[发明专利]碳二馏分选择加氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择加氢方法，特别是一种碳二馏分选择加氢除乙炔的方法。

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，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0.5％～2.5％(V/V％)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。目前乙烯装置中脱除裂解气中的乙炔主要采用两类工艺方法，即萃取精馏和催化选择加氢转化。

溶剂萃取精馏分离乙炔是采用溶剂(如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮等)萃取分离乙炔，既脱除裂解气中的乙炔，又将乙炔作为一种有用产品利用，这种工艺具有较好的联产经济效益，但是此流程操作要求严格，工艺复杂，污染环境，因此采用该流程的工业装置较少。相对溶剂萃取精馏，催化选择加氢使乙炔转化为乙烯，提高乙烯含量，是目前最经济的工艺路线，已被国内外广泛采用。

乙烯装置中催化选择加氢根据乙炔加氢反应器相对于脱甲烷塔位置，分为前加氢和后加氢，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除炔工艺，空速较低或炔含量低的装置，可以采用两段反应器串联除炔。目前工业装置，主要以三段反应器串联除炔工艺为主。

后加氢物料一般组成为：1.0～2.5％(V/V)的乙炔，65～85％(V/V)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30～80℃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5μl/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除炔工艺，第一段转化50％左右的乙炔，其余两段转化剩余的乙炔，三段反应器出口乙炔含量小于5μl/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(V/V)，第二段反应器氢气/乙炔为1～1.5(V/V)，第三段反应器氢气/乙炔为1.5～3(V/V)。

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

一般来讲，在加氢反应器的一段最易于生成绿油，这些绿油一部分会继续聚合，最终在一段加氢催化剂上结焦，另外一部分绿油会随物料进入二段加氢反应器，在二段加氢反应器结焦或富集，导致二段加氢反应器的催化剂性能下降，为了避免这种情况的发生，工业装置在一段加氢反应器后设置了绿油分离罐，其机理是通过热交换器后，绿油由于物料温度的降低，沉积在绿油罐的底部，通过绿油罐的底部间歇放出绿油，避免其对二段加氢反应器的污染。

但发明人发现，这种工艺对较重的绿油成分是有效的，但对反应中生成的较轻组分，尤其是碳四馏分则效果较差，这些较轻的组分进入二段加氢反应器后，仍然会对催化剂性能造成严重影响，甚至使催化剂性能下降80％以上，从而导致催化剂运行周期缩短，乙烯产品纯度下降。

发明内容

发明人提出了解决碳二加氢过程催化剂性能衰减的方案，该方案尤其适合顺序分离流程。