專利名稱：一種加氫試驗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及裂解生產烯烴領域，具體地，本發(fā)明涉及乙烯生產過程中用于除炔的加氫試驗方法。
背景技術：
在烴類蒸汽裂解制取烯烴的生產裝置中，裂解爐出口的裂解氣通常含有0. 2% 0. 7 %的乙炔，如果裂解深度較高，乙炔含量甚至可以高達0. 9 %。乙烯和丙烯產品中所含炔烴常常對乙烯和丙烯衍生物生產過程帶來麻煩。它們可能降低催化劑活性、增加催化劑消耗，甚至影響催化劑的壽命；可能惡化產品質量，使聚合物的性質變差；可能形成不安全因素；可能產生一些不希望的副產品。因此，大多數(shù)乙烯和丙烯衍生物的生產均對原料乙烯和丙烯中的炔烴含量提出較嚴格的要求。通常，要求乙烯產品中乙炔含量低于5ppm，有些聚乙烯裝置(如HDPE)甚至要求乙烯中的乙炔含量小于0. lppm，而對丙烯產品而言，則要求甲基乙炔含量低于5ppm，丙二烯含量低于lOppm。
乙烯生產中最常用的脫除乙炔的方法是溶劑吸收法和催化加氫法。溶劑吸收法是使用溶劑吸收裂解氣中的乙炔以達到凈化的目的，同時也相應回收一定量的乙炔。催化加氫法是將裂解氣中的乙炔加氫成為乙烯或乙烷，由此達到脫除乙炔的目的。
實際生產裝置中，絕大部分采用催化加氫法脫除乙炔。
用催化加氫法脫除裂解氣中的炔烴有前加氫和后加氫兩種不同的工藝技術。前、 后加氫是指加氫反應器在流程中的位置而言的，加氫反應器位于脫甲烷塔之后為后加氫， 位于脫甲烷塔之前為前加氫。
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，其工藝流程占主導地位的是前脫丙烷前加氫流程，其特點是裂解餾分經(jīng)過氣液相分離，進行碳三以下餾分的加氫，將乙炔完成轉化，并脫除大部分的丙炔丙二烯。
目前碳二前加氫工藝采用固定床反應器，對前脫丙烷工藝而言，主要采用絕熱床反應器，前兩段反應器主要是脫除絕大部分的乙炔，第三段反應器用于脫除50%以上的丙炔(MA)和丙二烯(PD)。所以第三段出口乙炔要小于5\10-6作八)，獻 0小于0.3% (V/V)。
固定床反應器為絕熱床反應器，反應條件為反應器入口溫度45 100°C，反應壓力3. 5 4. 5MPa，氣體體積空速55 220001Γ1。
圖1所示前脫丙烷的前加氫工藝中，加氫反應器入口原料中組成為碳二餾分35 45% (ν/ν)，其中乙炔0.4 0.7% (ν/ν)；其次為甲烷18 25% (ν/ν)，氫氣14 18% (ν/ν)，碳三溜分 8 15% (ν/ν)，CO 100 2000ppm。
現(xiàn)場生產需要建立模擬試驗方法，以盡量小的成本解決工業(yè)生產過程中的實際問題，例如催化劑的選擇性。在加氫反應條件下，烴原料與催化劑接觸可能發(fā)生包括加氫、 加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫金屬、加氫脫芳烴、加氫異構化、加氫脫蠟、加氫裂化和緩和加氫裂化等反應。因此，加氫催化劑在實際使用前需進行試驗，測試催化劑選擇性等參數(shù)。因此，需要開發(fā)加氫試驗方法。
目前最常用的加氫試驗方法是采用在現(xiàn)場，使用工業(yè)管網(wǎng)的物料進行催化劑的評價及加氫模擬試驗，但對于條件限制，無法使用工業(yè)管網(wǎng)物料時，就需要采用其它物料進行配氣來進行模擬實驗，最常見的是該物料來自碳二后加氫裝置的物料。
在碳二后加氫裝置中，碳二加氫反應器入口物料中只含碳二餾分，要模擬所述的前脫丙烷前加氫工藝的反應物料，還需要配入甲烷18 25% (ν/ν)，工業(yè)粗氫14 18% (ν/ν)，該工業(yè)粗氫中含CO 1000 2000ppm。碳三餾分8 15% (ν/ν)。
在工業(yè)管網(wǎng)中，甲烷為氣相，管網(wǎng)中壓力為0.5MPa，工業(yè)粗氫為氣相，管網(wǎng)中壓力位3MPa，碳三餾分為液相，管網(wǎng)中壓力為3MPa，而加反應器所需要的壓力為4MPa，而管網(wǎng)中所有物料的壓力均低于此值，所以必須對配制的物料進行增壓，才能將其通入反應器。
CN 201842823U公開了一種加氫試驗裝置。該裝置包括反應器、高壓分離器、低壓分離器、洗氣塔和循環(huán)氫壓縮機，其中在高壓分離器的氣相出口和洗氣塔之間還設置有氣液混合器。其在高分氣體注水口與洗氣塔之間加裝一個氣液混合器，使水和氣在混合器內充分混合，然后通過洗氣塔的二次洗氣，達到了充分洗滌高分氣體中和NH3等的目的，從而解決了裝置運轉中NH4鹽堵塞氣路管線的問題。
對需要多個平行反應器的試驗裝置來說，一般有兩種方法將液相的碳三配入反應物料中，其一是在每個反應器入口配入碳三餾分，但很難保證各反應器配入量的平行，另外由于反應器入口壓力為4MPa，碳三餾分的氣化就有比較大的問題，如果碳三餾分不能充分而且均勻的分散和氣化，會嚴重影響反應的進行。反應器入口溫度波動大，反應器內甚至會發(fā)生飛溫，如果將碳三餾分液相直接配入，必須解決液相碳三餾分在氣相中的充分均勻分散的問題，而且甲烷的壓力顯著的低于其它物料，必須將其首先進行壓縮后才能進行配制。
可以采用一級壓縮的方法，將所有物料在氣相配入，采用一級壓縮的方法，但壓縮機的壓縮比過大，使壓縮機出口溫度升到100°c以上，給壓縮機的安全運行帶來嚴重威脅， 冷卻介質不能使用水，使運行成本急劇上升。發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種加氫試驗方法。
所述加氫試驗方法包括在配氣前，將碳三餾分氣化，并與氣相的其他物料進行在線配氣，經(jīng)過兩級壓縮至反應壓力，然后進入各反應器，保證各反應器入口物料組成一致， 保證實驗的平行性和重復性。
作為優(yōu)選方案，所述加氫試驗方法包括將碳三餾分氣化，與甲烷進行在線配氣， 通過一級壓縮，再與氫氣及碳二餾分進行氣相配氣，經(jīng)過二級壓縮進入反應器。
作為優(yōu)選方案，所述加氫試驗方法包括將甲烷進行一級壓縮，再與氣化的碳三餾分、氫氣及碳二餾分進行氣相配氣，經(jīng)過二級壓縮進入反應器。
優(yōu)選地，通過對碳三餾分減壓使其氣化。
優(yōu)選地，配氣完成后，加氫物料包括0· 4 0. 7% (ν/ν)的乙炔，18 25% (ν/ν) 的甲烷，14 20% (ν/ν)的氫氣，8 15% (ν/ν)的碳三餾分，200 2000ppm的CO。
優(yōu)選地，物料的來源是工業(yè)碳二、碳三餾分、甲烷、工業(yè)粗氫。
優(yōu)選地，反應壓力為3. 5MPa以上，進一步優(yōu)選為3. 5 4. 5MPa,特別優(yōu)選為4MPa， 所述反應為反應器內進行的加氫反應。
優(yōu)選地，配氣完成后的物料經(jīng)氣體質量流量計計量進入反應器。
優(yōu)選地，所述反應器為固定床反應器，特別優(yōu)選為絕熱床反應器。
優(yōu)選地，通過對CO含量的在線分析，自動控制配制反應物料所需的氫氣量。
優(yōu)選地，二級壓縮前，碳三餾分的分壓低于1. 6MPa,保持氣相狀態(tài)。
優(yōu)選地，在一級和二級壓縮機后對多余物料進行回流。
本發(fā)明的目的之一還在于提供一種所述加氫試驗方法的用途。所述方法可用于加氫催化劑評價試驗或工業(yè)加氫工藝模擬試驗。
在本發(fā)明中，一級壓縮可以使用較小的壓縮機，二級壓縮的壓縮比小于4，顯著的降低了設備及運行成本。
采用本發(fā)明的方法后，試驗運行平穩(wěn)性大大提高，各反應器的物料組成完全一致， 設備制造成本下降30%，運行成本下降10%。


圖1是前脫丙烷工藝的碳二前加氫工藝流程；
圖2是碳二后加氫工藝流程圖。
附圖標記如下
1-油洗塔；2-水洗塔；3-堿洗塔；4-干燥器；5-前脫丙烷塔；6_碳二加氫反應器； 7-脫甲烷塔；8-換熱器；9-脫乙烷塔。
具體實施方式
為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應視為對本發(fā)明的具體限制。
選擇性計算方法
乙烯選擇性S = 1-Δ乙烷/Δ乙炔
丙烯選擇性S = 1- Δ丙烷/ Δ (丙炔+丙二烯)
實施例1
對甲烷進行一級壓縮，將甲烷的壓力由0. 5ΜΙ^提高到1. 5MPa，再與碳二餾分，碳三餾分，氫氣進行混合，混合后二級壓縮至4MPa，再經(jīng)過質量流量計分配到各反應器。
配制的反應物料的組成是
加氫原料H2 C2H2 C2H4 C2H6 CH4 C3H6 C3H8 PDMA CO C4+
含量(Φ%)20 0.7 35 4.0 25 12. 3 2 0. 50 0.2 0.3
催化劑裝填體積300ml，催化劑牌號為G-83C。
實施例2
將碳三壓力降低至0. 5MPa,與甲烷進行混合，然后進行一級壓縮，將壓力提高到 1. 5MPa，再與碳二餾分，氫氣進行混合，混合后二級壓縮至4MPa，再經(jīng)過質量流量計分配到各反應器。
配制的反應物料的組成是
加氫原料H2 C2H2 C2H4 C2H6 CH4 C3H6 C3H8 PDMA CO C4+
含量(Φ%)19 0.7 35 4.3 25 13 2 0. 50 0.2 0.3
實施例3對甲烷進行ー級壓縮至壓カ提高到1. 6MPa，將碳三壓カ降低至2. OMPa，再與碳ニ 餾分，氫氣進行混合，混合后ニ級壓縮至4MPa，再經(jīng)過質量流量計分配到各反應器。配制的反應物料的組成是加氫原料H2 C2H2 C2H4 C2H6 CH4 C3H6 C3H8 PDMA CO C4+含量(Φ%)22 0.7 33. 3 4.0 24 13 2 0. 50 0.2 0.3實施例4將碳三壓カ降低至0. 6MPa,與甲烷進行混合，然后進行ー級壓縮，將壓カ提高到 3MPa，再與碳ニ餾分，氫氣進行混合，混合后ニ級壓縮至4. 5MPa，再經(jīng)過質量流量計分配到 各反應器。配制的反應物料的組成是加氫原料H2 C2H2 C2H4 C2H6 CH4 C3H6 C3H8 PDMA CO C4+含量(Φ%)14 0.4 34.4 24. 7 18 5.9 2.1 0. 50 0. 19 0.3實施例5將碳三壓カ降低至0. 5MPa,與甲烷進行混合，然后進行ー級壓縮，將壓カ提高到 2. 5MPa，再與碳ニ餾分，氫氣進行混合，混合后ニ級壓縮至3. 5MPa，再經(jīng)過質量流量計分配 到各反應器。配制的反應物料的組成是加氫原料H2 C2H2 C2H4 C2H6 CH4 C3H6 C3H8 PDMA CO C4+含量(Φ%)25 0.5 24. 3 12. 2 25 5.9 6.1 0. 50 0.2 0.3對比例采用エ業(yè)裝置物料管網(wǎng)的物料，組成為加氫原料H2 C2H2 C2H4 C2H6 CH4 C3H6 C3H8 PDMA CO C4+含量(Φ%)22 0.7 33. 1 4.1 24 13. 1 2 0. 50 0.2 0.3將除碳三外的所有物料在0.5ΜΙ^配制為氣相物料經(jīng)壓縮機，經(jīng)過ー級壓縮進入 反應器反應器前的配料罐，碳三餾分通過液相泵直接注入反應器器前預熱器。反應器經(jīng)1000小時的考核后結果如下表所示
權利要求
1.一種加氫試驗方法，其特征在于，所述加氫試驗方法包括在配氣前，將碳三餾分氣化，并與氣相的其他物料進行在線配氣，經(jīng)過兩級壓縮至反應壓力，然后進入各反應器，保證各反應器入口物料組成一致，保證實驗的平行性和重復性。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述加氫試驗方法包括將碳三餾分氣化， 與甲烷進行在線配氣，通過一級壓縮，再與氫氣及碳二餾分進行氣相配氣，經(jīng)過二級壓縮進入反應器。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述加氫試驗方法包括將甲烷進行一級壓縮，再與氣化的碳三餾分、氫氣及碳二餾分進行氣相配氣，經(jīng)過二級壓縮進入反應器。
4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，通過對碳三餾分減壓使其氣化； 優(yōu)選地，配氣完成后，所述加氫物料包括0. 4 0.7% (ν/ν)的乙炔，18 25% (ν/ν)的甲烷，14 25% (ν/ν)的氫氣，8 15% (ν/ν)的碳三餾分，200 2000ppm的CO ； 優(yōu)選地，物料的來源優(yōu)選是工業(yè)碳二、碳三餾分、甲烷、工業(yè)粗氫。
5.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，反應壓力為3.以上，進一步優(yōu)選為3. 5 4. 5Mpa，特別優(yōu)選為4MPa ；優(yōu)選地，配氣完成后的物料經(jīng)氣體質量流量計計量進入反應器。
6.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述反應器優(yōu)選為固定床反應器， 特別優(yōu)選為絕熱床反應器。
7.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，通過對CO含量的在線分析，自動控制配制反應物料所需的氫量。
8.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，二級壓縮前，碳三餾分的分壓低于 1.6MPa，保持氣相狀態(tài)。
9.如權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，在一級和二級壓縮機后對多余物料進行回流；優(yōu)選地，二級壓縮的壓縮比小于4。
10.一種如權利要求1-9任一項所述加氫試驗方法的用途，其特征在于，所述方法可用于加氫催化劑評價試驗或工業(yè)加氫工藝模擬試驗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加氫試驗方法包括在配氣前，將碳三餾分減壓至其氣化，并與氣相的其他物料進行在線配氣，經(jīng)過兩級壓縮至反應壓力，然后進入各反應器，保證各反應器入口物料組成一致，保證實驗的平行性和重復性。所述方法可用于加氫催化劑評價試驗或工業(yè)加氫工藝模擬試驗。在本發(fā)明中，一級壓縮可以使用較小的壓縮機，二級壓縮的壓縮比小于4，顯著的降低了設備及運行成本。采用本發(fā)明的方法后，試驗運行平穩(wěn)性大大提高，各反應器的物料組成完全一致，設備制造成本下降30％，運行成本下降10％。
文檔編號C07C7/167GK102491865SQ20111037294
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2011年11月22日
發(fā)明者何開安, 劉偉, 張怡美, 張琳, 徐忠孝, 王春生, 賈相飛, 靳國忠 申請人:北京昊誠油氣科技有限公司