[发明专利]一种乙烯法制环氧乙烷中高纯度高收率甲烷致稳气净化与再利用方法

说明书

本发明公开了一种乙烯法制环氧乙烷中高纯度高收率甲烷致稳气净化与再利用方法，包括如下步骤：（1）天然气进入脱烃脱碳脱水的PSA系统得到非吸附相气体的甲烷产品气，作为乙烯法制环氧乙烷（EO）致稳气进入反应器反应；（2）从（1）中得到吸附相气体，部分返回到环氧乙烷反应循环气反应；（3）反应所形成反应循环气，部分返回到环氧乙烷反应器，部分进入CO2吸收塔进行脱碳形成不凝气体返回到反应器；（4）EO汽提塔顶气进入EO再吸收塔形成的不凝气体进入全温程变压吸附（FTrPSA）回收乙烯，流出富甲烷尾气部分返回到（1）；流出富乙烯气体部分返回到反应循环气循环使用，部分外送去乙烯精馏进回收精制乙烯，作为EO反应所需的乙烯循环使用。

技术领域

本发明涉及在石油化工、精细化工领域中的天然气净化及综合利用，更具体的是涉及一种乙烯法制环氧乙烷中高纯度高收率甲烷致稳气净化方法。

背景技术

环氧乙烷（EO）及其下游的乙二醇（EG）作为乙烯的主要衍生物，广泛应用于表面活性剂、合成纤维等领域，其中，环氧乙烷生产的关键技术除选用活性好、选择性高、寿命长的乙烯氧化催化剂及相应的操作条件外，反应过程中致稳剂（气）的使用也被工艺商和生产厂家公认为重要的技术环节，其关系到EO生产装置的稳定性、安全性及经济性。而甲烷作为乙烯直接氧化生产EO过程的致稳气，目前已被业界广为应用。相较于氮气致稳，不仅增加了生产过程的稳定性和安全性, 而且有显著的经济效益。

在乙烯直接氧化生产EO过程中，采用甲烷作为致稳的优点为，第一，缩小了爆炸范围，提高了反应的安全性。由于乙烯直接氧化生产EO的原料气乙烯、氧气及产品EO均是易燃易爆的危险化学品，通过加入甲烷致稳气，用来稀释乙烯、氧气及EO的浓度，使得这些危险化学品的工作浓度稀释至各自在空气中的爆炸极限以下，比如，用氮气作为致稳气，乙烯的工作浓度为20%（v）、氧气为7%，用甲烷致稳，乙烯为25%，氧气为8%；第二，移出更多的反应热，提升了反应器操作的安全性及稳定性。由于甲烷比氮气具有更大的热容，对乙烯直接氧化所放出的大量热量，甲烷是具有良好的撤热（移热）介质，对降低整套装置运行中出现的局部过热或导致的飞温、延长催化剂使用寿命、提高EO选择性及使反应稳定安全均有较大的作用；第三，增加反应的稳定性与EO选择性。相较于氮气致稳，甲烷作为致稳气，使得原料气中的乙烯、氧气工作浓度提升，使得反应速率提高，进而可以在较低的反应温度下进行反应，同时减少了副反应的发生，进而提升了反应的稳定性与EO选择性。同时，也就相应地减少了乙烯及氧气的单耗，增加了经济效益；第四，进一步节能。甲烷致稳在同样产能条件下的反应温度与循环气量，相较于氮气明显下降，使得蒸汽加热能耗及循环气压缩功耗有所下降。