[发明专利]三段床串联碳二前加氢反应器控制方法及系统

说明书

本公明公开了一种三段床串联碳二前加氢反应器控制方法及系统，其中，三段床碳二前加氢反应器自动控制方法，包括：基于获取的三段床碳二前加氢反应器中各段反应器入口和出口数据得到分析数据；基于所述分析数据调整三段床碳二前加氢反应器的操作参数，使三段床碳二前加氢反应器的入口CO体积含量处于稳定状态下；判断各段反应器的乙炔加氢转化量是否保持在设定范围内，基于判断结果，调整三段床碳二前加氢反应器的操作参数使得各段反应器的乙炔加氢转化量保持在设定范围内。本发明方法和系统，达到提升设备运行稳定性，获得最佳乙烯收率，延长催化剂运行周期的目的。

技术领域

本发明属于石油化工领域，更具体地，涉及一种三段床串联碳二前加氢反应器控制方法及系统。

背景技术

乙烯技术是石油化工的龙头技术，乙烯技术水平被看作是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。乙烯裂解装置生产的三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)是石油化学工业的基础原料，三烯产量的高低是衡量一个国家石油化工发展水平的主要标志。

乙烯裂解装置中石脑油等液态烃原料经蒸汽裂解和分离后，碳二馏分中含有乙烯，乙烷，及少量的乙炔，乙炔含量约为0.5％～3％(体积)。在下游聚合反应中，乙炔的存在会使聚烯烃促进剂中毒，为获得聚合级乙烯，必须将乙炔除去。目前广泛使用的脱除乙炔方法为催化选择加氢法。碳二馏分中乙炔的脱除，主要采用溶剂吸收法和催化选择加氢法两种工艺。

由于催化选择加氢法工艺流程简单，能耗较少，没有环境污染，增加目的产物的产量，且随着新型高效加氢催化剂的性能不断提高，加氢法的应用日趋普遍，成为目前最常用的经济简单方法。根据工艺路线的不同，其又可分为前加氢和后加氢两种。后加氢工艺适用于主要包括顺序分离、前脱丙烷后加氢以及前脱乙烷后加氢等分离流程，它们是将裂解气中所含氢气、CO、甲烷等轻质馏分和碳三或/和碳四以上等重质馏分后，再将氢气适量配入到所剩的纯碳二馏分进行加氢的过程。

碳二前加氢反应器单元是乙烯和丙烯产品精制的一个重要环节，它是在催化剂的作用下，把乙炔、甲基乙炔(MA)以及丙二烯(PD)选择加氢转化为乙烯和丙烯。如果乙炔和MAPD过量加氢生成乙烷和丙烷导致乙烯和丙烯的损失；或者炔烃发生聚合反应生成低聚物甚至高聚物，影响反应器使用周期；又如催化剂加氢活性不佳，造成反应器出口乙炔浓度未能控制指标要求范围内，使产品乙烯不合格，这些都会对乙烯产品以及下游产业链起到直接的影响，所以碳二前加氢反应器运行的好坏无论对企业效益还对国计民生都会产生至关重要的作用。

碳二前加氢催化剂普遍采用钯系贵金属作为活性组分，生产供应商包括中国石化催化剂公司、CLARIANT公司，PHILLIPS公司等。各个厂商的各牌号催化剂的反应热力学参数、表面吸脱附反应速率以及工艺敏感度不尽相同，需要通过针对性的调整优化才能保证其发挥最佳性能。

目前碳二前加氢反应器的生产控制普遍采用手动调控，由技术人员手动调节控制相关参数。因裂解分离流程冗长，工艺复杂，人员精力有限，无法对碳二前加氢反应器做到实时监控和调整优化。当碳二前加氢系统出现物料组成、压力、温度、流量、氢气及CO波动等不稳定情况时，单靠加氢系统自身来恢复稳定是非常缓慢的，多次波动所产生的叠加现象，使系统长时间处于亚稳定状态，易造成反应器出口漏炔和乙烯损失，影响产品乙烯收率和精馏塔分离效果。

目前绝大多数碳二前加氢反应器操作采用人工经验和手动调节的方法，受催化剂性能和反应器设计影响，三段床碳二前加氢反应器的各段床协同控制难度较大，经常过加氢或加氢不足问题，导致三段床碳二前加氢反应器的总乙烯选择性偏低或漏炔。个别床反应器的超载运行，缩短了碳二前加氢反应器整体使用周期。因为碳二前加氢反应器普遍没有备用车，如果反应器运行出现问题，将以整个乙烯装置停车为代价。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三段床串联碳二前加氢反应器控制方法及系统，至少解决现有技术中设备运行稳定性不足，且乙烯收率不佳的问题。

第一方面，本发明提供了一种三段床碳二前加氢反应器自动控制方法，包括：