[发明专利]一种醋酸乙烯反应循环气脱除二氧化碳的工艺

说明书

技术领域

本发明属气体净化技术领域，具体涉及一种从含有大量乙烯以及一定量氧气和醋酸蒸汽，氧化合成生产醋酸乙烯(VAM)的循环气中脱除CO₂的工艺。

背景技术

 采用乙烯、氧气和醋酸蒸汽在贵金属催化剂作用下反应，反应产物经分离，精馏得到VAM产品。

VAM氧化反应的主要反应方程式如下：

C₂H₄ + CH₃COOH + ? O₂ ——> CH₃COOCHCH₂ + H₂O

C₂H₄ + 3 O₂ ——> 2 CO₂ + 2 H₂O

式中可见，在醋酸、乙烯氧化生成醋酸乙烯过程中生成一定量CO₂，必须将其从合成循环气中脱除，才能保持催化反应效率。CO₂脱除系统的主要作用是从VAM反应循环气流股中脱除反应的副产物CO₂，使循环气体系中的组分浓度保持稳定。

CO₂脱除系统是一个完整并相对独立的工艺单元，它的基本功能是将来自VAM反应单元的富CO₂循环气，脱除其中的大部分CO₂后，再将贫CO₂净化气送回VAM反应循环系统。由于循环气体中存在氧气，因此CO₂的脱除需采用热碳酸钾溶液，并采用我们已经开发的专利：ZL 2006 1 0166303.6以无机活化剂为主，以避免有机物与脱碳溶液发生副反应。

其工艺流程的溶液再生部分采用我们已经开发的专利：ZL 98100929.8以加压再生塔的带压再生气为动力去抽吸常压再生塔方式的双塔变压再生节能技术，通过改进开发了VAM反应循环气脱碳变压再生节能工艺流程。

由于VAM反应循环气进入脱碳系统，在吸收塔顶部脱除其中的大部分CO₂后，乙烯和氧气浓度处于爆炸范围，必须采取措施保证安全。

此外，溶液再生的CO₂气中，含有非甲烷烃类超过环保规定排放浓度2~10倍，必须进行处理。

发明内容

本发明的目的是针对脱除醋酸乙烯反应循环气体流股中反应的副产物CO₂的气体组成的特殊性，提出相应的脱碳工艺。

本发明工艺采用的吸收溶剂的组成包括碳酸钾和无机活化剂，根据不同的工艺、设备条件和指标要求，其配比可以有比较大幅度的变化。

一般地，碳酸钾重量浓度10~50%（优选15~35%）；无机活化剂为偏钒酸钾、硼酸、亚硒酸、锑酸、碲酸中的一种或多种的混合物，总重量浓度1~30%（优选5~30%）。

活化剂可以是硼酸H₃BO₃占溶液重量浓度3~30%（优选5~25 %）；活化剂中偏钒酸钾 KVO₃重量浓度0.1~20%（优选0.5~15 %）；而亚硒酸、锑酸、碲酸中的一种或多种的混合物，重量浓度0~3%。

本发明的主要技术方案：采用碳酸钾和无机活化剂水溶液脱除CO₂，其特征是：总液量（重量百分含量，下同）10~40%的贫液经贫液冷却器温度降低到60~100℃后进入吸收塔上部第一段填料，60~90%半贫液直接进入吸收塔中部；溶液的解吸采用变压再生节能技术，使用加压再生塔顶带压再生气为动力，通过可调式喷射器对常压再生塔产生抽吸，使加压再生塔与常压再生塔两个塔之间形成压差，其中加压再生塔顶压力控制在表压0.05~0.15MPa，常压再生塔顶压力控制在表压-0.05~0.05 MPa，使得两塔塔底溶液沸点产生8~20℃的温差，由此加压再生塔顶出来的再生气中水蒸汽与CO₂的mol比值减少到0.8~1.2 ：1。

一般地，在本发明的工艺中：