[发明专利]一种脱除粗乙炔气中高级炔烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及乙炔生产领域，进一步地说，是涉及一种脱除粗乙炔气中高级炔烃的方法。

背景技术

目前，乙炔生产方法主要有天然气法、电石水解法。天然气法是指采用天然气作为原料制取乙炔的方法，主要有部分氧化法、电弧法以及等离子体法。电石水解法是指在高温下将煤和石灰石在电炉中熔融制得电石，电石遇水反应生成乙炔的方法。由于我国用于生产电石的石灰石资源非常丰富，电石水解法制乙炔在我国乙炔生产中占主导地位。根据电石和水加入方法的不同，电石水解法可以分为湿法乙炔和干法乙炔两种工艺。湿法乙炔发生是将电石加入过量的水中发生乙炔的方法，干法乙炔发生则是将适量的水加入到电石中，使电石发生分解反应的方法。干法乙炔生产成本较湿法乙炔生产成本低，同时在节能、节水、环保以及电石渣再利用等方面具有明显的优势，已列入《国家先进污染防治示范技术名录》和《国家鼓励发展的环境保护技术目录》，将逐步取代传统湿法乙炔生产工艺。

目前已工业化的粗乙炔精制技术主要有酸碱洗涤法、次氯酸钠法、溶剂法以及吸附法。

在干法乙炔发生工艺中，发生器内部温度为100～110℃，出口的气相乙炔温度为85～90℃，较湿法工艺高20℃。由于干法乙炔工艺反应温度较湿法乙炔高，容易产生1,3-丁二烯、丁二炔、乙烯基乙炔、乙基乙炔等高级炔烃，因此乙炔中高级炔烃浓度比湿法工艺高，采用传统的次氯酸钠清净、碱洗中和的清净工艺已不能满足下游装置的要求。如PVC生产企业在使用干法乙炔后，次氯酸钠清净工序不能有效脱除高级炔烃，导致下游PVC生产中氯乙烯转化工序汞触媒消耗升高，甚至大幅升高。

酸碱洗涤法使用98％浓硫酸吸收除去粗乙炔气中的高级炔烃和饱和水，采用碱液中和除去CO₂，可获得纯度大于99.5％的乙炔产品。虽然酸碱精制可有效脱除乙炔气中的高级炔烃，但存在酸碱消耗量大、设备易腐蚀、废酸难处理、高级炔烃聚合形成废渣堵塞管道等问题。目前，采用浓硫酸进行清净的企业正积极寻找可替代的方法以降低生产成本，解决废酸带来的环保问题。

溶剂法利用原料气中各组分在溶剂中溶解度的不同，通过在不同的操作温度、压力下进行吸收或解吸来脱除杂质，获得较高浓度的乙炔产品。CN102701896A涉及一种从烃类制取的乙炔混合气中获得高纯度乙炔的复合溶剂及其净化方法。复合溶剂由物理溶剂、脱CO₂化学助剂、添加剂和缓蚀剂组成，净化装置由一个吸收塔和三个解吸塔及其附属设备组成。原料气为从烃类制取的乙炔混合气，乙炔浓度较低，在8％～11％，因此吸收塔的操作压力较高。

CN104230629A提供了一种使用溶剂进行精制脱除杂质的方法。特征是以沸程为185-250℃的液体石蜡、沸程为320-400℃的减一线馏分油、沸程为200-260℃的常二线馏分油、沸程为170-230℃的常一线馏分油中的一种或多种为吸收剂。由于吸收剂为一定沸程的馏分油，造成吸收塔顶的乙炔产品气中含少量的C₃⁺烃，影响了产品质量。

吸附法利用吸附剂对原料气中各组分吸附能力的不同，通过适当地变换压力或温度以实现吸附剂对目标吸附分子的吸附和解吸操作。CN1405129A以活性炭为吸附剂，采用变温变压吸附工艺脱除乙炔原料气中的高级烃类，获得纯度大于99.4％的乙炔产品，乙炔回收率大于99.5％。但由于高级炔烃吸附后容易聚合，使吸附剂活性降低，吸附剂再生困难等原因，使得吸附法的工业化受到限制。

干法乙炔生产的粗乙炔气乙炔浓度高，达到99％以上，为保证装置安全，需要在较低的压力下脱除乙炔中的高级炔烃。采用浓硫酸法脱除粗乙炔气中的高级炔烃，存在酸碱消耗量大、设备易腐蚀、废酸难处理的问题。CN102701896A是针对烃类制取的乙炔混合气进行净化，吸收塔的操作压力较高，如果用于干法乙炔生产的粗乙炔气净化，存在安全问题。CN104230629A存在高级炔烃脱除不彻底、产品中带入C₃⁺的问题。

发明内容

为了解决现有电石干法制乙炔工艺中乙炔清净工序中使用浓硫酸带来的环境污染、设备腐蚀和废酸难处理的问题。本发明提供了一种脱除粗乙炔气中高级炔烃的方法。本发明使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)和水的混合物作为溶剂进行吸收，有效脱除粗乙炔气中高级炔烃的方法，清净后乙炔气中高级炔烃含量低于20ppm。

本发明的目的是提供一种脱除粗乙炔气中高级炔烃的方法。

包括：