[发明专利]碳二馏分的选择加氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择加氢方法，特别是一种碳二馏分选择加氢除乙炔的方法。

背景技术

乙烯的生产是石油化工业的龙头，蒸汽裂解产物中的乙炔的选择加氢，对乙烯加工业有极其重要的作用，除了保证加氢反应器的出口乙炔含量达标外，催化剂的选择性优良，可以使乙烯尽可能少的生成乙烷，对提高整个工艺过程的乙烯收率、提高装置经济效益有重要意义。

目前的碳二馏分加氢除炔中，愈来愈多的采用碳二前加氢工艺即前脱乙烷的前加氢工艺方法，反应流程为：蒸汽裂解所产生的裂解气经过水洗，油洗，碱洗后，首先经过前脱乙烷塔，其塔顶物料为碳一、碳二馏分及氢气，从塔釜引出的是碳三馏分。塔顶的馏出物经过压缩后，进入碳二加氢反应器进行选择加氢，以脱除其中的乙炔。该工艺的特点是加氢反应器在脱甲烷塔之前，因此在反应物料中有大量的氢气，催化剂的选择性显的尤为重要，否则会由于较多的乙烯加氢而导致催化反应器飞温。尤其是前脱乙烷的前加氢方法，由于氢气的含量更高，反应物料的热容更低，床层温升较前脱丙烷的前加氢方法更高。在这种情况下，催化反应选择性低，反应器就有很容易发生飞温，对装置的运行带来威胁。因此该工艺不得不采用等温床反应器。

固定等温床反应器时，反应条件为：反应器入口温度60～100℃，反应压力3.5～4.5Mpa，气体体积空速6000～25000h^-1。

物料中组成为碳二馏分45～55(Φ％)，乙炔0.4～1.0％(Φ％)，甲烷20～30％(Φ％)，氢气18～25％(Φ％)，CO 0.02～0.2(Φ％)。

在采用等温床工艺时，使用列管式反应器，在列管之间有冷却介质，以带走反应产生的热量。对该工艺方法而言，一般采用乙烷或乙烯作为冷却介质，其流动方向与物流流动方向相反。其流量必须进行较精确地控制，以便反应器内的温度稳定在适宜的范围内，温度过低易发生漏炔，温度高又易飞温。在装置开车初期，催化剂活性高，对温度敏感，尤其如此。

专利US 4484015公开一种催化剂，采用以Pd为主活性组分，以α-氧化铝为载体，添加助催化剂银，以浸渍法制备了性能优良的碳二加氢催化剂。该催化剂具有能有效的减少乙烯的过度加氢，降低床层飞温的风险。

该专利所公开的催化剂的制备方法是是采用浸渍法。因为α-氧化铝载体的表面极性基团少，在催化剂的浸渍和干燥处理过程中受到浸渍液表面张力及溶剂化效应的影响尤其明显，金属活性组分前驱体以聚集体形式沉积于载体表面。另外，浸渍后金属盐物种和载体之间不能形成强相互作用，高温焙烧容易导致金属粒子迁移聚集而形成大晶粒。在反应过程中，催化剂活性组分也会不断聚集，导致活性逐渐降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳二馏分前加氢的方法，特别是提供一种碳二馏分前脱乙烷前加氢工艺方法，通过选择高分散度的Pd、Ag催化剂，提高了加氢选择性。

本发明人发现，催化剂中大的晶粒会发生过多体相氢参与的加氢反应，因此，采用活性组分分散度高的催化剂，减少了体相氢的数量，对提高加氢反应的选择性，进而提高装置运行的安全性有十分重要的意义。

一种碳二馏分的选择加氢方法，采用前脱乙烷的前加氢工艺方法，将乙烯装置中来自前脱乙烷塔的塔顶馏出物进入固定床反应器进行选择加氢，以脱除其中的炔烃，其特征在于固定床反应器中装有Pd-Ag系催化剂，Pd-Ag系催化剂是指以Al₂O₃为载体，以催化剂的质量为100％计，其中含Pd量0.01～0.1％；含Ag量为0.01～0.2％，采用氢氧滴定方法测定催化剂中Pd和Ag的总金属分散度为35～70％，最好40～70％；反应条件为：反应器入口温度55～100℃，反应压力2.5～4.5MPa，气体体积空速5000～25000h^-1。

采用该高分数度的催化剂后，所述反应的选择性及活性比传统催化剂均有大幅度的提高。

本发明人发现，由于采用本发明的方法进行选择加氢时，由于反应选择性的提高，可以采用固定绝热床反应器。因此本发明固定床既可以是等温床反应器，也可以是绝热床反应器，可以是单床也可以两床以上的多床反应器。

当反应器为绝热床反应器时，反应器入口温度最好为55～90℃，反应压力最好为2.5～3.5MPa，单床反应器气体体积空速最好为5000h^-1～20000h^-1。