汽提塔进行水蒸气汽提,回收其中的二氯乙烷等氯代衍生物,冷凝后进入分析器。

所述裂解炉m22中二氯乙烷裂解得到的氯化氢预热至170℃左右,与h2一起进入加氢反应器,在载于氧化铝上的钯催化剂存在下,进行加氢精制,使其中所含有害杂质乙炔选择加氢为乙烯。原料乙烯也顶热到一定温度,然后与氯化氢混合后一起进入所述氧氯化装置m11。

此裂解炉m22由美国西方化学提供参数,由法国赫尔蒂公司设计。精制二氯乙烷edc送入裂解炉m22,高温裂解为氯乙烯vcm和氯化氢hcl,裂解反应发生在燃气或是燃油的箱式炉内,温度为490-510℃,压力为1mpa,所述氯化氢hcl经过干燥处理后继续送往所述氧氯化装置m11进行反应。

图8是本发明的一种包含对裂解炉产生的氯乙烯精制处理的聚烯烃清洁闭环生产系统示意图。

如图8所示,本发明提供的一种聚烯烃清洁闭环生产系统还包括,

精馏装置m23,所述精馏装置m23连接于所述裂解炉m22之后,用于对所述裂解炉m22产生的所述氯乙烯进行精制;

氯乙烯单体球罐m24,分别与所述精馏装置m23和所述聚氯乙烯装置m12相连,用于接收和储存所述精馏装置m23精制的所述氯乙烯,并输送到所述聚氯乙烯装置m12。

所述裂解炉m22裂解后产生的所述氯乙烯经过精馏装置m23的精制后送入所述氯乙烯单体球罐m24进行储存,然后送入所述聚氯乙烯装置m12,合成聚氯乙烯。

所述裂解炉m22裂解后又生成的氯乙烯成品经过精馏装置m23的精制后储存于所述氯乙烯单体球罐m24,下一步将送往所述聚氯乙烯装置m12进行聚合。

本发明的针对现有聚烯烃工程项目的缺陷,形成"资源→生产→产品→消费→废弃物再资源化→生产→产品→消费"的聚烯烃清洁闭环生产方法及系统。该生产方法及系统注重各产业之间循环式组合,通过产业链的大循环,例如,通过本发明的聚烯烃清洁闭环生产方法及系统,实现了甲醇制备、烯烃制备、聚烯烃制备、聚氯乙烯制备、固碱或者片碱制备等一系列产品在一个系统中同时制备的大循环,且充分利用副产物和废气,实现废物零排放,从根本上实现资源综合利用。

同时,加强产业内部的小循环,通过实施清洁生产和资源的循环利用,例如,通过回收气化装置m1和净化装置m2的二氧化碳作为合成转化装置m5的原料进一步合成甲醇,送往下一步烯烃制备步骤,从而形成小循环;还有通过裂解炉m22的设置,不仅充分利用了所述氧氯化装置m11产生的二氯乙烷裂解,形成了氯乙烯制备到聚氯乙烯制备的内部小循环,还利用所述裂解炉m22裂解产生的氯化氢,继续送入所述氧氯化装置m11参与氧氯化反应,形成了从裂解炉裂解到氧氯化反应的小循环,从而真正意义上的实现废气的零排放。

本发明利用煤资源的综合利用带动氯、钠等多种资源综合开发,构筑完整的循环经济产业链。实现盐化工、煤化工、氯碱化工、石油化工多产业间融合发展;一方面实现了煤制甲醇工艺中废气的零排放,所排放的废气co2全部回收并作为合成转化装置m5的原料气;另一方面也实现了无汞化生产聚氯乙烯,实现《水俣公约》的要求。我国是《水俣公约》缔约国之一,根据公约条款,缔约国到2020年将禁止生产、进口和出口加汞产品。电石法pvc生产中使用氯化汞作为触媒,是我国汞消耗量最大的行业。公约将倒逼行业转型升级,逼迫电石法企业转向乙烯法。电石法pvc产销量下降,汞消耗总量会随之减少,电石法聚氯乙烯生产工艺将会淘汰。

另外,整个聚烯烃清洁闭环生产系统工艺的控制采用先进的dcs控制技术,具有较高的自动化水平和可操作性。该产业链建设符合科学发展观和国家产业政策,符合循环经济产业发展规划和发展战略;有利于进一步推进资源的综合、有效利用,充分发挥资源优势,加快资源转化进程,对促进盐湖循环经济及青海省经济又好又快、可持续发展具有重大意义。

本发明实现了氯碱化工和煤化工的有机结合并相互循环,通过清洁生产和资源的循环利用,实现零排放。该产业链的建设,可缓解聚烯烃市场供应与能源、资源紧缺、环境污染、生态保护之间的矛盾,也可带动当地上下游产品如煤矿的合理开发利用、聚烯烃异型材和管材、聚氯乙烯型材、各种氯产品的发展,从而形成上下游一体化的绿色产业链。同时可以带动当地商业、交通运输业及副产品的综合利用,加快项目建设地区能源、重化工基地的建设,促进经济发展,改善我国工业分布不均衡的格局,降低国民经济发展对石油的依赖度,对改善能源和化工原料结构具有十分积极的意义。

应该注意的是,上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

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