Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
В ГДР (рис. 75) применен никель-хромовый катализатор (95% СггОз и 5% Ni). Для парциального гидрирования ацетилена при малых его концентрациях и больших избытках водорода применяют никель-хромовые, кобальт-молибденовые и никель-кобальт-хромовые катализаторы высокой селективности. Для гидрирования ацетилена в концентрированном этилене, где селективность контролируется подачей водорода (точки 5, 6 и 7, рис. 74), наиболее приемлем палладиевый катализатор на носителе.
На активность и селективность катализатора в системах гидрирования ацетилена из пирогаза влияют парциальное давление водорода, ацетилена, этилена, углеводородов Ci, содержание сернистых соединений и водяных паров, а также время контакта. Активность катализатора возрастает с ростом парциального давления водорода и времени контакта и уменьшается с повышением парциального давления углеводородов Ci и ростом содержания серы в пирргазе. Селективность катализатора увеличивается с ростом парциального давления водорода и ацетилена, увеличением концентрации сернистых соединений и уменьшением времени контакта; в присутствии водяных паров улучшается селективность катализаторов и уменьшается вероятность образования на них высокополимеров. При гидрировании ацетилена, содержащегося в газе термоокислительного пиролиза этана с применением никель-хромового катализатора (6—9 мг1час пирогаза на 1 кг катализатора), количество ацетилена снижается с 1,26 до < 0,01% мол. [9G] (табл. 21).
Таблица 21
Изменение состава пирогаза при гидрировании на никель-хромовом катализаторе
Содержание
в пирогазе,
% мол.
Компонент
до гидри-
после гид-
рования
рирования
Бутаны и бутепы ....
3,46
3,50
38,10
39,00
49,18
49,50
8,00
8,00
1,26
0,00«0,01)
На кобальт-молибденовом катализаторе уменьшается содержание ацетилена от 1—2 до 0,01—0,02%; при этом гидрируется свыше 50% содержащегося в газе бутадиена в бутилены и 1—3% этилена в этан и полимеры этилена.
Результаты гидрирования ацетилена при 2,8 ата и 260° С на этом катализаторе приведены в табл. 22.
Таблица 22
Селективное гидрирование ацетилена в этилен на кобальт-молибденовом катализаторе
Содержание в пирогазе,
%
мол.
Компонент
до гидри-
после гид-
рования
рирования
35,6
35,6
2,4
2,9
36,7
36,2
0,5
0,5
10,9
10,7
0,6
0,6
0,5
0,5
0,2
0,2
Водород ........
11,2
9,0
0,8
0,0
На никель-кобальт-хромовом катализаторе получается еще более высокая селективность, снижается содержание ацетилена от 1—2% до менее чем 0,01 % при потерях этилена ниже 1 %.
Бутадиен гидрируется в бутилен только тогда, когда практически весь ацетилен гидрирован в этилен. При содержании ацетилена в пирогазе 0,1% бутадиен полностью сохраняется в нем, а при концентрации ацетилена 0,01 % содержание бутадиена не превышает нескольких сотых долей процента [93]. Для гидрирования ацетилена оптимальное содержание серы в газе составляет 0,6—1,2 г/нм3.
Палладий и промотированный палладием носитель применяют как катализаторы для гидрирования товарного этилена, когда начальные концентрации ацетилена незначительны (до 0,1%). В этих условиях размеры реактора и потребное количество катализатора невелики. Однако стоимость катализатора превышает в 2—3 раза стоимость обычных перечисленных выше катализаторов. Количество подаваемого водорода составляет 2—3 моля на 1 моль ацетилена. Конечные концентрации ацетилена < 0,01%.
В настоящее время разрабатывается методика удаления ацетилена путем его парциального окисления в двуокись углерода и воду чистым кислородом. В качестве катализатора используют окислы меди на каолине или металлическую медь. Окисление ведут при 350° С.
Очистка от ацетилена абсорбцией ацетоном. Эта очиётка основана на очень хорошей растворимости ацетилена в ацетоне при низких температурах. Известно, что разделить этилен^ацетиленовую смесь методом ректификации невозможно из-за образования азео-тропов.
Схема абсорбционной установки приведена на рис. 77. Во фракционирующем абсорбере 1 под давлением ката при температуре —65° С [97] ацетилен полностью поглощается ацетоном, при этом
растворяется также значительное количество этилена (отношение растворимостей этиЛен : ацетилен равно примерно 1 : 30). В верхней части абсорбера помещен дефлегматор 2, а к нижней подключен подогреватель 3. Насыщенный ацетон подается в десорбер 4. Регенерированный ацетон возвращается через холодильник- абсорбента 5 насосом 6 в цикл, а ацетилен выводится из системы.
Промывка ацетоном позволяет получить этилен, практически не содержащий ацетилена (концентрация < 0,01%).
Абсорбция ацетилена ди-
C1Hi, на. рециркуляцию
метилформамидом (ДМФ). Абсорбция ДМФ широко применяется для извлечения ацетилена из газов пиролиза на ацетилен. Высокая селективность диметилформамида
so too
Tемпература, *С
Рис. 77. Схема установки абсорбции ацетилена ацетоном из товарного этилена.
