[发明专利]一种乙烷生产乙烯和丙烯的方法和装置

权利要求书

1.一种乙烷生产乙烯和丙烯的方法，包括步骤：

(1)在蒸汽裂解条件下，将乙烷进行裂解反应，得到裂解气；

(2)在引发剂和有机溶剂存在下，将所述裂解气与马来酸酐相接触，所述裂解气中C₄端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；

(3)将步骤(2)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；以所述气相产物的总重量为基准，所述气相产物中C₄端烯烃的含量为1重量％以下；

(4)将步骤(3)得到的气相产物进行气相分离得到乙烯、丙烯和乙烷，并将分离出的乙烷作为循环料加入步骤(1)的乙烷中；

(5)将步骤(3)得到的液固混合物进行分离，得到固体产物和液体，所述固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物；所述液体返回步骤(2)的所述有机溶剂中；

其中，所述裂解气含有0.1～3重量％的C₄端烯烃；在所述裂解反应中，裂解反应温度为780～880℃，乙烷与水蒸汽的重量比为1：(0.3～0.65)；

在步骤(2)中，所述裂解气和马来酸酐的重量比为0.3：1以上；共聚反应温度为50～90℃，共聚反应压力为0～0.25MPa，共聚反应时间为0.5～12h；所述引发剂的用量为马来酸酐的0.01～30摩尔％；所述引发剂为偶氮化合物或有机过氧化物；马来酸酐的用量为所述有机溶剂的30重量％以下。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳二环己酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，马来酸酐的用量为所述有机溶剂的5重量％～25重量％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(2)中，马来酸酐的用量为所述有机溶剂的10重量％～20重量％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述裂解气和马来酸酐的重量比为(0.3～15)：1。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述有机溶剂选自烷烃、芳香烃和分子式为R₁-COO-R₂的有机酸烷基酯中的至少一种，其中R₁和R₂为C₁～C₅的烷基。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述共聚反应为自由基聚合反应。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，进行所述共聚反应的方法包括：将所述有机溶剂、马来酸酐和所述引发剂混合形成有机反应液，然后将所述裂解气加入所述有机反应液中进行共聚反应。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述聚合物为所述裂解气中C₄端烯烃与马来酸酐的交联共聚物；所述聚合物中马来酸酐结构单元的含量为48～52摩尔％，所述聚合物的凝胶含量为85～92重量％。