世界上制取乙烯最成熟的技術是以管式爐蒸汽裂解技術, 大多數的乙烯都是以此種方式制取。因為在制取乙烯的過程中, 裂解爐的裂解氣中會含有0.2%~0.9%的乙炔。乙炔加大催化劑的使用量, 而且會使聚合物催化劑的活性降低, 是一種雜志氣體。所以, 在制取乙烯的過程中必須要脫除乙炔。催化選擇加氫不僅能夠脫除乙炔, 并且在反應的過程中還會生成一定量的乙烯。在進行催化劑加乙炔時, 應該合理的控制碳二加氫催化劑操作參數, 具體包括氫炔比、再生周期、一氧化碳濃度、溫度等, 具體分析如下文所示。
1 優化碳二加氫催化劑在運行中的各個參數對加氫反應的有效措施
1.1 優化氫炔比。
根據生產的實際需求配置碳二加氫反應中氫氣的含量, 進而對碳二加氫反應過程進行適當的調整, 通過改變氫氣的含量, 能夠對出口溫度進行有效的調整。為了提高出口處乙炔的合格率, 應該盡可能的將氫炔比控制在最佳范圍。如果乙炔的轉化率比正常值低, 則應該提高反應溫度, 以便于乙炔自動聚合, 提高乙炔轉化率。通常狀況下, 一段床的比值必須超過1, 以此減少綠油的生產量, 如果碳二加氫催化劑的選擇性降低, 將會對催化劑的催化效率產生影響, 影響乙烯的產量, 造成嚴重的經濟損失。因此, 當出現催化劑選擇性降低的現象時, 應該切換反應器, 以此保證氫氣流量能夠滿足實際需求。
1.2 優化再生周期。
時間性是碳二加氫反應再生周期的特點之一, 反應時間的長短, 會對反應條件產生很大的影響, 如果乙烯裝置的運行條件不穩定, 則會對氫炔比以及反應溫度產生不良的影響, 并且物料中的一些有毒成分、雜質成分等, 都會縮短催化劑的再生周期。為了保證碳二加氫反應能夠正常、有序的進行, 勢必應該提高催化劑的選擇性。對出口物料進行定期的分析與計算, 能夠有效提高催化劑的選擇性, 提高催化劑的運行周期。一般狀況下, 當催化劑的選擇性降低20%后, 應該切換反應器, 如果選擇性降低值超過20%依然不切換反應器, 將會降低乙烯的生產率, 降低運行的經濟性。同時, 當催化劑運行至最后, 會出現操作彈性變化問題, 不僅會影響乙烯的質量, 還會出現乙炔泄露的問題, 造成嚴重的經濟損失。因此, 為了提高碳二加氫反應的運行活性, 勢必應該提高催化劑的效率, 根據催化劑的選擇性, 決定是否切換反應器, 避免出現乙烯產量降低、乙炔泄露等問題。
1.3 調整一氧化碳濃度。
一氧化碳是碳二加氫反應的抑制劑, 因為一氧化碳吸附強度介于乙炔和乙烯之間, 因此一氧化碳的濃度會影響加氫反應中乙烷的含量, 通過提高乙烯的選擇性, 能夠有效的調節催化效率。通過注入一定濃度的一氧化碳, 可以有效的提高催化劑的選擇活性, 避免出現乙炔泄露的問題。此外, 為了消除一氧化碳的抑制作用, 通常采用提高入口溫度的方式進行調整。通常采用無甲烷的粗氫的方式注入一氧化碳, 如果出現一氧化碳濃度變化的狀況, 將會影響裂解過程中一氧化碳的含量。因此, 在注入一氧化碳時, 應該時刻觀察一氧化碳濃度的變化狀況。
1.4 優化溫度。
正常狀況下, 碳二催化劑的活性隨著反應時間的增加而逐漸的降低, 通過調節反應器入口的溫度, 能夠有效的改變碳二催化劑的整體反應溫度。在氫炔比條件適宜時, 通過調節反應器入口的溫度可以提高乙炔加氫反應的活性。通過合理選擇碳二加氫反應的催化劑, 能夠有效的降低溫度對反應造成的不良影響。但是當反應器入口的溫度升高到一定值時會降低催化劑的活性, 影響反應的正常進行;當反應器入口溫度降低至一定值時也會降低催化劑的活性, 不能保證加氫反應的正常進行。由此可見, 在為了保證碳二加氫反應能夠高效、穩定的進行, 勢必應該對反應器入口的溫度進行適當的調節, 以此提高催化劑的活性。同時, 通過對單鈀型、助劑型的催化劑活性進行比較, 在相同溫度下單鈀型的催化活性更高, 但是單鈀型碳二加氫催化劑的選擇性不高, 并且在反應的過程中還會產生一定量的綠油, 影響催化劑的活性, 因此前者入口溫度提高的速度更高, 被廣泛的應用在實踐生產中。
2 結語
總而言之, 應該充分的認識到碳二催化劑選擇性的重要性, 調整和優化碳二反應器運行的參數, 如氫炔比、再生周期、一氧化碳濃度、溫度等, 保證催化劑始終處于最佳狀態, 顯著的提高催化劑的抗波動能力以及選擇性, 提高乙烯的產量, 避免出現乙炔泄露的問題, 提高裝置生產的平穩性, 降低不合格產品產率, 提高乙烯裝置的生產效率和經濟效益。
摘要：乙烯作為一種重要的化學產品, 在生活中有許多產品與乙烯有著密不可分的聯系, 提高乙烯產量是世界上所關注的重要科學研究之一。本文針對優化碳二加氫催化劑在運行中的氫炔比、再生周期、一氧化碳濃度、溫度參數對加氫反應的有效措施, 以供參考。
關鍵詞：碳二加氫,催化劑,影響,優化措施
參考文獻
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