[发明专利]分离乙烯中低浓度乙炔的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及气体分离技术，具体是一种分离乙烯中低浓度乙炔的生产工艺。

背景技术

乙烯是石油化工行业的基础原料，其生产能力被看作一个国家经济实力的体现。乙烯一般通过石油，石脑油的裂解获得。裂解气组分含量复杂，除乙烯外还含有烷烃、炔烃等，为下游聚乙烯产品的生产需要，乙烯的纯度要达到99.9％。其中，杂质乙炔与乙烯在沸点，动力学直径，分子极性等基本物理学性质方面非常接近，常规的分离方式很难将其分离。而少量乙炔(<3％)的存在会严重影响乙烯的下步聚合反应，给裂解气中乙烯的高效利用带来了困难。

目前，工业上分离乙烯中低浓度乙炔的主要技术有深冷分离分离、溶剂吸收分离等，但这些方法存在能耗高、分离效率低等缺陷。其中更因为乙烯与乙炔有非常接近的动力学直径，并且都属于极性气体，所以还没有高效的吸附剂，能够高效的分离乙烯中低浓度的乙炔。

发明内容

本发明为了解决现有技术难以实现乙烯/乙炔分离，提供了一种分离乙烯中低浓度乙炔的生产工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种分离乙烯中低浓度乙炔的生产工艺，乙烯-乙炔混合气体与吸附剂柔性材料TUT-1或TUT-2相接触，利用吸附法实现乙烯乙炔的分离。

所述柔性材料TUT-1和TUT-2分别为国际分子科学学报(Int.J.Mol.Sci.)2010,11,3803-3845,柔性二维正方形网格配位聚合物结构与功能中公布的ELM-11，ELM-13。

本发明所述分离乙烯中低浓度乙炔的生产工艺适用于任意浓度百分比(VOL％)的乙烯-乙炔混合气体。即使是<3％的乙炔，乙烯和乙炔的分离纯度都分别能够达到99％以上。

具体实施时，所述的柔性材料TUT-1和TUT-2需经过造粒制备成颗粒状。

进一步需要说明的是，该生产工艺是在吸附床内实施的，且吸附床的进气端和出气端分别加入了多孔聚乙烯纤维作为弹性缓冲层。该弹性缓冲层有效的保证了气体流速的稳定和气路的通畅。该种材料具有很好的弹性和支撑性，并且不易吸潮。

具体应用时，乙烯-乙炔混合气体进入吸附床的流量及吸附床内的温度和压力均恒定。

为了解决现有技术中制备柔性材料TUT-1和TUT-2存在的方法复杂、设备需求高等问题，发明人进一步提供了柔性材料TUT-1和TUT-2的制备方法。

柔性材料TUT-1的制备方法为：在四氟硼酸铜水溶液中滴加4,4'-联吡啶乙醇溶液混合均匀，其中四氟硼酸铜和4,4'-联吡啶的物质的量之比为1:2，在控温搅拌条件下恒温25℃反应60min，反应后的溶液恒温25℃，密封静置12小时，用乙醇/水混合溶液洗涤，洗涤后的沉淀物自然干燥，然后置于真空烘箱中，抽真空至真空度10^-3Pa并加热至110℃，直至样品重量保持不变，得到柔性材料TUT-1。

优选的，在制备TUT-1时，四氟硼酸铜水溶液和4,4'-联吡啶乙醇溶液的浓度都是1mol/L。

柔性材料TUT-2的制备方法为：在四氟硼酸铜水溶液中滴加4,4'-联吡啶乙醇溶液混合均匀，再向其中滴加三氟甲基三氟硼酸钾水溶液，静置。其中，四氟硼酸铜、4,4'-联吡啶和三氟甲基三氟硼酸钾的物质的量之比为1:2:2，在控温25℃条件下密封静置7天，用乙醇/水混合溶液洗涤，洗涤后得到蓝色晶体，然后置于真空烘箱中，抽真空至真空度10^-3Pa并加热至100℃，直至样品重量保持不变，得到柔性材料TUT-2。

优选的，在制备TUT-2时，四氟硼酸铜水溶液，4,4'-联吡啶乙醇溶液和三氟甲基三氟硼酸钾水溶液的浓度分别为1mol/L，2mol/L，2mol/L。

采用本发明所述方法，可以从混合气中得到浓度大于99％的乙烯和乙炔，无原料损失，设备投资较小，开停车灵活，操作简便；分离获得的两种气体可直接用于工业，高效便捷。

附图说明

图1为柔性材料TUT-1和TUT-2分别对于乙烯与乙炔的吸附曲线。

图2为常温常压(25℃，2bar)下，柔性材料TUT-1和TUT-2分别对于乙烯-乙炔(乙炔＝1％)混合气的分离曲线。

图3为固定床气体分离装置的结构示意图。图中：1-原料气储罐，2-一号吸附床，3-二号吸附床，4-乙烯储罐，5-乙炔储罐，6-质量控制流量计，7-多孔聚乙烯纤维。

具体实施方式

实施例1

一种柔性材料TUT-1的制备方法