[发明专利]一种碳二后加氢工艺除炔方法

说明书

一种碳二后加氢工艺除炔方法，反应器中装有Ti‑Fe‑Ni选择加氢催化剂，载体为耐高温无机氧化物，以催化剂质量100％计，催化剂含Fe 2～12％；Ti 0.2～1.5％；Ni 0.5～1.8％；催化剂的比表面为10～200m²/g；孔容为0.2～0.63ml/g；其中Fe是通过浸渍方式载负于载体上，经焙烧，氢气气氛还原制得，催化剂中，Fe主要以α‑Fe₂O₃形态存在，并且含有FeNi相。采用该催化剂进行选择加氢时，催化剂选择性明显高于传统Pd‑Ag催化剂，乙烯增量高，“绿油”生成量低，催化剂成本远低于贵金属Pd催化剂。

技术领域

本发明涉及一种碳二后加氢除炔方法，特别是一种Ti-Fe-Ni催化剂在碳二后加氢工艺中加氢除炔的方法。

背景技术

聚合级乙烯生产是石油化工业的龙头，聚合级乙烯及丙烯是下游聚合装置的最基本原料。其中乙炔的选择加氢对乙烯加工业有极其重要的影响，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。

裂解碳二馏分含有摩尔分数为0.5％～2.5％的乙炔，在生产聚乙烯时，乙烯中的少量乙炔会降低聚合催化剂的活性，并使聚合物的物理性能变差，所以必须将乙烯中的乙炔含量降到一定限度，才能作为合成高聚物的单体。因此乙炔分离和转化是乙烯装置流程中重要的过程之一。

乙烯装置中催化选择加氢包括分为前加氢和后加氢，乙炔前加氢和后加氢是指乙炔加氢反应器相对于脱甲烷塔位置而言，加氢反应器位于脱甲烷塔之前为前加氢，加氢反应器位于脱甲烷塔之后为后加氢。后加氢即为顺序分离流程，工艺的优点是加氢过程控制手段多，不易飞温，操作方便，但缺点是催化剂易结焦，催化剂的再生比较频繁。其原因是在加氢过程中，由于氢气的配入量少，容易发生乙炔的加氢二聚反应，生成1,3-丁二烯，并进一步生成分子量较宽的低聚物，俗称“绿油”。绿油吸附在催化剂表面，并进一步形成结焦，阻塞催化剂孔道，使催化剂活性及选择性下降。

目前碳二后加氢主要采用两段或三段反应器串联工艺，空速较低或炔含量低的装置，可以采用两段反应器串联。目前工业装置，主要以三段反应器串联工艺为主。

后加氢物料一般组成为：1.0～2.2％(v)的乙炔，65～85％的乙烯，其余为乙烷，氢气通过计量后配入。

该反应为放热反应，但温升相对较低，根据空速大小，单反应器最大温升从30～60℃不等，所以基本采用绝热反应器。

对两段反应器，第一段反应器要求转化70％以上的乙炔，第二段反应器将剩余的乙炔转化至其含量小于1μL/L。

对空速较高或乙炔含量较高的装置，一般采用三段反应器工艺，第一段转化50％左右，其余两段转化剩余的乙炔，三段反应器出口乙炔含量小于1μL/L。

氢气的配入量与乙炔含量及采用工艺有关。对三段反应器工艺，一般第一段反应器氢气/乙炔为0.8～1.2，第二段反应器氢气/乙炔为1～1.5，第三段反应器氢气/乙炔为1.5～3。

对两段反应器工艺，一般第一段反应器氢气/乙炔为1～1.5，第二段反应器氢气/乙炔为2～4。

该反应机理如下：

主反应C₂H₂+H₂→C₂H₄ △H＝-175.7kJ/mol (1)

副反应

C₂H₄+H₂→C₂H₆ △H＝-138.1kJ/mol (2)