[发明专利]一种高炔烃含量C4物流的选择加氢工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炔烃含量C4物流的选择加氢工艺，属于石油化工领域。

技术背景

1，3-丁二烯是一种重要的化工原料，是生产合成橡胶及树脂的主要原料。聚合级丁二烯要求纯度大于99.7wt％，炔烃含量低于25ppm。主要来源于烃类裂解制乙烯副产物的混合碳四。裂解混合碳四中含有40-60wt％左右的1，3-丁二烯，0.5-2.0wt％的乙烯基乙炔(VA)和乙基乙炔(EA)，其余组分为丁烷、丁烯和少量的1，2-丁二烯、碳三、碳五。为了制取高纯度的1，3-丁二烯，使其满足聚合级要求或更高的要求，需要对C4物流进行除炔处理。工业上主要通过二段溶剂萃取精馏和一段直接精馏的工艺进行精制丁二烯产品。分离出来的炔烃除含有20-40wt％的VA和EA外，还含有10-20wt％的1，3-丁二烯，这股物料就是所谓的高炔C4，在工业生产中，出于安全因素的考虑，通常用碳四馏份稀释后做火炬处理或作民用液化气，炔烃燃烧不完全，会造成环境污染，该工艺能耗大、物料损失多、过程经济性低。另外，随着裂解原料的重质化及裂解深度的增加，C4物流中炔烃含量越来越来高，VA的重量分数超过了2％，采用传统的二段溶剂萃取精馏工艺，增加了二萃系统的负荷，能耗升高，丁二烯损失增大，经济效率降低。

另外一种除炔烃方法为利用催化剂进行催化选择加氢。即利用选择加氢催化剂通过加氢反应将C4物流中的炔烃转化为丁二烯，丁烯和少量的丁烷。C4物流中的炔烃在选择性加氢催化剂和氢气的存在下进行反应，该加氢反应为放热反应，反应过程中放出大量的热量，导致反应温度急升，另外，C4物流中丁二烯等物质极不稳定，在催化剂上还会进行聚合反应，从而导致催化剂堵塞和失活，加氢反应放热引起反应温度的提高，又会进一步加快聚合物沉积速度，这种炔烃选择加氢工艺操作不仅极不安全而且催化剂的寿命很短。如果C4物流中炔烃和丁二烯浓度更高，后果将会更严重。因此，研制选择加氢催化剂固然极其重要，但是选择合适的选择加氢除炔工艺更为重要。

传统的选择加氢除炔烃工艺流程见附图2。将来自丁二烯抽提装置的高炔烃C4物流和/或来自烃类裂解制乙烯的副产C4物流2和氢气1以及循环物流4进入一段或几段串联的反应器I，使高炔烃的C4物流转变成含低浓度炔烃的C4物流，如采用几段串联的反应器，则须在各反应器段间设置冷却器并配入适量的氢气。加氢后的物流3送入汽液分离罐II，汽液分离罐液体物流的一部分物流4通过泵循环回第一段/前几段反应器I的入口用于对高炔碳四2的稀释，另一部分物流5即为加氢产品，可作为丁二烯抽提装置的原料。汽液分离罐出的不凝气相物流6去回收系统。该工艺的缺点是用加氢产品作为循环物料来稀释高炔碳四，不仅使物料处理量增大，造成催化剂用量的增加和操作费用的增加，而且还会因为加氢产品的再次加氢造成丁二烯的损失。

专利CN1045950C发明一种选择性加氢工艺，提出一种延长催化剂有效装料的操作时间，将催化剂分配在同一反应器中的多个床层中，使床层陆续投入使用，当催化剂在操作过程中的表现或活性不适宜获得符合有关规定的产品时，就在顶端补充新的催化剂床层。该选择性加氢工艺不仅工艺复杂，操作难度高，投资更大。

专利CN1520387A发明一种能够在长时间内产生具有极低乙炔含量的高质量二烯的选择乙炔加氢方法，该方法提供了选择性加氢反应区，在该反应区中，在加工单元维持运转的同时，在一个实现方案中通过将选择性加氢催化剂于聚合物溶剂、二烯烃进料和氢相接触，以及在第二个实现方案中通过将在脱线时的选择性加氢催化剂仅与聚合物溶剂和氢相接触，将催化剂活性维持在高水平上。该工艺引入了聚合物溶剂，必须要添加脱除聚合物溶剂的装置。

专利CN1872819A提供了一种逆流式选择性加氢方法，混合C4烃类原料和氢气分别从逆流反应器的上部和下部经分配器进入塔内，向下流动的烃类馏分与向上流动的氢气在催化剂表面逆流接触，在压力为0.1-3.0MPa，反应温度为40-100℃、体积空速1-20h^-1的条件下反应，同时，混合C4中的轻质气体在氢气的气提作用下进入气相，和未反应的氢气一起从反应器顶部流出；精制后的混合C4产品从反应器底部流出。该专利所指的混合C4烃类原料为来自MTBE装置的C4混合物。

发明内容

本发明为了减少甚至避免现有技术的工艺所涉及的缺点和问题，提供一种改进的含高炔烃的C4物流选择性加氢除去炔烃工艺。