乙炔加氢脱乙烷工艺.docx

裂解气中含有少量的炔烃，例如乙炔、丙炔以及丙 二烯等在裂解气中乙炔含量一般为2000〜7000ppm, 丙炔含量一般为1000〜1500ppm,丙二烯含量一般为 600〜1000ppm它们是在裂解过程中生成的聚合用的乙烯，应严格限制乙烯中乙炔的含量乙 炔会造成聚合催化剂的中毒，会降低乙烯的分压在 高压聚乙烯生产中，当乙炔积累过多后，会引起爆炸工业上脱炔的主要是采用催化加氢法，少量用丙酮 吸收法一）催化加氢脱乙炔催化加氢可以使乙炔变为乙烯，但乙烯也有可能催 化加氢变为乙烷，生产中希望只发生乙炔加氢为乙烯 的反应从化学平衡来分析，虽然在反应系统中有大量乙烯 存在，但加氢以后，乙炔的含量可以达到ppm级的要 求要使乙炔进行选择性加氢，必须采用选择性良好的 催化剂，常用的催化剂是载于a-Al2O3载体上的钯催 化剂，也可以用Ni-Co/a-Al203催化剂，在这些催化 剂上，乙炔的吸附能力比乙烯强，能进行选择性加氢原料气中有少量一氧化碳存在，由于一氧化碳吸附 能力比乙烯强，可以抑制乙烯在催化剂上吸附而提高加氢反应的选择性但是，如果一氧化碳含量过高， 则可以使催化剂中毒所以在加氢的氢气中或原料气 中，如果有一氧化碳存在，或者一氧化碳含量过高就 应该除去，脱除的方法是在Ni/Al2O3等催化剂的存在 下，使一氧化碳加氢。

CO+3H260〜300 °C>CH4+H2O3.0 MPa由于上述加氢反应产物是甲烷，所以这种方法又称 为甲烷化法加氢脱除乙炔时可能发生的副反应有：(1) 乙烯的进一步加氢反应；(2) 乙炔的聚合生成液体产物，即绿油(绿油在流程中 应除去)；(3) 乙炔分解生成碳和氢当反应温度比较高时，有利于上述副反应的发生 h2/c2h2摩尔比大，有利于乙烯加氢，摩尔比小时，则 有利于乙炔的聚合，可以生成比较多的绿油脱炔副 反应为流程设计做准备二) 前加氢和后加氢由于加氢脱乙炔过程在裂解气分离流程中所处的部 位不同，有前加氢脱除乙炔和后加氢脱除乙炔两种方 法加氢过程设在脱甲烷塔以前进行加氢脱炔的叫作前 加氢加氢馏分中就含有氢气，不需要外来氢气，所 以前加氢又叫做自给加氢设在脱甲烷塔以后进行加氢脱炔的叫做后加氢被 加氢的气体中已经不含有氢气组分，需要外部加入氢 气前加氢流程的优点是氢气可以自给，但是氢气是过 量的，氢气的分压比较高，会降低加氢的选择性，增 大乙烯的损失为了克服上述不利因素，要求前加氢 催化剂的活性和选择性应该比较高后加氢的优点是组分少，选择性高；催化剂寿命长； 产品纯度高但是能量利用不如前加氢流程，流程也 比前加氢流程复杂。

综上所述，从产品角度来分析，一般都选择后加氢 流程但是，这与原料气的组成由关系，与几个分离（精 馏）塔的安排顺序有关三）加氢脱炔催化剂前加氢和后加氢方法所用的催化剂及加氢脱炔的效 果，见表1-26和表1-27 （P68、69）钯和非钯催化 剂的比较，见表 1-28（P69）表 1-26 前加氢催化剂催化剂Pd/13xPdNi-Co-Cr工艺条件温度，°C压力，MPa空速,h-i60〜973.5〜4.57000 〜900043〜851.962500 〜10000150〜2001.82500使用周期，月2〜312乙烯含量反应 前，% 反应 后,ppm0.2〜0.4<50.1100.45<10乙烯损失率，%<20〜0.21表 1-27 后加氢催化剂催化剂Pd-FePd-AgPd温度，C80〜14530〜21050〜工艺L亠H八压力，2.5〜2.4〜2.6100条件MPa2.73000 〜2.1空速,h-i禺52000 〜25002.0〜4.0100002.0〜2.560003.5〜4.0使用周期，月>17>64〜6寿命，年4〜7乙烯 含量反应 前，% 反应 后,ppm0.15〜0.38<10.2〜0.4〜010<5乙烯损失率，%〜0较大表 1-28 钯和非钯催化剂对比项目钯催化剂非钯催化剂金属用量 （对载 体）少(0.04〜0. 2%)多（5〜20）加氢活性高，可在较低温度下加氢稍差，须在较 高温度下加 氢选择性好，乙烯损失小稍差空速大，催化剂用 量少稍小，催化剂 用量大对C+4组分 敏感性丁二烯易在催 化剂上聚和可放宽含量 为3%对S和CO 敏感性可暂时中毒适量尚可提 高选择性（四）加氢脱乙炔流程图1-31 （P69）是C2馏分加氢脱乙炔流程，脱乙 烷塔顶产物（乙炔、乙烷）馏分中还有5000ppm的乙 炔，与预热到一定温度的氢气相混合，进入一段加氢 绝热式反应器，进行加氢反应。

由一段出来的气体再 加入补充氢气，经过调节温度后，再进入二段加氢反 应器，又进行加氢反应反应后气体经过换热降温， 温度降低到-6°C左右，送去绿油清洗塔，用乙烯塔侧 线馏分洗涤气体中含有的绿油脱除掉绿油的气体进 行干燥，然后去乙烯精馏系统在乙炔加氢过程中，有乙炔聚合生成绿油的副反应 发生，生成的绿油数量多时，影响催化剂操作周期和 使用寿命，严重时可能引起乙烯塔塔板结垢绿油生 成量与氢气/乙炔摩尔比及催化剂床层温度有关，氢气 与乙炔摩尔比越小，生成绿油量越多；催化剂床层温 度升高，绿油生成量增多由于加氢反应过程中有聚合反应和分解生碳反应发 生，这些聚合物和碳沉积在催化剂的表面上，降低了 催化剂的活性，因此反应温度随着催化剂活性的降低 而逐渐升高因此，加氢反应器也要进行再生c3馏分中的丙炔和丙二烯，一般用液相加氢法脱除C3 馏分液相加氢流程也分成两段加氢，一段是主反应 器，使丙炔和丙二烯由含量 2%左右降低到 2000ppm 左 右；二段是副反应器，使剩余下的丙炔和丙二烯再加 氢脱除到lOppm以下操作条件如下： 主加氢反应器温度 10〜40°C压力 1.1〜1.7MPaH2/丙炔、丙二烯 2.0 （mole比）副加氢反应器温度 10〜50C压力 2.6〜2.65MPaH2/丙炔、丙二烯 2.0 （mole比）（五）溶剂吸收法脱乙炔 利用乙炔能溶于某些溶剂的性能，使乙炔脱除的方 法叫做溶剂吸收法脱乙炔。

吸收乙炔常用的溶剂有丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲 基吡咯烷酮、乙酸乙酯等常用的是丙酮以丙酮作溶剂脱炔的流程见图1-32吸收过程是在 较低温度和较低压力下进行的。