[发明专利]一种乙烯环氧化开车方法

说明书

本发明属于乙烯环氧化工艺领域，涉及一种乙烯环氧化开车方法。包括以下步骤：S1.开车前，将反应器床层温度预热至230℃以上，通入氮气对催化剂进行脱胺处理；S2.在220℃至235℃的反应温度下，通入含有乙烯、氧气和调节剂的进料气体，在乙烯环氧化高选择性银催化剂的作用下，反应生成环氧乙烷产物以及包括二氧化碳的副产物，包括副产物二氧化碳的循环气返回反应器入口。根据本发明的方法，在催化剂启动开车初期约0‑144小时内，可使装置负荷顺利提升至装置要求的满负荷。催化剂选择性拉升迅速且活性稳定，为后续催化剂高效稳定运行打下基础，此外，本发明的方法中开车过程中催化剂整体活性提升平稳，避免了局部放热量过大的问题。

技术领域

本发明属于乙烯环氧化工艺领域，涉及乙烯环氧化制备环氧乙烷和乙二醇工艺中的工艺控制问题，更具体地，涉及一种快速拉升负荷与选择性的乙烯环氧化开车方法。

背景技术

环氧乙烷是一种重要的乙烯衍生物，由于其化学性质活泼，是一种重要的化工中间体和有机溶剂，被广泛应用于杀菌剂、抗酸剂、增塑剂、乳化剂等的制备上。乙二醇是环氧乙烷最主要的下游产品，也是一种应用很广的有机溶剂和表面活性剂。目前市场对于环氧乙烷和乙二醇的需求和其产能逐年递增，其下游市场前景十分广阔。

工业上乙烯环氧化生成环氧乙烷的反应中，含有乙烯和氧气的混合气在银催化剂的作用下在一定反应条件下生产环氧乙烷，同时产生少量的二氧化碳、水等副产物。目前，银催化剂在工业上乙烯环氧化领域仍是唯一在实际生产中广泛使用的有效催化剂，该催化剂通常以氧化铝为载体，以银为活性组分，同时包含一定其他元素的助剂和共助剂以提高其催化性能。

目前工业上成熟应用的乙烯环氧化催化剂只有银催化剂一种。各种不同类型，不同型号的催化剂，其主要的催化成分，都是银元素。其中，活性组分的差异主要是银含量的区别。一般已经成熟工业化应用的银催化剂的银含量都在15％-45％之间。除了活性组分银以外，催化剂还必须加入其它不同种类的助剂。助剂的添加从开始的单一助剂发展到含多种成分的结合型或协同型助剂，助剂成分及其在催化剂中的含量成为银催化剂研究的重要组成部分。

催化剂制备的不断创新优化是研发的一个方面，另一方面，工艺条件的优化也是研究的重点方向。催化剂的反应开车启动，是整个反应工艺的第一步，也是最重要的一道工序。

用于高选择性催化剂开车启动的专利很多，如催化剂预氯化、对催化剂进行热处理等。US20090281339公开了在反应器内，高选择性环氧化催化剂与原料乙烯，氧气和有机氯(氯乙烯)接触一段时间，检测反应器出口气体，直到在反应器出口气体或循环气体中检测到至少1×10^-5％mol氯乙烯增量，随后调节原料中氯化物的量，使其值足以基本最优选择性生产环氧乙烷。

针对乙烯环氧化工艺的启动方法也有大量的研究报道。CN 101711239 B提供了一种用于实现环氧化过程的受控启动温度的方法，该受控的启动温度高于通过利用外部热源所能够达到的最高反应器温度，温度范围约在240℃-290℃。该方法利用在反应器中的内部反应热使床层温度和反应器温度达到适合调整高选催化剂的温度。

CN 102666514 B介绍了一种用于启动乙烯环氧化的方法。包括以下步骤：通过在180℃-210℃的温度范围内，在环氧化催化剂存在下，通入乙烯和氧气组成的原料气。并向原料气中添加约0.05-2ppm的减速剂；约在12小时至60小时内将所述第一温度升高至240℃-250℃的第二温度，并保持约50小时至150小时。

CN 102666515 B提供了一种乙烯环氧化工艺的启动方法。包括将含有乙烯和氧气的原料气在180℃-210℃的第一温度下引发反应，保持第一温度6-50小时的一段时间升温至230℃-290℃的第二温度。此时，加入足量浓度的调节剂使得在达到第二温度以后催化剂上吸附的调节剂的量约为10-50g/m³催化剂；继续将第二温度维持约50-350小时的一段时间，同时将原料气中加入0.5％-25％的二氧化碳；将第二温度降至第三温度，同时将调节剂浓度升高。