本發(fā)明涉及一種碳二后加氫除炔方法,特別是一種ti-fe-ni催化劑在碳二后加氫工藝中加氫除炔的方法。
背景技術(shù):
聚合級乙烯生產(chǎn)是石油化工業(yè)的龍頭,聚合級乙烯及丙烯是下游聚合裝置的最基本原料。其中乙炔的選擇加氫對乙烯加工業(yè)有極其重要的影響,除了保證加氫反應(yīng)器的出口乙炔含量達(dá)標(biāo)外,催化劑的選擇性優(yōu)良,可以使乙烯盡可能少的生成乙烷,對提高整個工藝過程的乙烯收率,提高裝置經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。
裂解碳二餾分含有摩爾分?jǐn)?shù)為0.5%~2.5%的乙炔,在生產(chǎn)聚乙烯時,乙烯中的少量乙炔會降低聚合催化劑的活性,并使聚合物的物理性能變差,所以必須將乙烯中的乙炔含量降到一定限度,才能作為合成高聚物的單體。因此乙炔分離和轉(zhuǎn)化是乙烯裝置流程中重要的過程之一。
乙烯裝置中催化選擇加氫包括分為前加氫和后加氫,乙炔前加氫和后加氫是指乙炔加氫反應(yīng)器相對于脫甲烷塔位置而言,加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之前為前加氫,加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之后為后加氫。后加氫即為順序分離流程,工藝的優(yōu)點是加氫過程控制手段多,不易飛溫,操作方便,但缺點是催化劑易結(jié)焦,催化劑的再生比較頻繁。其原因是在加氫過程中,由于氫氣的配入量少,容易發(fā)生乙炔的加氫二聚反應(yīng),生成1,3-丁二烯,并進(jìn)一步生成分子量較寬的低聚物,俗稱“綠油”。綠油吸附在催化劑表面,并進(jìn)一步形成結(jié)焦,阻塞催化劑孔道,使催化劑活性及選擇性下降。
目前碳二后加氫主要采用兩段或三段反應(yīng)器串聯(lián)工藝,空速較低或炔含量低的裝置,可以采用兩段反應(yīng)器串聯(lián)。目前工業(yè)裝置,主要以三段反應(yīng)器串聯(lián)工藝為主。
后加氫物料一般組成為:1.0~2.2%(v)的乙炔,65~85%的乙烯,其余為乙烷,氫氣通過計量后配入。
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),但溫升相對較低,根據(jù)空速大小,單反應(yīng)器最大溫升從30~60℃不等,所以基本采用絕熱反應(yīng)器。
對兩段反應(yīng)器,第一段反應(yīng)器要求轉(zhuǎn)化70%以上的乙炔,第二段反應(yīng)器將剩余的乙炔轉(zhuǎn)化至其含量小于1μl/l。
對空速較高或乙炔含量較高的裝置,一般采用三段反應(yīng)器工藝,第一段轉(zhuǎn)化50%左右,其余兩段轉(zhuǎn)化剩余的乙炔,三段反應(yīng)器出口乙炔含量小于1μl/l。
氫氣的配入量與乙炔含量及采用工藝有關(guān)。對三段反應(yīng)器工藝,一般第一段反應(yīng)器氫氣/乙炔為0.8~1.2,第二段反應(yīng)器氫氣/乙炔為1~1.5,第三段反應(yīng)器氫氣/乙炔為1.5~3。
對兩段反應(yīng)器工藝,一般第一段反應(yīng)器氫氣/乙炔為1~1.5,第二段反應(yīng)器氫氣/乙炔為2~4。
該反應(yīng)機(jī)理如下:
主反應(yīng)c2h2+h2→c2h4△h=-175.7kj/mol(1)
副反應(yīng)
c2h4+h2→c2h6△h=-138.1kj/mol(2)
c2h2+2h2→c2h6(3)
2c2h2+h2→c4h6(4)
c2h2+nc2h2+h2→c2n+2h2n+4(5)
在這些應(yīng)中,反應(yīng)(1)是乙炔加氫,反應(yīng)(2)和(3)是乙烯加氫。反應(yīng)(4)是乙炔的加氫二聚,對生成綠油有重要的貢獻(xiàn),反應(yīng)(5)是生成綠油的一般反應(yīng)式。
在這些反應(yīng)中,只有反應(yīng)(1)是希望發(fā)生的反應(yīng),其余均是不希望發(fā)生的反應(yīng)。
us5856262報道了以氫氧化鉀(或鋇、鍶、銣等的氫氧化物)改性的氧化硅為載體,制備低酸性鈀催化劑的方法,在空速3000h-1,入口溫度35℃,入口乙炔摩爾分?jǐn)?shù)0.71%,氫炔摩爾比1.43的條件下,出口乙炔摩爾分?jǐn)?shù)小于0.1μl/l,乙烯選擇性達(dá)56%。專利us4404124以氧化鋁為載體,添加助催化劑銀與鈀作用,制備了性能優(yōu)良的碳二加氫催化劑。該催化劑具有減少乙烷生成量,抑制吸附在催化劑表面上的乙炔進(jìn)行部分加氫二聚反應(yīng),抑制1,3-丁二烯生成,減少綠油生成,提高乙烯選擇性,減少含氧化合物生成量的特點,在乙烯工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。然而,上述催化劑均是采用浸漬法制備的,受制備方法的限制,金屬分散度僅為30%左右,催化劑性能也存在許多不足,仍然有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。
傳統(tǒng)的pd-ag雙金屬選擇加氫催化劑均是采用水溶液浸漬法制備。采用分浸方法時,一種組分會較多的富集在載體表面,而另一種組分富集在外表面,只有部分金屬原子相互滲透,形成了合金結(jié)構(gòu)。同時,采用共浸方法,由于兩種金屬離子的前驅(qū)體與載體的相互作用不同,及表面張力及溶劑化作用,很難形成兩種組分的均勻負(fù)載,也只能部分形成合金結(jié)構(gòu)。這種催化劑應(yīng)用于碳二餾分選擇加氫時,往往在反應(yīng)初期選擇性較好,隨運(yùn)行時間的延長,選擇性不斷下降,一般運(yùn)行3~6個月就需要再生,經(jīng)濟(jì)損失較大。
cn201110086174.0通過在載體上吸附特定的高分子化合物,在載體表面一定厚度形成高分子涂裹層,以帶有功能基的化合物與高分子反應(yīng),使之具有能夠與活性組分絡(luò)合的功能基,通過活性組分在載體表面功能基上發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),保證活性組分有序和高度分散。采用該專利方法,載體吸附特定的高分子化合物通過氧化鋁的羥基與高分子進(jìn)行化學(xué)吸附,載體吸附高分子化合物的量將受到氧化鋁的羥基數(shù)量的限制;經(jīng)過功能化的高分子與pd的絡(luò)合作用不強(qiáng),有時活性組分負(fù)載量達(dá)不到要求,浸漬液中還殘留部分活性組分,造成催化劑成本提高;采用該方法制備碳二加氫催化劑還存在工藝流程復(fù)雜的缺點。
cn2005800220708.2公布了一種輕質(zhì)烯烴原料中乙炔和二烯烴的選擇加氫催化劑,該催化劑由選自銅、金、銀的第一組分和選擇鎳、鉑、鈀、鐵、鈷、釕、銠的第二種組分組成,另外催化劑還包括選自鋯、鑭系元素和堿土金屬混合物的至少一種無機(jī)鹽和氧化物。催化劑煅燒、使用或者再生后形成螢石結(jié)構(gòu)。催化劑氧化物總含量0.01~50%,優(yōu)選焙燒溫度700~850℃。通過添加第三種氧化物,改性氧化鋁或氧化硅載體,有助于增加催化劑選擇性和再生之后的活性、選擇性。該技術(shù)仍舊是以銅、金、銀、鈀等為活性組分,鎳、鉑、鈀、鐵、鈷、釕、銠等作為助組分,通過對載體的氧化物改性,提高催化劑的再生性能。
cn102218323a公布了一種不飽和烴的加氫催化劑,活性組分為5~15%的氧化鎳和1~10%的其他金屬氧化物的混合物,其他金屬氧化物可以為氧化鉬、氧化鈷和氧化鐵中的一種或者幾種,另外還包括1~10%的助劑。該發(fā)明技術(shù)主要用于將煤制油工業(yè)尾氣中乙烯、丙烯、丁烯等加氫轉(zhuǎn)化為飽和烴,具有良好的深度加氫能力。該技術(shù)主要用于富含co和氫氣的各種工業(yè)尾氣中乙烯、丙烯、丁烯等的全加氫,不適合用于炔烴、二烯烴的選擇加氫。
zl201080011940.0公布了一種有序鈷-鋁和鐵-鋁間化合物作為乙炔加氫催化劑,所述的金屬間化合物選自由coal、coal3、co2al5、co2al9、o-co4al13、h-co4al13、m-co4al13、feal、feal2、fe3al、fe2al5、fe4al13組成的組。其中優(yōu)選fe4al13和o-co4al13。所述的金屬間化合物采用固態(tài)化學(xué)中的熱熔融法制備得到。在石英管式爐中進(jìn)行催化劑加氫性能測試,反應(yīng)溫度473k,穩(wěn)定反應(yīng)20h后,o-co4al13催化劑乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到62%,乙烯選擇性達(dá)到71%,fe4al13催化劑上乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到40%,乙烯選擇性達(dá)到75%。該技術(shù)是在高溫條件下制備金屬間化合物,用于乙炔的選擇性加氫,乙炔轉(zhuǎn)化率低,反應(yīng)溫度高,不利于工業(yè)化應(yīng)用。并且催化劑采用熱熔融法制備,條件苛刻。
綜上所述,低碳炔烴和二烯烴的選擇性加氫,目前主要采用貴金屬催化劑,對于非貴金屬催化劑的研發(fā)開展大量工作,但是距離工業(yè)化應(yīng)用尚有很遠(yuǎn)的距離。為了解決這一問題,本發(fā)明提供一種新型ti-fe-ni加氫催化劑及其制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種碳二后加氫工藝除炔方法。特別是指一種ti-fe-ni選擇加氫催化劑,將來自脫乙烷塔塔頂流出物中所含的乙炔選擇性加氫,完全轉(zhuǎn)化為乙烯,同時乙烯沒有損失。
本發(fā)明所述的碳二后加氫工藝除炔方法,將乙烯精餾塔塔頂?shù)木蚁┪锪线M(jìn)入絕熱反應(yīng)器進(jìn)行選擇加氫,以脫除其中的微量乙炔,反應(yīng)器中裝有非貴金屬的ti-fe-ni選擇加氫催化劑,以催化劑質(zhì)量100計,催化劑含fe2~12%,ti0.2~1.5%,優(yōu)選含量為0.5~1%,ni0.5~1.8%,優(yōu)選含量為0.8~1.2%,催化劑的比表面為10~200m2/g,優(yōu)選30~100m2/g,孔容為0.2~0.63ml/g,優(yōu)選0.35~0.49ml/g;其中fe是通過浸漬方式載負(fù)于載體上,經(jīng)300℃~700℃焙燒,用含氫氣的氣氛在200~500℃溫度下還原制得;催化劑中,fe主要以α-fe2o3形態(tài)存在,并且含有feni相。選擇加氫反應(yīng)條件:反應(yīng)器入口溫度40~100℃,反應(yīng)壓力1.5~2.5mpa,氣體體積空速2000~10000h-1,h2/c2h2體積比為1~20。優(yōu)選的加氫條件為:加氫反應(yīng)器入口溫度45~55℃,反應(yīng)壓力1.8~2.2mpa,氣體體積空速5000~8000h-1,h2/c2h2體積比為1.2~5。
本發(fā)明所述的除炔方法,所采用加氫催化劑,載體為耐高溫?zé)o機(jī)氧化物,本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于催化劑中含fe,并且經(jīng)過了焙燒與還原過程,對載體并無特別要求,如可以是氧化鋁、氧化硅、氧化鋯、氧化鎂等中的一種或幾種。但最常見的也是最好的是氧化鋁或氧化鋁系載體,氧化鋁系載體是指氧化鋁與其他氧化物的復(fù)合載體,其中氧化鋁占載體質(zhì)量的50%以上,如可以是氧化鋁與氧化硅、氧化鋯、氧化鎂等氧化物的復(fù)合物,最好是氧化鋁-氧化鋯復(fù)合載體,其中氧化鋁含量在60%以上。氧化鋁可以為θ、α、γ型或其多種晶型的混合物,最好是α-al2o3或含α-al2o3的混合晶型氧化鋁。
本發(fā)明除炔方法,采用的fe催化劑制備過程包括:
催化劑通過制備fe前驅(qū)物水溶液、ti、ni前驅(qū)物水溶液的浸漬液,分別浸漬載體、分別陳化、干燥、焙燒后還原或以其混合溶液浸漬載體后陳化、干燥、焙燒,最后再還原獲得。
本發(fā)明制備方法中優(yōu)選的條件為:
浸漬溫度30~60℃,負(fù)載時間10~60min,浸漬液ph值1.5~5.0,20~60℃,陳化時間30~120min,焙燒溫度400℃~500℃,焙燒時間180~300min
本發(fā)明中干燥最好為程度升溫干燥,干燥溫度程序設(shè)定為:
本發(fā)明中焙燒即活化過程,最好為程序升溫焙燒,焙燒溫度程序設(shè)定為:
本發(fā)明中所述催化劑可以采用等體積浸漬、過量浸漬、表面噴浸、真空浸漬和多次浸漬法中的任意一種浸漬方式制備。
本發(fā)明推薦的催化劑制備方法的具體步驟如下:
(1)測量載體吸水率后稱取載體。
(2)按負(fù)載量準(zhǔn)確稱取一定量的fe前驅(qū)物(推薦可溶性硝酸鹽、氯化物或硫酸鹽),根據(jù)載體吸水率和浸漬方法,配制浸漬溶液,并按要求調(diào)節(jié)浸漬液ph值1.5~5.0,并將溶液加熱到30~60℃?zhèn)溆谩?/p>
(3)采用等體積浸漬或者噴浸法時,可將稱取好的載體放入轉(zhuǎn)鼓中,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速25~30轉(zhuǎn)/min,使載體完全翻轉(zhuǎn)起來,將配制好的30~60℃的浸漬液以一定速率倒入或噴灑到載體上,負(fù)載5~10min。
采用過量浸漬法時,將稱取的載體置于容器中,然后加入配制的30~60℃的浸漬溶液,快速搖動容器,使吸附過程中放出的熱量迅速釋放,并使活性組分均勻負(fù)載到載體上,靜置5~10min使表面活性組分與溶液中活性組分競爭吸附平衡。
采用真空浸漬法時,將稱取好的載體置于旋流蒸發(fā)器中,抽真空,加入30~60℃的浸漬液浸漬5~10min,水浴加熱至載體表面水分完全干燥。
(4)浸漬好的催化劑移入容器中,25~60℃下進(jìn)行催化劑陳化30~120min。
(5)將浸漬后多余的溶液濾出,然后在烘箱中采用程序升溫的方法進(jìn)行干燥,干燥溫度程序:
(6)將干燥好的催化劑在馬弗爐或者管式爐中進(jìn)行焙燒即活化,焙燒升溫程序:
催化劑ni組分可以采用上述步驟單獨(dú)浸漬,也可以和fe配制成混合溶液,按照上述步驟共浸;ti組分采用上述相同步驟進(jìn)行負(fù)載,焙燒溫度300~700℃,最好為400~500℃。
本發(fā)明催化劑中fe元素可以以fe、fe2o3、fe3o4、feo中多種形態(tài)存在,但其中α-fe2o3形態(tài)的fe要比其它形態(tài)的含量要高,最好占fe總質(zhì)量的50%以上。本發(fā)明中推薦在含鐵的活性組成中再加入ni,通過處理形成feni相,有助于氫的活化,提高催化劑活性;本發(fā)明中推薦在含鐵的活性組成中再加入tio2,有利于催化劑活化相的形成、分散,并且有利于活化相的穩(wěn)定,提高催化劑選擇性和抗結(jié)焦性能。
本發(fā)明中催化劑的活化溫度與催化劑的活性組成、含量以及載體有關(guān),經(jīng)活化過程后形成了α-fe2o3形態(tài)的fe,并且較為穩(wěn)定,活化溫度不可過高;另一方面,其活化程度又決定了催化劑的還原條件,本發(fā)明中提供使用的催化劑中仍以α-fe2o3形態(tài)的fe為主要成分,過分還原反而會影響催化劑的效果,影響選擇性,易結(jié)焦。
本發(fā)明中催化劑的活性組分主要是fe,可以是非貴金屬催化劑,甚至可以不含鈷、鉬、鎢,大大降低了成本,催化劑成本遠(yuǎn)低于貴金屬pd催化劑。
本發(fā)明的催化劑還原是指催化劑使用前,焙燒后的催化劑用含氫氣體還原,h2體積含量最好為10~50%,還原溫度200~500℃,還原時間240~360min,體積空速100~500h-1,還原壓力0.1~0.8mpa;優(yōu)選條件為用n2+h2混合氣進(jìn)行還原,還原溫度300~400℃,體積空速200~400h-1,還原壓力最好為0.1~0.5mpa。該過程通常在選擇加氫反應(yīng)前進(jìn)行,最好在器外進(jìn)行即選擇加氫反應(yīng)裝置外進(jìn)行。
由于本發(fā)明所述催化劑有益效果,絕熱床反應(yīng)器可以為兩段或者三段串聯(lián)絕熱床加氫反應(yīng)器。加氫反應(yīng)器為三段串聯(lián)絕熱床反應(yīng)器時,一段反應(yīng)器入口溫度40~50℃,氫氣/乙炔體積比為0.8~1.2,二段反應(yīng)器入口溫度45~55℃,氫氣/乙炔體積比為1~1.5,三段反應(yīng)器入口溫度50~60℃,氫氣/乙炔體積比為1.5~3.0。加氫反應(yīng)器反為兩段絕熱床反應(yīng)器時,第一段反應(yīng)器入口溫度40~50℃,氫氣/乙炔體積比為1~1.5,第二段反應(yīng)器入口溫度50~60℃,氫氣/乙炔體積比為2~4。
本發(fā)明所述的碳二后加氫除炔方法,加氫原料來自碳二后加氫工藝中脫乙烷塔塔頂流出物,原料組成主要為:乙炔0.98~2.2%,乙烷11.2~30.3%,乙烯65.0~85.0%。
采用本發(fā)明除炔方法,催化劑反應(yīng)活性適中,操作彈性好,乙烯選擇性好,綠油生成量遠(yuǎn)低于貴金屬催化劑。
附圖說明
圖1為采用順序分離流程的碳二選擇加氫工藝流程圖。1—油洗塔;2—水洗塔;3—堿洗塔;4—干燥器;5—脫甲烷塔;6—脫乙烷塔;7—碳二加氫絕熱床反應(yīng)器;8—換熱器。
圖2為實施例3催化劑xrd譜圖(扣除載體α-al2o3背景)。
圖3為對比例2催化劑xrd譜圖(扣除載體α-al2o3背景)。
圖4為對比例5催化劑xrd譜圖(扣除載體α-al2o3背景)。
xrd測定條件:
德國布魯克公司d8advancex衍射儀
管電壓:40kv電流40ma
掃描:步長0.02°頻率0.5s掃描范圍4°~120°溫度25℃
cukα1波長,圖中橫坐標(biāo)為衍射角2θ,縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng)度
圖2中符號說明:
●為α-fe2o3,▲為feni,▼為ti2o。
圖3中符號說明:
●為α-fe2o3,▲為feni,◆為銳鈦礦。
圖4中符號說明:
★為α-fe,■為fe3o4,▼為ti2o,▲為ni。
圖2中可以看出,催化劑中fe主要以α-fe2o3形式出現(xiàn),相對含量8.10%,同時有feni相出現(xiàn)。
圖3中可以看出,催化劑中ti與氧化鐵燒結(jié),出現(xiàn)銳鈦礦晶相,破壞了活性組分分布和結(jié)構(gòu),催化劑活性下降。
圖4中fe主要以單質(zhì)α-fe形式出現(xiàn),相對含量8.92%,有少量fe3o4形成。
具體實施方式
分析測試方法:
比表:gb/t-5816
孔容:gb/t-5816
不同晶型fe氧化物含量:xrd
催化劑活性組分含量:gb/t1537-94
乙炔轉(zhuǎn)化率(c)
加氫生成乙烯的選擇性(s)
實施例1
稱取φ4.5×4.5mm的三葉草型氧化鋁載體。取硝酸鐵,加熱溶解于60ml去離子水中,調(diào)節(jié)ph值2.5,浸漬液溫度50℃,等體積浸漬于載體表面,迅速翻動載體浸漬6min,靜止30min至吸附平衡,60℃陳化30min,然后在烘箱中按照程序:
催化劑使用前,在還原爐中用40%氫氣+60%氮?dú)膺M(jìn)行還原,還原溫度450℃,壓力0.5mpa,還原時間4h。采用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。原料組成為:
c2h2:1.6%(φ),c2h475.3%(φ),c2h623.1%(φ)。
反應(yīng)條件:兩段絕熱床反應(yīng)器串聯(lián)反應(yīng),即一段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入二段反應(yīng)器。每段反應(yīng)器均有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)。
物料氣體空速:2000h-1,操作壓力:2.5mpa,各反應(yīng)器催化劑裝填量:50ml。一段反應(yīng)器h2/c2h2=1.5:1(摩爾比);二段反應(yīng)器h2/c2h2=3:1(摩爾比),200小時的考評結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
實施例2
在50℃,將一定量naalo2溶液和zrcl4溶液攪拌混合,然后用硝酸溶液中和,攪拌10h,共沉淀生成均勻的al-zr顆粒。將生成物過濾,用去離子水洗滌其中的na+和cl-離子,然后加入質(zhì)量濃度為15%的聚乙烯醇作為造孔劑,捏合成型。130℃干燥2h,650℃焙燒4h得到zr-al復(fù)合載體。載體中氧化鋁與氧化鋯質(zhì)量比為4:1。
以氧化鋁-氧化鋯復(fù)合載體制備催化劑。取氯化鐵和氯化鉀,加熱溶解于去離子水中,調(diào)節(jié)ph值2.0,浸漬液溫度80℃,過量浸漬到載體上,搖動燒杯浸漬10min,將多余浸漬液濾除,催化劑在60℃水浴中陳化50min,然后在烘箱中按照程序:
催化劑使用前,在還原爐中用30%氫氣+60%氮?dú)膺M(jìn)行還原,還原溫度550℃,壓力0.5mpa,還原時間4h。采用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。原料組成為:
c2h2:1.4%(φ),c2h480.0%(φ),c2h618.6%(φ)。
反應(yīng)條件:兩段絕熱床反應(yīng)器串聯(lián)反應(yīng),即一段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入二段反應(yīng)器。每段反應(yīng)器均有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)。
物料氣體空速:5000h-1,操作壓力:2.2mpa,各反應(yīng)器催化劑裝填量:50ml。一段反應(yīng)器h2/c2h2=1.5:1(摩爾比);二段反應(yīng)器h2/c2h2=4:1(摩爾比),500小時的考評結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
實施例3
稱取φ1.5mm的球型氧化鋁制備催化劑。取硝酸鐵溶解于去離子水中,調(diào)節(jié)ph值3.0,浸漬液溫度40℃,噴壺噴浸到載體上,負(fù)載10min使活性組分上載均勻,然后在烘箱中按照程序:
采用第一步相同方法,取硝酸鈰,溶解后噴浸到一浸催化劑表面,然后干燥,焙燒,得到最終催化劑。干燥程序:
催化劑使用前,在還原爐中用20%氫氣進(jìn)行還原,還原溫度400℃,壓力0.5mpa,還原時間4h。還原后催化劑xrd分析如附圖2所示。采用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。
采用后加氫工藝,反應(yīng)原料為:
c2h2:2.2(v%)c2h479.3(v%),c2h618.5(v%)。
反應(yīng)條件:三段床絕熱床反應(yīng)器串聯(lián)工藝,即一段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入二段反應(yīng)器,二段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入三段反應(yīng)器,每段反應(yīng)器均有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)。
物料氣體空速:7000h-1,操作壓力:1.8mpa,各反應(yīng)器催化劑裝填量:50ml。一段反應(yīng)器h2/c2h2=1:1(摩爾比);二段反應(yīng)器h2/c2h2=1.5:1(摩爾比);三段反應(yīng)器h2/c2h2=3:1(摩爾比),結(jié)果如表1,催化劑及載體物性如表2所示。
實施例4
稱取的φ2.0mm的球形氧化鋁-氧化鈦載體置于真空浸漬裝置中。取硝酸鐵溶解于去離子水中,調(diào)節(jié)ph值3.5備用。打開真空浸漬裝置抽真空泵,至真空度0.1mmhg,然后從加料口緩慢加入配制好的浸漬液,5min加完,在60℃下蒸發(fā)至催化劑表面流動水分完全消失,完成負(fù)載,將負(fù)載好的催化劑,在烘箱中按照程序:
取硝酸鈰,按照上述相同方法進(jìn)行浸漬,然后干燥,焙燒,得到最終催化劑。干燥程序:
催化劑使用前,在還原爐中用15%氫氣進(jìn)行還原,還原溫度500℃,壓力0.5mpa,還原時間4h。采用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。
采用后加氫工藝,反應(yīng)原料為:
c2h2:2.2(v%)c2h479.3(v%),c2h618.5(v%)。
反應(yīng)條件:三段床絕熱反應(yīng)器串聯(lián)工藝,即一段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入二段反應(yīng)器,二段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入三段反應(yīng)器,每段反應(yīng)器均有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)。
物料氣體空速:10000h-1,操作壓力:1.5mpa。一段反應(yīng)器h2/c2h2=1:1(摩爾比);二段反應(yīng)器h2/c2h2=1.5:1(摩爾比);三段反應(yīng)器h2/c2h2=3:1(摩爾比)。結(jié)果如表1,催化劑及載體物性如表2所示。
實稱取100mlφ4.0mm的氧化鋁載體,采用實施例3相同方法制備催化劑?;罨瘻囟?50℃。
催化劑使用前,在還原爐中用25%氫氣進(jìn)行還原,溫度700℃,壓力0.5mpa,還原時間4h。用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。
采用后加氫工藝,反應(yīng)原料為:
c2h2:1.2(v%)c2h480.3(v%),c2h618.5(v%)。
反應(yīng)條件:三段床絕熱反應(yīng)器串聯(lián)工藝,即一段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入二段反應(yīng)器,二段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入三段反應(yīng)器,每段反應(yīng)器均有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)。
物料氣體空速:10000h-1,操作壓力:1.5mpa。一段反應(yīng)器h2/c2h2=1:1(摩爾比);二段反應(yīng)器h2/c2h2=1.5:1(摩爾比);三段反應(yīng)器h2/c2h2=3:1(摩爾比)。結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
實施例6
將市售擬薄水鋁石、硅膠、氧氯化鋯粉末和助擠劑按按照氧化鋁:氧化硅:氧化鋯=8:1:3比例混合均勻,然后在擠條機(jī)上擠條成型,120℃干燥,在馬弗爐中550℃焙燒3h,得到zr-si-al復(fù)合氧化物載體。采用實施例4相同方法制備催化劑。
催化劑使用前,在還原爐中用45%氫氣+55%氮?dú)?,溫?50℃,壓力0.5mpa,活化時間4h。用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。
采用后加氫工藝,反應(yīng)原料為:
c2h2:2.2(v%)c2h479.3(v%),c2h618.5(v%)。
反應(yīng)條件:三段床絕熱反應(yīng)器串聯(lián)工藝,即一段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入二段反應(yīng)器,二段反應(yīng)器出口物料進(jìn)入三段反應(yīng)器,每段反應(yīng)器均有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)。
物料氣體空速:10000h-1,操作壓力:1.5mpa。一段反應(yīng)器h2/c2h2=1:1(摩爾比);二段反應(yīng)器h2/c2h2=1.5:1(摩爾比);三段反應(yīng)器h2/c2h2=3:1(摩爾比)。結(jié)果如表1,催化劑及載體物性如表2所示。
對比例1
石化研究院ly-c2-02催化劑,顆粒直徑φ3.0mm,比表面積為20m2/g,孔容為0.30ml/g,堆比0.75g/ml。催化劑pd含量為0.035%,ag含量為0.085%。
催化劑在100℃用氫氣還原160min,壓力0.5mpa,氫氣空速100h-1。
采用實施例1相同方法進(jìn)行評價,原料組成與實施例1相同,反應(yīng)條件:空速6000h-1,操作壓力:2.0mpa。
反應(yīng)結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
對比例2
以φ4.0mm氧化鋁作載體,采用實施例1相同的方法制備催化劑,催化劑活化溫度850℃。
催化劑使用前,在還原爐中用25%氫氣進(jìn)行還原,溫度450℃,壓力0.5mpa,活化時間4h。用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。還原后催化劑的xrd衍射譜圖如圖3所示。
原料組成與實施例2相同,反應(yīng)條件:空速2000h-1,操作壓力:2.5mpa。
反應(yīng)結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
對比例3
稱取φ4.0mm的氧化鋁作載體,采用實施例1相同方法制備低鐵含量催化劑,在450℃進(jìn)行活化。
催化劑使用前,在還原爐中用45%氫氣進(jìn)行還原,溫度450℃,壓力0.5mpa,活化時間4h。用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。
采用實施例3相同工藝進(jìn)行評價。原料組成與實施例3相同,反應(yīng)條件:空速8000h-1,操作壓力:1.5mpa。
反應(yīng)結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
對比例4
取實施例1相同催化劑,在450℃活化后直接開車,不用氫氣進(jìn)行還原。用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。
采用三段串聯(lián)絕熱反應(yīng)器進(jìn)行評價,原料組成與實施例1相同,反應(yīng)條件:空速3000h-1,操作壓力:2.0mpa。反應(yīng)結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
對比例5
取實施例1相同催化劑,在450℃活化。
催化劑在管式爐中進(jìn)行還原,氣氛為30%氫氣+55%氮?dú)猓瑴囟?50℃,壓力0.5mpa,活化時間4h。用附圖1所示加氫流程,催化劑裝填于絕熱床反應(yīng)裝置中。還原后催化劑的xrd衍射譜圖如圖4所示。
采用三段串聯(lián)絕熱反應(yīng)器進(jìn)行評價,原料組成與實施例1相同,反應(yīng)條件:空速5000h-1,操作壓力:2.2mpa。反應(yīng)結(jié)果如表1所示,催化劑及載體物性如表2所示。
表1工藝條件及催化劑性能
表2實施例及對比例催化劑物性
當(dāng)然,本發(fā)明還可有其它多種實施例,在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形,但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。