[发明专利]一种丁二烯抽提尾气选择加氢装置及选择加氢方法

说明书

本发明属于石油化工领域，公开了一种丁二烯抽提尾气选择加氢装置及选择加氢方法。该装置：原料罐、进料泵、聚结器、一段混合器、一段反应器和一段反应器出口缓冲罐依次连通；二段进料冷却器、二段混合器、二段反应器、二段反应器出口缓冲罐和稳定塔依次连通；一段反应器出口缓冲罐出口管线分为三路，第一路与原料罐的稀释碳四接口连通；第二路与循环碳四冷却器、一段混合器和一段反应器依次连通；第三路与二段进料冷却器连通；氢气进料管线至少分为第一股以及任选的第二股和第三股，第一股与一段反应器出口缓冲罐连通，第二股与二段混合器连通，第三股与一段混合器连通。采用本发明的装置及方法，能够提高丁二烯尾气选择加氢反应烯烃的选择性。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，更具体地，涉及一种丁二烯抽提尾气选择加氢装置及选择加氢方法。

背景技术

目前丁二烯抽提装置一般通过两段萃取精馏和普通精馏的方法从乙烯装置裂解碳四馏分中回收1,3-丁二烯，同时副产一股富含炔烃及二烯烃的尾气，尾气中乙烯基乙炔(VA)、乙基乙炔(EA)浓度较高，其中VA一般大于20wt％，最高可超过40wt％。目前，为确保安全性，这股富含炔烃及二烯烃的尾气还需要采用碳四抽余液稀释，随后作为液化气销售，或直接排放火炬燃烧。若将这股尾气进行回收及利用，将会创造很好的经济效益和社会效益。

目前，针对这股富含炔烃及二烯烃的碳四资源，工业上主要还是通过加氢精制的办法将其转化为高附加值的产品，其中一种方法即是选择加氢精制。虽然不饱和烃类的加氢活性随着其不饱和程度的增加，碳四中的炔烃、二烯烃优先于单烯烃与氢气发生反应，但在催化剂的作用下，碳四组分中的单烯烃也可以在较低温度下与氢气发生激烈反应生成烷烃。碳四选择加氢反应是气、液、固三相反应，但由于反应所需氢气量小，氢气受限溶解于碳四，再与碳四中的反应物如炔烃及二烯烃等通过质量传递穿过液膜到达催化剂表面进行反应。发明人研究发现：加氢反应受到氢气限制，在催化剂表面，氢气不足的地方，炔烃及二烯烃无法发生加氢反应，导致产品中无法脱除干净，且容易发生聚合反应生成重组分降低催化剂性能；氢气过量的地方导致炔烃及二烯烃加氢反应生成的丁烯进一步发生加氢反应生成烷烃，导致加氢反应选择性降低。

近年来，碳四选择加氢催化剂研究工作较多，且催化剂的活性及选择性均得到了较大提高。但正如上文所述，氢气的非精确控制及分布不均匀严重限制了催化剂选择性的发挥，导致选择加氢反应很难同时满足炔烃及二烯烃的转化率高和单烯烃收率高的要求。实际工业装置相比于实验室的小试装置，生产规模增加百倍，氢气的精确控制更困难，分布更不均匀，针对工业装置的特点，从工艺及控制方面对选择加氢反应条件进行改进显得更有必要。

CN103787811A公开了一种丁二烯尾气的利用方法，采用以氧化钛-氧化铝复合物作为载体的Ni基催化剂，将尾气中的炔烃、二烯烃及单烯烃全部加氢，产品中烯烃含量小于5％，作为乙烯装置裂解原料，但该专利并未涉及选择加氢领域。

CN102285859A公开了一种碳四物流选择加氢方法，采用以氧化铝作为载体的钯银双组份或钯银多组分催化剂，将丁二烯含量高的碳四物流选择加氢得到富含1-丁烯的产品，产品中丁二烯和炔烃含量低于10ppm，可作为MTBE装置的原料，但该专利并未涉及富含乙烯基乙炔(VA)及乙基乙炔(EA)的丁二烯尾气，且氢气是通过在反应器入口直接配入，分布容易受到设备及管道布置影响，很难确保氢气分布均匀，进而限制催化剂选择性的发挥。

CN109806885A公布了一种碳四选择加氢的Pdx/Cu单原子催化剂及其制备方法，碳四物流中的不饱和烯烃经加氢后总丁烯的选择性大幅提高，但其反应温度较高，将消耗更多能耗，且未公布工艺流程。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术存在的缺陷，提供一种丁二烯抽提尾气的选择加氢装置及加氢方法。通过改进选择加氢反应所需氢气的配入及计量方法，在确保氢气得到精确计量的同时促进其在选择加氢反应中更均匀的分布，提高选择加氢反应选择性，减少副反应的发生，延长催化剂的使用寿命。