[发明专利]乙醇经催化脱水生产乙烯的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生物化工技术领域，具体涉及一种以乙醇为原料选择性脱水生 成生物基乙烯的工艺。

背景技术

乙烯作为基本的有机化工原料和石油化工业的龙头产品，被誉为“石油化工 之母”，随着化工、能源、材料等乙烯衍生物产业的快速发展，乙烯的产需矛盾 日益突出。目前，国内外乙烯生产方法主要采用石油原料催化裂解法生产，近 几年对非石油原料生产乙烯的研究有新的突破，如专利CNi569783A和专利 CN1317468A报道了以乙炔为原料加氢制备乙烯的新工艺、专利CN86104433A 报道了以乙烷和丙烷选择性生产乙烯和丙烯的方法、专利CN86102492A报道了 乙烷低温氧化脱氢生产乙烯的方法、专利CN1131190C和专利CN1269341A报 道了一种乙烷氧化裂解制乙烯工艺：专利CN1092171C，专利CN1280117A报道 了用甲烷转化法高效生产乙烯的方法及装置。但是这些方法不可避免需要面对 化石资源短缺和环境污染严重的难题，而生物基乙烯是生物基平台化合物的重 要课题，由生物基乙烯为基础，可以开发出上百上千种的重要产品，以丰富的 农、林副产品，废弃物为原料，可将这些资源转化为高附加值的精细化工产品， 在满足国内外经济建设需求的同时，部分替代了宝贵的一次性资源-石油，对建 立资源节约型社会做出应有贡献。如何优化乙醇脱水制乙烯的工艺成为重中之 重，如专利CN101172919和CN101134704报道了利用乙醇制取乙烯的生产方 法，很有前瞻性和创新性，关键在于拥有一种系统集成，资源、能源高效利用 和绿色环保，经济效益和市场竞争力极好的工艺，其工艺和催化剂应能够更好 的用于大规模工业化生产，在整体系统中资源的循环、综合、高效利用情况有 更大的突破。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙醇蒸馏和催化脱水制乙烯耦合集成的工艺。

为了达到上述目的本发明乙醇经催化脱水生产生物基乙烯的工艺步骤如 下：

a.发酵醪液经蒸馏系统得到浓度为95％以上的乙醇；

b.将乙醇经过滤系统纯化；

c.该纯化后的乙醇进入预热器，加热至150-400℃，将乙醇与过热蒸汽混合得 到混和蒸汽，然后进入过热器；

d.混合蒸汽进入气-固催化反应器中，在催化剂的作用下经脱水反应得到粗乙 烯；

e.将粗乙烯送入急冷塔冷却后，使用气液分离装置得到乙烯气体；

f.乙烯气体依次通过洗涤、干燥得到乙烯产品。

步骤b中，过滤系统包括过滤器，过滤器的材料为棉、纤维素、玻璃纤维、 聚丙烯、尼龙、聚苯硫醚纤维。

步骤c中，乙醇-水混合蒸汽直接通过以次生蒸汽为热源的预热装置加热。

步骤d中，乙醇经脱水反应，通过急冷塔时产生的次生蒸汽用于乙醇蒸馏 和乙醇-水混合蒸汽的预热，脱水后产生的水作为工艺用水，所述的工艺用水包 括锅炉的稀释给水及制取低压蒸汽用水。

步骤d中，所述的催化剂为HZSM-5分子筛或α-Al₂O₃。

所述的冷凝装置后接气液分离装置，冷凝后的水和乙醇作为补充原料返回 原料混合预热。

步骤f中，乙烯气体依次通过水洗塔、压缩机和碱洗塔进行洗涤；洗涤后的 气体进入由两个或两个以上干燥塔组成的干燥系统进行干燥；干燥后的气体经 过乙烯压缩系统压缩后，通过缓冲罐，经成品检验后，送入存储罐。