[发明专利]氢化烯烃方法

说明书

与相关申请的交叉参考

本申请要求2008年3月31日提交的编号61/040,912的美国临时专利申请的优先权益，该临时专利申请的内容在此以其全文引为参考。

发明领域

本发明涉及用于氢化烯烃的方法。

发明背景

炼油厂废气可以提供能够被其他地方使用或炼油厂自身使用的氢气来源。废气包含H₂以及能够转变成H₂的烃类。来自炼油厂各种不同过程的废气可以合并形成炼油厂燃料气供料(RFG供料)。RFG供料可用作蒸汽甲烷重整器的供料，以生产例如炼油厂氢化裂化和脱硫装置所需的H₂。

尽管RFG供料可能是富氢源，但它的利用不是没有问题的。RFG供料是来自许多不同过程的废气的混合物，包含多种多样的组分，其中某些组分对蒸汽甲烷重整过程有害。这样的组分包括烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯和其他链烯烃，以及含硫化合物例如硫醇、硫化物、COS和噻吩。这些含硫化合物的具体实例包括H₂S、COS、甲基硫醇、乙基硫醇、二甲基硫醚和噻吩。在这样的气体混合物能够在蒸汽甲烷重整器中加工之前，必须将各种不同的氢化烯烃以避免蒸汽甲烷重整催化剂焦化，并且必须除去含硫化合物以避免催化剂中毒。

因为供料的组成和可用体积可能在相对短的时期内显著变化，因此在RFG供料的利用中出现了另一个困难。例如，RFG供料中烯烃和氢气的浓度可能在每日操作过程中发生显著变化。

预处理RFG供料以用于蒸汽甲烷重整的现有技术方法，包括通过RFG供料与氢气在含有带支撑物的催化剂的绝热反应器中反应来进行氢化烯烃，所述带支撑物的催化剂例如浸渍有金属化合物例如Co、Mo和Ni型氢化催化剂的氧化铝。有机含硫化合物也在这些催化剂存在下氢化以产生H₂S，然后可以通过将加工过的供料行经氧化锌床来除去H₂S。然后将所生成的气体流在蒸汽甲烷反应器中加工。

已知的现有技术方法的一个缺点是它们不易处理高于4到6摩尔％的烯烃浓度，并且不能适应于供料气体组成的全部可能的变化性。这是由于氢化烯烃反应的高度放热性质与催化剂存在下启动氢化所必需的相对高的反应器入口温度相结合所致。氢化反应器中的温度被限制到最高398-427℃，以防止不想要的烃类裂解。使用249℃到302℃(取决于催化剂的选择)的典型入口温度，398-427℃的最高温度限制为绝热反应器中的烯烃浓度强加了从4到6摩尔％的限制。

应对这种高烯烃浓度问题的现有技术方法包括在将天然气与RFG供气按需混合以便将烯烃浓度稀释到可接受水平，或将反应器的一部分出口气体再循环以稀释RFG供气。也考虑到了在绝热反应器上游串联使用等温反应器。这些解决方法趋于限制RFG利用，或它们是昂贵的、消耗更多电能并需要更复杂的设备和控制以及更大容量的设备。对于能够在绝热反应器中、在不超过最高温度限制的情况下处理高于4到6％的烯烃浓度的氢化方法，存在着明确的需求。

发明概述

本发明涉及用于氢化烯烃的方法。所述方法包括：

(a)在100℃到250℃的入口温度下，通过反应器容器的入口导入含有烯烃、H₂和至少一种含硫化合物的供料气体，反应器容器装有支撑物上的硫化金属催化剂，基于未硫化的计，催化剂包含2wt％到20wt％NiO和9wt％到40wt％MoO₃；

(b)将烯烃和H₂与催化剂接触，使烯烃与H₂在有效生产饱和烃的反应条件下反应；以及

(C)在120℃到425℃的出口温度下，通过出口从反应器容器回收含有饱和烃的出口气体混合物。

含硫化合物可以包含有机含硫化合物。方法还可以包含在回收出口气体混合物之前，将有机含硫化合物和H₂在120℃到425℃的温度下与催化剂接触，由此从有机含硫化合物形成H₂S。有机含硫化合物可以选自羰基硫、二硫化碳、硫醇、二烷基硫化物、二烷基二硫化物、噻吩型物质及其组合。出口气体混合物包含H₂S。

方法还可以包括：

(d)将出口气体混合物导入装有包含ZnO的化学吸附剂的第二个反应器；

(e)将出口气体混合物与化学吸附剂在200℃到425℃的温度下接触，以从中除去硫并产生贫硫出口气体；以及

(f)从第二个反应器回收贫硫出口气体。