碳二前脫丙烷前加氫催化劑工藝條件試驗

韓　偉，茍尕蓮，馮　琪，車春霞，梁玉龍，張　峰，錢　穎，李海軍

(1.中國石油石油化工研究院蘭州中心，甘肅 蘭州 730060； 2.中國石油石油化工研究院，北京 102206；3.中國石油大慶石化公司，黑龍江 大慶 163714)

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石油化工與催化

碳二前脫丙烷前加氫催化劑工藝條件試驗

韓偉1*，茍尕蓮1，馮琪2，車春霞1，梁玉龍1，張峰1，錢穎1，李海軍3

(1.中國石油石油化工研究院蘭州中心，甘肅 蘭州 730060； 2.中國石油石油化工研究院，北京 102206；3.中國石油大慶石化公司，黑龍江 大慶 163714)

摘要：采用浸漬法制備Pd-Ag/α-Al2O3催化劑，采用碳二前脫丙烷前加氫工藝系統考察反應器入口溫度、空速和反應壓力對催化劑性能的影響。結果表明，隨著反應器入口溫度升高，乙炔和丙炔+丙二烯轉化率提高，乙烯選擇性提高至一定值后趨于穩定，丙烯選擇性波動不大，正丁烯生成量增加，較為適宜的反應器入口溫度為(60～70)℃；隨著空速升高，乙炔和丙炔+丙二烯轉化率降低，乙烯選擇性提高，丙烯選擇性變化不大，正丁烯生成量降低，較為適宜的空速為(12 000～14 000) h-1；隨著反應壓力升高，乙炔轉化率和丙炔+丙二烯轉化率略增，乙烯選擇性降低，較為適宜的反應壓力為3.6 MPa。

關鍵詞：石油化學工程；前加氫；前脫丙烷；Pd-Ag/α-Al2O3催化劑

CLC number:TE624.4+31;TQ426.95Document code: AArticle ID: 1008-1143(2016)05-0067-03

烴類熱裂解制乙烯過程中同時生成少量乙炔，乙炔是乙烯后加工過程的有害毒物，必須將其脫除。目前,工業裝置均采用催化選擇加氫的方式脫除乙烯中的乙炔[1]。根據碳二加氫反應器的位置，碳二選擇加氫分為前加氫和后加氫，前加氫又包括碳二前脫丙烷和碳二前脫乙烷[2-4]。由于在能耗和設備投資方面的優勢，近年來國內新建大乙烯裝置普遍采用碳二前脫丙烷前加氫工藝[5-6]，由于反應物料中含有大量的H2和CO，易對催化劑造成影響，導致裝置飛溫和漏炔[7]。

本文系統考察影響工業裝置運行穩定性的主要工藝參數包括反應器入口溫度、空速和反應壓力對碳二前脫丙烷前加氫催化劑性能的影響，通過對影響工業裝置穩定性因素的認識，嚴格操作，實現工業裝置的長周期穩定運行。

1實驗部分

1.1原材料

α-Al2O3，工業級，山東鋁業公司；硝酸鈀、硝酸銀，分析純，貴研鉑業股份有限公司。

原料組成：φ(CO)=0.085%,φ(H2)=13.0%,φ(乙炔)=0.70%,φ(丙炔+丙二烯)=0.45%。

1.2催化劑制備

取硝酸鈀和硝酸銀配制成混合溶液，將球形氧化鋁載體采用等體積浸漬法浸漬活性組分，馬弗爐120℃干燥5 h，450℃焙燒3 h即制得催化劑。

1.3催化劑性能評價

在100 mL評價裝置上，模擬碳二前脫丙烷前加氫工藝條件及原料組成，進行催化劑工藝條件試驗。

2結果與討論

2.1反應器入口溫度

考察反應器入口溫度對催化劑性能的影響，結果如表1所示。由表1可以看出，隨著反應器入口溫度升高，乙炔轉化率和丙炔+丙二烯轉化率逐漸提高，乙烯選擇性提高至一定值后趨于穩定，丙烯選擇性波動不大，用正丁烯生成量間接衡量催化劑綠油量，正丁烯生成量增加。反應器入口溫度為(60～70)℃時，滿足工業裝置除炔要求(乙炔轉化率≥60%)，乙烯選擇性優異，正丁烯生成量較低。因此，較適宜的反應器入口溫度為(60～70)℃。

表1　反應器入口溫度對催化劑性能的影響

2.2空速

恒定反應器入口溫度62℃，考察空速對催化劑性能的影響，結果見表2。由表2可見，在恒定反應器入口溫度62℃條件下，隨著空速升高，乙炔轉化率和丙炔+丙二烯轉化率降低，乙烯選擇性提高，丙烯選擇性變化不大，正丁烯生成量降低。在反應器入口溫度62℃和空速(12 000～14 000) h-1條件下，滿足工業裝置除炔要求(乙炔轉化率≥60%)，乙烯選擇性和丙烯選擇性優異，正丁烯生成量較低。因此，較適宜的空速為(12 000～14 000) h-1。

表2　空速對催化劑性能的影響

2.3反應壓力

在空速為12 000 h-1條件下，考察反應壓力對催化劑性能的影響，結果如表3所示。由表3可以看出，隨著反應壓力升高，反應器溫升略有升高，乙炔轉化率變化不大，乙烯選擇性下降，選擇較適宜的反應壓力為3.6 MPa。

表3　反應壓力對催化劑性能的影響

3結論

采用浸漬法制備Pd-Ag/α-Al2O3催化劑，采用碳二前脫丙烷前加氫工藝，系統考察反應器入口溫度、空速和反應壓力對催化劑性能的影響。結果表明，隨著反應器入口溫度升高，乙炔和丙炔+丙二烯轉化率提高，乙烯選擇性提高至一定值后趨于穩定，丙烯選擇性波動不大，正丁烯生成量增加，較為適宜的反應器入口溫度為(60～70)℃；隨著空速升高，乙炔和丙炔+丙二烯轉化率降低，乙烯選擇性提高，丙烯選擇性變化不大，正丁烯生成量降低，較為適宜的空速為(12 000～14 000) h-1；隨著反應壓力升高，乙炔轉化率和丙炔+丙二烯轉化率略增，乙烯選擇性降低，較為適宜的反應壓力為3.6 MPa。

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Process condition tests of C2front-end hydrogenation catalyst for front-end depropanization process

Han Wei1*, Gou Galian1, Feng Qi2, Che Chunxia1, Liang Yulong1, Zhang Feng1, Qian Ying1, Li Haijun3

(1.Lanzhou Chemical Industry Research Center of PetroChina, Lanzhou 730060, Gansu, China;2.Petrochemical Research Institute of PetroChina, Beijing 102206, China;3.Daqing Petrochemical Company of PetroChina, Daqing 163714, Heilongjiang, China)

Abstract:Pd-Ag/α-Al2O3 catalysts were prepared by the impregnation method.The effects of reactor inlet temperatures,reaction pressure and space velocity on the catalytic performance of Pd-Ag/α-Al2O3 catalysts were systematically investigated by C2 front-end hydrogenation in front-end depropanization process.The results showed that with the increase of reactor inlet temperature,the conversion rates of acetylene and (propyne+propadiene) increased,the selectivity to ethylene increased to a certain value and then tended to be stable,the selectivity to propylene had little fluctuation,and n-butene production increased,so the appropriate reactor inlet temperature was (60-70)℃;with the increase of space velocity,the conversion rates of acetylene and (propyne+propadiene) decreased,the selectivity to ethylene increased,the selectivity to propylene had no change,and n-butene production decreased,so the suitable space velocity was (12 000-14 000) h-1;with the increase of reaction pressure,the conversion rates of acetylene and (propyne+propadiene) enhanced slightly,the selectivity to ethylene declined,and therefore the suitable reaction pressure was 3.6 MPa.

Key words:petrochemical engineering; front-end hydrogenation; front-end depropanization; Pd-Ag/α-Al2O3 catalyst

收稿日期：2016-02-23；修回日期：2016-04-06

作者簡介：韓偉，1983年生，男，甘肅省蘭州市人，碩士，研究方向為工業催化。

doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.013 10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.013

中圖分類號：TE624.4+31;TQ426.95

文獻標識碼：A

文章編號：1008-1143(2016)05-0067-03

通訊聯系人：韓偉。