[發明專利]一種加氫反應的尾氣氫的處理方法

在審

• 申請號: 202211081772.3
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115368210A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 張浩;王杰;歐陽濤;K.D.薩曼特;林海峰;林桂海;周君;泮永成;張武;楊榮強;李顯明
• 申請（專利權）人: 浙江清和新材料科技有限公司
• 主分類號: C07C29/19
• 分類號: C07C29/19;C07C31/27;C07C1/04;C07C9/04;C01B3/24;C01B3/12;C01B3/50
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本發明提供一種加氫反應的尾氣氫的處理方法，加氫反應后氣液分離得到的尾氣氫中的一部分作為內循環氫直接導入加氫反應器中，或所述內循環氫先經甲烷化裝置處理后直接導入加氫反應器中，而加氫反應后氣液分離得到的尾氣氫中的另一部分作為外循環氫導入制氫系統中的凈化提純裝置中，由外循環氫經凈化提純后得到的氫氣與由制氫原料經制氫系統制備得到的氫氣共同作為新鮮高純氫加入所述加氫反應器中，所述新鮮高純氫與經過或不經過甲烷化裝置處理的內循環氫一起共同構成總氫氣用于所述加氫反應中。本發明所述方法可有效降低氫氣單耗，節約生產成本。同時控制加氫統中CO濃度，減少CO對催化劑的影響。該方法能獲得顯著的經濟效益和環保效益。

技術領域

本發明涉及有機物加氫反應領域，具體涉及一種加氫反應的尾氣氫的處理方法。

背景技術

在有機物加氫反應(氫化反應)中，為了增加氫氣在反應中的濃度，反應條件通常是高溫高壓和氫氣大量過剩且氫氣的過剩量通常是反應理論要求值的幾倍。因此，為了降低反應氫氣的單耗，對加氫反應中的氫氣進行循環利用十分必要。

表面看來氫氣循環非常簡單，只要在反應器出口安裝一個氣液分離器，把有機物以液相分離，再在氣相中加一個壓縮機補償壓減便可把沒有反應完的氫氣返回加氫反應器。然而，事實上問題并不會如此簡單，在加氫反應時，因極小部分的有機物(原料)會分解產生一氧化碳、二氧化碳或其它氣體，如果不能有效地把這些副產氣體分離排出，則它們會不斷地在氫氣循環氣中積累。這不僅僅影響氫氣循環氣中的氫氣的濃度，也會慢慢影響加氫反應器的加氫效率，還有一個更重要的問題是氫氣循環氣中這些雜質氣體將對加氫反應催化劑的壽命產生重要影響。例如Pd和Rh是加氫反應的催化劑中常用的重金屬，而一氧化碳和二氧化碳卻是Pd和Rh的毒氣，只需要ppm量的毒氣就會加速所述催化劑的失活。這些影響催化劑壽命的氣體在本領域中一般統稱為CO。

現有技術中有不少的研究曾公開分離氫氣循環氣(加氫反應的尾氣氫)中的雜質氣體，如US6179996利用特殊設計的膜濃縮氫氣，用于減少氫氣在加氫反應尾氣中的損失，也可有效地排除雜質氣體。相應地，其循環氫的流量可以提高，同時加氫反應器中的CO濃度也能控制在合理范圍內。

除了使用物理方法去除雜質氣體，也可以利用化學方法去除這些雜質氣體。如US3967936和CN102600771等專利描述的甲烷化反應，該反應能有效地把對催化劑有毒的CO轉化成甲烷。使用該方法能使得循環氫中的CO濃度有效降低，但循環氫中的甲烷濃度則提高不少，而且這也降低了循環氫中的氫氣濃度，從而會影響加氫反應的反應效率。

上述兩種加氫反應的尾氣氫的處理方法都具備一定的優勢，但卻都并不完美。第一種物理方法，其中隨著雜質氣的濃度增加，該方法往往需要額外較大的投資。第二種化學方法，把對加氫催化劑有毒的雜質氣轉化成對加氫催化劑無毒的氣體，這解決了催化劑中毒的問題，但新產生的雜質氣(例如甲烷)也需要有效排除。

因此，本領域需要一種新的加氫反應的尾氣氫的處理方法。

發明內容

本發明提供一種加氫反應的尾氣氫的處理方法，加氫反應后氣液分離得到的尾氣氫中的一部分作為內循環氫直接導入加氫反應器中，或所述內循環氫先經甲烷化裝置將其中的大部分CO轉化為甲烷再將該處理后的內循環氫直接導入加氫反應器中，而加氫反應后氣液分離得到的尾氣氫中的另一部分作為外循環氫導入制氫系統中的凈化提純裝置中，由外循環氫經凈化提純后得到的氫氣與由制氫原料經制氫系統制備得到的氫氣共同作為新鮮高純氫加入所述加氫反應器中，所述新鮮高純氫與經過或不經過甲烷化裝置處理的內循環氫一起共同構成總氫氣用于所述加氫反應中。

在一種具體的實施方式中，所述內循環氫與外循環氫的比例為0.5～5：1，優選0.8～4： 1，更優選1～3：1。