[发明专利]一种微通道反应器内分离乙烷乙烯混合气的方法

说明书

本发明提供了一种在微通道反应器内吸收分离乙烷乙烯混合气的方法。以AgNO₃或AgBF₄水溶液和乙烷乙烯的混合气为起始反应物料，混合气由钢瓶经气体质量流量计输入到微反应器中，并在通道接口处与由注射泵输入的AgNO₃或AgBF₄水溶液混合，在反应通道内完成混合及吸收过程。反应混合气中乙烯的含量为：20‑95vol％，且气体空速为1～20s^‑1；AgNO₃或AgBF₄水溶液中的银离子浓度为0.1～2mol/L，液体空速为0.3～3s^‑1。本发明可在毫秒反应时间内完成吸收，是一种可实现快速放大的微反应技术，为乙烯、丙烯等低碳烯烃与相应烷烃的分离提供一种低能耗的吸收分离技术。

技术领域

本发明属于气体分离领域，具体涉及一种利用微通道混合吸收技术分离乙烷乙烯混合气的方法。

背景技术

乙烯是非常重要的石油化工基础原料，目前生产乙烯的主要方法是烃类的热裂解。裂解气是多种气体的混合物，主要包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯与碳四、碳五等烃类，以及氢气和少量杂质。为了得到能够进一步加工精细化工品的乙烯，就需要将其与其他烃类和杂质分离开，并达到一定的纯度。目前工业生产上对于裂解气或其他含烃类混合气的分离主要使用的是深冷分离法。

深冷分离法又称为低温精馏法，所谓深冷，是指分离操作时的系统温度等于或低于-100℃，其分离原理是混合气中各组分的相对挥发度不同。深冷分离法是目前工业生产中应用最为广泛的分离方法，其经济技术指标先进，产品纯度高，分离效果好。但是由于乙烷乙烯的相对挥发度差异很小，造成该方法分离能耗高，装置投资大，动力设备多，操作复杂。因此开发更加节能环保的生产工艺成为摆在世界各国面前的难题。

发明内容

本发明提供了一种微通道反应器内分离乙烷乙烯混合气的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

在带有两个进口和一个出口的微通道反应器内进行吸收分离操作：以AgNO₃或AgBF₄的水溶液为吸收剂，吸收剂中Ag⁺的浓度为0.1～2mol/L；混合气中乙烯的含量为：20-95vol％；混合气和吸收剂分别由气体质量流量计和注射泵同步输送至微通道反应器的两个进口中，控制混合气和吸收剂中Ag⁺的摩尔比为0.3～3；混合气和吸收剂在微通道反应器中接触，混合并吸收后，从反应器的出口处流出，进入气液分离器；气液分离器的气体出口为吸收尾气，主要成分是乙烷；液体出口为溶解有大量乙烯的吸收液，经加热后回收溶解的乙烯，从而实现乙烷和乙烯的分离。

上述吸收过程中，混合气和吸收剂在微通道反应器中接触反应的总空速为1.0～30s^-1；反应温度为2～40℃。

根据混合气组成的不同，吸收尾气中乙烷的含量在30～95vol％，从液体中解吸的乙烯的含量在97～99.3vol％，吸收剂解吸完成后重复使用。

上述的微通道反应器包括两块基板和一片微通道板；位于微通道板上的至少三条微通道，即两条进口通道，和分别与进口通道相连的一条或多条反应通道；分别与进口通道连接的两个进口，以及与反应通道连接的一个出口；两进口通道与反应通道呈0～90°夹角。

反应通道的水力直径与进口通道水力直径相同或不同为0.3～1mm；长度为5～20cm。

本发明的有益效果：