[发明专利]一种利用电石炉尾气制备烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电石炉尾气综合利用的方法，特别是涉及一种利用电石炉尾气制备烯烃的方法。 

背景技术

电石炉尾气是电石生产过程中产生的废气。每生产1吨电石，产生400～600立方米电石炉尾气。目前，我国每年产生的电石炉尾气超过150×10⁸m³，处置方式基本为炉气直排或点火炬，不仅浪费了大量能源，也造成环境污染。 

由于电石炉尾气成分复杂，净化提纯难度大，国内外目前可供选用的真正成熟可行且实现工业化生产的技术很少，因而，电石炉尾气回收利用率一直很低，且都是较低附加值的利用。为提高电石炉尾气的利用价值，利用电石炉尾气作为化工原料生产高附加值的化工产品是未来的发展趋势。 

将电石炉尾气转变为化工产品，发展循环经济，提高资源的利用率，既可以节省煤炭资源，又可以减少大量的CO₂排放，实现经济效益和环境效益的协同发展。 

目前，电石炉尾气作为化工原料生产的化工产品有甲醇、合成氨、醋酸、甲酸、甲酸钠、乙二醇等，但是用电石炉尾气制烯烃的技术还未有报道。 

现有技术中，采用非石油原料生产烯烃的方法主要有3种：（1）天然气直接制烯烃，即甲烷催化氧化偶联法制乙烯；（2）合成气制烯烃，包括合成气直接制烯烃、合成气间接制烯烃两种，后者又包括合成气经甲醇脱水制烯烃以及合成气发酵首先制乙醇、乙醇再经催化脱水制烯烃；（3）生物乙醇制烯烃，即生物质原料先经发酵制乙醇，乙醇再经催化脱水制烯烃。上述这些技术普遍存在生产成本相对较高，经济效益低等缺陷，且受到当前能源紧缺的限制。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种充分利用废物资源，从而实现资源再利用，节约能源，降低生产成本，提高经济效益，拓宽烯烃生产原料来源的一种利用电石炉尾气制备烯烃的方法。 

为实现上述发明目的所采取的技术方案为： 

一种利用电石炉尾气制备烯烃的方法，主要包括四个部分：（1）电石炉尾气净化部分；（2）制氢部分；（3）反应部分；（4）产物分离提纯部分。具体的技术方案如下：

（1）将电石炉尾气经降温，除尘，除焦油和脱硫处理后获得硫含量＜5.0mg/m³，CO含量在75～85%的净化后电石炉尾气；

（2）将其中一部分净化后电石炉尾气与半水煤气混合加压，然后采用变换反应将CO变换为H₂和CO₂，脱除CO₂ 获得H₂含量达到90~98%，CO₂含量≤0.1~0.2%的氢气原料；

（3）将上述纯度为90~98%的氢气原料与净化后电石炉尾气混合成CO/H₂摩尔比为1:1~1.2的混合气体，加压、加热后送入反应器中进行反应；

（4）反应后的气液混合物经降温、汽油分馏塔分离出汽油、碱洗脱去CO₂后，依次通过C3分离塔和C2分馏塔获得丙烯和乙烯。

所述变换反应为中温、中温、低温、低温四段串联变换反应。 

所述（3）过程中混合气体加压至2.8~3.0MPa，加温至290~310℃后送入反应器中。 

所述（3）过程中反应器的反应条件为：反应温度为260~360℃，反应压力控制在2.5~3.0MPa，体积空速为2500~2800h^-1，反应催化剂为纳米级复合型铁、锰或铜基催化剂。 

所述（3）过程中反应器中分布5-10层催化剂床层。 

所述（4）过程中气液混合物降温80~100℃后送入汽油分馏塔。 

所述（4）过程中汽油分馏塔塔顶温度为100~115℃，顶压为110~140KPa。 

本发明所采用的纳米级复合型铁、锰或铜基催化剂，对乙烯和丙烯单程选择性为60~65%，CO转化率达98%以上，每100kg该催化剂可产生烯烃120kg，同时副产高品质无硫汽油25~30kg，产物丙烯含量60~70%，乙烯含量20~25%。 

本发明以电石炉尾气为原料直接制备烯烃，既提供了一种电石炉尾气综合利用新方法，又开辟了烯烃生产的新方法，本发明实现了废旧资源的再利用，节约了能源，减少了环境污染，同时副产高品质无硫汽油，增加了产品附加值，与合成气直接制烯烃相比，烯烃生产成本更低，经济效益更好。 

附图说明

图1为电石炉尾气净化部分工艺流程图；