[發(fā)明專利]一種碳三液相加氫反應器及碳三加氫反應方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910709556.0
• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN112295511B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 衛(wèi)國賓;穆瑋;張立巖;戚文新
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J8/04;C10G65/06;C10G45/34;C10G45/36;C10G45/40
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發(fā)明公開了一種碳三液相加氫反應器及碳三液相加氫反應方法。反應器的催化劑床層設置為兩部分，催化劑上部床層和催化劑下部床層，催化劑上部床層和催化劑下部床層之間設置層間空隙區(qū)；層間空隙區(qū)的上部設有循環(huán)碳三和氫氣進料分布器，循環(huán)碳三和氫氣進料分布器是以筒體軸為軸心的圓柱體；在循環(huán)碳三和氫氣進料分布器上均勻設有多個圓孔狀氣液出口；層間空隙區(qū)的下部設有二次氣液分配盤。本發(fā)明可以讓MAPD的高轉(zhuǎn)化量階段盡快能發(fā)生在高濃度MAPD條件下；盡量放低催化劑下部MAPD含量，以縮減出口MAPD合格時的丙烯損失，從而獲得更高加氫效率和丙烯選擇性。

技術領域

本發(fā)明涉及石油化工技術領域，進一步地說，是涉及一種碳三液相加氫反應器及碳三加氫反應方法，更具體地說，涉及一種采用反應器中部加入循環(huán)碳三物料和氫氣來提升加氫效率和丙烯選擇性的碳三加氫反應器及應用。

背景技術

石腦油等液態(tài)烴原料經(jīng)蒸汽裂解和分離后，碳三餾分中含有丙烯，丙烷，及少量的丙炔和丙二烯(簡稱MAPD)，MAPD的含量約為1％～5％(體積)。在丙烯聚合反應中，MAPD會降低聚丙烯催化劑的活性，影響聚合級丙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。為了將MAPD從碳三餾分中脫除，當前工業(yè)上采用催化選擇加氫和溶劑吸收法脫除MAPD。由于催化加氫法工藝流程簡單，沒有環(huán)境污染，所以催化加氫法的應用日益普遍。

碳三餾分催化加氫技術主要采用固定床反應器，分為等溫固定床反應器和絕熱固定床反應器。等溫固定床反應器具有良好的傳熱性能，單位床層具有較大的傳熱面積，管內(nèi)溫度較易控制，適用于碳三餾分氣相加氫工藝，但由于設備投資大，氣相物料需換熱冷卻進入下游，能耗較高，其局限性日益突出。絕熱固定床反應器，反應器外殼包裹絕熱保溫層，使催化劑床層與外界沒有熱量交換。中空圓筒的底部放置擱板，上面堆放固體催化劑，氣液相物料從上而下通過催化劑床層。其結(jié)構(gòu)簡單，床層橫截面溫度均勻，單位體積內(nèi)催化劑裝填量大，即生產(chǎn)能力大，比較適合于熱效應不大的反應，非常適合碳三餾分液相加氫工藝。

傳統(tǒng)的碳三餾分固定床液相加氫工藝中，原料與氫氣混合后從反應器上部進入，從上而下通過催化劑床層，反應后的氣相中含有大量氫氣和少量烴類，液相產(chǎn)物主要以烴類為主，氣相和液相產(chǎn)物一起由反應器底部的出料口采出，在經(jīng)過換熱器和/或冷卻器降低溫度后，經(jīng)過壓力平衡罐穩(wěn)壓后進入到下游丙烯精餾塔。

戴偉、張立巖等的專利CN101139242公布了一種碳三餾分液相選擇加氫方法，取消了反應器出口的冷卻器，并將壓力平衡罐改為氣液分離罐，并在氣液分離罐上部設有冷凝器，將少量的氣相碳三餾分冷凝為液相。與傳統(tǒng)的碳三加氫技術相比，該方法減少了設備投資，降低了丙烯精餾塔的分離負荷，甚至可以省去巴氏精餾段，但受管道傳輸?shù)挠绊懀瑲庖悍蛛x罐的溫度受物料流量影響較大，冷凝器控制難度較大，很容易造成整個碳三加氫系統(tǒng)的壓力波動，影響催化加氫反應。

在固定床加氫反應器內(nèi)，形成了氣-液-固三相共存的反應體系，反應效率高低取決于氣-液-固三相的相間傳質(zhì)速度。由于氣相需要溶解到液相中，才能與固相(催化劑)發(fā)生吸附反應，所以氣相分布方式對反應器的傳質(zhì)效率和氫氣使用效率有重要影響。

甘永勝和李斌等的專利CN101279229公布了一種反應器的氣液分布器，氣相從氣液分布器的液相通道管頂部小孔橫向進入反應器，液相從氣液分布器的液體通道管小孔流出，形成不同直徑的環(huán)形分布，改善反應器內(nèi)部氣液分布。

葉汀的專利CN20286053公布了一種液體分布器，在分布器底部設置滴液頭，提高了液滴分布的均勻程度以及液相與氣相的反應質(zhì)量。

乙烯裂解裝置中，由脫丙烷塔塔頂或/和脫乙烷塔塔底采出的富含丙烯的新鮮碳三物料中普遍含由5-8mol％甲基乙炔(MA)和丙二烯(PD)。通過加氫反應器產(chǎn)出的已脫除MAPD的循環(huán)碳三物料來稀釋新鮮碳三物料的方式，將反應器入口物料中MAPD含量降低至2％左右，再進行加氫反應。

碳三液相加氫為精制反應，MAPD普遍需脫除至幾個或幾十個ppm。為保證出口MAPD合格，入口MAPD含量越高，損失丙烯越高。