Библиотека, читать онлайн, скачать книги txt

БОЛЬШАЯ БИБЛИОТЕКА

МЕЧТА ЛЮБОГО


Способ очистки этана от этилена

Способ очистки этана от этилена способ получения полиэтилена из подаваемого этилена включающий: а стадию гидрирования, в которой подаваемый этилен, содержащий примеси или вторичные компоненты, такие как ацетилен и этан, реагирует с водородом с удалением ацетилена каталитическим гидрированием с образованием этилена, а способ очистки этана от этилена этилена превращается в этан, и б стадию полимеризации, способ очистки этана от этилена которой этилен, покидающий стадию ареагирует в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем с образованием полиэтилена, где используемый псевдоожижающий газ включает на входе в реактор этилен способ очистки этана от этилена от 20 до 70% по объему этана относительно общего объема способ очистки этана от этилена газа, возможно, с другими компонентами. Технический результат - снижение капитальных и энергетических затрат, достижение высоких выходов продукта за 1 проход в единицу времени. Рисунки к патенту РФ 2289593 Изобретение относится к способу получения полиэтилена из этилена способ очистки этана от этилена газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем. Полимеризация мономеров в газовой фазе для получения полимеров в реакторе с псевдоожиженным слоем процесс с псевдоожиженным слоем с использованием катализаторов является широко используемым процессом, в особенности для полимеризации этилена в полиэтилен. Здесь псевдоожиженный слой получают пропусканием газов псевдоожижающий газ снизу через тонко раздробленный материал, в случае получения полиолефинов, в способ очистки этана от этилена полиэтилена, обычно частицы полиолефина и катализатор, находящиеся на горизонтальной сетчатой пластине так, чтобы получать при специфических условиях потока состояние, в котором частицы материала в псевдоожиженном слое находятся в непрерывном турбулентном возвратно-поступательном движении по вертикали и таким образом остаются суспендированными в существенной степени. По сравнению с обычными процессами использование процесса с способ очистки этана от этилена слоем для полимеризации этилена позволяет снижение капитальных затрат и резкое понижение энергетических затрат. Европейская заявка на патент ЕР-А 0853091 способ очистки этана от этилена к способу газофазной полимеризации олефинов в присутствии каталитической системы, включающей металлоцен и низший алкан, предпочтительно, н-бутан, н-пентан, н-гексан или изобутан. Европейская заявка на патент ЕР-В способ очистки этана от этилена относится к способу полимеризации или сополимеризации -олефинов в реакторе с псевдоожиженным слоем. Согласно примеру, используют псевдоожижающий газ, который включает 42% по объему этилена, 40% по объему водорода, 10% по объему этана и 8% по объему азота. Решающим фактором в достижении высоких выходов продукта за один проход в единицу времени является удаление тепла реакции, выделяемого при сильно экзотермической полимеризации в псевдоожиженном слое. Температуры, которые являются слишком высокими, могут приводить не только к разложению продукта или катализатора, но и к слипанию полимерных частиц в ходе полимеризации, что способ очистки этана от этилена иметь место даже при относительно низкой температуре. Такое слипание может привести к образованию комков в реакторе и следствием является остановка реактора. Количество полимера, который может быть получен в реакторе с псевдоожиженным слоем заданного размера в определенное время, таким образом, находится в прямой зависимости от количества тепла реакции, которое может быть удалено. В связи с этим существуют ряд возможных методов удаления тепла полимеризации в реакторе с псевдоожиженным слоем. Обычно общепринятым методом является охлаждение циркулирующего газового потока, покидающего реактор, посредством теплообменников вне реактора и затем повторное введение газового потока с помощью сжатия. Недостаток этого метода состоит в том, что циркулирующий газовый поток, который необходим, чтобы принимать тепло полимеризации, должен быть существенно больше, чем газовый поток, реально необходимый для поддержания псевдоожиженного слоя. Другой возможный путь удаления тепла из слоя полимеризации состоит в увеличении доли мономера. Однако этот метод ограничен, поскольку он зависит от активности катализатора, при увеличении способ очистки этана от этилена мономера в газовой фазе увеличивается риск образования осадка при полимеризации из отложений способ очистки этана от этилена пыли на стенке реактора, и таким образом усиливается опасность остановки. Европейская заявка на патент ЕР-В 0089691 относится к непрерывному способу получения полимера в реакторе с псевдоожиженным слоем, в котором непрореагировавший циркулирующий газ частично или полностью охлаждают до температуры ниже точки конденсации так, чтобы получать двухфазную смесь из газа и захваченной жидкости, и повторно вводят в реактор. Испарение конденсированного материала в псевдоожиженном слое позволяет улучшать удаление тепла из псевдоожиженного слоя. Этот метод позволяет значительно увеличить удаление тепла из псевдоожиженного слоя, но имеет недостаток, что требуется значительная схема в инженерном смысле для очистки и введения жидких углеводородных компонентов или для разделения газа и конденсируемого материала. Используемый этилен обычно очищают, то есть удаляют полярные компоненты, способ очистки этана от этилена действуют в качестве каталитических ядов. Кроме того, гидрируют ацетилены, которые аналогично неблагоприятно воздействуют на активность катализатора. Этилен подают в реакционный цикл, чтобы замещать мономер, который был превращен в полиэтилен, а также замещать потери обычно присутствующей относительно малой доли этана, которая обычно в количестве 0,1% по объему представляет собой его максимальное содержание а именно, этилен "полимерной марки". Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать новый метод удаления тепла в процессе с псевдоожиженным слоем для получения полиэтилена из этилена. Для осуществления настоящего изобретения "подаваемый этилен" представляет собой этилен, полученный в производстве этилена в установке крекинга с водяным паром. Этот этилен также содержит ацетилен и этан в доле обычно, например, 5 частей на млн ацетилена и 0,1% по объему этана. Для осуществления настоящего изобретения псевдоожижающий газ представляет собой способ очистки этана от этилена, который подают в псевдоожиженный слой реактора с псевдоожиженным слоем. Он содержит реакционноспособные компоненты, в случае полимеризации этилена, этилен и, если желательно, сомономеры, такие как пропилен, бутилен и т. Псевдоожижающий газ служит, во-первых, для псевдоожижения слоя полимеризации и, во-вторых, для удаления тепла реакции. Для осуществления настоящего изобретения циркулирующий газ представляет собой газ, который покидает реактор с псевдоожиженным слоем после реакции над катализатором полимеризации. Способ в соответствии с настоящим изобретением имеет способ очистки этана от этилена преимуществ по сравнению со способами, известными из предшествующего уровня техники. Во-первых, он предлагает дальнейшую способ очистки этана от этилена увеличения удаления тепла из слоя полимеризации и реакторной системы. Если инертные газы состоят в значительной степени из этана, то есть обычно используемый азот в значительной степени заменен этаном, и добавление других инертных компонентов ограничено заданным минимумом, можно использовать преимущество, что этан имеет более высокую объемную или молярную теплоемкость, чем азот. Таким путем достигают лучшего удаления тепла из слоя полимеризации, и циркулирующий газ можно охлаждать при меньшей разности температур. Следующее преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением состоит в том "загрязненный" этаном этилен может быть использован на стадии полимеризации. На стадии гидрирования ацетилен, присутствующий в "подаваемом этилене", гидрируют до этилена над катализатором гидрирования. Кроме того, в то же самое время обычно образуется этан. Однако отделение этана от используемого этилена затруднительно, так как этилен и этан имеют очень близкие температуры кипения. Полимеризацию этилена в полиэтилен обычно проводят с использованием этилена, имеющего чистоту более или равную 99,9% "полимерной марки". Способ в соответствии с настоящим изобретением делает возможным использование этилена, содержащего от 0,1 до 5% по объему этана, предпочтительно от 0,2 до 0,6% по объему. Это означает, что способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет проводить менее полное отделение этана от этилена, что приводит к экономии в стоимости при получении и очистке этилена, например, в установке крекинга с водяным паром. В дополнение к этану, вводимому через поток "подаваемого этилена", концентрацию этана в этилене, используемом для полимеризации, на стадии гидрирования а доводят заданным образом до такого уровня, чтобы достигнуть желательной концентрации этана в циркулирующем газе, а другие инертные газы, таким образом, в значительной степени заместить этаном, и эту концентрацию поддерживают в циркулирующем газе. Также в рамках изобретения следует использовать в дополнение к этану, уже присутствующему в потоке "подаваемого этилена", подаваемый поток этана. Способ очистки этана от этилена поток "подаваемого этана" может быть потоком прямого крекинга, когда "подаваемый этан", предпочтительно, смешивают с "подаваемым этиленом" перед секцией очистки. Другим источником "подаваемого этана" является циркулирующий газ. Если циркулирующий газ используют в качестве "подаваемого этана", его, предпочтительно, добавляют через линию циркулирующего газа, в которую обычно добавляют перед входом в циркуляционный компрессор способ очистки этана от этилена этилен" или частично гидрированный "подаваемый этилен". Различные источники этана могут также варьироваться в ходе способ очистки этана от этилена полимеризации. В предпочтительном варианте осуществления изобретения при пуске реактора используют "подаваемый этан" от установки крекинга. Затем при достижении условий устойчивого состояния используют "подаваемый этан" из циркулирующего газа. Различное количество компонентов в псевдоожижающем газе, например количество этана и этилена, можно удобно контролировать с помощью газового хроматографа, который обычно присоединяют к линии циркуляции непосредственно перед способ очистки этана от этилена после компрессора циркулирующего газа. Перед входом в реактор псевдоожижающий газ включает от 30 до 80% по объему этилена, от 20 до 70% по объему этана и, возможно, другие компоненты как, например, сомономеры, в особенности, от 0 до 10% по объему азота и от 0 до 5% по объему водорода. Псевдоожижающий газ, предпочтительно, включает от 50 до 65% по объему этилена, от 35 до 50% по объему этана, от 0 до 5% по объему азота, от 0 до 2% по объему водорода относительно общего объема псевдоожижающего газа, и возможно, другие компоненты, например, от 0,1 до 6% по объему гексена. Самое особое предпочтение отдают тому, чтобы фактически весь азот в псевдоожижающем газе был заменен этаном. Этилен и способ очистки этана от этилена сомономеры, присутствующие в псевдоожиженном газе, превращаются в полиэтилен в реакторе с псевдоожиженным слоем. Полиэтилен извлекается из реактора обычно путем периодического или непрерывного открытия задвижки и собирается. Часть газа, присутствующего в реакторе, отводят способ очистки этана от этилена с полиэтиленом выходящий поток. Главную часть выходящего потока возвращают в поток циркулирующего газа, в то время как другую часть выходящего потока выводят из системы. Это приводит к потере инертного газа преимущественно, этана, азота, водорода, и возможно, других компонентов. Эту потерю заменяют соответствующей долей этана в этилене из стадии гидрирования. Стадия гидрирования а На стадии гидрирования ацетилен, полученный при получении этилена, например ацетилен, присутствующий в "сыром этилене", полученном в установке крекинга с водяным паром, гидрируют, так как ацетилен может мешать полимеризации этилена. Кроме того, этилен превращают заданным образом в этан так, чтобы концентрация этана в псевдоожижающем газе, используемом на последующей стадии полимеризации, составляла от 20 до 70% по объему, предпочтительно, от 35 до 50%, по объему относительно общего объема псевдоожижающего газа. В качестве катализаторов гидрирования используют общепринятые катализаторы гидрирования, например катализаторы на основе платины, палладия, родия или переходных металлов, таких как молибден, вольфрам, хром или железо, кобальт, медь и никель, способ очистки этана от этилена можно использовать либо индивидуально, либо в смеси, обычно нанесенными на носители, такие как активированный угль, керамика и т. Гидрирование обычно проводят при температурах от 20 способ очистки этана от этилена 135°С, предпочтительно, от 90 до 95°С, особенно предпочтительно, от 92 до 95°С. Теплоту гидрирования, полученную на стадии гидрирования, предпочтительно, используют для нагревания "подаваемого этилена", что является выгодным для начала и продолжения гидрирования. Полученный этилен очищают, если это необходимо, и вводят в циркулирующий газ, который подают в реактор с псевдоожиженным слоем. Стадия полимеризации б Способ очистки этана от этилена полимеризации, предпочтительно, проводят пропусканием псевдоожижающего газа сквозь псевдоожиженный слой, включающий частицы полиэтилена и катализатор, охлаждением газа, покидающего псевдоожиженный слой, и повторным введением его в псевдоожиженный слой, причем этилен, который вступил в реакцию, заменяют путем добавления к циркулирующему способ очистки этана от этилена или прямого введения в реактор, а полиэтилен выгружают из реактора периодическим или непрерывным открытием задвижек. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, катализатор добавляют с помощью газа, но не с азотом, используя относительно не реакционноспособные, например водород способ очистки этана от этилена инертные, углеводороды в качестве несущего газа, предпочтительно, он имеет очень высокую концентрацию этана, предпочтительно, фактически только этан. В предпочтительном варианте осуществления изобретения используют этан, особенно предпочтительно, "подаваемый этан" из установки крекинга, который, предпочтительно, очищают перед контактом с катализатором. Когда его вводят таким способом, катализатор, предпочтительно, вводят в форме порошка. Используемые катализаторы способ очистки этана от этилена представляют собой соединения, такие как соединения переходных металлов на носителе. Предпочтение отдают соединениям титана, циркония и хрома. Примеры подходящих катализаторов представляют собой катализаторы Циглера и Филлипса или металлоцены переходных металлов групп 4, 5 и 6, предпочтительно, титана, циркония, гафния и хрома, которые включают циклопентадиенильные системы с одним или двумя заместителями, незамещенные или конденсированные. Также можно использовать смеси различных катализаторов в способе в соответствии с настоящим изобретением. Температуры полимеризации обычно составляют от 70 до 125°С, предпочтительно, от 85 до 120°С, особенно предпочтительно, от 90 до 115°С. Давление полимеризации составляет обычно от 10 до 40 бар, предпочтительно, от 20 до 30 бар, особенно предпочтительно, от 20 до 25 бар. Газ, покидающий псевдоожиженный слой циркулирующий газохлаждают, обычно с помощью внешнего теплообменника, и вводят обратно в псевдоожиженный слой с помощью компрессора, служащего, чтобы восстанавливать давление. Прореагировавший -е мономер -ы заменяют способ очистки этана от этилена, очищенным на стадии гидрирования. Его обычно добавляют к циркулирующему газу, но можно также подавать его непосредственно в реактор. Полученный полиэтилен выгружают прямо из реактора, обычно периодическим или непрерывным открытием одной или нескольких задвижек в область более низкого давления. Полиэтилен выгружают через открытые задвижки с помощью газа, присутствующего в реакторе выходящий потокв результате перепада давления. Полиэтилен собирают в выходном сосуде и отделяют от выходящего потока в одну или несколько стадий. Часть выходящего потока может быть возвращена через возвращающий газовый компрессор в поток циркулирующего газа, в то время как другая часть выходящего потока может быть выгружена из системы и заменена соответствующим количеством этана в этилене из стадии гидрирования а или добавлением свежего инертного газа в поток циркулирующего газа. Часть выходящего потока, которую выгружают, предпочтительно, заменяют полностью соответствующим количеством способ очистки этана от этилена в этилене из стадии гидрирования а дополнительно допустимая концентрация этана. Соображения, применяемые к дополнительно допустимой концентрации этана спецификация описаны ниже с помощью примера. В этом сепараторе I пылевидный полиэтилен отделяют от основной части газа из выходящего потока. Эта часть покидает сосуд 14 как поток 15, после чего, если желательно, подпоток 20 удаляют из реакционной системы, например полностью выводят из системы реакции. Пылевидный полиэтилен, в свою очередь, выгружают из сепаратора I периодическим или непрерывным открытием одной или нескольких способ очистки этана от этилена как поток 16 и направляют в сосуд 17 сепаратор IIкоторый работает при давлении обычно от 1,0 до 8 бар, предпочтительно, от 1,1 до 3 бар, особенно предпочтительно, от 1,1 до 1,5 бара. Полиэтилен, выгружаемый из сепаратора I, переносят частью газа, то есть выходящим потоком II см. Единственный поток, покидающий реакционный цикл, представляет собой, таким образом, поток 16 выходящий поток IIидущий в сепаратор II, 17, если игнорировать мелкие потери и возможные вынужденные потоки продувки, например поток продувки 20. В сепараторе II основную часть выходящего потока II отделяют от полиэтилена. Этот отходящий газ поток 22 обычно сжигают. Максимальная концентрация этана в "подаваемом этилене" тогда получается из следующего баланса: выходящий поток II имеет фактически ту же самую концентрацию индивидуальных компонентов, как и газ в реакторе. Массовый поток этана, покидающий реакционную систему, то есть выходящий поток, умноженный на концентрацию этана здесь концентрацию по массеравен вводу этана, то есть потоку "подаваемого этилена", умноженному на максимально возможную концентрацию этана здесь концентрацию по весу. Потоки другого газа инертного газа, вводимые в реакционную систему, игнорируют в целях упрощения. Пример Концентрация азота, приблизительно, 50% по объему в реакторе должна быть полностью заменена этаном. Если выходящий поток II составляет, приблизительно, 8% по объему полученного потока полиэтилена, поток "подаваемого этилена" может содержать максимум, приблизительно, 4% по объему этана. Полиэтилен вместе с некоторой частью газа и поток 25, который теперь также включает азот или другие компоненты, покидает этот сосуд. Газовый поток 25 разделяют на легкие инертные составные части, то есть главным образом, азот и тяжелые составные части, главным образом, этилен и этан. Последний возвращают в реакционную систему циркулирующий газ 12. В зависимости от эффективности разделения, имеется потеря этана, если уместно, малый поток или ряд потоков тяжелых компонентов удаляют из системы спускной вентиль или отводной поток. Если этан используется для промывки, то не требуется сепаратной установки. Газовой поток 25 может быть затем возвращен в установку крекинга для дистилляции или возвращен в реакционную систему. Максимально допустимая концентрация этана в "подаваемом этилене" снова рассчитывается с помощью массового баланса. Взрывозащищенная концентрация этана в свежем этилене может таким образом значительно повышаться, когда весь азот замещен на этан, что позволяет существенно снизить цену свежего этилена. Расход энергии при дистилляции этилена существенно снижается. Азот или альтернативно этан или другой углеводород может потребоваться для подачи катализатора. Если концентрация этана в этилене слишком низка, чтобы возместить все потери инертного газа, свежий этан в большей или меньшей концентрации может быть дополнительно добавлен в поток циркулирующего газа, например, через введение катализатора или независимо от него. Замена азота этаном в инертном газовом компоненте позволяет достигать, вследствие более высокой теплоемкости этана, улучшенного удаления тепла из системы реактора. Этот эффект особенно выражен при высоком содержании инертного газа. Содержание инертного газа в псевдоожижающем газе составляет, следовательно, от 20 до 70% по объему, предпочтительно, от 35 до 50% по объему. Доля полного объема инертного газа, составленная этаном, достигает от 66 до 100% по объему, предпочтительно, от 92 до 100% по объему. Более высокая теплоемкость этана по сравнению с азотом позволяет, в случае замены части азота этаном, более высокую разность температур, применяемую для охлаждения циркулирующего газа при той же самой температуре на выходе реактора. Таким образом, емкость реактора может быть обычно увеличена на 10-35% по сравнению с обычной емкостью. Указывающие цифры на Фиг. Указывающие цифры на Фиг. В другом способ очистки этана от этилена осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, устройство Фиг. Выход из реактора гидрирования 1, предпочтительно, присоединен к колоннам 5 для дальнейшей очистки газа гидрирования перед тем, как этилен вводят в линию циркулирующего газа 12. Линии подачи для этилена 2 и для водорода 3 могут быть соединены в объединенную линию подачи, которая присоединена к реактору гидрирования 1. Настоящее изобретение также обеспечивает использование этана в способе в соответствии с настоящим изобретением для увеличения теплоемкости используемого псевдоожижающего газа. Следующий пример иллюстрирует изобретение. Пример Следующая таблица показывает удельные теплоемкости для различных составов псевдоожижающего газа. Способ получения полиэтилена из подаваемого этилена, который включает: а стадию гидрирования, в которой подаваемый этилен, содержащий примеси или вторичные компоненты, такие, как ацетилен и этан, подвергают взаимодействию с водородом для того, чтобы удалить ацетилен каталитическим гидрированием с образованием этилена, а часть этилена превращают в этан, и б стадию полимеризации, в которой этилен, покидающий стадию аподвергают реакции в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем с образованием полиэтилена, в которой используемый псевдоожижающий газ включает при входе в реактор этилен и от 20 до 70% этана относительно общего объема псевдоожижающего газа, возможно, вместе с другими компонентами, в котором указанная в б концентрация в дополнение к этану, уже присутствующему в подаваемом этилене, получается из заданной конверсии этилена на стадии а в этан и, возможно, подаваемого потока этана, добавляемого к подаваемому этилену. Способ по любому из пп. Способ по любому из пп.



copyright © fsti55.ru