[发明专利]一种低成本乙烯选择性齐聚生产1-己烯和1-辛烯的组合装置及工艺

说明书

本发明提出了一种低成本乙烯选择性齐聚生产1‑己烯和1‑辛烯的组合装置及工艺，属于均相催化技术领域。该组合装置中，原料预处理单元用于对原料进行预处理；催化剂配制单元包括三聚催化剂配制罐和四聚催化剂配制罐；乙烯选择性齐聚反应单元包括乙烯三聚反应器和乙烯四聚反应器，分离单元用于将产物混合后进行分离。本发明组合生产装置用于乙烯三聚反应和乙烯四聚反应。将乙烯三聚和乙烯四聚装置组合在一起，共享原料精制单元和分离回收单元，从而可使设备投资降低约18％、操作人员减少约40％，目的产物增产约0.15％，吨产品能耗降低15％。该组合工艺与单独建设乙烯三聚装置和乙烯四聚装置相比，技术经济性明显，符合国家节能减排政策和绿色化工的发展趋势。

技术领域

本发明属于均相催化技术领域，具体涉及一种低成本乙烯选择性齐聚生产1-己烯和1-辛烯的组合装置及工艺。

背景技术

1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等线性α-烯烃是重要的有机化工原料，在高附加值聚烯烃的生产、高端润滑油的合成和高级精细化学品的合成等领域有着非常重要的应用，其需求量增长迅速。高纯度高级线性α-烯烃主要通过乙烯齐聚的方法得到，如乙烯二聚生产1-丁烯、乙烯三聚生产1-己烯、乙烯四聚生产1-辛烯和非选择性的乙烯齐聚合成C4～C30线性α-烯烃混合物等。与非选择性的乙烯齐聚技术相比，乙烯选择性齐聚具有催化活性高、目的产物选择性高和原子经济性好的特点，是目前高纯度1-丁烯、1-己烯和1-辛烯的主要生产方法。目前较成熟的乙烯选择性齐聚工业化装置有法国IFP公司的乙烯二聚装置、ChevronPhillips公司的乙烯三聚装置、南非Sasol公司的乙烯四聚生产1-己烯和1-辛烯反应装置、中国石油的乙烯二聚和乙烯三聚装置，以及中国石化的乙烯三聚装置等。但上述乙烯选择性齐聚合成1-丁烯、1-己烯和1-辛烯装置仍存在综合能耗过高的问题，如乙烯三聚生产1-己烯装置的单位油耗500kg标油/t产品，乙烯四聚生产1-辛烯装置的单位油耗1000kg标油/t产品。因此，通过工艺优化降低乙烯选择性三聚生产1-己烯和乙烯选择性四聚生产1-辛烯的生产成本具有非常重要的意义。

工业上经常通过优化催化体系、提高催化体系的活性和选择性、优化工艺条件降低单耗、优化工艺流程设置降低能耗等方法，来降低乙烯选择性齐聚装置的生产成本。如乙烯二聚、乙烯三聚和乙烯四聚装置，通常采用顺序分离流程降低能耗；利用高压蒸汽凝液闪蒸中压蒸汽，充分利用装置热源；优化塔的操作条件，在保障产品精度的前提下尽量减少回流比，减少冷凝/加热负荷；设备、管道布置尽量紧凑合理，减少热损失和动力损失；合理设置计量仪表，准确反应生产过程中的能耗；在机械设备选型设计中除了考虑设备能满足工艺要求外，尽可能考虑采用能耗低的设备和驱动设备；在平面布置上，尽量安排合理紧凑，总体布置顺流程物方向，减少物料输送行程，降低动力消耗；设备和管道的外表面除工艺有散热要求者外，均设置隔热保温层等。

国内外许多研究公开了乙烯选择性齐聚合成1-己烯和1-辛烯的工艺技术。如CN106588551A、CN106588551A公开了用于乙烯齐聚产物的1-己烯的分离方法。CN102464545A、CN201911052761.0、CN202010220748.8、CN202110525366.0、CN202110900117.5等公开了乙烯齐聚制备1-辛烯的方法。CN201410192687.3、CN202110795540.3等公开了优化乙烯齐聚工艺的方法及装置。

上述研究内容多集中在乙烯三聚、四聚催化剂及装置和工艺的创新上。对于工艺优化、降低生产成本及能耗方面的研究并不多。CN00107545.4中所涉及的乙烯三聚合成1-己烯催化剂体系及生产工艺中，产物中约含量0.3％～0.4％的1-辛烯，这部分1-辛烯因产物浓度低而未进行分离回收。同样，在乙烯四聚合成1-辛烯的生产工艺中，所含有的C10副产物因浓度低而未进行分离回收。这严重影响了生产装置的单耗，增加了生产成本。

发明内容

本发明提出了一种低成本生产1-己烯和1-辛烯的组合生产装置及工艺，该装置及生产工艺充分利用了乙烯三聚和乙烯四聚工艺具有原料相近、工艺流程相近的特点，将乙烯三聚工艺装置和乙烯四聚工艺装置组合，有效降低能耗，降低生产成本。