一种用于乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂

摘要

本发明涉及一种用于乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，包括如下重量份的组分：2‑甲基环己基醋酸酯0.5‑15份，选择性溶剂50‑85份，离子液体0.5‑15份、供氢剂0.3‑10份。所得液相溶剂不仅可将催化剂均匀分散在液相溶剂中，及时移走反应热量，防止催化剂烧结、失活等现象，而且在反应气体进入液相溶剂后，能高效地为催化剂活性中心吸附的乙炔加氢提供氢自由基，提高催化剂的效能，避免了乙炔自聚生成绿油聚合物对催化剂的覆盖，延长催化剂寿命；同时，液相溶剂系统的沸点提高，保证反应器所需溶剂的浓度及粘度，减少下一步工序中溶剂回收的负荷，有效地降低了装置的能耗水平。

权利要求

1.一种用于乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：

2-甲基环己基醋酸酯0.5-15份，选择性溶剂50-85份，离子液体0.5-15份、供氢剂0.3-10份；

其中，所述选择性溶剂为N-甲基吡咯烷酮、2-甲基甲酰胺与甲基丙烯酸甲酯的组合；

所述离子液体为[BMIM](MeO)2PO2；

所述供氢剂为2,6-萘醌或六羟基-1,4-萘二酮。

2.根据权利要求1所述的液相溶剂，其特征在于，由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯0.5-15份，2-甲基甲酰胺3-8份，甲基丙烯酸甲酯0.5-4份，N-甲基吡咯烷酮50-

85份，离子液体[BMIM](MeO)2PO20.5-15份，供氢剂2,6-萘醌0.3-10份。

3.根据权利要求2所述的液相溶剂，其特征在于，由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯8-15份，2-甲基甲酰胺8份，甲基丙烯酸甲酯2份，N-甲基吡咯烷酮55-65份，离子液体[BMIM](MeO)2PO22-5份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

4.根据权利要求3所述的液相溶剂，其特征在于，由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯8份，2-甲基甲酰胺8份，甲基丙烯酸甲酯2份，N-甲基吡咯烷酮65份，离子液体[BMIM](MeO)2PO2 2份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

说明书

一种用于乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，属于乙烯制备技术领域。

背景技术

[0002] 在煤化工技术中，以煤为原料通过电石工艺或以天然气为原料通过非催化部分氧化工艺制取乙炔，再以乙炔为原料，在选择性加氢催化剂作用下，通过加氢制备乙烯产品。由于乙炔加氢反应是瞬间强放热反应，国内外实验表明采用固定床反应器进行乙炔加氢反应时，反应会出现热量瞬间的大量积累，造成“飞温”现象。因此国内外对乙炔加氢反应的倾向于采用了传质、传热性能均较好的浆态床作为乙炔选择性加氢的反应器。

[0003] 目前实验揭示乙炔加氢制乙烯反应的最佳温度在160℃左右，正好在该溶剂系统的沸程之内，随着反应过程的进行，溶剂中的NMP、DMF等溶剂不断蒸发，会随着目的产物乙烯气体的逸出脱离反应系统，导致反应器溶剂体系的浓度及粘度不断增大，溶剂的逸出会还增加溶剂回收工序的负荷，造成生产成本大幅度上升。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种用于乙炔加氢制乙烯浆态床的多组分液相溶剂，其具有良好的氢自由基吸附供给功能及提高溶剂系统沸点的能力。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种用于乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，包括如下重量份的组分：2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)0.5-15份，选择性溶剂50-85份，离子液体0.5-15份、供氢剂0.3-10份。

[0007] 本发明所得液相溶剂可将催化剂均匀分散在液相溶剂中，当反应气体进入液相溶剂后，能高效地为催化剂活性中心吸附的乙炔加氢提供氢自由基，并不断补充到催化剂活性中心，促进了乙炔加氢正反应的进行，大大提高了加氢催化剂的效能，避免了乙炔自聚生成绿油聚合物对催化剂的覆盖，从而减少催化剂积碳与失活，延长催化剂寿命；同时，液相溶剂系统的沸点由此前的160-208℃提高至218℃，大大降低乙烯对溶剂的夹带，可保证反应器所需溶剂的浓度及粘度，避免了液相溶剂系统的饱和蒸汽压较低，易挥发而造成乙烯中溶剂含量较高，减少下一步工序中溶剂回收的负荷，有效地降低了装置的能耗水平。

[0008] 本发明所述的液相溶剂中，所述选择性溶剂选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、2-甲基甲酰胺(DMF)、一甲胺(MMA)或环己酮中的一种或多种；优选N-甲基吡咯烷酮(NMP)、2-甲基甲酰胺(DMF)与一甲胺(MMA)的组合。

[0009] 本发明所述的液相溶剂中，所述离子液体为[BMIM][BF4]、[BMIM][PF6]、[BMIM][SbF6]、[BMIM]Cl、[BMIM]Br、[BMIM](MeO)2PO2、[BMIM]DMP中的一种或多种；优选[BMIM](MeO)2PO2。经实验验证，在相同的催化剂作用下，加入离子液体的2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)液相溶剂相比未加入离子液体的液相溶剂，其反应速率提高5倍。

[0010] 本发明所述的液相溶剂中，所述供氢剂为环烷基芳烃类或/和石油煤焦油高芳烃馏分油；其中，所述环烷基芳烃类选自2,6-萘醌、六羟基-1,4-萘二酮等。

[0011] 作为本发明优选的实施方式，所述液相溶剂由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)0.5-15份，2-甲基甲酰胺(DMF)3-8份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)0.5-4份，N-甲基吡咯烷酮(NMP)50-85份，离子液体[BMIM](MeO)2PO20.5-15份，供氢剂2,6-萘醌0.3-10份。

[0012] 进一步优选，所述液相溶剂由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)8-15份，2-甲基甲酰胺(DMF)8份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)2份，N-甲基吡咯烷酮(NMP)55-65份，离子液体[BMIM](MeO)2PO2 2-5份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

[0013] 更进一步优选，所述液相溶剂由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)8份，2-甲基甲酰胺(DMF)8份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)2份，N-甲基吡咯烷酮(NMP)65份，离子液体[BMIM](MeO)2PO2 2份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

[0014] 本发明所述液相溶剂可采用本领域常规的混合方式即可，即将各组分按比例混匀制得。

[0015] 本发明所述方案的有益效果如下：

[0016] (1)本发明所得液相溶剂对乙炔有相对高的溶解能力，乙炔含量可从原来的40g/L提高到50～150g/L；对乙烯溶解度小且密度差大；对催化剂无毒化作用，毒性小且价廉易得。

[0017] (2)使用本发明所述液相溶剂能有效地将加氢催化剂均匀分散在液相溶剂中，所吸附的氢自由基及乙炔紧紧围绕在催化剂活性中心，有利于反应正向进行，提高加氢效率。

[0018] (3)由于液相溶剂的沸点提高，会大大降低目的产物乙烯气体对溶剂的夹带，保证了反应器所需溶剂的浓度及粘度，避免了液相溶剂系统的饱和蒸汽压较低，易挥发而造成乙烯中溶剂含量较高，减少下一步工序中溶剂回收的负荷，有效地降低了装置的能耗水平，使得同一规模的乙炔加氢制乙烯生产装置使用新型溶剂体系后装置产能提高30％。采用新型溶剂体系与采用目前溶剂体系相比，项目总投资减少20％以上。

具体实施方式

[0019] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0020] 实施例1

[0021] 一种液相溶剂，由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)8份，2-甲基甲酰胺(DMF)8份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)2份，N-甲基吡咯烷酮(NMP)65份，离子液体[BMIM](MeO)2PO2 2份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

[0022] 实施例2

[0023] 一种液相溶剂，由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)10份，2-甲基甲酰胺(DMF)8份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)2份，N-甲基吡咯烷酮(NMP)60份，离子液体[BMIM](MeO)2PO2 5份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

[0024] 实施例3

[0025] 一种液相溶剂，由如下重量份的组分制得：2-甲基环己基醋酸酯(MCHA)15份，2-甲基甲酰胺(DMF)8份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)2份，N-甲基吡咯烷酮(NMP)55份，离子液体[BMIM](MeO)2PO2 5份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

[0026] 对比例1

[0027] 一种液相溶剂，由如下重量份的组分制得：2-甲基甲酰胺(DMF)8份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)2份，N-甲基吡咯烷酮(NMP)75份，供氢剂2,6-萘醌0.3份。

[0028] 效果验证

[0029] 取实施例1-3、对比例1所得液相溶剂85.3g分别装入含有钯触媒0.2g的浆态床中，催化剂颗粒呈均匀分散于液相溶剂中；将乙炔与氢气混合后从浆态床底部通入，操作压力0.1MPa，反应温度160℃，氢气与乙炔体积比为4:1，空速为1800mL/(gcat.h)，反应产品气从浆态床反应器顶部流出。

[0030] 检测方法：GC7900，FID检测器、毛细管柱及气相色谱仪。

[0031] 检测结果如下表所示。

[0032]  实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
乙炔转化率％ 98 97 95 92
乙烯收率％ 86.5 85 84.5 73.4
催化剂寿命h 347 352 353 232
绿油含量％ 0.02 0.04 0.04 1.67

[0033] 由上表可知，在相同的实验条件下，采用本发明所述的液相溶剂加氢制备乙烯，乙炔的转化率、乙烯收率均高于对比例，且绿油含量远低于对比例，催化剂使用寿命得以明显延长，取得了显著的技术效果。

[0034] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。