[发明专利]一种综合利用炼化干气并生产二氯乙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼化干气综合利用并生产二氯乙烷的方法。

背景技术

炼化干气是石油炼制过程中产生的废尾气，主要成分包括C₂H₄、C₂H₆、CH₄、H₂、C₃H₆、C₃H₈、CO、CO₂等组分。到目前为止，这部分石油资源主要作为燃料使用，其中的主要组分如乙烯、乙烷、氢气和碳3及以上（C3+）组分没有得到高效利用，造成资源浪费的同时还排放大量CO₂，随着我国石油工业的快速发展，催化干气的年产量十分可观，对炼化干气中的有效组分分别进行回收利用，不仅可以获得高纯度单一组分，也可以进一步生产高附加值化工产品，形成炼化干气不同组分的阶梯利用，进一步提高资源利用效率和经济效益。

从目前可行的炼化干气应用方式看，主要有两种：一是直接用干气作为原料，利用其中的乙烯生产乙苯/苯乙烯、丙酸、二氯乙烷/氯乙烯等；二是通过对炼化干气中的乙烯进行浓缩，而后通过分离得到聚合级的乙烯。从炼化干气中回收低浓度乙烯的技术有深冷分离法、中冷油吸收法、膜分离法、金属络合分离法、吸附分离法、膨胀机法、水合物分离法及联合工艺等，这些技术可将乙烯浓度提高到80%以上，可作为石油化工原料，用来生产一系列衍生物和聚合物产品。

二氯乙烷(EDC)是生产聚氯乙烯的基本原料。全球约95％的EDC用于生产氯乙烯（VCM），几乎所有的VCM用于生产聚氯乙烯（PVC）；EDC的其他用途是作为氯化溶剂，如三氯乙烯、乙胺、亚乙烯基氯和三氯乙烷，也用于生产四氯乙烯的中间体和用作生产六氯代酚基甲烷的催化剂。

工业上二氯乙烷EDC生产常用的方法是乙烯直接氯化法或氧氯化法，是在催化剂存在下用氯气直接氯化乙烯或用无水氯化氢经氧氯化乙烯制得，但原料乙烯是经深冷分离提纯的聚合级纯乙烯，此种方法工艺流程长、成本高。

此后，又开发了直接利用炼化干气中的乙烯经净化富集后直接与氯气反应生产二氯乙烷的技术，此技术不需要采用深冷分离工艺。

在中国专利CN1171387A中，公开了一种干气稀乙烯直接氯化制备二氯乙烷的方法，但是，该方法采用原料只是经过脱水、脱硫化氢简单处理的干气，直接氯化过程中的副反应多，乙烯的选择性低；而且由于仅使用鼓泡塔作为反应器，原料中乙烯的利用率不高，二氯乙烷产品浓度较低，反应温度大于130℃时，副反应会大大增加；而且单位体积反应器处理能力小。若采用上述发明，将导致乙烯的选择性与转化率大大降低，用于大规模生产经济性明显降低。

在中国专利CN1834076A中，公开了管式乙烯直接氯化反应制备二氯乙烷生产装置及生产方法，但是其研究对象仅仅是纯乙烯，并没有对干气中其他组分如甲烷、乙烷、硫化氢等进行讨论。事实上，在该专利描述的管道反应器中，如果不是采用纯乙烯而直接采用炼化干气做原料，副反应几率将大大增加，直接影响到产品纯度；而杂质如硫化氢等会造成催化剂的失活，极大的降低了乙烯的转化率。

在中国专利CN102531827A中，公开了干气直接氯化制备二氯乙烷的方法，描述了干气和氯气通过管道反应器和鼓泡塔反应生产二氯乙烷的方法，并获得质量浓度90％以上的二氯乙烷，干气中乙烯转化率大于95％，乙烯反应选择性大于98％，但对干气中乙烯含量要求较高，使该专利的应用范围大幅减少。参加反应前干气未提前进行分散，直接与溶氯的二氯乙烷反应，造成干气与氯气的混合不够均匀，易造成乙烯转化率的降低和副反应的生成。该专利对氯化反应尾气的处理也没有描述，氯化反应尾气中含有的乙烯和乙烷等气体没有回收利用，将会降低乙烯的利用率，降低该技术方案的经济性，同时，该专利对干气中乙烯以外的其他成分对乙烯直接氯化反应的影响没有研究，也没有提出硫化氢等杂质造成催化剂失活的处理措施，因此尽管在直接氯化过程中的乙烯的转化率大于95%，但是对乙烯的综合利用率没有考虑。

另外，上述背景技术对于氯化尾气的处理均未给出经济的方案，氯化尾气因为不能直接作为燃料使用，如果高温焚烧处理会造成资源浪费并且会增加额外成本，而低温燃烧处理会产生二噁英类剧毒物质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种综合利用炼化干气并生产二氯乙烷的方法，可以综合利用干气中的各个组分，实现干气的阶梯利用，能够提高干气中乙烯的综合利用率，使副反应更低从而使得二氯乙烷产品质量更高，尾气处理更经济，能够达到环保要求。