脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法

摘要

本发明提供了一种脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法，步骤包括：将空速为3000～6000h‑1的尾气预热至140℃～180℃后通入复合床加氢反应器中，采用钯或铜系催化剂作为加氢催化剂在复合床加氢反应器内脱除乙炔、乙烯。本发明方法工艺流程简单，操作方便，基本无三废排放；本发明方法采用的催化剂无毒、无腐蚀性，可回收使用；本发明方法对乙炔尾气中微量乙炔、乙烯的脱除效果好，经加氢转化后复合床加氢反应器出口的乙炔含量≤5ppm、乙烯含量≤100ppm，符合工艺技术指标要求，尤其是在脱除初期的第8‑10天，反应器出口的乙炔、乙烯含量均低于检测下限值，乙炔、乙烯含量均小于1ppm。

说明书

技术领域

本发明属于天然气裂解制乙炔技术，具体涉及一种脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法。

背景技术

以天然气为原料采用部分氧化法生产乙炔的过程中，会产生大量含CO、H

目前，天然气裂解尾气中的微量乙烯、乙炔及氧一是通过部分氧化转化成二氧化碳和水，再进入合成系统合成甲醇，二是通过加氢转化成乙烷，再进入合成反应系统合成甲醇。然而，国内、外采用含钯系、铜系催化剂并通过第一加氢反应器和第二加氢反应器脱除微量乙炔乙烯，只是对微量乙炔脱除效果较好(尾气中乙炔含量可达到小于5ppm的指标)，对乙烯脱除效果不好，尽管脱除初期(一个月内)尾气中乙烯含量可以达到20ppm，但随着使用期限的延长，三个月后尾气中乙烯含量逐渐升到1000ppm，一年以后基本不能脱除，乙烯含量高达2500ppm左右。

此外，文献CN102218323B公开了一种不饱和烃加氢催化剂的应用，该不饱和烃加氢催化剂包括载体、活性组分和助剂，活性组分为氧化镍和其他金属氧化物的混合物，助剂为氧化镁、氧化镧和氧化铈中的至少两种，不饱和烃加氢催化剂中氧化镍的重量百分比含量为5％～15％，其他金属氧化物的重量百分比含量为1％～10％，助剂的重量百分比含量为1％～10％，余量为载体；其他金属氧化物为氧化钼、氧化钴和氧化铁中的一种或几种，应用为不饱和烃加氢催化剂在煤间接制油工业中将煤间接制油工业尾气中的不饱和烃加氢成饱和烃的应用。然而，其对微量乙烯脱除效果仍然欠佳。

发明内容

本发明目的在于提供一种脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法，该方法对天然气裂解尾气中微量乙炔、乙烯的脱出效果较好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

脱除天然气裂解尾气中乙烯的方法，步骤包括：将空速为3000～6000h

脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法，步骤包括：将空速为3000～6000h

作为优选，尾气的空速控制为4000～5000h

作为优选，通入复合床加氢反应器中的尾气温度控制为150℃～170℃。

作为优选，尾气的流量控制为30-60m

为进一步提高尾气中乙炔乙烯的脱除效果，上述钯系催化剂的组分包括氧化铝载体和活性组分钯(Pd)，活性组分钯的质量占比为加氢催化剂总量的0.04-0.08％，余量为氧化铝载体；上述铜系催化剂的组分包括氧化铜、氧化锌和氧化铝载体，氧化铜质量占比不小于加氢催化剂总量的50％，氧化锌质量占比不小于加氢催化剂总量的20％，余量为氧化铝载体。

作为优选，加氢催化剂为球形颗粒，其粒度为Φ3-5mm、堆密度为0.8±0.05Kg/L。

作为本发明的优选方案，脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法，步骤包括：

先关闭蒸汽管线，打开尾气管线，将通入加热器的尾气流量调节为30-60m

然后打开蒸汽管线，通入蒸汽至加热器内将尾气加热，并将进入复合反应器内的尾气温度控制为140℃～180℃；尾气在复合反应器内经加氢催化反应后脱除乙炔和乙烯。

为简化工艺流程和操作流程，脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法采用脱气系统进行，脱气系统包括：加热器，加热器的进口连接蒸汽管线和尾气管线，加热器的出口通过管路连接复合床加氢反应器进口，复合床加氢反应器出口通过管路连接甲醇合成系统；在蒸汽管线和尾气管线上分别设置有关断阀，在加热器与复合床加氢反应器之间的管路上设置有温度调节阀、流量调节阀、压力表、原料气取样口和关断阀，在复合床加氢反应器出口的管路上设置有净化气取样口和低排口。

有益效果：本发明方法工艺流程简单，操作方便，基本无三废排放；本发明方法采用的催化剂无毒、无腐蚀性，可回收使用；本发明方法对乙炔尾气中微量乙炔、乙烯的脱除效果好，经加氢转化后复合床加氢反应器出口的乙炔含量≤5ppm、乙烯含量≤100ppm，符合工艺技术指标要求，尤其是在脱除初期的第8-10天，反应器出口的乙炔、乙烯含量均低于检测下限值，乙炔、乙烯含量均小于1ppm。

附图说明

图1是实施例中脱除天然气裂解尾气微量乙炔、乙烯采用的装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例1

脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法采用脱气系统进行，脱气系统如图1所示，包括：加热器5，加热器5的进口连接蒸汽管线3和尾气管线1，加热器5的出口通过管路连接复合床加氢反应器12进口，复合床加氢反应器12出口通过管路连接甲醇合成系统；在蒸汽管线3上设置有关断阀4，在尾气管线1上设置有关断阀2，在加热器5与复合床加氢反应器12之间的管路上设置有温度调节阀7、流量调节阀8、压力表6、原料气取样管10和关断阀11，原料气取样管10上设置有阀门9，在复合床加氢反应器12出口的管路18上设置有净化气取样管16和低排口，净化气取样管16上设置有阀门15，低排口连接带阀门13的短管14，在复合床加氢反应器12出口的管路18上还设置有关断阀17。

本实施例中脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法，步骤为：通气前在复合床加氢反应器12内加入10L加氢催化剂(加氢催化剂的活性组分钯(Pd)质量占比0.04-0.08％，具体是指活性组分钯(Pd)占加氢催化剂总质量的比值，余量为氧化铝载体，氢催化剂为球形颗粒，其粒度为Φ3-5mm、堆密度为0.8±0.05Kg/L)；先关闭蒸汽管线3上的阀门4，打开尾气管线1上的阀门2、阀门11和阀门13，调节通入加热器5的尾气流量为30m

实施例2

本实施例中脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法采用实施例1中的脱气系统进行，步骤为：通气前在复合床加氢反应器12内加10L加氢催化剂(加氢催化剂的活性组分钯(Pd)质量占比0.04-0.08％，余量为氧化铝载体，氢催化剂为球形颗粒，其粒度为Φ3-5mm、堆密度为0.8±0.05Kg/L)；先关闭蒸汽管线3上的阀门4，打开尾气管线1上的阀门2、阀门11和阀门13，调节通入加热器5的尾气流量为40m

实施例3

本实施例中脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法采用实施例1中的脱气系统进行，步骤为：通气前在复合床加氢反应器12内加入10L加氢催化剂(加氢催化剂的活性组分钯(Pd)质量占比0.04-0.08％，余量为氧化铝载体，氢催化剂为球形颗粒，其粒度为Φ3-5mm、堆密度为0.8±0.05Kg/L)；先关闭蒸汽管线3上的阀门4，打开尾气管线1上的阀门2、阀门11和阀门13，调节通入加热器5的尾气流量为50m

实施例4

本实施例中脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法采用实施例1中的脱气系统进行，步骤为：通气前在复合床加氢反应器12内加入10L加氢催化剂(加氢催化剂的活性组分钯(Pd)质量占比0.04-0.08％％，余量为氧化铝载体，氢催化剂为球形颗粒，其粒度为Φ3-5mm、堆密度为0.8±0.05Kg/L)；先关闭蒸汽管线3上的阀门4，打开尾气管线1上的阀门2、阀门11和阀门13，调节通入加热器5的尾气流量为60m

实施例5

本实施例中，脱除天然气裂解尾气中乙烯的方法采用实施例1中的脱气系统进行，步骤为：通气前在复合床加氢反应器12内加入10L加氢催化剂(加氢催化剂的活性组分钯(Pd)质量占比0.04-0.08％，余量为氧化铝载体，氢催化剂为球形颗粒，其粒度为Φ3-5mm、堆密度为0.8±0.05Kg/L)；先关闭蒸汽管线3上的阀门4，打开尾气管线1上的阀门2、阀门11和阀门13，调节通入加热器5的尾气流量为30-60m

脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的过程中，从实施例1只实施例4中脱气系统的取样口取样分析复合床加氢反应器进出口乙炔乙烯含量，结果见表1所示。其中，尾气中微量乙炔乙烯含量的测定方法为采用气相色谱法，具体为：仪器采用GC-14B气相色谱仪或其它同等性能的仪器，检测器为氢火焰离子化检测器，色谱柱为Porapak N柱，柱管尺寸及材质为

表1乙烯、乙炔含量测定结果

由表1可知，本发明方法能够实现对天然气裂解尾气中微量乙炔乙烯的脱除，采用实施例1-4的方法脱除尾气中的微量乙炔乙烯，脱除效果好，经加氢转化后复合床加氢反应器出口的乙炔含量≤5ppm、乙烯含量≤100ppm，符合工艺技术指标要求，尤其是在脱除初期的第8-10天，反应器出口的乙炔、乙烯含量均低于检测下限值，乙炔、乙烯含量均小于1ppm。