[發(fā)明專利]一種碳二餾分選擇性加氫方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110086158.1
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102206131A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設計）人: 譚都平;梁琨;王建明;車春霞;常曉昕;高源;梁玉龍;林宏
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C7/167;B01J23/50
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張茵

技術領域

本發(fā)明涉及一種選擇加氫方法，特別是一種碳二餾分選擇加氫除乙炔的方法。

背景技術

聚合級乙烯生產(chǎn)是石油化工業(yè)的龍頭，聚合級乙烯及丙烯是下游聚合裝置的最基本原料。其中乙炔的選擇加氫對乙烯加工業(yè)有極其重要的影響，除了保證加氫反應器的出口乙炔含量達標外，催化劑的選擇性優(yōu)良，可以使乙烯盡可能少的生成乙烷，對提高整個工藝過程的乙烯收率，提高裝置經(jīng)濟效益有重要意義。

裂解碳二餾分含有摩爾分數(shù)為0.5％～2.5％的乙炔，在生產(chǎn)聚乙烯時，乙烯中的少量乙炔會降低聚合催化劑的活性，并使聚合物的物理性能變差，所以必須將乙烯中的乙炔含量降到一定限度，才能作為合成高聚物的單體。因此乙炔分離和轉化是乙烯裝置流程中重要的過程之一。

乙烯裝置中催化選擇加氫包括前加氫和后加氫，乙炔前加氫和后加氫是指乙炔加氫反應器相對于脫甲烷塔位置而言，加氫反應器位于脫甲烷塔之前為前加氫，加氫反應器位于脫甲烷塔之后為后加氫。后加氫工藝的優(yōu)點是加氫過程控制手段多，不易飛溫，操作方便，但缺點是催化劑易結焦，催化劑的再生比較頻繁。其原因是在加氫過程中，由于氫氣的配入量少，容易發(fā)生乙炔的加氫二聚反應，生成1，3-丁二烯生成，并進一步生成分子量較寬的低聚物，俗稱“綠油”。綠油吸附在催化劑表面，并進一步形成結焦，阻塞催化劑孔道，使催化劑活性及選擇性下降。

目前碳二后加氫主要采用兩段或三段反應器串聯(lián)工藝，空速較低或炔含量低的裝置，可以采用兩段反應器串聯(lián)。目前工業(yè)裝置，主要以三段反應器串聯(lián)工藝為主。

后加氫物料一般組成為：1.0～2.2％(v/v)的乙炔，65～85％的乙烯，其余為乙烷，氫氣通過計量后配入。

該反應為放熱反應，但溫升相對較低，根據(jù)空速大小，單反應器最大溫升從30～60不等，所以基本采用絕熱反應器。

對兩段反應器，第一段反應器要求轉化70％以上的乙炔，第二段反應器將剩余的乙炔轉化至其含量小于5×10^-6(V/V)。

對空速較高或乙炔含量較高的裝置，一般采用三段反應器工藝，第一段轉化50％左右，其余兩段轉化剩余的乙炔，三段反應器出口乙炔含量小于5×10^-6(V/V)。

氫氣的配入量與乙炔含量及采用工藝有關。對三段反應器工藝，一般第一段反應器氫氣/乙炔為0.8～1.2，第二段反應器氫氣/乙炔為1～1.5，第三段反應器氫氣/乙炔為1.5～3。

對兩段反應器工藝，一般第一段反應器氫氣/乙炔為1～1.5，第二段反應器氫氣/乙炔為2～4。

該反應機理如下：

主反應C₂H₂+H₂→C₂H₄????????ΔH＝-175.7kJ/mol????????(1)

副反應

C₂H₄+H₂→C₂H₆????????????ΔH＝-138.1kJ/mol?????????(2)

C₂H₂+2H₂→C₂H₆?????????????????????????????????????(3)

2C₂H₂+H₂→C₄H₆?????????????????????????????????????(4)

C₂H₂+nC₂H₂+H₂→C_2n+2H_2n+4??????????????????????????(5)

在這些反應中，反應(1)是乙炔加氫，反應(2)和(3)是乙烯加氫。反應(4)是乙炔的加氫二聚，對生成綠油有重要的貢獻，反應(5)是生成綠油的一般反應式。

在這些反應中，只有反應(1)希望發(fā)生的反應，其余均是不希望發(fā)生的反應。