Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Регенерация катализаторов осуществляется чаще всего перегретым до 370—400° С водяным паром. Иногда к пару добавляют до 3—5% воздуха для окисления полимерных компонентов, которые не уносятся паром. Диаметр реактора обычно не превышает 3 м.
Типичная американская схема установки гидрирования ацетилена представлена на рис. 76. Установка включается обычно в схему компрессии между второй и третьей или третьей и четвертой ступенями сжатия (см. рис. 68). Пирогаз подогревается отходящими газами в теплообменнике, нагревается до температуры реакции в огневом подогревателе 2 и подается сверху вниз в реакторы 3 и 4. Температура внутри реактора регулируется подачей в него холодного пирогаза. Регенерация катализатора осуществляется горячим водородом, к которому добавляются водяной пар и воздух. Рециркуляция водорода осуществляется компрессором 5, а нагрев его в огневом подогревателе 6.
В работе На регенерации
Рис. 76. Схема установки гидрирования ацетилена при повышенном давлении.
Схема гидрирования ацетилена в продуктовом потоке этилена отличается от описанных выше только установкой для дозирования водорода. Водород высокой степени чистоты доставляется обычно в баллонах.
Гидрирование ацетилена в пирогазе имеет то преимущество, что водород, необходимый для этого процесса, находится в сырье. Так как количество водорода велико, а в смеси находится большое количество непредельных углеводородов, в том числе и целевой продукт процесса (этилен), то гидрирование ацетилена в этом случае проводят в присутствии специального катализатора высокой селективности при поддержании жесткого температурного и скоростного режимов.
Если пирогаз содержит много сернистых соединений, то гидрирование следует проводить после очистки от H2S и СОг, чтобы уменьшить количество серы, входящей в контакт с катализатором.
К недостаткам схем гидрирования пирогаза относится необходимость переработки больших количеств газа, приводящая к повышенным размерам реактора, теплообменной аппаратуры и к повышенным объемам катализатора.
При гидрировании ацетилена в конечном продукте или в промежуточной фракции часть ацетилена уносится остаточными газами,
їй гидрированию подвергается меньшее количество ацетилена. Смолы и полимеры, проскакивающие в реактор при непосредственном гидрировании пирогаза, накапливаются на катализаторе, уменьшая межрегенерационный период.
В большинстве промышленных установок гидрирование ацетилена, содержащегося в пирогазе, проводят до или после компри-мирования. Способ гидрирования ацетилена в пирогазе после ком-примирования и очистки (точки 2 н 3, рис. 74) имеет то преимущество, что процесс происходит под давлением. Размеры реактора и загрузка катализатора требуются меньшие. К числу недостатков способа гидрирования под давлением относятся: уменьшение селективности катализатора (наряду с ацетиленом гидрируется этилен); увеличение нагрузки на систему осушки при добавке водяного пара для повышения селективности.
В литературе нет данных о работе установки гидрирования по-такой схеме.
Для гидрирования ацетилена, содержащегося в промежуточных фракциях (в кубовой жидкости колонны извлечения и в этан-этиленовой фракции) (точки 5 и 6, рис. 74), требуются меньшие размеры реактора и меньшая загрузка катализатора, так как в этом случае через систему гидрирования проходит не более 40% вес. исходного газа, в котором к тому же содержится не весь ацетилен, ибо часть его удаляется с метано-водородной фракцией. К недостаткам схемы относятся дополнительный расход холода и увеличение холодильной мощности в связи с необходимостью подогрева фракции до сравнительно высоких температур с последующим охлаждением. Если для регулирования селективности катализатора необходимо добавлять в реактор водяной пар, то потребуется дополнительная осушка. Необходимость добавки водорода из внешнего источника может быть отнесена к преимуществам указанной схемы, так как регулированием количества подаваемого водорода можно осуществить селективное гидрирование только ацетилена.
При гидрировании ацетилена в этилене (точки 7и 8, рис. 74) обработке подвергается минимальное количество газа, в связи с чем уменьшаются размеры реактора и количество катализатора. Так как конечный продукт не содержит смол и полимеров, то катализатор реже активируется. Возможность регулирования количества добавляемого водорода позволяет обеспечить относительно высокую степень селективности. Однако в реактор требуется подавать водород высокой степени чистоты, в противном случае необходимо проводить дополнительное фракционирование. Для снижения примеси ацетилена в конечном продукте до нескольких десятитысячных Долей процента необходимо подавать от 2 до 3 молей водорода на 1 моль гидрируемого ацетилена. Необходимо отметить, что при гидрировании ацетилена, кроме этилена, могут образоваться и другие углеводороды, которые при полимеризации этилена могут ухудшить качество получаемого полиэтилена.
Катализаторы для процесса гидрирования. Катализаторы подбирают в зависимости от состава газа.
