[發明專利]碳二加氫反應器的控制方法及應用

有效

• 申請號: 202011081334.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN114425273B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 衛國賓;張立巖;戚文新;李前
• 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: B01J8/00
• 分類號: B01J8/00;C07C5/05;C07C11/04;G05D27/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本公明公開了一種碳二加氫反應器的控制方法及應用。其中，碳二加氫反應器的控制方法，包括：獲取多段床碳二加氫反應器的床層總段數和多段床碳二加氫反應器實時總入口物料中乙炔體積含量；得到除末段床外的各段床碳二加氫反應器的乙炔加氫轉化率設定值C_n，得到末段床碳二加氫反應器的乙炔加氫轉化率設定值；獲取各段床碳二加氫反應器的乙炔加氫轉化率實際值C′_n，根據各段床碳二加氫反應器的乙炔加氫轉化率實際值C′_n調整各段床碳二加氫反應器的操作條件，使各段床碳二加氫反應器的乙炔加氫轉化率實際值與設定值的差位于設定參數內。該方法達到提升中碳二加氫反應器的運行穩定性，獲得最佳乙烯收率，提高乙烯收率，延長催化劑運行周期的目的。

技術領域

本發明屬于石油化工領域，更具體地，涉及一種碳二加氫反應器的控制方法及應用。

背景技術

乙烯技術是石油化工的龍頭技術，乙烯技術水平被看作是衡量一個國家石油化工發展水平的重要標志。乙烯裂解裝置生產的三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)是石油化學工業的基礎原料，三烯產量的高低是衡量一個國家石油化工發展水平的主要標志。

乙烯裂解裝置中石腦油等液態烴原料經蒸汽裂解和分離后，碳二餾分中含有乙烯，乙烷，及少量的乙炔，乙炔含量約為0.5％～3％(體積)。在下游聚合反應中，乙炔的存在會使聚烯烴促進劑中毒，為獲得聚合級乙烯，必須將乙炔除去。目前廣泛使用的脫除乙炔方法為催化選擇加氫法。碳二餾分中乙炔的脫除，主要采用溶劑吸收法和催化選擇加氫法兩種工藝。

由于催化選擇加氫法工藝流程簡單，能耗較少，沒有環境污染，增加目的產物的產量，且隨著新型高效加氫催化劑的性能不斷提高，加氫法的應用日趨普遍，成為目前最常用的經濟簡單方法。根據工藝路線的不同，其又可分為前加氫和后加氫兩種。后加氫工藝適用于主要包括順序分離、前脫丙烷后加氫以及前脫乙烷后加氫等分離流程，它們是將裂解氣中所含氫氣、CO、甲烷等輕質餾分和碳三或/和碳四以上等重質餾分后，再將氫氣適量配入到所剩的純碳二餾分進行加氫的過程。

碳二加氫反應器單元是乙烯產品精制的一個重要環節，它是在催化劑的作用下，把碳二餾分中乙炔選擇加氫轉化為乙烯。如果乙炔過量加氫生成乙烷導致乙烯損失；或者乙炔發生聚合反應生成低聚物甚至高聚物，影響反應器使用周期；又如乙炔加氫活性不佳，造成反應器出口乙炔濃度未能控制指標要求范圍內，使產品乙烯不合格，這些都會對乙烯產品以及下游產業鏈起到直接的影響，所以碳二加氫反應器運行的好壞無論對企業效益還對國計民生都會產生至關重要的作用。

碳二加氫催化劑普遍采用鈀系貴金屬作為活性組分，生產供應商包括中國石化催化劑公司、CLARIANT公司，PHILLIPS公司等。各個廠商的各牌號催化劑的反應熱力學參數、表面吸脫附反應速率以及工藝敏感度不盡相同，需要通過針對性的調整優化才能保證其發揮最佳性能。

目前碳二加氫反應器的生產控制普遍采用手動調控，由技術人員手動調節控制相關參數。因裂解分離流程冗長，工藝復雜，人員精力有限，無法對碳二加氫反應器做到實時監控和調整優化。當碳二加氫系統出現物料組成、壓力、溫度、流量、氫氣波動等不穩定情況時，單靠加氫系統自身來恢復穩定是非常緩慢的，多次波動所產生的疊加現象，使系統長時間處于亞穩定狀態，易造成反應器出口漏炔和乙烯損失，影響產品乙烯收率和精餾塔分離效果。

目前碳二加氫反應器操作采用人工經驗和手動調節的方法，受催化劑性能和反應器設計影響，多段床碳二加氫反應器的各段床協同控制難度較大，經常過加氫或加氫不足問題，導致多段床碳二加氫反應器的總乙烯選擇性偏低或漏炔。個別床反應器的超載運行，縮短碳二加氫反應器整體使用周期。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種碳二加氫反應器的控制方法及應用，至少解決現有技術中碳二加氫反應器的運行穩定性差且乙烯收率低的問題。

第一方面，本發明提供了一種碳二加氫反應器的控制方法，包括：