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乙烯裝置碳三加氫反應系統(tǒng)的安全運行研究

文檔作者：安慶洋郭兵文檔來源：中國石油遼陽石化公司烯烴廠		點擊數：	更新時間： 2021年03月03日
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2016 年2 月
乙烯裝置碳三加氫反應系統(tǒng)的安全運行研究
安慶洋郭兵(中國石油遼陽石化公司烯烴廠，遼寧遼陽111003)
摘要：丙烯是生產多種化工產品的基礎化工原料，目前主
要通過碳三加氫使碳三餾分中的丙炔、丙二烯發(fā)生加氫脫除反
應生成丙烯。本文主要對后加氫順序分離流程實現碳三加氫
反應相關問題的進行了相關探討，為乙烯裝置碳三加氫反應系
統(tǒng)的安全運行提供依據。
關鍵詞：碳三加氫反應；丙烯；安全運行
1 乙烯裝置碳三加氫反應
碳三加氫反應是指在加氫催化劑的作用下使碳三餾分中
的丙炔、丙二烯發(fā)生加氫反應，最終得到合格的丙烯產品。碳
三液相加氫指在加氫催化劑（鈀型催化劑）的作用下將液態(tài)碳
三餾分和氫氣混合，進而使丙炔、丙二烯選擇加氫并得到脫
除。碳三餾分加氫可能發(fā)生的反應如下圖1，其中反應1和反
應2是反應中所希望發(fā)生的。反應1和反應2是強放熱反應，其
產生的熱量會使催化劑床層升溫，進而促進副反應，此時就會
影響丙烯的產量，所以需要及時移出反應熱。相對于氣相加
氫，液相加氫所需要的催化劑用量少，需要的反應溫度低（35-
60℃），此時反應物可由液相變?yōu)闅庀?，并移走了反應熱，進而抑
制副反應的發(fā)生[1]。另外，液相加氫還具有能耗低、流程簡單、
反應溫度低、催化劑使用壽命長等優(yōu)點，在工業(yè)制造領域應用
廣泛。
圖1 碳三餾分加氫可能發(fā)生的反應
2 碳三加氫反應中加氫催化劑的使用
乙烯裝置碳三加氫反應采用的是鈀型高效催化劑，此類催
化劑對毒物比較敏感，如果反應過程中脫除效果不好會導致催
化劑中毒，進而降低催化劑的反應活性，同時也會影響催化劑
的選擇性，所以一定要嚴格控制乙烯裝置碳三加氫反應中的碳
三餾分的雜質含量[2]。為了保證催化劑的活性和選擇性，一方
面要控制反應器進料的雜質含量，另一方面也要對反應系統(tǒng)裝
置進行除塵清潔。反應器各個床層采用不銹鋼格柵作為支撐，
并將不同直徑的三氧化二鋁惰性瓷球置于催化劑床層兩端以
起到保護作用。另外，采用不銹鋼絲網對催化劑的各個床層進
行隔離，以保證催化劑床層的穩(wěn)固運行。催化劑完成裝填之后
需要進行還原處理，將氧化態(tài)活性還原為金屬態(tài)活性。
3 碳三加氫反應的投料
碳三加氫反應開始時，碳三加氫反應器為物料通道，干燥
后碳三物料進入碳三加氫反應器，此時無需配氫，待反應器和
物料具備所有配氫條件后可開始實施配氫操作。碳三加氫反
應初期，反應器入口溫度維持在40℃左右，壓力2.25 MPa，此時
可在較低的空速條件下緩慢進行配氫。實踐和經驗證明，當反
應溫度較低時，可以通過調節(jié)配氫量將出口的甲基乙炔和丙二
烯控制在工藝要求范圍內。在脫丙烷塔操作過程，甲基乙炔和
丙二烯的含量會因為釜溫操作的影響而發(fā)生波動，此時可以加
大稀釋液的流量以控制甲基乙炔和丙二烯的含量。
4 乙烯裝置碳三加氫反應中的要點
乙烯裝置碳三加氫反應中的注意事項有催化劑還原、催化
劑活化以及主要變量控制。①碳三加氫反應過程中，催化劑還
原的介質條件是富氫與氮氣混合氣，并要求氫含量超過50%，
水份含量不超過2.5×10-6，一氧化碳含量不超過3×10-6，空速
300-800/h,壓力略高于常壓，溫度80-90℃，保持恒溫8-12h。②
催化劑的活化處理對暫時中毒的催化劑有效，活化介質為甲烷
氫，溫度120-150℃，保持恒溫10-16h，空速500-800/h,壓力略
高于常壓。③乙烯裝置碳三加氫反應系統(tǒng)的主要控制變量有
物料循環(huán)量、加入的氫氣量、操作壓力以及反應溫度。反應器
中物料循環(huán)量可以對進料中的甲基乙炔和丙二烯進行有效稀
釋和控制。當反應器中甲基乙炔和丙二烯含量較高時就需要
足量的氫氣進行脫除，而氫氣過量時就會使丙烯轉化為丙烷，
不利于提高產量，所以所加入氫氣的量要嚴格按照氫炔比。反
應過程中需要保持一定的操作壓力，不僅可以限制氣化，同時
也可以確保所加入氫氣量的可控性和準確性。在加氫反應過
程中，新進物料與循環(huán)物料流量的比例要控制在一定范圍內，
此時可以通過調節(jié)循環(huán)物料流量來實現，并保證反應器進料中
甲基乙炔和丙二烯的含量保證在2.0%mol左右[3]。
5 結語
以上是對乙烯裝置碳三加氫反應系統(tǒng)的安全運行的簡單
闡述，液相催化選擇加氫反應具有工藝流程簡單，投資少、能耗
低，催化劑使用壽命長、反應溫度低等特點，隨著技術工藝的優(yōu)
化和設備的革新，碳三加氫反應系統(tǒng)的性能正在不斷完善，丙
烯的生產效率和質量也將得到進一步提升。
參考文獻:
[1]周永鋒.乙烯裝置碳三加氫反應系統(tǒng)安全運行措施的探
討與改進[J].廣東化工,2010,37(8):183-185.
[2]陳明輝,張翔宇.碳三液-氣兩相高負荷加氫工藝在乙烯
裝置中的應用[J].現代化工,2005,25(11):54-56,58.
[3]張世忠，戴偉.新型碳三液相選擇加氫催化劑的工業(yè)應
用[J].化工進展，2008，27(3)：464-467．
風險控制
249

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