降低富炔碳四加氢反应丁烯损失

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　　摘 要：本文针对富炔碳四选择性加氢生产过程中丁烯损失大的问题制定措施，达到优化富炔碳四选择性加氢装置生产的目的。
　　关键词：富炔碳四；选择性加氢
　　新疆天利高新石化技术股份有限公司2万吨/年富炔碳四选择性加氢装置建于2017年，2017年7月一次性投产成功。装置技术来源于《山东绿星催化科技有限公司富炔碳四选择加氢项目工艺包》，采用贵金属催化剂选择加氢的方法对富炔碳四进行选择性加氢脱除炔烃和二烯烃，并部分转化为单烯烃。
　　装置开工初期原料流量、组分变化较大，装置操作波动大，富炔碳四加氢反应丁烯损失大、丁烯-1的收率不足，降低富炔碳四加氢反应丁烯损失，对装置操作参数进行优化。
　　1 裝置工艺简介
　　1.1工艺原理
　　富炔碳四加氢反应过程采用固定床反应器两段加氢工艺。控制一定的工艺条件（进料量、氢烯比、温度、压力），在催化剂的作用下，碳四中的丁二烯、炔烃、不饱和烯烃与氢气反应，转化为单烯烃和少量的烷烃。加氢后的产品中含有大量的的1-丁烯，可以作为进一步加工的原料。其反应原理为：碳四中的丁二烯、炔烃通过加氢转化为1-丁烯，并有少量丁烯发生饱和反应生成烷烃，同时1-丁烯异构化为2-丁烯。
　　二烯烃和炔烃的加氢反应涉及相当复杂的机理，连串反应和平行反应都会发生。丁烯-1异构成为丁烯-2的反应速率比二烯烃和炔烃的加氢反应速率低，单烯烃的加氢反应速率比丁烯-1异构成为丁烯-2的反应速率低，带侧链的单烯烃的加氢反应速率更低，只有当反应条件不合适和二烯烃和炔烃几乎已完全被加氢之后，这些副反应才能显著表现出来，所以只要控制合适的工艺条件，可以做到丁烯-1的高收率和单烯烃不损失。
　　1.2富炔碳四加氢催化剂
　　本装置所用催化剂为山东绿星催化科技有限公司的LSH-402选择加氢催化剂，其中有效成分Pd含量为0.28±0.02%、载体为Al2O3。
　　2 制定措施
　　①稳定富炔碳四原料进料量，减少负荷调整频率及幅度，防止由于取样滞后导致氢气进料调整滞后，导致副反应增加；②调整反应器进料总氢比。在不影响产品指标的前提下，逐渐降低一段反应器、二段反应器的H2与二烯烃和炔烃的摩尔比，一段反应器的H2与二烯烃和炔烃的摩尔比由1.5逐渐降至1.1，总氢比逐渐降至1.2。
　　①降低反应器入口温度。加氢反应器是放热反应，适当降低反应器入口温度有利于加氢反应正向进行，同时可降低丁烯-1异构为丁烯-2的速度，降低副反应；②调整反应器各床层配氢比例。下床层配氢多，主要反应集中在下床层，下床层温升高，上床层温度就高，丁烯-1异构化反应增加。同时丁烯-1转化为丁烷的副反应速度增加，副反应增多。
　　3 措施实施前后效果
　　3.1 实施前运行情况
　　2018年4月采取措施之前，一段反应器的H2与二烯烃和炔烃的摩尔比在1.4～1.7之间，加氢产品中正丁烷增加量为8%以上见图2。
　　从图2中可以看出，2018年4月富炔碳四加氢反应总H2与二烯烃和炔烃的摩尔比在1.35～2.0之间、平均值为1.72，期间氢比波动较大，这主要是由于装置富炔碳四进料负荷变化频繁导致，加氢产品中丁烷增加量平均值为12.36（m/m）%。
　　3.2 措施实施后运行情况
　　2018年5月起逐渐对装置运行情况进行调整，采取措施后，富炔碳四加氢反应的总H2与二烯烃和炔烃的摩尔比控制在1.10～1.30之间，反应丁烯损失率大幅降低。
　　从图3可以看出2018年8月经过调整后，富炔碳四加氢反应的总H2与二烯烃和炔烃的摩尔比在1.10～1.30之间、平均值为1.19，反应产品中烷烃增加量在2～4%之间、平均值为3.37（m/m）%。
　　4 结束语
　　富炔碳四加氢装置经过一系列调整，反应产品中烷烃增加量由平均值12.36（m/m）%降至3.37（m/m）%，丁烯损失大幅降低，优化了富炔碳四加氢装置生产。
　　参考文献：
　　[1]姜涛等.提高碳四催化加氢选择性的措施[J].乙烯工业，2015，17（4）：56-59.
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