[发明专利]烯烃的选择性加氢方法

说明书

发明背景

本发明所涉及的技术领域是将包含烯烃和芳族化合物的烃流中所含的烯烃选择性加氢。加氢工艺已被石油炼制厂和石化制造厂用来生产更具价值的烃类产品。包含烯烃和芳族化合物的烃流仅在烯烃可以被选择性加氢而芳族化合物不会被同时加氢的情况下才有用。以前，选择性加氢在含金属，包括VIII族的那些，并且特别提及镍的负载催化剂下进行。但是，镍催化剂的选择性不够，因为它们在将烯烃选择性加氢时明显倾向于也将大部分的芳族化合物加氢。即使加氢操作在约30-50bar的低压和50℃-180℃的低温下进行时，选择性也没有得到令人满意的改善。现有技术教导这些催化剂的选择性可以通过在将催化剂与反应性原料接触之前注入硫化合物来改善。

尽管一系列的工艺流程方案、操作条件和催化剂已用在烯烃的选择性加氢中，但对于提供更低成本和所需产品质量的新的选择性加氢方法一直存在需求。

US5,417,844B1(Boitiaux等)公开了在镍催化剂的存在下蒸汽裂化汽油中二烯烃的选择性加氢方法，特征在于在使用催化剂之前，将含硫有机化合物混入在反应器外部的催化剂中。

发明内容

本发明是一种将含烯烃和芳族化合物的烃流中的烯烃选择性饱和且不会将芳族化合物显著加氢的改进方法。已经意外地发现当原料和元素镍催化剂在相对低的温度和低的氢气与烯烃的化学计量比下反应时，烯烃饱和的选择率高，而芳族化合物加氢的选择率低。

本发明涉及一种将含烯烃和芳族化合物的烃原料中所含的烯烃选择性加氢的方法，该方法包括如下步骤：(a)在包括20℃-90℃的温度，618kPa-7000kPa的压力以及氢气与烯烃的化学计量比为1∶1-5∶1的烯烃加氢条件下，使烃原料与氢气在包括含元素镍的催化剂的选择性加氢区中反应；以及(b)回收包含芳族化合物且烯烃浓度降低的烃产物流。

发明的详细描述

已发现烯烃的改进选择性加氢可以通过使含烯烃和芳族化合物的烃原料与包含元素镍的催化剂在温和的操作条件和氢气与烯烃的有限化学计量比下反应。

尽管本发明特别适用于将石脑油沸程的烃流中所含的烯烃选择性加氢，但任何合适的烃原料都可以用在本发明中。优选的原料是在38℃-204℃的范围中沸腾且包含0.1-5wt％烯烃的石脑油。

根据本发明，将含烯烃和芳族化合物的烃原料与氢气一起引入包括含元素镍的选择性加氢催化剂且在包括20℃-90℃的温度，618kPa-7000kPa的压力以及氢气与烯烃的化学计量比为1∶1-5∶1的选择性加氢条件下运行的选择性加氢区中。更优选的加氢区温度为50℃-90℃。另一优选的加氢区温度为20℃-50℃。

本发明中合适的选择性加氢催化剂包含优选负载在高表面积载体材料，优选氧化铝上的元素镍。在元素镍存在于载体上的情况下，镍优选以催化剂总重量的2-40wt％的量存在。

含芳族化合物和烯烃的烃流用在下游处理中，其中烯烃的存在对后续处理中所用的催化剂有害，或者是产物流中所不期望的。因此，优选并且期望的是当使用这种烃流时，烯烃被选择性地饱和，同时防止芳族化合物饱和或至少使其达到最少。合适的烃流可以来自任何来源，并且这种烃流的普遍来源是处理石脑油原料的催化重整器的液体排出物。在催化重整器排出流的情况下，芳族化合物有价值，而共生成的烯烃被认为是污染物，在保持芳族化合物的同时必须将其除去。本选择性加氢方法可以用来降低含芳族化合物和烯烃的烃原料中的烯烃浓度。

由此，提出一种烯烃选择性加氢方法，包括将含芳族化合物和烯烃的进料与含元素镍的催化剂在反应区中于选择性加氢条件下接触，以生成基本不含烯烃化合物的产物。选择性加氢条件包括20℃-90℃的温度，618kPa-7000kPa的压力以及1∶1-5∶1的氢气与烯烃的化学计量比。最佳的条件设定选自这些条件，并且取决于进料流的组成。在任何情况下，选择性加氢反应区的产物基本不含烯烃。术语“基本不含”表示低于1000wppm重量的烯烃化合物(0.1wt％)。此外，优选烃原料中的芳族化合物的少于0.5wt％被加氢。

根据本发明，选择性加氢催化剂优选用在包括催化剂圆柱床的固定床反应器中，反应物沿垂直方向通过催化剂床。催化剂可以作为例如片、球体、挤出物或不规则形状的颗粒存在于反应器内。为了应用该催化剂，优选将反应物升高到反应区所需的入口温度，与氢气混合，接着输送进并通过反应器。