[发明专利]乙炔选择性加氢为乙烯的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种乙炔选择性加氢为乙烯的方法。

背景技术

工业规模的乙炔加氢一般用来在乙烷裂解制备乙烯时从少量的乙炔(0.5-0.9mol-％)中纯化乙烯。

US 4,585,897公开了一种在含水的氧化锆氧化铝催化剂存在下在含水的粗乙炔物流中乙炔水合缩合的方法。

US 2,723,299公开了一种在镍基催化剂存在下通过将乙炔和单乙烯基乙炔的混合物加热至特定温度制备苯乙烯和苯的方法。

US 4,009,219公开了一种制备苯的方法，其中产生的碳化锂水解产生乙炔，然后催化乙炔产生苯。

进一步地，US 4,982,032公开了一种将含潮湿乙炔物流转化成富含芳香族的苯、甲苯和二甲苯产品的方法。其中含乙炔物流与在无机骨架中含有少量锌离子和大量硼硅酸盐分子筛的复合催化剂组合物接触。

US 4,227,025公开了一种从第一气体进料中有效去除乙炔的方法，包含将所述气体与氢一起进料在去除乙炔的温度下与贵金属氢化催化剂接触。

US 4,227,025具体公开了在含乙烯的混合物中将乙炔在负载于Al2O3的Pd催化剂存在下加氢以从约2.200ppm乙炔纯化乙烯。

进一步地，US 4,128,595公开了一种炔属化合物在液相中选择性加氢的方法，包括氢和含乙炔气态烃物流在加氢条件下与含VIII族金属的负载催化剂接触。

到目前为止，负载的Pd基工业催化剂仅仅可以在低浓度乙炔(0.5-0.9mol-％)下作用，甚至在这些浓度下由于形成重烃而导致催化剂失活，称为新鲜油。因此这些方法表现出加深氢化反应的程度，导致乙烯损失。

由甲烷热裂解得到的一般气体组分含有8-10wt.-％乙炔，现有的催化剂体系在如此大量的乙炔存在下由于形成焦炭而迅速失活不起作用，因此传统的催化乙炔加氢具有以下缺点：

-乙炔加氢生成乙烯一般仅用于从少量乙炔中纯化乙烯。这些方法不能用于大量乙炔加氢生产乙烯。

-传统的乙炔加氢气相纯化乙烯的方法由于催化剂的低选择性而导致乙烯损失。

-传统的Pd基催化剂上的气相乙炔加氢，催化剂表面上新鲜油的形成导致催化剂失活。

-传统的气相加氢过程氢与乙炔的比值受到限制，其必须受到特定控制以保持乙烯的高选择性。

-传统的气相加氢过程需要反应温度的特定控制，温度偏差会导致选择性显著降低。

-进一步地，传统的气相加氢过程需要特定控制料流中一氧化碳的量，不加入一氧化碳乙烯选择性低，而高浓度一氧化碳，例如超过大约1.200ppm，乙炔的转化由于一氧化碳的强吸附作用而几乎降为零。

由于这些问题，很难实现高浓度乙炔加氢从乙炔制备乙烯。

US 5,118,893公开一种在含镍或钴的沸石催化剂存在下向乙炔物流加入氢以催化转化乙炔的方法。观察到乙炔在含沸石催化剂存在下转化由于乙炔迅速在催化剂表面上聚合而导致催化剂迅速失活。

据报导随混合物中乙炔浓度增加催化剂失活加快。

发明概述

因此本发明的目的在于提供一种克服了现有技术的缺陷的乙炔选择性加氢为乙烯的方法，是利用加料中乙炔浓度增加特别提供一种乙炔高转化率和乙烯高选择性生产乙烯的方法。

该目的通过乙炔选择性加氢为乙烯的方法完成该方法，包以下括步骤：i)向含有负载催化剂的反应器中引入包含乙炔和氢的进料，其中反应器为含有另外用固体稀释剂稀释的负载催化剂的固定床反应器或负载催化剂涂在反应器壁上的洗液涂覆的反应器；和ii)在负载催化剂存在下乙炔加氢为乙烯。

优选地，催化剂选自元素周期表的VIII族元素，优选钯。

另外原料可以从甲烷热裂解获得。

在一个实施方案中，进料中乙炔的量为基于料流总重量的约0.1-约20wt.-％，优选的约8-约20wt.-％，，优选约10-约15wt.-％。

优选地，该方法在约30-约500℃温度下进行，优选约40-约230℃。

传统地，该方法在约1,000-约2,000,000h^-1的空速下进行优选约2,500-170,000^-1。

优选地，载体为SiO₂，ZrO₂，Al₂O₃，TiO₂，或其混合物。