碳二加氢催化剂操作参数对加氢反应的影响及优化

介绍了乙烯装置提高碳二加氢催化剂选择性的重要性和常用的选择性计算方法。分析了碳二加氢催化剂运行中温度、氢炔比、CO浓度、负荷分配、再生周期等操作参数的设定对加氢反应的影响,及如何通过优化上述反应参数提高碳二催化剂选择性和稳定性和在优化过程中需要注意的问题。     

流程模拟及系统优化技术在乙烯装置的应用

应用流程模拟技术,建立乙烯装置全流程模型,模拟实际生产情况。利用碳二、碳三加氢反应过程优化技术,调整反应器入口温度和氢炔比等操作条件,提高反应过程的加氢选择性和转化率。使用蒸汽管网用能与优化配置技术,合理选择输送管道的管径和保温,优化设备进出口的蒸汽温度控制要求,降低蒸汽系统能量消耗。     

乙烯装置碳二加氢反应器切换技术优化

介绍了乙烯装置碳二加氢切换时出现漏炔、乙烯精馏塔塔压高和反应器床层温度"尾烧"等情况。结合出现上述问题的原因分析,找出了温度调节滞后、氢气未充分反应和氢炔比调整滞后等影响因素,并提出了改进切换流程,优化操作参数等对策措施,首次实现碳二加氢反应器的无扰动切换。     

乙炔加氢反应系统操作优化策略

乙炔加氢反应系统是乙烯生产流程中的重要装置, 在催化剂反应动力学模型和失活模型已知的情况下, 研究两组串联反应器中除炔负荷的最佳分配。通过优化计算结果显示, 一段反应器入口氢炔比尽量控制在1.0以下, 二段反应器的氢炔比根据实际需要可以从1.9逐渐提高到3.5。考虑实际的操作费用和产品价格因素, 在负荷分配优化操作的前提下, 进一步研究了反应器切换再生对整体经济效益的影响。为使其整体效益最大, 一段反应器应该使用14个月后切换再生, 而二段反应器使用4个月后就需要切换再生。     

大庆石化碳二加氢反应器运行影响因素分析

通过对大庆石化碳二加氢反应器运行状态进行分析,研究了反应温度、空速、一氧化碳、碳四含量对碳二加氢反应器的影响,并提出优化操作方法,保证反应器长周期运行。     

碳二加氢催化剂KL7741B-T5的工业应用

介绍了乙炔前加氢催化剂KL7741B-T5在兰州石化乙烯厂460 kt/a乙烯装置的应用情况。在3个使用周期内该催化剂分别经受了飞温和中毒的考验,通过调整反应器的床层入口温度,控制进口物料中CO的含量以及合理分配3台反应器的除炔比,保证了碳二加氢反应器的正常运行,并对该催化剂的选择性进行了分析评价。介绍了应对裂解炉投油过程中该反应器的波动采取的有效措施。     

碳二加氢等温反应器在大庆乙烯装置中的应用

介绍了碳二加氢等温反应器ER-424A/B在大庆乙烯装置中的应用情况。碳二加氢等温反应器ER-424A/B具有活性高、选择性好、运行周期长等特点，在碳二加氢反应器中具有独特的加氢效果。     

改进型LY-C_2-02催化剂模拟抚顺石化碳二加氢装置的侧线运行性能

针对抚顺石化碳二后加氢装置的特点,制备了改进型LY-C2-02催化剂,与G-58C催化剂进行对比,进行了12天的一、二段反应器串联运行的工业侧线运行试验,考察了改进型LY-C2-02催化剂的运行性能。结果表明,LY-C2-02催化剂在模拟抚顺碳二加氢装置工况情况下,在一段反应器除炔量为1.0%,高于G-58C催化剂0.04%;在二段反应器选择性为81.5%,高于G-58催化剂3.5%;综合运行性能达到G-58C催化剂水平。说明改进型LY-C2-02催化剂满足抚顺石化碳二加氢装置一、二段反应器的工艺要求,适宜应用于该装置一、二段反应器。     

工业Ni-Mo/Al2O3催化剂上异戊二烯选择性加氢宏观动力学

在固定床积分反应器中研究了异戊二烯在工业Ni-Mo/Al2O3催化剂上选择性加氢的宏观动力学.以异戊二烯+正辛烷为模拟原料,在温度70～120℃,压力0.5～2.0 MPa,氢油体积比20～40,液时空速2～36h-1条件下,考察了温度、反应压力、液时空速、氢油比等对二烯烃选择性加氢反应的影响;采用幂函数动力学模型拟合...     

碳三加氢反应器的优化操作

建立了碳三加氢反应器平推流模型,模型计算结果与生产数据吻合.根据模型的计算结果对生产装置进行了调整.适当降低反应压力可以减少绿油生成量,但不会影响加氢效果.存在最佳循环比,在最佳循环比下操作,即可以控制床层温升,又可以维持丙炔、丙二烯的高转化率.     

碳二前脱丙烷前加氢催化剂工艺条件试验

采用浸渍法制备Pd-Ag/α-Al2O3催化剂,采用碳二前脱丙烷前加氢工艺系统考察反应器入口温度、空速和反应压力对催化剂性能的影响。结果表明,随着反应器入口温度升高,乙炔和丙炔+丙二烯转化率提高,乙烯选择性提高至一定值后趋于稳定,丙烯选择性波动不大,正丁烯生成量增加,较为适宜的反应器入口温度为(60~70)℃;随着空速升高,乙炔和丙炔+丙二烯转化率降低,乙烯选择性提高,丙烯选择性变化不大,正丁烯生成量降低,较为适宜的空速为(12 000~14 000)h-1;随着反应压力升高,乙炔转化率和丙炔+丙二烯转化率略增,乙烯选择性降低,较为适宜的反应压力为3.6 MPa。     

Ethylene selectivity variation in acetylene hydrogenation reactor with the hydrogen/acetylene ratio at the reactor inlet

Variation in the selectivity of ethylene produced by acetylene hydrogenation in an integral reactor was analyzed as a function of the hydrogen/acetylene ratio in the reaction stream at the reactor inlet. The analyses were made for two sample catalysts, which showed different dependence of the ethylene selectivity on the reactant composition. Even a small mismatch between the hydrogen/acetylene ratio at the reactor inlet and the ratio for converted reactants caused a large change in the ethylene selectivity along the reactor position, particularly when the conversion was high. The results of this study indicate two important factors to be considered in the design and operation of acetylene hydrogenation process: the hydrogen/acetylene ratio in the reactor inlet should be controlled close to the ratio for converted reactants; and catalysts showing high ethylene selectivity over a wide range of the hydrogen/ acetylene ratio are required for the design of a highly selective hydrogenation process. This paper is dedicated to Professor Wha Young Lee on the occasion     

Ni2P/SiO2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N₂气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2：1增大到4：1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3：1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni₂P/SiO₂催化剂活性和乙醇选择性均高于Co₂P/SiO₂催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni₂P/SiO₂催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10：1、质量空速0.4 h^-1条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

STUDY ON THE ACETYLENE HYDROGENATION PROCESS FOR ETHYLENE PRODUCTION: SIMULATION,MODIFICATION, AND OPTIMIZATION

In this study, an industrial acetylene hydrogenation unit is simulated utilizing three available kinetic models. The results are compared against six-day experimental data and the best model is selected. Effects of feed temperature and the amount of injected hydrogen on ethylene selectivity are also studied. According to the simulation results, the unit is not working under its optimum conditions. Furthermore, by reduction of the hydrogen flow rate to 52 kg/h, process selectivity is increased. In addition, a new approach is proposed to modify the hydrogenation process and reduce undesired by-products. In the simulation of the modified process, hydrogenation reactors temperature, hydrogen flow rate, and H-1/H-2 ratio were regulated as adjustable parameters for the process optimization. The simulation shows that ethylene selectivity increases by 12%, while acetylene concentration and hydrogenation reactor temperature remains within acceptable ranges. Such selectivity could be achieved at the hydrogen flow rate of 50 kg/h with H-1/H-2 ratio of 0.1/0.9.     

不同Pd/Ag配比Pd-Ag/Al2O3催化乙炔加氢微观反应动力学分析

乙炔加氢是乙烯工业中的重要精制反应。以α-Al₂O₃作为载体,采用分步等量浸渍法制备了不同Pd/Ag配比的加氢催化剂,使用N₂物理吸附、XRD、ICP、XPS、TEM和CO化学吸附等手段表征催化剂的结构和组成,根据正交实验设计方案进行动力学实验,建立了微观反应动力学模型,并根据动力学模拟结果和动力学参数值的变化分析了Ag助剂含量对乙炔加氢反应动力学的影响。研究结果表明,以Pd-Ag催化剂上碳二加氢的DFT计算结果为基础参数来源,经过吸脱附步骤活化能的优化,微观反应动力学模型可以很好地模拟不同Pd/Ag配比催化剂上的乙炔加氢反应动力学结果;在所研究范围内,各催化剂上加氢反应的表面最丰物种皆为C₂H₄^*,速率控制步骤为乙烯基加氢,不会随着Ag含量的不同发生变化;但是Ag含量的增加显著降低了氢气脱附活化能,提高了乙烯的选择性,这可能与Ag含量的提高增加了催化剂表面Ag和Pd之间的电子转移现象有关。     

乙炔加氢串联反应器全周期乙炔转化率最优分配研究

在乙炔加氢反应器的实际生产运行过程中,乙炔加氢反应大部分在第一床层,加氢反应放出的大量热量使得床层内温度高于最佳反应温度范围,致使乙烯选择性降低,乙烯产量下降,而在进行全周期操作优化时并未考虑到此问题。因此,首先考虑温度对绿油累积的影响,修正了催化剂失活动力学方程;其次,为保证反应器各床层内温度都在最佳反应温度范围,从化学反应工程理论和实际生产过程中的安全性两个角度出发,给出两种反应器各床层乙炔转化率分配方案;最后,在常规全周期操作优化模型中添加乙炔转化率约束,建立全周期乙炔转化率分配操作优化模型,并对两种乙炔转化率分配方案进行全周期操作优化。优化结果表明,两种乙炔转化率分配方案操作优化的乙烯产量要远远高于常规操作优化,且乙炔转化率方案为33∶33∶33时,乙烯产量最高,而考虑实际生产过程中的安全性,乙炔转化率分配方案为43∶47∶10时具有更好的效果。     

乙炔加氢串联反应器全周期乙炔转化率最优分配研究

在乙炔加氢反应器的实际生产运行过程中,乙炔加氢反应大部分在第一床层,加氢反应放出的大量热量使得床层内温度高于最佳反应温度范围,致使乙烯选择性降低,乙烯产量下降,而在进行全周期操作优化时并未考虑到此问题。因此,首先考虑温度对绿油累积的影响,修正了催化剂失活动力学方程;其次,为保证反应器各床层内温度都在最佳反应温度范围,从化学反应工程理论和实际生产过程中的安全性两个角度出发,给出两种反应器各床层乙炔转化率分配方案;最后,在常规全周期操作优化模型中添加乙炔转化率约束,建立全周期乙炔转化率分配操作优化模型,并对两种乙炔转化率分配方案进行全周期操作优化。优化结果表明,两种乙炔转化率分配方案操作优化的乙烯产量要远远高于常规操作优化,且乙炔转化率方案为33∶33∶33时,乙烯产量最高,而考虑实际生产过程中的安全性,乙炔转化率分配方案为43∶47∶10时具有更好的效果。     

EXPERIMENTAL STUDY OF THE SELECTIVE HYDROGENATION OF STEAM CRACKING C2CUT. FRONT END AND TAIL END VARIANTS

Selective hydrogenation is the habitual industrial process to eliminate the most unsaturated hydrocarbons, which are harmful for later applications. In this paper, the kinetics of the selective hydrogenation of a C₂ mixture over two palladium/alumina catalysts with both front end and tail end variants, have been studied. Experiments have been carried out to analyse the influence of temperature, hydrogen/acetylene molar ratio, carbon monoxide content in the feed and hydrocarbon volumetric flow rate on the corresponding conversion and selectivity.

The experiments were performed in an integral plug flow reactor and the integral method was used for the kinetic analysis. The minimization of the objective function was made by the Marquardt algorithm for multiple response and the continuity equation set integrated by fourth order Runge-Kutta technique.

The most adequate models were the power law type for the experimental range. The comparison between experimental and observed values of the acetylene and ethane molar fraction in the hydrocarbon mixture, which are used for minimization, confirm the suitability of the fit.     

铜基催化剂催化乙酸甲酯加氢制燃料乙醇实验研究

研究考察了实验室制备的铜基催化剂对乙酸甲酯(MeOAc)催化加氢的催化性能,结果表明Cu/ZnO催化剂效果较差,而添加Al元素的Cu-ZnO/Al₂O₃催化剂效果较好。同时采用单管反应器研究了MeOAc催化加氢制乙醇的反应性能,采用30~60目Cu-ZnO/Al₂O₃(Ⅱ)催化剂,通过实验考察了温度、空速、进料配比和压力4个因素对反应活性和选择性的影响。结果表明,反应温度230℃,高H₂/MeOAc配比和低空速有利于反应,考察的压力范围对反应影响不显著,获得的最高转化率达0.954,对应的选择性为0.974,而获得的最高选择性达0.989,对应的转化率为0.920,具有工业开发价值。对于难分离的甲醇和乙酸乙酯,提出了低温分离的气相色谱方法,具有很好的基线分离效果。