[发明专利]一种用于催化精馏选择加氢的催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于不饱和烃选择加氢领域，具体地说涉及一种用于催化精馏选择加氢的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在石化工业中，如蒸汽裂解、催化裂化所生产的烃类原料中都含有一种或多种炔类或二烯类化合物。炔类化合物包括乙炔、丙炔、乙基乙炔、乙烯基乙炔和丁二炔等；二烯类化合物包括丙二烯、1,2-丁二烯、1,3-丁二烯等。炔类化合物和二烯类化合物作为烯烃原料的杂质，影响烯烃进一步加工过程所用催化剂的稳定性，工业上通常采用固定床反应器进行选择加氢脱除这类杂质。例如，乙炔选择加氢可以采用单段、双段、三段床的反应型式在等温或绝热固定床反应器中进行。丙炔和丙二烯（下称“MAPD”）选择加氢可以采用单段、双段床的反应型式在等温或绝热固定床反应器中进行。不饱和烃的加氢反应可以在气相或液相中进行，还可以在气液混合相中进行。含不饱和烃类的物料与氢气以并流或逆流方式通过固定的催化剂床层，由于各组分不同的吸附速率实现有选择的加氢反应。固定床加氢具有反应器结构简单、返混小，应用广泛的优点，也存在着传热差、物料停留时间长、副反应多等缺点。由于固定床反应器中不饱和烃加氢反应放热量大，操作不当就会产生飞温现象，影响安全生产。固定床反应工艺中物料与催化剂接触时间长，易发生副反应，造成二烯烃及低聚物绿油覆盖在催化剂表面，减少了催化活性中心，降低了催化剂活性和目的产物收率，影响了催化剂的寿命。迄今为止，传统的固定床反应器由于受到传质、传热的限制，以及催化剂性能的影响，加氢效果没有达到理想水平，反应器性能有待进一步提高。

催化精馏技术集催化过程与精馏过程为一体，使反应和分离的操作过程在同一个塔器中同时进行。该过程可以不断地从每个反应单元分离移走反应产物，也可以同时利用反应热作为蒸馏过程所需的汽化热。催化蒸馏技术具有转化率高、选择性好、能耗低、产品纯度高、易操作、投资省等一系列优点，因此在80年代便得到了广泛的研究和迅速的发展。

CN1277987公开了一种石油烃蒸汽裂解碳三馏分催化蒸馏选择加氢工艺，该工艺将钯、镍等活性组分涂覆在氧化铝载体上制成碳三加氢催化剂，并将催化剂散装于高压脱丙烷塔中，在完成碳三、碳四分离的同时将丙炔、丙二烯加氢，,当压力在1.6～2.0MPa时，塔顶丙炔、丙二烯的质量分数控制在1.5×10-5以下，丙烯收率达到102%。

WO9404477公开了一种对丙烯中的二烯烃和炔烃进行选择加氢的方法，其特征在于在蒸馏塔中，利用PdO催化剂进行选择加氢。该过程中丙烯不会加氢而且不会低聚。

WO9515934公开了一种将富含烯烃的脂肪族烃类物流中的二烯烃和炔烃化合物选择加氢的工艺方法，它包括在一台内装作为蒸馏结构组成部分的加氢催化剂床层的蒸馏塔反应器中，在40～300°F（5-149℃）以及低的氢气分压为0.1～70psia、总压为0～350psig的条件下，将进料物流接触反应，催化剂是管形丝网上所包覆的负载PdO。

CN1295880A公开了一种用于烯烃馏份中炔烃和二烯烃的选择加氢催化剂，它以氧化铝为载体，以钯、铂等第Ⅷ族金属元素为主活性组分，以稀土元素(如Se、La、Lu、Pr等)作为助催化剂。该催化剂具有选择性较好、活性较高、稳定性好的优点。

CN1295879A公开了一种以氧化铝为载体的用于C2-C7馏分中的炔烃和二烯的选择加氢催化剂。该催化剂以第Ⅷ族金属元素为主活性组分，并在载体中引入了K、Rb等碱金属元素，从而提高了催化剂的活性、选择性和稳定性，这是由于碱金属元素能够降低载体表面酸和改善活性组分分布。

CN1364855A公开了一种炔烃和二烯烃选择加氢催化剂，以无机氧化物为载体，钯为主活性组分，第IB族为助催化剂。该催化剂的特点在于能够抗硫和砷中毒，适用于任意H₂和CO含量的C₂-C₃馏分的选择加氢反应。

CN1321544A公开了一种选择加氢除炔的多金属催化剂，该催化剂以氧化铝、氧化硅或者氧化钛中的一种为载体，包含有一定量的Cu和Pd，并且添加Bi、Zr、Pb、Ag、Pt中的一种或多种作为助催化剂。

以上各专利技术中公开的加氢催化剂多以无机氧化物为载体，将活性组分通过浸渍、喷涂等方式负载在载体上。催化剂载体的机械强度、耐磨损性能较差，不利于催化精馏操作。而且这种无机氧化物载体催化剂用于催化精馏时通常需采用包裹、捆扎等方式放置于催化精馏塔，比较复杂。

发明内容