一种顺序流程炔烃加氢的方法与流程

1.本公开涉及石油化工领域，具体地，涉及一种顺序流程炔烃加氢的方法。


背景技术：

2.乙烯装置的产品的收率主要取决于裂解效果和裂解深度，裂解深度过大，设备易结焦，同时裂解深度的增加会造成产品中的炔烃含量增加。在现有的技术中，化工轻油裂解分离后产生的裂解气通过顺序流程，首先经过脱甲烷塔，脱除甲烷、氢气等轻组分，塔底得到c2+重组分，再经过脱乙烷塔，在塔顶分离出混合c2后进入c2加氢反应器以脱除乙炔，塔底分离出c3以上重组分；c3+重组分通过脱丙烷塔在塔顶分离出混合c3并将混合c3送入c3加氢反应器以脱除炔烃；炔烃在与氢气的反应过程中释放大量的热，极易飞温，因此需要严格控制裂解深度以减少炔烃的生成，而温度高时则会将大量烯烃转化为烷烃，损失大量产品，同时氢气在压力高时易泄漏，也造成了一定的安全风险。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种顺序流程炔烃加氢的方法，用于解决加氢反应器中飞温、烯烃的选择性不高及产物中仍有炔烃的问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种顺序流程炔烃加氢的方法，该方法包括：将脱甲烷裂解气送入脱乙烷塔得到第一气相和第一液相；使所述第一气相与第一供氢剂混合后进入c2加氢反应器中与c2加氢催化剂接触进行c2加氢反应，得到c2加氢反应产物；使所述第一液相进入脱丙烷塔，得到第三气相与第二液相；将所述第三气相与第二供氢剂混合后进入c3加氢反应器中与c3加氢催化剂接触进行c3加氢反应，得到c3加氢反应产物。
5.可选地，所述脱甲烷裂解气的压力为10～45bar。
6.可选地，所述第一供氢剂和所述第二供氢剂各自独立的选自c6～c14的烷烃、有机酸和醇中的一种或几种，优选c6～c14的烷烃。
7.可选地，所述c2加氢催化剂和所述c3加氢催化剂各自独立的选自负载型ni/mo/co活性组分催化剂中的一种或几种。
8.可选地，所述c2加氢反应器和所述c3加氢反应器各自独立的选自固定床反应器和/或流化床反应器。
9.可选地，所述c2加氢反应的反应条件包括：反应温度为20～150℃；反应压力为5～45bar；反应时间为0.1～10h。
10.可选地，所述c3加氢反应的反应条件包括：反应温度为20～150℃；反应压力为5～60bar；反应时间为0.1～10h。
11.可选地，所述第一气相和所述第一供氢剂的摩尔比为1～10：1；所述第三气相和所述第二供氢剂的摩尔比为1～15：1。
12.可选地，使所述c2加氢反应产物送入第一气液分离器进行第一气液分离处理，得到第一供氢后的供氢剂和第二气相；使所述c3加氢反应产物送入第二气液分离器进行第二
气液分离处理，分离得到第四气相与第二供氢后的供氢剂。
13.可选地，所述第一气液分离处理在第一闪蒸罐中进行，所述第二气液分离处理在第二闪蒸罐中进行。
14.通过上述技术方案，使用供氢剂替代氢气作为加氢反应的反应物，反应条件温和且不易飞温，能够增加装置的安全性和可靠性，并且，能够降低装置的能耗；采用本公开的方法对脱甲烷裂解气进行处理，能够在保证裂解气的转化率不降低的同时提升产物中烯烃的选择性。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
17.图1是本公开的一种实施方式的顺序流程炔烃加氢的方法的流程图。
18.附图标记说明
19.1、脱甲烷裂解气；2、第一液相；3、第一气相；4、第三气相；5、第二液相；6、c2加氢反应产物；7、第一供氢后的供氢剂；8、第二气相；9、c3加氢反应产物；10、第四气相；11、第二供氢后的供氢剂；12、第一供氢剂；13、第二供氢剂；t1、脱乙烷塔；t2、脱丙烷塔；r1、c2加氢反应器；r2、c3加氢反应器；d1、第一气液分离器；d2、第二气液分离器。
具体实施方式
20.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
21.在本公开中，在未作相反说明的情况下，术语“第一、第二、第三、第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一、第二、第三、第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.本公开提供一种顺序流程炔烃加氢的方法，该方法包括：将脱甲烷裂解气送入脱乙烷塔得到第一气相和第一液相；使所述第一气相与第一供氢剂混合后进入c2加氢反应器中与c2加氢催化剂接触进行c2加氢反应，得到c2加氢反应产物；使所述第一液相进入脱丙烷塔，得到第三气相与第二液相；将所述第三气相与第二供氢剂混合后进入c3加氢反应器中与c3加氢催化剂接触进行c3加氢反应，得到c3加氢反应产物。
23.通过上述技术方案，使用供氢剂替代氢气作为加氢反应的反应物，反应条件温和且不易飞温，能够增加装置的安全性和可靠性，并且，能够降低装置的能耗；采用本公开的方法对脱甲烷裂解气进行处理，能够在保证裂解气的转化率不降低的同时提升产物中烯烃的选择性。
24.在上述实施方式中，将脱甲烷裂解气先通过脱乙烷塔进行分离，能够将脱甲烷裂解气中的物质分离为两个部分，在脱乙烷塔塔顶处得到第一气相，在脱乙烷塔的塔底处得到第一液相，其中，第一气相中主要含有混合c2组分，第一液相中主要含有c3以上的重组分。另外，脱乙烷塔的条件包括：塔顶温度为-40至0℃，塔底温度为20～80℃，压力为5～
35bar。
25.一种实施方式中，所述脱甲烷裂解气为乙烯装置经过脱甲烷塔后的裂解气，即将乙烯装置产生的裂解气送入脱甲烷塔中进行脱甲烷处理，以使乙烯装置产生的裂解气中的甲烷和惰性气体脱离出去，得到本技术所使用的脱甲烷裂解气；所述脱甲烷裂解气的压力为10～45bar，优选为12～35bar。在该实施方式中，脱甲烷塔的条件为：压力为5～40bar，塔顶温度为-150至0℃，塔底温度为-30至90℃。
26.一种实施方式中，将经脱乙烷塔处理得到的第一气相和第一液相分别进行后续处理。
27.一种实施方式中，所述c2加氢反应的反应条件包括：反应温度为20～150℃，优选为20～100℃，进一步优选为20～40℃；反应压力为5～45bar，优选为5～35bar，进一步优选为5～15bar；反应时间为0.1～10h，优选为0.5～2h；所述第一气相与所述第一供氢剂的摩尔比为1～10：1，优选为5～10：1。
28.一种实施方式中，所述第一供氢剂选自c6～c14的烷烃、有机酸和醇中的一种或几种的混合物，优选为c6～c14的烷烃，在本公开的一种具体的实施方式中，所使用的第一供氢剂为c6～c14的环烷烃，优选为环己烷。
29.本公开使用的c2加氢催化剂为本领域常规的选择，本技术不做特殊要求，例如，c2加氢催化剂可以选自负载型加氢催化剂，所述负载型加氢催化剂中的活性组分包括镍、钼和钴中的一种或几种，即本公开所使用的，c2加氢催化剂可以选自负载型ni/mo/co活性组分催化剂中的一种或几种。在本公开的一种实施方式中，c2加氢催化剂为ni/mo催化剂。
30.在该实施方式中，c2加氢反应在c2加氢反应器中进行，其中c2加氢反应器为本领域常规选择，本技术不做特殊要求，例如，c2加氢反应器可以为固定床反应器和/或流化床反应器。
31.在上述实施方式中，采用上述c2加氢反应的反应器和反应条件进行反应，能够进一步增强装置的安全性，并且能够在不降低裂解气的转化率的同时提高产物中烯烃的选择性。
32.为了提高第一液相中的第三气相和第二液相的分离效果，本公开对脱丙烷塔的条件进行了限定，在本公开一种具体的实施方式中，脱丙烷塔的条件包括：塔顶温度为-30至0℃，塔底温度为50～80℃，压力为5～25bar。
33.一种实施方式中，所述c3加氢反应的反应条件包括：反应温度为20～150℃，优选为20～100℃，进一步优选为20～40℃；反应压力为5～60bar，优选为5～45bar，进一步优选为5～15bar；反应时间为0.1～10h，优选为0.5～2h；所述第三气相与所述第二供氢剂的摩尔比为1～15：1，优选为5～10：1。
34.一种实施方式中，所述第二供氢剂选自c6～c14的烷烃、有机酸和醇中的一种或几种的混合物，优选为c6～c14的烷烃，例如在本公开的一种实施方式中，第二供氢剂为c6～c14的环烷烃，优选为环己烷。
35.本公开使用的c3加氢催化剂为本领域常规的选择，本技术不做特殊要求，例如，c3加氢催化剂可以选自负载型加氢催化剂，所述负载型加氢催化剂中的活性组分包括镍、钼和钴中的一种或几种，即本公开所使用的，c3加氢催化剂可以选自负载型ni/mo/co活性组分催化剂中的一种或几种。在本公开的一种实施方式中，c3加氢催化剂为ni/mo催化剂。
36.在上述实施方式中，采用上述c3加氢反应的反应器和反应条件进行反应，能够进一步增强装置的安全性，提高裂解气对烯烃的选择性。
37.一种实施方式中，第一供氢剂和第二供氢剂可以相同也可以不同，c2加氢催化剂和c3加氢催化剂可以相同也可以不同。
38.一种实施方式中，该方法还包括，将所述c2加氢产物送入第一气液分离器进行第一气液分离处理，得到第二气相和第一供氢后的供氢剂；将所述c3加氢产物送入第二气液分离器进行第二气液分离处理，得到第四气相和第二供氢后的供氢剂。
39.在该实施方式中，所述第一气液分离器和第二气液分离器为本领域常规选择，例如，第一气液分离器和第二气液分离器均为闪蒸罐，其中第一气液分离处理在第一闪蒸罐中进行，第二气液分离处理在第二闪蒸罐中进行。由第一气液分离器得到的第一供氢后的供氢剂与所述第二气液分离器得到的第二供氢后的供氢剂合并，送出系统。
40.一种实施方式中，如图1所示，顺序流程炔烃加氢的方法包括：
41.将脱甲烷裂解气1送入脱乙烷塔t1中进行处理，得到第一气相3和第一液相2，脱乙烷塔t1的条件为：塔顶温度为-40至0℃，塔底温度为20～80℃，压力为5～35bar。
42.将第一气相3与第一供氢剂12混合后进入c2加氢反应器r1与c2加氢催化剂接触并在20～150℃、5～45bar下进行c2加氢反应得到c2加氢反应产物6，其中第一气相3与第一供氢剂12的摩尔比为1～10：1；
43.将第一液相2送入脱丙烷塔t2中进行分离得到第三气相4和第二液相5，脱丙烷塔t2的条件为：塔顶温度为-30至0℃，塔底温度为50～80℃，压力为5～25bar；再将第三气相4与第二供氢剂13混合后进入c3加氢反应器r2与c3加氢催化剂接触并在20～150℃、5～60bar下进行c3加氢反应得到c3加氢反应产物9；其中第三气相4与第二供氢剂13的摩尔比为1～15：1；
44.将c2加氢反应产物6引入第一气液分离器d1分离得到第一供氢后的供氢剂7和第二气相8，将c3加氢反应产物9引入第二气液分离器d2分离得到第二供氢后的供氢剂11和第四气相10。
45.下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。
46.下面实施例和对比例中所使用的脱甲烷裂解气均为乙烯装置的裂解气，其中脱甲烷裂解气的各组分及含量(wt％)性质如表1所示；所使用的第一供氢剂和第二供氢剂为环己烷；所使用的c2加氢催化剂和c3加氢催化剂均为ni/mo催化剂。
47.表1脱甲烷裂解气的组成及含量(wt％)
48.组成乙烷乙烯乙炔丙烷丙烯丙炔h2c4+杂质含量1040.840.660.9116.540.911.7328.350.06
49.实施例1
50.将30bar的脱甲烷裂解气1送入脱乙烷塔t1中进行处理，得到第一气相3和第一液相2，脱乙烷塔t1的条件为：塔顶温度为-40℃，塔底温度为65℃，压力为25bar。
51.将第一气相3与第一供氢剂12混合后送入c2加氢反应器r1与c2加氢催化剂接触并在40℃、10bar下进行c2加氢反应2h得到c2加氢反应产物6，其中第一气相3与第一供氢剂12的摩尔比为5：2；
52.将第一液相2送入脱丙烷塔t2中进行分离得到第三气相4和第二液相5，脱丙烷塔
t2的条件为：塔顶温度为-22℃，塔底温度为70℃，压力为14bar；再将第三气相4与第二供氢剂13混合后送入c3加氢反应器r2与c3加氢催化剂接触并在40℃、10bar下进行c3加氢反应2h得到c3加氢反应产物9；其中第三气相4与第二供氢剂13的摩尔比为5：2；
53.将c2加氢反应产物6引入第一气液分离器d1分离得到第一供氢后的供氢剂7和第二气相8，将c3加氢反应产物9引入第二气液分离器d2分离得到第二供氢后的供氢剂11和第四气相10。处理结果见表2。
54.对比例1
55.采用传统的顺序流程炔烃加氢的方法，具体的操作方法如下：
56.将30bar的裂解气送入脱甲烷塔中进行处理，脱除甲烷、氢气等轻组分，塔底得到脱甲烷裂解气，脱甲烷塔的条件为：压力为20～30bar，塔顶温度为-100至-130℃，塔底温度为60～80℃。
57.后续的操作方法如实施例1，区别在于，c2加氢反应和c3加氢反应采用氢气而非供氢剂，c2加氢反应条件包括：反应温度为80℃，反应压力为25bar；c3加氢反应条件包括：反应温度为70℃，反应压力为23bar。处理结果见表2。
58.表2实施例和对比例的处理结果
[0059] 实施例1对比例1炔烃转化率99.9％99.9％产物的选择性(烯烃)＞80％50-70％安全性不易飞温易飞温，氢气易泄漏反应温度，℃20-4040-90反应压力，bar5～1520-40
[0060]
通过实施例1和对比例1进行比较可知，使用供氢剂替代氢气作为加氢反应的反应物，通过氢转移反应进行炔烃的选择性加氢饱和，反应条件温和，不易飞温，能够增加装置的安全性和可靠性，同时，能够降低装置的投资；采用本公开的方法，反应活性高，能够在保持炔烃高转化率的同时提高加氢产物中烯烃的选择性。
[0061]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0062]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0063]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

技术特征：
1.一种顺序流程炔烃加氢的方法，其特征在于，该方法包括：将脱甲烷裂解气送入脱乙烷塔得到第一气相和第一液相；使所述第一气相与第一供氢剂混合后进入c2加氢反应器中与c2加氢催化剂接触进行c2加氢反应，得到c2加氢反应产物；使所述第一液相进入脱丙烷塔，得到第三气相与第二液相；将所述第三气相与第二供氢剂混合后进入c3加氢反应器中与c3加氢催化剂接触进行c3加氢反应，得到c3加氢反应产物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱甲烷裂解气的压力为10～45bar。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一供氢剂和所述第二供氢剂各自独立的选自c6～c14的烷烃、有机酸和醇中的一种或几种，优选c6～c14的烷烃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述c2加氢催化剂和所述c3加氢催化剂各自独立的选自负载型ni/mo/co活性组分催化剂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述c2加氢反应器和所述c3加氢反应器各自独立的选自固定床反应器和/或流化床反应器。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述c2加氢反应的反应条件包括：反应温度为20～150℃；反应压力为5～45bar；反应时间为0.1～10h。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述c3加氢反应的反应条件包括：反应温度为20～150℃；反应压力为5～60bar；反应时间为0.1～10h。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一气相和所述第一供氢剂的摩尔比为1～10：1；所述第三气相和所述第二供氢剂的摩尔比为1～15：1。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述c2加氢反应产物送入第一气液分离器进行第一气液分离处理，得到第一供氢后的供氢剂和第二气相；使所述c3加氢反应产物送入第二气液分离器进行第二气液分离处理，分离得到第四气相与第二供氢后的供氢剂。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一气液分离处理在第一闪蒸罐中进行，所述第二气液分离处理在第二闪蒸罐中进行。

技术总结
本公开涉及一种顺序流程炔烃加氢的方法，该方法包括：使脱甲烷裂解气进入脱乙烷塔得到第一气相和第一液相；将所述第一气相与第一供氢剂混合后进入C2加氢反应器中与C2加氢催化剂接触进行C2加氢反应，得到C2加氢反应产物；使所述第一液相进入脱丙烷塔，得到第三气相与第二液相；将所述第三气相与第二供氢剂混合后进入C3加氢反应器中与C3加氢催化剂接触进行C3加氢反应，得到C3加氢反应产物。采用本公开的方法，能够增加装置的安全性和可靠性，降低装置的投资和能耗，并且，能够提高裂解气的转化率和产物的选择性。化率和产物的选择性。化率和产物的选择性。


技术研发人员：曹勃 刘凯祥 李明东 薛楠 徐松 宋智博 李济辰
受保护的技术使用者：中石化炼化工程（集团）股份有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/9/23