[发明专利]碳四馏分中炔烃的选择加氢方法

说明书

本发明公开了一种碳四馏分中炔烃的选择加氢方法，该方法在包括一段加氢反应器(I)、二段加氢反应器(II)和汽液分离罐(III)的反应设备中进行，该方法包括：使第一股碳四馏分原料物流和来自汽液分离罐(III)的部分液相物料进入所述一段加氢反应器(I)中进行第一选择加氢反应得到第一加氢碳四馏分，使第二股碳四馏分原料物流和所述第一加氢碳四馏分进入二段加氢反应器(II)进行第二选择加氢反应得到第二加氢碳四馏分，使所述第二加氢碳四馏分进入所述汽液分离罐(III)进行汽液分离，分离得到的液相物料一部分返回所述一段加氢反应器(I)，另一部分液相物料为目标碳四馏分产品。本发明的方法有效节约稀释原料所需物料和能耗，经济性好。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种碳四馏分中炔烃的选择加氢方法。

背景技术

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99.7重量％，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40-60重量％左右的1,3-丁二烯，0.5-2重量％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20-40重量％的VA和EA外，还含有10-20重量％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工艺流程见图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5充入选择加氢反应器I，使高炔烃的C4物流转变成含低浓度炔烃的C4物流。加氢后的物流4冷却后送入汽液分离罐III，汽液分离罐液体物流的一部分物流5通过泵循环回选择加氢反应器I的入口用于对高炔C4物流2的稀释，另一部分物流6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7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所有的高炔C4进料，使得循环物料处理量增大，造成操作费用的增加，而且还会因为原料处理量增加导致的气液分离罐的气相排放量增加，夹带排放更多的C4，造成C4的损失。

专利申请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0.1-3MPa，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。