[发明专利]一种碳二后加氢工艺的加氢除炔方法

说明书

一种碳二后加氢工艺的加氢除炔方法，将碳二后加氢装置中来自脱乙烷塔的塔顶流出物进入绝热反应器进行选择加氢，以脱除其中的乙炔。加氢催化剂为Fe‑Co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 3～8％，含Co 0.5～1.5％。加氢原料体积组成主要为：乙炔0.98～2.2％，乙烷11.2～30.3％，乙烯65.0～85.0％。反应条件为：绝热床反应器入口温度40～100℃，反应压力1.5～2.5MPa，气体空速2000～10000h^‑1。催化剂的比表面为10～200m²/g，孔容为0.2～0.63ml/g，Fe是通过浸渍方式载负于载体上。反应条件：绝热床反应器入口温度40～100℃，反应压力1.5～2.5MPa，气体空速2000～10000h^‑1。采用本发明除炔方法，催化剂反应活性适中，操作弹性好，乙烯选择性好，“绿油”生成量远低于贵金属催化剂。

技术领域

本发明涉及一种碳二后加氢工艺的加氢除炔方法，特别是一种Fe-Co催化剂及其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