一种干气加氢制备乙烯裂解料的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种干气加氢制备乙烯裂解料的工艺。含有烯烃的干气、任选的补充氢气，与馏分油一起，进入固定床反应器，在加氢工艺条件下与加氢催化剂接触进行反应，所得反应产物经过分离后得到烯烃饱和的干气；其中所述的馏分油在反应条件下至少部分为液相。本发明专利技术的方法可以控制烯烃加氢反应的速度，使烯烃加氢反应转化率沿进料方向逐步提高，反应热得以逐步平缓释放，使催化剂床层的反应温升减小，从而延长催化剂的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种干气加氢制备乙烯裂解料的工艺
本专利技术涉及一种低碳烯烃加氢处理工艺，更具体地说，是一种将含烯烃干气加氢制备乙烯裂解料的工艺方法。
技术介绍
我国乙烯装置初始设计使用的原料以石脑油为主。乙烯原料是影响乙烯成本的最主要因素，原料在总成本中所占比例为70%～75%。近几年来，国内石化企业新建、扩建了多套大型乙烯生产装置，虽然在实际生产中拓宽了原料来源，但乙烯裂解原料还是相当紧张。另外，近年几来，原油价格不断上涨，乙烯裂解原料石脑油价格也随之升高，企业生产经济性变差。现实状况迫使企业寻找新的乙烯原料来解决这个问题，焦化干气（C2馏分）加氢作乙烯原料就是解决这一问题的有效方法之一。目前，国内许多走炼化一体化的石化企业，既有乙烯装置，同时也有富裕的焦化干气。而焦化干气中富含乙烷和少量的乙烯，如果将其中少量的乙烯进行饱和加氢，此焦化干气就是很好的乙烯原料。在通常情况下，工业C2馏分中的烯烃含量均较高，同时还含有少量的硫等杂质。如将C2馏分直接作为蒸汽裂解制乙烯的原料，烯烃会在裂解炉中发生聚合、环化、缩合和结焦反应。因此，必须将烯烃加氢使之成为烷烃。将焦化干气中的烯烃加氢转化成为烷烃，从理论上说是简单易行的，但在技术的具体实施过程中会有许多难点。比如，焦化干气组成具有如下难点：（1）含有一氧化碳和二氧化碳；（2）含硫较高；（3）在对焦化干气加氢降烯烃的同时，还要加氢深度脱氧，并且要达到氧含量指标≯1.0mg.m-3；（4）焦化干气主要组分为C2，热容值较低；反应放热集中，热点温度（或温包）过高。CN1800308A公开了一种干气回收C2及C2以上烃类组分的方法。该项方法对干气包括如下的处理程序：变压吸附、胺洗脱硫、水洗、水分离、精脱硫、脱砷、精脱硫、脱氧、碱洗脱二氧化碳、水洗脱碱、水分离、脱碱、变压吸附干燥等十几个工序。按该方法组织生产虽然可以获得乙烯裂解原料，但是生产流程太长，工艺繁杂，生产成本较高。针对上述方法中存在的问题，CN103450941A进行了改进，提出了一种焦化干气制备乙烯裂解料的方法。该方法采用硫化型催化剂，对焦化干气采用如下依次的处理程序：（1）对焦化干气进行胺洗；脱去H2S、CO2、焦粉。（2）对焦化干气进行加氢，脱烯烃、脱氧、脱除部分CO和CO2。（3）对焦化干气进行变压吸附，收集富乙烷气。解决了上述四个难点中的三个，同时较CN1800308A比，也简化了流程，但反应放热集中，热点温度（或温包）过高的问题依然未能解决。
技术实现思路
针对上述加氢方法的不足，本专利技术开发了一种改进的含烯烃干气加氢方法。该方法可以控制烯烃加氢反应的速度，使烯烃加氢反应转化率沿催化剂床层逐步提高，反应热得以逐步平缓放出，而不是集中放出，使催化剂床层的反应温升减小，催化剂床层的“温包”大为平缓，从而延长催化剂的使用寿命。本申请的专利技术人，通过对现有技术中的焦化干气加氢反应进行系统研究，获得如下认识：（1）该项反应为气相且强放热反应，以表1企业焦化干气典型的组成为例，其反应为1mol的焦化干气原料加氢反应的放热量为6.55KJ·mol-1；理想绝热温升为80℃。表1　企业焦化干气典型的组成（2）该项反应为一级快速加氢反应，在烯烃类加氢反应中，C2烯烃是最易加氢，也是反应速度最快的。（3）反应采用上部进料，下部出料；反应放热是不均匀的；在反应床层入口20%处，反应原料中85%的烯烃已经被加氢，即相应的反应热也已经放出来了。（4）该项反应为气（焦化干气）-固（催化剂）反应，经过对焦化干气加氢反应动力学研究可知：反应为气相反应；控制步骤为催化剂表面反应步骤，反应历程为如下五步：①、C2烯烃组分扩散到催化剂表面；②、C2烯烃组分吸附在加氢活性中心上；③、C2烯烃组分完成加氢反应；④、C2烷烃组分从加氢活性中心上脱附；⑤、C2烷烃组分从催化剂表面扩散到反应产物中。上述的研究结果给我们的启示是：如果我们能采一种手段，增加反应传质的反应步骤，即增加了外扩散的传质步骤，改变原有的焦化干气加氢反应历程，以此控制反应速度，延缓反应热的放出，就能够使得催化剂床层温度比较均匀，反应温升减小，催化剂床层的“温包”大为平缓。基于上述发现，本申请的专利技术人提出了一种改进的干气加氢制备乙烯裂解料的工艺（方法），包括以下内容：含有烯烃的干气、任选的补充氢气，与一股馏分油一起，进入固定床反应器，在加氢工艺条件下与加氢催化剂接触进行反应，所得反应产物经过分离后得到烯烃饱和的干气；其中所述的馏分油在反应条件下至少部分为液相。本专利技术的工艺中，其中所述的馏分油中不含二烯烃，其可以含有少量单烯烃，所含单烯烃的含量不高于4.0wt%。所述的含有烯烃的干气一般选自焦化干气、催化裂化干气、热裂解干气，加氢裂化富气、催化重整气，也可以是同类组成的炼油厂所副产的气体；该干气也可以在富含C2馏分的同时含有C3馏分、C4馏分。含烯烃干气中的烯烃主要为C2烯烃，也可以有少量的C3烯烃或C4烯烃，其中烯烃（一般情况下乙烯含量占80%以上，余量烯烃为C3~C4烯烃）的体积分数一般为1.0v%以上，优选2.0v%以上，最优选3.0v%～8.0v%。本专利技术的工艺中，含烯烃的干气原料中一般还同时含有氢气。含烯烃干气中氢气的体积分数一般为2v%以上，优选5.0v%以上，最优选5.0v%～10.0v%。在通常情况下，含烯烃的干气中氢气摩尔分数与烯烃的摩尔分数之比要在1.0以上；如果氢气不足时，可以往含烯烃干气中混合少量补充氢气，以满足烯烃加氢反应的需要。本专利技术的工艺中，所述“任选的补充氢气”的含义是指，补充氢气可有可无。当含烯烃干气中的氢气量能够满足烯烃加氢的需要时，进料中即不需包含补充氢气；当干气中的氢气含量不足以满足烯烃加氢的需要时，进料中即需要包括补充的氢气。反应中引入的馏分油要保证在反应条件下至少部分呈液体。所述的馏分油可以是精制石脑油、非芳汽油、加氢精制航空煤油、加氢柴油，或在反应条件下呈液体的其它馏分油；馏分油中不可以含二烯烃，所含单烯烃不大于4.0wt%。所述的馏分油的初馏点一般要高于50℃，优选为高于60℃；馏分油的终馏点一般为低于400℃，优选为低于360℃。本专利技术的工艺中，所述的加氢工艺条件包括：反应压力为0.5～6.0MPa，优选为1.5～4.0MPa；反应入口温度为120℃～300℃，优选140℃～280℃；反应出口温度一般为130℃～400℃，优选220℃～360℃；含烯烃干气的体积空速为100～10000h-1，优选300～5000h-1；床层热点温度为200℃～380℃，优选为220℃～350℃（也可以，）；馏分油体积空速为0.1～4.0h-1，优选为0.1～1.0h-1，最优选为0.1～0.6h-1。任选的补充氢气的用量以气体进料中氢气与烯烃的摩尔比大于等于1，优选在1.3以上为准计算。本专利技术方法中所使用的加氢催化剂，可以选择本
中的常规加氢催化剂。所述的加氢催化剂可以为负载型加氢催化剂或体相加氢催化剂。负载型加氢催化剂包括载体和负载的活性金属组分。所述载体一般为多孔耐熔无机氧化物或活性炭。具体的说，载体通常选自Al2O3、含SiO2的Al2O3、TiO2、含分子筛的Al2O3和活性炭构成的一组物质中的一种或几种。活性金属组分选自贵金属或非贵金属。贵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干气加氢制备乙烯裂解料的工艺，包括以下内容：含有烯烃的干气、任选的补充氢气，与一股馏分油一起，进入固定床反应器，在加氢工艺条件下与加氢催化剂接触进行反应，所得反应产物经过分离后得到烯烃饱和的干气；其中所述的馏分油在反应条件下至少部分为液相。

【技术特征摘要】
1.一种干气加氢制备乙烯裂解料的工艺，包括以下内容：含有烯烃的干气、任选的补充氢气，与一股馏分油一起，进入固定床反应器，在加氢工艺条件下与加氢催化剂接触进行反应，所得反应产物经过分离后得到烯烃饱和的干气；其中所述的馏分油在反应条件下至少部分为液相。2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的馏分油中不含二烯烃，单烯烃的含量不高于4.0wt%。3.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的馏分油的初馏点高于50℃，终馏点低于400℃。4.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的馏分油的初馏点高于60℃，终馏点为低于360℃。5.按照权利要求3或4所述的工艺，其特征在于，所述的馏分油为精制石脑油、非芳汽油、加氢精制航空煤油或加氢柴油。6.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的含有烯烃的干气选自焦化干气、催化裂化干气、热裂解干气、加氢裂化富气或催化重整气的一种或几种。7.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的含有烯烃的干气中烯烃的体积分数为1.0v%以上。8.按照权利要求7所述的工艺，其特征在于，所述的含有烯烃的干气中烯烃的体积分数为2.0v%以上。9.按照权利要求7所述的工艺，其特征在于，所述的含有烯烃的干气中同时含有氢气，氢气的体积分数为2v%以上。10.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的加氢工艺条件包括：反应压力为0.5～6.0MPa，反应入口温度为120℃～300℃，含烯烃干气的体积空速为100～10000h-1，馏分油体积空速为0.1～4.0h-1，任选的补充氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾抚宾，徐彤，祁文博，乔凯，方向晨，袁毅，徐大海，杨成敏，刘平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11