一種前脫乙烷前加氫工藝的除炔方法技術(shù)

一種前脫乙烷前加氫工藝的除炔方法。加氫催化劑為Fe-Cu選擇加氫催化劑，載體為耐高溫?zé)o機(jī)氧化物，以催化劑質(zhì)量100％計(jì)，催化劑含F(xiàn)e?5～15％，含Cu?0.1～0.5％。比表面10～300m

Process for removing acetylene before hydrogenation process of pre ethane

Process for removing acetylene before hydrogenation process of pre ethane. Hydrogenation catalyst for Fe-Cu hydrogenation catalyst carrier for high temperature resistant inorganic oxide, the catalyst mass 100%, catalyst containing Fe 5 ~ 15%, 0.1 ~ 0.5% containing Cu. Specific surface 10 ~ 300m

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種前脫乙烷前加氫工藝的除炔方法
本專利技術(shù)涉及一種前脫乙烷前加氫工藝的除炔方法，特別是一種在前脫乙烷前加氫工藝中，使用Fe-Cu催化劑，進(jìn)行炔烴、二烯烴的選擇性加氫方法。
技術(shù)介紹
聚合級(jí)乙烯生產(chǎn)是石油化工業(yè)的龍頭，聚合級(jí)乙烯及丙烯是下游聚合裝置的最基本原料。其中乙炔的選擇加氫對(duì)乙烯加工業(yè)有極其重要的影響，除了保證加氫反應(yīng)器的出口乙炔含量達(dá)標(biāo)外，催化劑的選擇性優(yōu)良，可以使乙烯盡可能少的生成乙烷，對(duì)提高整個(gè)工藝過程的乙烯收率，提高裝置經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。裂解碳二餾分含有摩爾分?jǐn)?shù)為0.5％～2.5％的乙炔，在生產(chǎn)聚乙烯時(shí)，乙烯中的少量乙炔會(huì)降低聚合催化劑的活性，并使聚合物的物理性能變差，所以必須將乙烯中的乙炔含量降到一定限度，才能作為合成高聚物的單體。因此乙炔分離和轉(zhuǎn)化是乙烯裝置流程中重要的過程之一。乙烯裝置中催化選擇加氫分為前加氫和后加氫，乙炔前加氫和后加氫是指乙炔加氫反應(yīng)器相對(duì)于脫甲烷塔位置而言，加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之前為前加氫，加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之后為后加氫。目前的碳二餾分加氫除炔中,愈來愈多的采用碳二前加氫的工藝方法，該工藝方法的特點(diǎn)是加氫反應(yīng)器在脫甲烷塔之前。前加氫又分為前脫丙烷和前脫乙烷兩種工藝。前脫乙烷加氫工藝是加氫反應(yīng)器位于脫乙烷塔之后，脫甲烷塔之前。前脫丙烷加氫工藝是加氫反應(yīng)器位于脫丙烷塔之后，脫甲烷塔之前。流程的不同，帶來兩種加氫物料組成的差異。前脫乙烷加氫物料中含有甲烷、氫氣、一氧化碳、碳二餾分(乙炔、乙烯、乙烷)；前脫丙烷加氫物料中含有甲烷、氫氣、一氧化碳、碳二餾分(乙炔、乙烯、乙烷)、碳三餾分(丙炔、丙二烯、丙烯、丙烷)。前脫乙烷工藝與前脫丙烷工相比，在加氫物料中氫氣含量更高。為了避免更高氫氣含量下乙烯的損失，前脫乙烷要求催化劑具有更好的選擇性。前脫乙烷中不存在碳三餾分，而前脫丙烷工藝因?yàn)榇呋瘎┰谶x擇性脫除乙炔的同時(shí)，將脫除部分丙炔、丙二烯，在加氫過程，碳三餾分間接起到了對(duì)催化劑活性的調(diào)節(jié)作用，從一定程度上降低裝置飛溫的可能性。而在前脫乙烷加氫過程中，除通過溫度的調(diào)整避免裝置的飛溫和漏炔以外，無任何可以調(diào)整的工藝參數(shù)來確保裝置的正常運(yùn)行。因此，前脫乙烷與前脫丙烷相比，對(duì)加氫催化劑的操作彈性及穩(wěn)定性要求更高。在采用前脫乙烷的工業(yè)裝置中，國內(nèi)裝置均采用單段等溫反應(yīng)器除炔方式，而采用前脫丙烷的工業(yè)裝置，一般采用三段反應(yīng)器除炔工藝。因此，前脫乙烷工藝中，催化劑的除炔負(fù)荷更高，裝置對(duì)催化劑的活性要求更高。在反應(yīng)器中發(fā)生的主要反應(yīng)如下：主反應(yīng)C2H2+H2→C2H4(1)副反應(yīng)C2H4+H2→C2H6(2)C2H2+2H2→C2H6(3)在這些應(yīng)中，反應(yīng)(1)是希望的，既脫除了乙炔，又增產(chǎn)了乙烯；反應(yīng)(2)、(3)是不希望發(fā)生的。即使采用等溫床反應(yīng)器，反應(yīng)的選擇性也只能達(dá)到50～60％，也就是說，反應(yīng)2發(fā)生的幾率是反應(yīng)1的50％甚至更高，有相當(dāng)一部分乙烯轉(zhuǎn)化成了乙烷。在采用等溫床工藝時(shí)，使用列管式反應(yīng)器，在列管之間有冷卻介質(zhì)，以帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。對(duì)該工藝方法而言，一般采用甲醇作為冷卻介質(zhì)，其流量必須進(jìn)行較精確地控制，以便反應(yīng)器內(nèi)的溫度穩(wěn)定在適宜的范圍內(nèi)，溫度過低易發(fā)生漏炔，溫度高又易飛溫。在裝置開車初期，催化劑活性高，對(duì)溫度敏感，尤其如此。專利US4484015公開一種催化劑，采用以Pd為主活性組分，以α-氧化鋁為載體，添加助催化劑銀，以浸漬法制備了性能優(yōu)良的碳二加氫催化劑。該催化劑具有能有效的減少乙烯的過度加氫，降低床層飛溫的風(fēng)險(xiǎn)。專利US5587348以氧化鋁為載體，添加助催化劑銀與鈀作用，加入堿金屬，化學(xué)鍵合的氟制備了性能優(yōu)良的碳二加氫催化劑。該催化劑具有減少綠油生成，提高乙烯選擇性，減少含氧化合物生成量的特點(diǎn)。US5510550采用濕法還原的方法制備催化劑，通過在浸漬液中加入還原劑，使Pd，Ag溶液未干燥時(shí)被還原，減少了溶劑化效應(yīng)引起的活性組分分散不均勻問題，制備了選擇性優(yōu)良的適應(yīng)碳二前加氫工藝的催化劑。CN201110086048.5通過在載體上吸附特定的高分子化合物，在載體表面一定厚度形成高分子涂裹層，以帶有功能基的化合物與高分子反應(yīng)，使之具有能夠與活性組分絡(luò)合的功能基，通過活性組分在載體表面功能基上發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，保證活性組分有序和高度分散。采用該專利方法，載體吸附特定的高分子化合物通過氧化鋁的羥基與高分子進(jìn)行化學(xué)吸附，載體吸附高分子化合物的量將受到氧化鋁羥基數(shù)量的限制；經(jīng)過功能化的高分子與Pd的絡(luò)合作用不強(qiáng)，有時(shí)活性組分負(fù)載量達(dá)不到要求，浸漬液中還殘留部分活性組分，造成催化劑成本提高；采用該方法制備碳二加氫催化劑還存在工藝流程復(fù)雜的缺點(diǎn)。CN2005800220708.2公布了一種輕質(zhì)烯烴原料中乙炔和二烯烴的選擇加氫催化劑，該催化劑由選自銅、金、銀的第一組分和選擇鎳、鉑、鈀、鐵、鈷、釕、銠的第二種組分組成，另外催化劑還包括選自鋯、鑭系元素和堿土金屬混合物的至少一種無機(jī)鹽和氧化物。催化劑煅燒、使用或者再生后形成螢石結(jié)構(gòu)。催化劑氧化物總含量0.01～50％，優(yōu)選焙燒溫度700～850℃。通過添加第三種氧化物，改性氧化鋁或氧化硅載體，有助于增加催化劑選擇性和再生之后的活性、選擇性。該技術(shù)仍舊是以銅、金、銀、鈀等為活性組分，鎳、鉑、鈀、鐵、鈷、釕、銠等作為助組分，通過對(duì)載體的氧化物改性，提高催化劑的再生性能。CN102218323A公布了一種不飽和烴的加氫催化劑，活性組分為5～15％的氧化鎳和1～10％的其他金屬氧化物的混合物，其他金屬氧化物可以為氧化鉬、氧化鈷和氧化鐵中的一種或者幾種，另外還包括1～10％的助劑。該專利技術(shù)技術(shù)主要用于將煤制油工業(yè)尾氣中乙烯、丙烯、丁烯等加氫轉(zhuǎn)化為飽和烴，具有良好的深度加氫能力。該技術(shù)主要用于富含CO和氫氣的各種工業(yè)尾氣中乙烯、丙烯、丁烯等的全加氫，不適合用于炔烴、二烯烴的選擇加氫。ZL201080011940.0公布了一種有序鈷-鋁和鐵-鋁間化合物作為乙炔加氫催化劑，所述的金屬間化合物選自由CoAl、CoAl3、Co2Al5、Co2Al9、o-Co4Al13、h-Co4Al13、m-Co4Al13、FeAl、FeAl2、Fe3Al、Fe2Al5、Fe4Al13組成的組。其中優(yōu)選Fe4Al13和o-Co4Al13。所述的金屬間化合物采用固態(tài)化學(xué)中的熱熔融法制備得到。在石英管式爐中進(jìn)行催化劑加氫性能測(cè)試，反應(yīng)溫度473K，穩(wěn)定反應(yīng)20h后，o-Co4Al13催化劑乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到62％，乙烯選擇性達(dá)到71％，F(xiàn)e4Al13催化劑上乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到40％，乙烯選擇性達(dá)到75％。該技術(shù)是在高溫條件下制備金屬間化合物，用于乙炔的選擇性加氫，乙炔轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)溫度高，不利于工業(yè)化應(yīng)用。并且催化劑采用熱熔融法制備，條件苛刻。綜上所述，低碳炔烴和二烯烴的選擇性加氫，目前主要采用貴金屬催化劑，對(duì)于非貴金屬催化劑的研發(fā)開展大量工作，但是距離工業(yè)化應(yīng)用尚有很遠(yuǎn)的距離。為了解決這一問題，本專利技術(shù)提供一種新型Fe-Cu加氫催化劑及其制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種前脫乙烷前加氫工藝的除炔方法。特別是一種在前脫乙烷前加氫工藝中，使用Fe-Cu加氫催化劑將來自前脫乙烷塔的塔頂流出物中所含的乙炔選擇性加氫，完全轉(zhuǎn)化為乙烯，同時(shí)乙烯、丙烯沒有損失。本專利技術(shù)所述的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種前脫乙烷前加氫工藝的除炔方法，將前脫乙烷的前加氫工藝乙烯裝置中來自前脫乙烷塔的塔頂流出物進(jìn)入加氫反應(yīng)器進(jìn)行選擇加氫，以脫除其中的乙炔，其特征在于反應(yīng)器中裝有Fe?Cu選擇加氫催化劑，載體為耐高溫?zé)o機(jī)氧化物，活性組分至少含有Fe、Cu，以催化劑質(zhì)量100％計(jì)，催化劑含F(xiàn)e?5～15％，優(yōu)選含量為7.5～12％，含Cu?0.1～0.5％，優(yōu)選含量為0.2～0.4％；催化劑的比表面為10～300m

【技術(shù)特征摘要】
1.一種前脫乙烷前加氫工藝的除炔方法，將前脫乙烷的前加氫工藝乙烯裝置中來自前脫乙烷塔的塔頂流出物進(jìn)入加氫反應(yīng)器進(jìn)行選擇加氫，以脫除其中的乙炔，其特征在于反應(yīng)器中裝有Fe-Cu選擇加氫催化劑，載體為耐高溫?zé)o機(jī)氧化物，活性組分至少含有Fe、Cu，以催化劑質(zhì)量100％計(jì)，催化劑含F(xiàn)e5～15％，優(yōu)選含量為7.5～12％，含Cu0.1～0.5％，優(yōu)選含量為0.2～0.4％；催化劑的比表面為10～300m2/g，優(yōu)選90～170m2/g，孔容為0.2～0.65ml/g，優(yōu)選0.40～0.60ml/g，其中Fe是通過浸漬方式載負(fù)于載體上，經(jīng)250℃～600℃焙燒，再用含氫氣氣氛200～400℃還原制得；催化劑中，F(xiàn)e主要以α-Fe2O3形態(tài)存在；選擇加氫反應(yīng)條件：反應(yīng)器入口溫度50℃～100℃，反應(yīng)壓力3.0～4.5MPa，反應(yīng)體積空速5000～20000h-1；優(yōu)選的加氫條件為：入口溫度60℃～95℃，反應(yīng)壓力2.8～3.8MPa，體積空速8000～15000h-1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除炔方法，其特征在于催化劑中，α-Fe2O3形態(tài)的Fe要占Fe總質(zhì)量的50％以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除炔方法，其特征在于催化劑的載體為氧化鋁，或氧化鋁與其他氧化物的復(fù)合載體，最好氧化鋁占復(fù)合載體質(zhì)量的50％以上，其他氧化物是氧化硅、氧化鋯、氧化鎂或氧化鈦，氧化鋁與其他氧化物的復(fù)合載體優(yōu)選氧化鋁-氧化鋯復(fù)合載體；氧化鋁為θ、α、γ型，最好是α-Al2O3。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除炔方法，其特征在于催化劑通過制備Fe前驅(qū)物水溶液、Cu前驅(qū)物水溶液，分別浸漬載體、分別陳化、干燥、焙燒或以其混合溶液浸漬載體，后陳化、干燥、焙燒，最后還原獲得；焙燒溫度最好為300℃～400℃；最好在260～330℃下進(jìn)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁玉龍，錢穎，張峰，谷麗芬，茍尕蓮，車春霞，韓偉，景喜林，劉俊濤，王濤，謝培思，潘曦竹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11