專利名稱：一種丁二烯尾氣加氫裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，進ー步地說，是涉及ー種丁ニ烯尾氣加氫裝置及方法。
背景技術(shù)：
裂解碳四烴中的1，3_ 丁ニ烯一般通過ニ段溶劑萃取精餾再經(jīng)過直接精餾的方法進行精制，該精制裝置產(chǎn)生的殘余廢氣俗稱丁ニ烯尾氣。萃取精餾也叫抽提，丁ニ烯的回收裝置一般叫丁ニ烯抽提裝置。丁ニ烯尾氣中炔烴濃度較高，一般大于20重量％，最高可超過40重量％。這些富含炔烴的廢氣目前尚無エ業(yè)利用價值，只能送火炬燃燒處理。由于高濃度炔烴易聚合爆炸，因此必須先用含有丁烷、丁烯的抽余液進行稀釋后才能送火炬燃燒，這樣就造成很大的資源浪費。隨著近年來烴類蒸汽裂解深度的加大，裂解碳四中炔烴含量呈上升趨勢，丁ニ烯抽提裝置產(chǎn)生的富含炔烴的尾氣量也大幅度増加。如果將這些廢氣中富含炔烴的尾氣回收利用，將會大大提高こ烯裂解裝置的經(jīng)濟效益。目前，現(xiàn)有技術(shù)中常用的方法包括如下幾種ー種方法是在裂解碳四進入丁ニ烯抽提裝置之前對其進行選擇加氫，使炔烴含量降低，以減少含炔廢氣的排 放。另ー種方法是對所述的富含炔烴餾分的丁ニ烯尾氣進行選擇加氫，將炔烴轉(zhuǎn)化為丁ニ烯和單烯烴，再送回丁ニ烯抽提裝置，以回收其中的丁ニ烯。CN101434508公開了ー種碳四餾分中的高度不飽和烴的選擇加氫方法，以丁ニ烯抽提后得到的富含炔烴的殘余物料為原料，在催化劑的存在下，采用固定床反應(yīng)器，選擇加氫得到1，3-丁ニ烯，再將反應(yīng)產(chǎn)物送回到抽提裝置。加氫エ藝采用的操作條件為反應(yīng)溫度為30 90°C，反應(yīng)壓カ為1. 0
4.OMPa，液體空速為7 20h'催化劑以氧化鋁為載體的鈀系催化劑，比表面積為50 150m2/g，比孔容為0. 25 1. 0ml/go采用該發(fā)明的方法可對于丁ニ烯抽提后的富炔殘余物料進行有效利用，減少資源浪費。但是上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是1.該方法沒有解決丁ニ烯尾氣液化和反應(yīng)器進料的問題。由于加氫反應(yīng)為液相反應(yīng)，壓カ在1. 5 4. OMPa之間，而丁ニ烯尾氣為氣相，壓カ接近常壓，如何將氣相的原料液化、升壓送入反應(yīng)器是ー個技術(shù)難題；2.由于物料中炔烴和丁ニ烯的濃度高，容易聚合發(fā)生爆炸，如何在保證安全的前提下將物料升壓是解決問題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的丁 ニ烯尾氣原料難液化及炔烴含量較高引起的操作安全問題，本發(fā)明提供了ー種丁ニ烯尾氣加氫裝置及方法。通過采用吸收塔和壓縮機組合，解決了氣相物料升壓、冷凝以及裝置操作安全性等問題。本發(fā)明的目的之ー是提供ー種丁ニ烯尾氣加氫裝置。包括加氫反應(yīng)器和氣液分離罐；所述加氫反應(yīng)器前設(shè)置有吸收塔和壓縮機，吸收塔頂部依次連接壓縮機、冷凝器、壓縮機排出罐后與吸收塔底部管線合并后，連接加氫反應(yīng)器進ロ ；加氫反應(yīng)器出口連接氣液分離罐，氣液分離罐底部設(shè)置兩根管線，一根管線連接加氫反應(yīng)器進ロ，一根管線連通界外。還可以在所述氣液分離罐底部增設(shè)ー根管線連接所述吸收塔上部。也可以在所述壓縮機排出罐底部增設(shè)ー根管線連接所述吸收塔上部。本發(fā)明的目的之ニ是提供ー種丁ニ烯尾氣加氫方法。包括(I) 丁ニ烯尾氣在吸收塔內(nèi)被液相碳四吸收劑吸收；(2)吸收塔塔頂氣相經(jīng)壓縮冷凝后與塔釜液相混合后，再與加氫產(chǎn)物、氫氣混合后進入加氫反應(yīng)器進行加氫反應(yīng)；(3)加氫反應(yīng)器得到的反應(yīng)產(chǎn)物部分返回加氫反應(yīng)器，部分作為產(chǎn)品送出界外。優(yōu)選地，所述步驟(3)中，加氫反應(yīng)器得到的反應(yīng)產(chǎn)物部分返回加氫反應(yīng)器，部分作為吸收劑返回吸收塔，部分作為產(chǎn)品送出界外。

或者根據(jù)需要，在所述步驟(2)中，吸收塔塔頂氣相經(jīng)壓縮冷凝后部分與塔釜液相混合，另一部分作為吸收劑返回吸收塔。所述的丁ニ烯尾氣的組成包括丁烷0 5重量％，丁烯0 15重量％，丁ニ烯20 60重量％，こ基こ炔和こ烯基こ炔20 50重量％，具體步驟可包括(I)吸收廢氣進入吸收塔，采用液相碳四作為吸收劑進行吸收，將廢氣中的大部分炔烴吸收下來，未被吸收的氣體從吸收塔頂排出，吸收塔釜含有炔烴的液相混合碳四送往加氫反應(yīng)器；(2)壓縮吸收塔頂氣體進入壓縮機升壓，升壓后的氣體被冷凝成液相混合碳四，與來自吸收塔釜的液相碳四混合后送入加氫反應(yīng)器；(3)加氫反應(yīng)來自步驟(I)、(2)的混合碳四與來自反應(yīng)器的加氫產(chǎn)物混合，經(jīng)升壓泵升壓之后，按ー定比例配入氫氣進入加氫反應(yīng)器，反應(yīng)器中發(fā)生全加氫反應(yīng)、或者選擇加氫反應(yīng)，反應(yīng)器出ロ產(chǎn)物冷卻至常溫后分成兩股，一股循環(huán)用去反應(yīng)器入ロ，一股作為加氫產(chǎn)品。各股流量由原料流量、組成及目標產(chǎn)物決定。具體的實施中步驟(I)中所述吸收塔，丁ニ烯尾氣中的大部分炔烴都被吸收劑吸收下來，未被吸收的氣體從塔頂采出，塔頂溫度0 15°C、壓カ0.1 0. 2MPa (絕壓)，理論板數(shù)為3 10塊，液相碳四與丁ニ烯尾氣的流量比為0.5 10，具體值根據(jù)廢氣中炔烴的含量來定，保證吸收塔的塔頂氣相中炔烴含量小于5重量％，塔釜液相中炔烴含量小于20重量％?？刂扑敋庀嘀腥矡N含量小于5重量％。所述的步驟(2)中，壓縮機出口溫度45 65°C、壓カ0.3 1. OMPa (絕壓)，升壓后的氣體經(jīng)換熱器冷卻到35 45°C，冷凝成液相進入到排出罐，換熱器可采用循環(huán)水做冷卻介質(zhì)。在步驟(3)中所述的加氫反應(yīng)可以為全加氫反應(yīng)，物料中的烯烴、雙烯烴、炔烴等組分與氫氣反應(yīng)生成烷烴；也可以為選擇加氫反應(yīng)，物料中的炔烴選擇加氫生成雙烯烴。在步驟(3)中所述的全加氫反應(yīng)可選用現(xiàn)有技術(shù)中已知的全加氫催化劑，優(yōu)選CN1508103中公開的烴類加氫制備烷烴催化劑，優(yōu)選使用負載主活性組分和助活性組分的氧化鋁作為催化劑，其中主活性組分選自Pt、Pd的ー種或兩種，含量為0. 01重量％ 1. 0重量％，助活性組分選自Cu、Ag、Au、Pb、N1、Co、Mn中的至少ー種，含量為0. 001重量％ 1.0重量助活性組分優(yōu)選為Ag或Pb ;加氫后產(chǎn)物中的總烯烴含量小于5%。優(yōu)選所述的全加氫反應(yīng)的反應(yīng)エ藝條件如下反應(yīng)器入口溫度通常為20 150°C，優(yōu)選為20 60°C ；反應(yīng)壓カ通常為1. 0 5. OMPa ;氫氣與烯烴的摩爾比通常為0. 8 3. 0，優(yōu)選為0. 8 1. 5 ;體積液空速通常為I 301T1,優(yōu)選為15 251T1 ;循環(huán)進料體積比為0 25,優(yōu)選為0 15。其中，所述的循環(huán)進料體積比為反應(yīng)產(chǎn)物中循環(huán)回反應(yīng)器入口的量與采出的量之比。步驟(3)中所述的選擇加氫反應(yīng)可選用公知技術(shù)中的選擇加氫催化劑，優(yōu)選CN1952061 CN101850250A、CN101844081A、CN1466486、CN1321544 公開的選擇加氫催化劑，更優(yōu)選CN1321544公開的選擇加氫催化劑，優(yōu)選催化劑包括以下組份含量為I 30% wt的Cu，含量為0. 001 5% wt的Pd，選自氧化鋁、氧化硅或氧化鈦中的至少ー種載體，此外，還可包括含量為0. 001 6% wt且選自鉍、鋯、鉛、銀、鉬中的一種或多種助劑金屬。優(yōu)選所述的選擇加氫反應(yīng)的反應(yīng)エ藝條件如下反應(yīng)器入口溫度通常為20 50°C;反應(yīng)壓カ通常為0. 6 1. OMPa ;氫氣與炔烴的摩爾比通常為1. 0 6. 0 ;體積液空速通常為2 12h'所述步驟(3)中的混合物采用升壓泵升壓至1. 5 5. 5MPa。步驟(3)中的所述加氫反應(yīng)器前設(shè)置干燥器以脫除其中的水分，所述干燥器采用分子篩干燥劑或氧化鋁干燥劑，或者采用聚結(jié)器脫除水分，聚結(jié)器為標準設(shè)備，可根據(jù)實際選用。步驟(3)中的所述加氫反應(yīng)器為一段加氫或多段加氫。若為多段加氫，段間設(shè)冷卻器，姆段反應(yīng)分別配入適量的氫氣，配入氫氣的量根據(jù)目標產(chǎn)物來定。反應(yīng)器出口物料 進入氣液分離罐，不凝氣排往火炬系統(tǒng)，液相分為兩股，ー股循環(huán)，一股作為產(chǎn)品采出。氣液分離罐頂設(shè)ー冷凝器，將罐中氣體進一歩冷卻，不凝氣排往火炬系統(tǒng)，冷凝器出ロ溫度為5 15°C。冷凝器的冷卻介質(zhì)溫度為_5 5°C，可采用低溫水、冷凍鹽水、氟利昂中的ー種，優(yōu)選采用排出罐中或氣液分離罐中的一股液相混合碳四，經(jīng)減壓后溫度降低，用作冷凝器的冷卻介質(zhì)。用作吸收劑的液相碳四的組成主要包括丁烷5 95重量％、丁烯5 95重量％，丁ニ烯0 40重量％，各組分含量之和為100重量％，溫度常溫，壓カ0. 3 1. OMPa(絕壓)，優(yōu)選采用裂解碳四、丁ニ烯抽余碳四、醚后碳四、煉廠碳四等，更優(yōu)選采用本エ藝中的碳四全加氫產(chǎn)物。根據(jù)需要，也可將壓縮機排出罐的ー股液相作為吸收塔的吸收劑。在本發(fā)明中，來自抽提裝置的原料尾氣氣為氣相混合物，且壓カ較低，而催化加氫反應(yīng)為高壓、液相反應(yīng)，需要將氣相混合物原料液化并升壓。由于混合物中炔烴含量高，容易聚合爆炸，因此不能采用常規(guī)的液化、加壓エ藝。在本發(fā)明中采用了吸收塔和壓縮機，解決了氣相物料升壓和稀釋等問題。在本發(fā)明中，吸收塔采用相似相溶原理，采用液相碳四來吸收丁ニ烯裝置廢氣中的炔烴。用作吸收劑的液相碳四壓カ較高，經(jīng)過減壓閥減壓后溫度降低，再進入吸收塔與廢氣原料接觸，可保證吸收塔在較低溫度下進行，以保證廢氣中炔烴的吸收率。本發(fā)明除了解決了丁ニ烯尾氣的液化、升壓及裝置操作安全性的問題以外，還具有以下特點
1.傳統(tǒng)エ藝中，抽提裝置的富含炔烴的丁ニ烯尾氣多作為燃料燒掉，本發(fā)明將廢氣與氫氣發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物可作為丁ニ烯抽提裝置進料進一步回收丁ニ烯，也可作為裂解原料或直接作為下游裝置的原料，提高了碳四利用率，具有較高的經(jīng)濟效益；2.傳統(tǒng)エ藝中，需要一股抽余液對富含炔烴的混合烴進行稀釋后才能送往火炬，本發(fā)明中的原料可直接采用抽提裝置殘余的混合烴，無需再用抽余液稀釋，節(jié)約了大量的丁烷、丁烯；3.采用吸收的方法將丁ニ烯尾氣中的炔烴吸收下來進入液相，吸收塔頂氣相中炔烴含量低，再經(jīng)升壓、液化時將不存在安全問題，并且吸收塔釜液相中炔烴含量也低，可直接經(jīng)泵升壓送往加氫反應(yīng)器，増加了裝置操作的安全性；4.吸收塔頂氣體經(jīng)壓縮機升壓后，采用循環(huán)水即可將絕大部分碳四組分冷凝，無需其他冷劑，節(jié)省了能耗；5.本發(fā)明流程簡單、設(shè)備數(shù)量少，投資少。



圖1實施例1的流程示意2實施例2的流程示意圖附圖標記說明I 丁ニ烯尾氣；2碳四吸收劑；3塔頂氣相；4壓縮廢氣；5混合碳四；6氫氣；7反應(yīng)產(chǎn)物；8循環(huán)烷烴；9烷烴產(chǎn)品；10不凝氣；前述I 10的符號也用于表示附表中的物流號；11吸收塔；12壓縮機；13加氫反應(yīng)器；14壓縮機排出罐；15氣液分離罐；16冷凝器。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例，進ー步說明本發(fā)明。實施例1 :如圖1所示，ー種丁ニ烯尾氣加氫裝置，包括加氫反應(yīng)器13和氣液分離罐15，所述加氫反應(yīng)器13前設(shè)置有吸收塔11和壓縮機12，吸收塔11頂部依次連接壓縮機12、冷凝器16、壓縮機排出罐14后與吸收塔11底部管線合并后，連接加氫反應(yīng)器13進ロ ；加氫反應(yīng)器13出ロ連接氣液分離罐15，氣液分離罐15底部設(shè)置兩根管線，一根管線連接加氫反應(yīng)器13進ロ，一根管線連通界外。進行加氫反應(yīng)時，1.吸收來自丁ニ烯抽提裝置的丁ニ烯尾氣1(主要組成丁烯7.8%，丁ニ烯43. 7%，こ基こ炔和こ烯基こ炔46%，碳五0. 53%，水0. 02 %，均為重量百分含量)，流量1079kg/h，壓カ0.1MPa(絕壓，以下同)，尾氣進入吸收塔10釜，碳四吸收劑2從塔頂進入。碳四吸收劑2 (組成丁烷45. 9 %，丁烯49. 5 %，丁ニ烯3. 7 % )來自醚后碳四，流量4750kg/h，壓カ0. 5MPa，進入吸收塔頂。丁ニ烯尾氣I與碳四吸收劑2在吸收塔內(nèi)接觸吸收，吸收塔理論板數(shù)6塊，塔頂溫度0. 2°C，塔頂壓カ0.1MPa。塔頂氣相中こ基こ炔和こ烯基こ炔含量為0. 3 %，塔釜液相中こ基こ炔和こ烯基こ炔含量為14. 3 %，塔釜液體經(jīng)泵升壓后作為反應(yīng)器進料；
2.壓縮吸收塔頂氣體進入壓縮機，經(jīng)壓縮升壓至0. 45MPa，氣體經(jīng)循環(huán)水冷凝成液相，溫度40°C，經(jīng)泵升壓后作為反應(yīng)器進料；3.加氫反應(yīng)來自吸收塔頂?shù)臍庀嗬淠汉臀账后w經(jīng)升壓泵升壓至2. 6MPa后，與循環(huán)烷烴8混合，送往加氫反應(yīng)器；循環(huán)烷烴的流量為45000kg/h，壓カO.SMPa，配入氫氣6后作為反應(yīng)器13的進料。反應(yīng)器的反應(yīng)條件為溫度40°C、壓カ2. 2MPa、氫氣/烯烴摩爾比1. 2，液相體積空速20h'兩段加氫，段間設(shè)循環(huán)水冷卻器，將反應(yīng)器出ロ物料冷卻至40°C，反應(yīng)產(chǎn)物分為兩股，一股為循環(huán)烷烴8返回反應(yīng)器入ロ，一股作為反應(yīng)產(chǎn)物9送出界區(qū)，流量為4928kg/h。各主要物流的質(zhì)量組成見下表I。表I
權(quán)利要求
1.一種丁二烯尾氣加氫裝置，包括加氫反應(yīng)器和氣液分離罐，其特征在于 所述加氫反應(yīng)器前設(shè)置有吸收塔和壓縮機，吸收塔頂部依次連接壓縮機、冷凝器和壓縮機排出罐后與吸收塔底部管線合并后，連接加氫反應(yīng)器進口 ； 加氫反應(yīng)器出口連接氣液分離罐，氣液分離罐底部設(shè)置兩根管線，一根管線連接加氫反應(yīng)器進口，一根管線連通界外。
2.如權(quán)利要求1所述的丁二烯尾氣加氫裝置，其特征在于 所述氣液分離罐底部增設(shè)一根管線連接所述吸收塔上部。
3.如權(quán)利要求1所述的丁二烯尾氣加氫裝置，其特征在于 所述壓縮機排出罐底部增設(shè)一根管線連接所述吸收塔上部。
4.一種采用如權(quán)利要求1 3之一所述的丁二烯尾氣加氫裝置的方法，包括 (1)丁二烯尾氣在吸收塔內(nèi)被液相碳四吸收劑吸收； (2)吸收塔塔頂氣相經(jīng)壓縮冷凝后與塔釜液相混合后，再與加氫產(chǎn)物、氫氣混合后進入加氫反應(yīng)器進行加氫反應(yīng)； (3)加氫反應(yīng)器得到的反應(yīng)產(chǎn)物部分返回加氫反應(yīng)器，部分作為產(chǎn)品送出界外。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于 所述步驟(3)中，加氫反應(yīng)器得到的反應(yīng)產(chǎn)物部分返回加氫反應(yīng)器，部分作為吸收劑返回吸收塔，部分作為產(chǎn)品送出界外。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于 所述步驟(2)中，吸收塔塔頂氣相經(jīng)壓縮冷凝后部分與塔釜液相混合，另一部分作為吸收劑返回吸收塔。
7.如權(quán)利要求4 6之一所述的方法,其特征在于 所述吸收塔塔頂溫度為O 15°C、壓力為O.1 O. 2MPa，理論板數(shù)為3 10塊，液相碳四與丁二烯尾氣流量比為O. 5 10。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 所述壓縮機出口溫度為45 65°C、壓力O. 3 1. OMPa0
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于 所述液相碳四吸收劑包括丁燒5 95重量％、丁烯5 95重量丁二烯O 40重fi% ; 所述丁二烯尾氣包括丁烯O 5重量％，丁二烯30 60重量％，乙基乙炔和乙烯基乙炔20 50重量％。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于； 所述液相碳四吸收劑采用裂解碳四、丁二烯抽余碳四、醚后碳四、煉廠碳四、或者碳四全加氫產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丁二烯尾氣加氫裝置及方法。所述裝置包括加氫反應(yīng)器和氣液分離罐，加氫反應(yīng)器前設(shè)置有吸收塔和壓縮機，吸收塔頂部依次連接壓縮機、冷凝器、壓縮機排出罐后與吸收塔底部管線合并后，連接加氫反應(yīng)器進口；加氫反應(yīng)器出口連接氣液分離罐，氣液分離罐底部設(shè)置兩根管線，一根管線連接加氫反應(yīng)器進口，一根管線連通界外。所述方法包括(1)丁二烯尾氣在吸收塔內(nèi)被液相碳四吸收劑吸收；(2)吸收塔塔頂氣相經(jīng)壓縮冷凝后與塔釜液相混合后，再與加氫產(chǎn)物、氫氣混合后進入加氫反應(yīng)器進行加氫反應(yīng)。本發(fā)明所述的裝置及方法，通過采用吸收塔和壓縮機組合，解決了氣相物料升壓、冷凝以及裝置操作安全性等問題。
文檔編號B01D5/00GK103041699SQ20111031245
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者程建民, 李琰, 過良, 劉智信, 王婧, 廖麗華, 李東風 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院