[发明专利]一种加氢试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢装置，更具体地，本发明涉及一种碳二碳三馏分选择加氢试验装置。

背景技术

在烃类蒸汽裂解制取烯烃的生产装置中，裂解炉出口的裂解气通常含有0.2％～0.7％的乙炔，如果裂解深度较高，乙炔含量甚至可以高达0.9％。乙烯和丙烯产品中所含炔烃常常对乙烯和丙烯衍生物生产过程带来麻烦。它们可能降低催化剂活性、增加催化剂消耗，甚至影响催化剂的寿命；可能恶化产品质量，使聚合物的性质变差；可能形成不安全因素；可能产生一些不希望的副产品。因此，大多数乙烯和丙烯衍生物的生产均对原料乙烯和丙烯中的炔烃含量提出较严格的要求。通常，要求乙烯产品中乙炔含量低于5ppm，有些聚乙烯装置(如HDPE)甚至要求乙烯中的乙炔含量小于0.1ppm，而对丙烯产品而言，则要求甲基乙炔含量低于5ppm，丙二烯含量低于10ppm。

乙烯生产中最常用的脱除乙炔的方法是溶剂吸收法和催化加氢法。溶剂吸收法是使用溶剂吸收裂解气中的乙炔以达到净化的目的，同时也相应回收一定量的乙炔。催化加氢法是将裂解气中的乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此达到脱除乙炔的目的。

实际生产装置中，绝大部分采用催化加氢法脱除乙炔。

用催化加氢法脱除裂解气中的炔烃有前加氢和后加氢两种不同的工艺技术。前、后加氢是指加氢反应器在流程中的位置而言的，加氢反应器位于脱甲烷塔之后为后加氢，位于脱甲烷塔之前为前加氢。

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，目前的碳二馏分加氢除炔中，愈来愈多的采用碳二前加氢的工艺方法。在不同的分离工艺流程中，前加氢相应有如下三种不同的方案：顺序分离流程、前脱乙烷流程、前脱丙烷流程，其中占主导地位的是前脱丙烷前加氢流程，其特点是裂解馏分经过气液相分离，进行碳三以下馏分的加氢，将乙炔完成转化，并脱除大部分的丙炔丙二烯。

目前前脱丙烷前加氢工艺主要采用S&W工艺，使用的前加氢反应器为三段列式固定绝热床反应器，三个反应段串级排列，第三段反应器用于脱除50％以上的丙炔(MA)和丙二烯(PD)，所以第三段出口乙炔要小于1×10^-6(V/V)。

S&W工艺固定绝热床反应器，反应条件为：反应器入口温度45～100℃，反应压力3.5～4.5MPa，气体体积空速5000～22000h^-1。

前脱丙烷的前加氢工艺中，加氢反应器入口原料中组成为碳二馏分35～45％(v/v)，其中乙炔0.4～0.7％(v/v)；其次为甲烷18～25％(v/v)，氢气14～18％(v/v)，碳三馏分8～15％(v/v)，CO 100～2000ppm。

现场生产需要建立模拟试验装置，以尽量小的成本解决工业生产过程中的实际问题，例如催化剂的选择性。在加氢反应条件下，烃原料与催化剂接触可能发生包括：加氢、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢脱芳烃、加氢异构化、加氢脱蜡、加氢裂化和缓和加氢裂化等反应。因此，加氢催化剂在实际使用前需进行试验，测试催化剂选择性等参数。因此，需要开发加氢试验装置。

目前最常用的催化剂试验装置，一般位于该类装置现场，所使用的原料直接来自工业管网。对于受条件限制，无法使用工业管网物料时，或工业管网无法提供试验所需要的原料时，就需要采用其它物料进行配制或自行制备试验所需要的原料。目前乙烯装置以碳二后加氢装置居多。

在采用碳二后加氢工艺装置中，碳二加氢反应器入口物料中只含碳二馏分，要模拟所述的前脱丙烷前加氢工艺的反应物料，还需要配入甲烷18～25％(v/v)，工业粗氢14～18％(v/v)，该工业粗氢中含CO 1000～2000ppm。碳三馏分8～15％(v/v)。

现有工业管网中，各种组分的压力区别较大，如甲烷，管网中压力位0.5MPa，工业粗氢管网压力位3MPa，另外碳三馏分为液相，管网中压力位3MPa，而加反应器所需要的压力为4MPa。

现有的试验装置有两种方法将碳三馏分分配到加氢反应器，一种是采用液态泵将碳三馏分增压后配入预热器，将碳三馏分气化后与其它物料一起进入反应器，该方法碳三的配入较简单，但由于计量不准确，各反应器之间碳三量不一致，导致反应差异大，难以对催化剂做出准确评价，甚至由于瞬间碳三量过大，部分碳三来不及气化即进入加氢反应器，导致反应器温度波动和飞温。