引用本文
韩伟, 苟尕莲, 冯琪, 车春霞, 梁玉龙, 张峰, 钱颖, 李海军. 碳二前脱丙烷前加氢催化剂工艺条件试验[J]. 工业催化, 2016,24(5): 67-69.
Han Wei, Gou Galian, Feng Qi, Che Chunxia, Liang Yulong, Zhang Feng, Qian Ying, Li Haijun. Process condition tests of C2 front-end hydrogenation catalyst for front-end depropanization process [J]. Industrial Catalysis, 2016,24(5): 67-69.  
DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.013
Permissions
Copyright©2016, 《工业催化》编辑部
《工业催化》编辑部 所有
碳二前脱丙烷前加氢催化剂工艺条件试验
韩伟1,*, 苟尕莲1, 冯琪2, 车春霞1, 梁玉龙1, 张峰1, 钱颖1, 李海军3
1.中国石油石油化工研究院兰州中心,甘肃 兰州 730060
2.中国石油石油化工研究院,北京 102206
3.中国石油大庆石化公司,黑龙江 大庆 163714
通讯联系人:韩伟。

作者简介:韩伟,1983年生,男,甘肃省兰州市人,硕士,研究方向为工业催化。

收稿日期: 2016-02-23
摘要

采用浸渍法制备Pd-Ag/α-Al2O3催化剂,采用碳二前脱丙烷前加氢工艺系统考察反应器入口温度、空速和反应压力对催化剂性能的影响。结果表明,随着反应器入口温度升高,乙炔和丙炔+丙二烯转化率提高,乙烯选择性提高至一定值后趋于稳定,丙烯选择性波动不大,正丁烯生成量增加,较为适宜的反应器入口温度为(60~70) ℃;随着空速升高,乙炔和丙炔+丙二烯转化率降低,乙烯选择性提高,丙烯选择性变化不大,正丁烯生成量降低,较为适宜的空速为(12 000~14 000) h-1;随着反应压力升高,乙炔转化率和丙炔+丙二烯转化率略增,乙烯选择性降低,较为适宜的反应压力为3.6 MPa。

关键词: 石油化学工程; 前加氢; 前脱丙烷; Pd-Ag/α-Al2O3催化剂
中图分类号:TE624.4+31    文献标志码:A    文章编号:1008-1143(2016)05-0067-03
Process condition tests of C2 front-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.

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

烃类热裂解制乙烯过程中同时生成少量乙炔, 乙炔是乙烯后加工过程的有害毒物, 必须将其脱除。目前, 工业装置均采用催化选择加氢的方式脱除乙烯中的乙炔[1]。根据碳二加氢反应器的位置, 碳二选择加氢分为前加氢和后加氢, 前加氢又包括碳二前脱丙烷和碳二前脱乙烷[2, 3, 4]。由于在能耗和设备投资方面的优势, 近年来国内新建大乙烯装置普遍采用碳二前脱丙烷前加氢工艺[5, 6], 由于反应物料中含有大量的H2和CO, 易对催化剂造成影响, 导致装置飞温和漏炔[7]。

本文系统考察影响工业装置运行稳定性的主要工艺参数包括反应器入口温度、空速和反应压力对碳二前脱丙烷前加氢催化剂性能的影响, 通过对影响工业装置稳定性因素的认识, 严格操作, 实现工业装置的长周期稳定运行。

1 实验部分
1.1 原材料

α -Al2O3, 工业级, 山东铝业公司; 硝酸钯、硝酸银, 分析纯, 贵研铂业股份有限公司。

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

1.2 催化剂制备

取硝酸钯和硝酸银配制成混合溶液, 将球形氧化铝载体采用等体积浸渍法浸渍活性组分, 马弗炉120 ℃干燥5 h, 450 ℃焙烧3 h即制得催化剂。

1.3 催化剂性能评价

在100 mL评价装置上, 模拟碳二前脱丙烷前加氢工艺条件及原料组成, 进行催化剂工艺条件试验。

2 结果与讨论
2.1 反应器入口温度

考察反应器入口温度对催化剂性能的影响, 结果如表1所示。由表1可以看出, 随着反应器入口温度升高, 乙炔转化率和丙炔+丙二烯转化率逐渐提高, 乙烯选择性提高至一定值后趋于稳定, 丙烯选择性波动不大, 用正丁烯生成量间接衡量催化剂绿油量, 正丁烯生成量增加。反应器入口温度为(60~70) ℃时, 满足工业装置除炔要求(乙炔转化率≥ 60%), 乙烯选择性优异, 正丁烯生成量较低。因此, 较适宜的反应器入口温度为(60~70) ℃。

表 1 反应器入口温度对催化剂性能的影响 Table 1 Effects of reactor inlet temperatures on catalyst performance
2.2 空速

恒定反应器入口温度62 ℃, 考察空速对催化剂性能的影响, 结果见表2。由表2可见, 在恒定反应器入口温度62 ℃条件下, 随着空速升高, 乙炔转化率和丙炔+丙二烯转化率降低, 乙烯选择性提高, 丙烯选择性变化不大, 正丁烯生成量降低。在反应器入口温度62 ℃和空速(12 000~14 000) h-1条件下, 满足工业装置除炔要求(乙炔转化率≥ 60%), 乙烯选择性和丙烯选择性优异, 正丁烯生成量较低。因此, 较适宜的空速为(12 000~14 000) h-1。

表 2 空速对催化剂性能的影响 Table 2 Effects of space velocity on catalyst performance
2.3 反应压力

在空速为12 000 h-1条件下, 考察反应压力对催化剂性能的影响, 结果如表3所示。由表3可以看出, 随着反应压力升高, 反应器温升略有升高, 乙炔转化率变化不大, 乙烯选择性下降, 选择较适宜的反应压力为3.6 MPa。

表 3 反应压力对催化剂性能的影响 Table 3 Effects of reaction pressure on catalyst performance
3 结论

采用浸渍法制备Pd-Ag/α -Al2O3催化剂, 采用碳二前脱丙烷前加氢工艺, 系统考察反应器入口温度、空速和反应压力对催化剂性能的影响。结果表明, 随着反应器入口温度升高, 乙炔和丙炔+丙二烯转化率提高, 乙烯选择性提高至一定值后趋于稳定, 丙烯选择性波动不大, 正丁烯生成量增加, 较为适宜的反应器入口温度为(60~70) ℃; 随着空速升高, 乙炔和丙炔+丙二烯转化率降低, 乙烯选择性提高, 丙烯选择性变化不大, 正丁烯生成量降低, 较为适宜的空速为(12 000~14 000) h-1; 随着反应压力升高, 乙炔转化率和丙炔+丙二烯转化率略增, 乙烯选择性降低, 较为适宜的反应压力为3.6 MPa。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Chan D, Stachowiak G W. Review of automotive brake friction materials[J]. Journal of Automobile Engineering, 2004, 218(9): 953-966. [本文引用:1]
[2] 丛培红, 吴行阳, 卜娟, 等. 制动用有机摩擦材料的研究进展[J]. 摩擦学学报, 2011, 31(1): 88-96.
Cong Peihong, Wu Xingyang, Bu Juan, et al. Process in research of organic frictional materials for automobile and train braking[J]. Tribology, 2011, 31(1): 88-96. [本文引用:1]
[3] Roubicek V, Raclavska H, Juchelkova D, et al. Wear and environmental aspects of composite materials for automotive braking industry[J]. Wear, 2008, 265(1/2): 167-175. [本文引用:1]
[4] Kumar M, Bijwe J. NAO friction materials with various metal powders: tribological evaluation on full-scale inertia dynamometer[J]. Wear, 2010, 269(11/12): 826-837. [本文引用:1]
[5] 吴耀庆, 曾鸣, 余玲, 等. 多纤维复合增强汽车摩擦材料[J]. 复合材料学报, 2010, 27(5): 79-85.
Wu Yaoqing, Zeng Ming, Yu Ling, et al. Performances of multi-reinforced automotive friction materials[J]. Acta Material Compositae Sinica, 2010, 27(5): 79-85. [本文引用:1]
[6] Mukesh Kumar, Bhabani K, Amar Patnaik, et al. Hybrid composite friction materials reinforced with combination of potassium titanate whiskers and aramid fibre: assessment of fade and recovery performance[J]. Tribology International, 2011, 44(4): 359-367. [本文引用:1]
[7] 韩野, 田晓峰, 尹衍升, 等. 硅氧铝陶瓷纤维含量对半金属摩擦材料摩擦磨损性能的影响[J]. 摩擦学学报, 2008, 28(1): 63-67.
Han Ye, Tian Xiaofeng, Yin Yansheng, et al. Effect of ceramic fiber content on tribology properties of semi-metal friction material[J]. Tribology, 2008, 28(1): 63-67. [本文引用:1]