【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炔烃气相加氢除炔装置的开工方法，具体涉及一种乙烷裂解制乙烯配套加氢装置的快速开工方法。
技术介绍
1、乙烯工业是石油化学工业的龙头，乙烯产量是衡量一个国家石化工业水平的重要标志。目前国内外生产乙烯的原料主要有三种：石油、煤炭和乙烷。石油路线采用的方法为石脑油裂解法，不仅原料结构偏重、生产成本高，而且对石油资源依赖程度高。中国乙烯生产主要以石脑油为原料，成本高于北美和中东以廉价乙烷为原料的乙烯生产。乙烷裂解相对石脑油而言，其甲烷、丙烯、丁二烯收率低，乙烯收率高。所有传统裂解原料中，乙烷裂解产物中的乙烯收率最高，其甲烷收率最低，意味着分离装置的能耗相对较低，而甲烷通常用作燃料，其经济价值最低。由此可见，对于乙烯产品而言，乙烷是最优质的裂解原料，具有乙烯收率高、工艺流程短、装置投资省、污染小的优点。
2、蒸汽裂解是生产乙烯使用最广泛的方法。主反应较为简单(如式(1)-(8)所示)，乙烷在750～850℃，150～350kpa条件下发生脱氢反应生成乙烯，并副产氢气。在反应过程中，其他主要产物包括甲烷、乙炔、丙烯、丙烷、丁二烯和其他烃类。反应物在裂解炉中的停留时间约为0.1～0.5s。蒸汽注人反应器中可以降低烃类分压，从而降低高温下的结焦速率。
3、c2h6→c2h4+h2 (1)
4、2c2h6→c3h8+ch4 (2)
5、c3h8→c3h6+h2 (3)
6、c3h8→c2h4+ch4 (4)
7、c3h6→c2h2+ch4 (5)>
8、c2h2+c2h4→c4h6 (6)
9、2c2h6→c2h4+2ch4 (7)
10、c2h6+c2h4→c3h6+ch4 (8)
11、因乙烷裂解产物中含有少量乙炔杂质，需经选择加氢将乙炔脱除至1ppm以下后，才能作为聚合级乙烯的生产原料。
12、乙烷裂解制乙烯配套加氢装置，其加氢流程及原料组成，与传统碳二前/后加氢装置存在较大差异(见表1)。在乙烷裂解制乙烯配套加氢工艺中，进入加氢反应器的物料除c2馏分外，还有部分c3馏分，在脱除乙炔的同时需脱除部分丙炔和丙二烯。原料中h2含量高，为后加氢工艺的20～30倍，co含量波动大(含量范围0.02％～0.10v％)，装置开工难度大，开工时间长，易发生飞温。同时，co可与物料中的乙炔、乙烯进行竞争吸附，占据活性位，从而起到抑制催化剂活性的作用，而在乙烷裂解制乙烯配套加氢工艺中，co最低含量为0.01％，较其他加氢工艺更低，co含量波动大，更不利于装置的稳定开工。特别是装置开工的冲压过程，原料裂解气进入反应器床层，在反应器压力未达到设定压力之前，原料气无法流动，炔烃、二烯烃被催化剂静态吸附，产生大量吸附热，热量聚集到一定程度将带动炔烃、二烯烃的加氢反应，进一步产生反应热。如果催化剂反应温度低、活性高，大量的吸附热、反应热使床层温度快速升高，极易造成装置飞温。装置飞温，一方面会造成物料浪费，造成经济损失，同时延长开工时间；另一方面，飞温会使催化剂结焦，覆盖活性位，造成催化剂活性下降，加速催化剂失活速率，严重影响催化剂长周期运行稳定性。
13、表1不同加氢工艺原料组成
14、
15、cn200980154641.x公开了一种将乙炔选择性加氢成乙烯的方法，其包括：使包含乙烯和乙炔的进料流与催化剂在反应条件下接触，由此产生具有降低量乙炔的输出料流，所述进料流包括量为1-8000ppm的一氧化碳(co)。具体过程为：将含有乙烯、乙烷和乙炔的工艺进料流进行压缩，并调整温度使压缩气体被冷却，然后进入加氢反应器，采用层状球形催化剂对物料中乙炔馏分进行选择加氢，其物料中co含量为1～8000ppm，反应条件包括100kpa～14.0mpa的压力及10～300℃的选择加氢反应温度。在该过程中，当存在大量一氧化碳时，一氧化物用作活性催化剂部位的可逆阻断剂。该专利技术所公开的除炔方法未对开工冲压、加热过程进行描述，亦无法解决加氢装置开工过程飞温的问题。
16、cn201510684013.x公开了一种碳二、碳三馏分中炔烃和/或二烯烃的选择加氢方法，将来自于前脱丙烷塔或前脱乙烷塔塔顶流出的裂解气物流与含一氧化碳的富氢气物流混合，得到一氧化碳稳定的富氢气物流，一氧化碳的含量为0.15～0.3摩尔％，一氧化碳的浓度波动范围为±20％的混合富氢裂解气物流，将该混合富氢裂解气物流压缩到2～4mpa后，进行换热，然后在固定床加氢反应器中与钯负载型选择加氢催化剂接触反应。该专利技术公开的加氢方法，是针对碳二前脱丙烷前加氢工艺，可有效地避免由前系统所产生的裂解气中一氧化碳大幅波动而造成的加氢反应器飞温和漏炔；在高空速的条件下，能有效地提高催化剂活性和选择性，节省催化剂活性组分用量。
17、吴浩等人(化工进展，2002,21(9):673-675)分析了碳二前加氢工艺中co浓度对加氢反应的影响，讨论了co的生成因素，提出了减少co生成量及控制co浓度波动的有效措施：加强注硫操作,降低裂解炉投料温度,防止甲醇进入裂解炉等,以保证装置平稳操作。黄文姣等人(工业催化，2016,24(8):58-63)为防止装置开工过程出现飞温，采用钢瓶气注入法，保证裂解气中co浓度大于2000×10-6。
18、梁玉龙等人(石油化工，2018，47(2):192-196)通过对碳二前加氢催化剂进行钝化处理，有效抑制了催化剂初活性，在低空速碳二前加氢装置开工过程，反应器采用裂解气直接充压至3.6mpa，充压完成后，反应器以每30min升温10℃的速率升温至入口温度64℃，出口产品合格，未有出现“飞温”现象。该技术中通过对催化剂进行钝化，降低其初活性，开工过程未出现飞温，但是该开工方法只针对特定钝化态催化剂，并不能适合所有碳二前加氢装置的稳定开工。
19、薛新超、曾飞鹏等(乙烯工业，2016，28(3):39-43)报道的等温式碳二加氢反应器开车过程，第一次开车过程首先采用氮气对系统进行冲压至1.0mpa，然后调整物料中co浓度为1800ml/m3，反应器升温，装置飞温，连锁停车；二次开车过程，氮气冲压，设定入口温度为15℃，调整入口co为5000ml/m3，逐渐升温，开工过程耗时7.5h。该报道的首次开工过程，装置出现飞温，第二次开工，co浓度高，升温过程耗时长。
20、车春霞的兰州大学博士论文《碳二前加氢催化剂的开发及应用研究》中，推荐的碳二前加氢装置开工方法，开工过程需要提前采用钢瓶气充至反应器中co含量为5000μl/l，然后采用氮气冲压使床层压力达到0.6mpa，并保压4～6h。打开反应器入口进料阀及管线旁路进料阀，利用旁路进行充压至3.6mpa后，调整至较大流量，开始反应器预热及反应器升温。该技术中开工过程对反应器中co含量要求高，并且先采用n2进行冲压，冲压时间长，而且n2的预冲压也引入了“杂质”，也无法解决开工用原料气冲压过程，降低冲压速度，避免吸附热量迅速聚集引起飞温。
21、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种乙烷裂解制乙烯配套加氢装置的快速开工方法，其特征在于，包括以下步骤：将加氢装置的气密性检查合格后，采用惰性气体进行置换，然后在所述加氢装置中通入乙烷进行冲压，冲压至1.0～5.0Mpa。
2.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
3.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢装置中通入乙烷进行冲压，冲压至1.5～2.5Mpa。
4.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，还包括以下步骤：冲压后向所述加氢装置中通入符合开工要求的乙烷裂解制乙烯配套的加氢原料，继续对所述加氢装置加热，直至所述加氢装置的加氢反应器的出入口温差为2～30℃，加氢反应器的中的温度自上而下升高并形成多个温度梯度，所述温度梯度为1～12℃，待所述加氢装置的末段出口乙炔合格，即完成床层加热。
5.根据权利要求4所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢原料将所述加氢装置冲压至反应压力1.0～5.0MPa，冲压时间0.5～3min。
6.根据权利要求4所述的快速开工方法，其特征在于，以加氢原料的体积为基
7.根据权利要求1或4所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢装置为单段或多段加氢反应器，当加氢装置为多段加氢反应器时，各段加氢反应器之间串联或者并联。
8.根据权利要求7所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢装置为二段加氢反应器，各段加氢反应器之间串联；第一段加氢反应器的入口温度调节至60～70℃，出入口温差为5～25℃，温度梯度为2～10℃；第二段加氢反应器的入口温度调节至65～80℃，出入口温差为3～20℃，温度梯度为1～6℃。
9.根据权利要求7所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢装置为三段加氢反应器，各段加氢反应器之间串联；第一段加氢反应器的入口温度调节至50～65℃，出入口温差为5～25℃，温度梯度为2～10℃；第二段加氢反应器的入口温度调节至55～70℃，出入口温差为3～25℃，温度梯度为2～10℃；第三段加氢反应器的入口温度调节至60～80℃，出入口温差为3～20℃，温度梯度为1～6℃。
10.根据权利要求7所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢反应器为绝热床或等温床，优选为绝热床。
11.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，所述乙烷进行冲压的时间为15～240min。
12.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，在所述惰性气体置换和通入所述乙烷进行冲压之间还包括以下步骤：在所述加氢装置中充入CO，使CO在所述加氢装置中的体积含量达到1000～10000ppm。
...【技术特征摘要】
1.一种乙烷裂解制乙烯配套加氢装置的快速开工方法，其特征在于，包括以下步骤：将加氢装置的气密性检查合格后，采用惰性气体进行置换，然后在所述加氢装置中通入乙烷进行冲压，冲压至1.0～5.0mpa。
2.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
3.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢装置中通入乙烷进行冲压，冲压至1.5～2.5mpa。
4.根据权利要求1所述的快速开工方法，其特征在于，还包括以下步骤：冲压后向所述加氢装置中通入符合开工要求的乙烷裂解制乙烯配套的加氢原料，继续对所述加氢装置加热，直至所述加氢装置的加氢反应器的出入口温差为2～30℃，加氢反应器的中的温度自上而下升高并形成多个温度梯度，所述温度梯度为1～12℃，待所述加氢装置的末段出口乙炔合格，即完成床层加热。
5.根据权利要求4所述的快速开工方法，其特征在于，所述加氢原料将所述加氢装置冲压至反应压力1.0～5.0mpa，冲压时间0.5～3min。
6.根据权利要求4所述的快速开工方法，其特征在于，以加氢原料的体积为基准，所述加氢原料至少包括：co 0.01％～0.5％，氢气20～55％，乙炔0.1～1.0％，乙烯30～75％以及乙烷；优选的，加氢原料至少包括：co 0.02％～0.04％，氢气25～35％，乙炔0.15～0.5％，乙烯35～70％以及乙烷。
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：苟尕莲，温翯，车春霞，潘曦竹，韩伟，张峰，刘肖飞，彭海波，赵玉龙，刘树青，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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