CN108291157A - 使用流动指数的选择性氢化 - Google Patents

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Abstract

一种方法包括在反应区中将从烃流接收的高度不饱和烃氢化以得到具有不饱和烃的产物，所述氢化步骤在氢化催化剂存在下进行，所述氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，所述氢化步骤在反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：其中F是烃流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区的体积，单位是ft3。

Description

使用流动指数的选择性氢化
技术领域
本公开涉及不饱和烃的生产，并且更具体地涉及使用高选择性催化剂的化合物氢化。
背景技术
不饱和烃如乙烯和丙烯通常用作制备增值化学品和聚合物的原料。不饱和烃可通过包括来自煤、石油、天然气、合成原油、石脑油、天然气液体、残油液、炼油厂气体、乙烷、丙烷、丁烷等的烃的烃热解或裂化来生产。以这些方式生产的不饱和烃产物通常含有高度不饱和烃如乙炔和二烯烃，其对随后的化学品和聚合物的生产具有不利影响。因此，为了形成不饱和烃产物如聚合物级单烯烃，通常要减少单烯烃流中的乙炔和二烯烃的量。
通常用于减少主要包含单烯烃的不饱和烃流中的乙炔和二烯烃量的一种技术涉及将乙炔和二烯烃氢化成单烯烃。该过程是选择性的，以使得单烯烃和高度不饱和烃氢化成饱和烃被最小化。例如，乙烯或乙炔氢化成乙烷被最小化。
选择性氢化方法的一个挑战是失控反应(即不受控制的乙烯氢化成乙烷)的可能性。减少失控反应的一种方法是使用高选择性氢化催化剂。然而，高选择性氢化催化剂的可用性为将高度不饱和烃转化为不饱和烃带来了其它挑战。
发明内容
本文公开了一种方法，其包括在反应区中将从烃流接收的高度不饱和烃氢化以得到包含不饱和烃的产物，其中氢化步骤在氢化催化剂存在下进行，所述氢化催化剂对于将高度不饱和烃转化为不饱和烃的选择性是以转化为产物的高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中氢化步骤在反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6的范围内的流动指数(IF)，其中IF被定义为：
其中F是烃流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区的体积，单位是ft3。
本文还公开了一种系统，其包括包含高度不饱和烃和一氧化碳的烃流，和接收所述烃流的反应区，其中所述反应区含有至少一种氢化催化剂，其中高度不饱和烃在反应区中被氢化以得到包含不饱和烃的产物，其中至少一种氢化催化剂对于将高度不饱和烃转化为不饱和烃的选择性是以转化为产物的高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中反应区可包括在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6范围内的流动指数(IF)，其中IF被定义为：
其中F是烃流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区部分的体积，单位是ft3。
本文还公开了一种系统，其包括：炉，所述炉包括至少一个管，所述管包含共生金属，从至少一个管流出的包含高度不饱和烃、饱和烃和一氧化碳的裂化气流；分馏区，其包括脱乙烷塔或脱丙烷塔，其中所述分馏区将裂化气流分馏成塔顶产物和塔底产物，其中塔顶产物可包含高度不饱和烃、一氧化碳和约90mol％以上的裂化气流中所含的饱和烃，包含从分馏区流出的塔顶产物的烃流，和接收所述烃流的反应区，其中反应区可包含至少一种氢化催化剂，其中在反应区中，高度不饱和烃被氢化以在反应区中得到包含不饱和烃的产物，其中反应区可包含在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6范围内的流动指数(IF)，其中IF被定义为：
其中F是烃流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区部分的体积，单位是ft3。
本文还公开了一种方法，其包括将进料流裂化以产生包含乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、氢气、一氧化碳和C3 +组分的裂化气流，将所述裂化气流分馏成C2 -流和C3 +流，其中所述C2 -流可包含乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、氢气和一氧化碳，其中所述C。 +流可包含C3 +组分，在氢化催化剂的存在下将C2 -流的至少一部分乙炔氢化以得到包含乙烯的产物，其中所述氢化催化剂对于将乙炔转化为乙烯的选择性是以转化为产物的乙炔的摩尔数计约90mol％以上，其中至少一部分乙炔在反应区中的氢化在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6的范围内的流动指数(IF)，其中IF被定义为：
其中F是C2 -流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是C2 -流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区部分的体积，单位是ft3，从产物中移出乙烯，并将乙烯聚合成一种或多种聚合物产物。
本文还公开了一种方法，其包括将包含高度不饱和烃和一氧化碳的烃流提供到包含氢化催化剂的反应区，并且将所述高度不饱和烃在所述反应区中氢化以得到包含不饱和烃的产物，其中所述氢化催化剂对于将高度不饱和烃转化为不饱和烃的选择性是以转化为产物的高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中氢化在反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6的范围内的流动指数(IF)，其中IF被定义为：
其中F是烃流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区部分的体积，单位是ft3。
附图说明
为了更完全理解本公开及其优点，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部件。
图1示出所公开的系统和方法的实施方案。
图2示出所公开的系统和方法的其它实施方案。
具体实施方式
本文公开了使用流动指数IF进行选择性氢化的系统和方法的实施方案。首先应该理解，尽管下文提供了一个或多个实施方案的说明性实施，但是可以使用任何数量的目前已知或现有的技术来实施所公开的系统和方法。本公开绝不应限于以下说明的说明性实施、附图和技术，包括本文说明和描述的示例性设计和实施，而是可以在所附权利要求范围以及其全部等同范围内进行修改。
如本文所用，″高度不饱和烃″被定义为含有三键、两个共轭碳碳双键或累计两个碳碳双键的烃。高度不饱和烃的实例包括但不限于炔烃如乙炔、甲基乙炔(也称为丙炔)和丁炔；二烯烃如丙二烯、丁二烯、戊二烯(包括异戊二烯)等，及其组合。
如本文所用，″不饱和烃″被定义为含有孤立碳碳双键的烃。不饱和烃的实例包括但不限于单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯等，及其组合。
如本文所用，″饱和烃″被定义为不含碳碳双键或碳碳三键的烃。饱和烃的实例包括但不限于甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等及其组合。
图1示出所公开系统100的实施方案可包括流向反应区30的烃流24(例如反应区30接收烃流24)。通常，经由烃流24进料到反应区30的高度不饱和烃在反应区30中在氢化催化剂存在下并且在氢气存在下氢化。在实施方案中，反应区30可包括第一级31，与第一级31串联连接的第二级35，和第一流出物流33，反应流出物经由第一流出物流33从反应区30的第一级31流到反应区30的第二级35。经由烃流24进料到反应区30的高度不饱和烃在第一级31中被氢化，并且未转化或未反应的高度不饱和烃以第一流出物流33流到第二级35，其中未转化或未反应的高度不饱和烃在第二级35中被氢化。第一级31和第二级35的产物经由第二流出物流36离开反应区30。为了实现氢化，第一级31和第二级35中的每一个可包含一种或多种氢化催化剂(本文描述的实施方案)。在一个实施方案中，第一级31、第二级35或两者可以属于本文更详细讨论的不饱和烃生产装置的乙炔去除单元(ARU)。
在实施方案中，反应区30可以在氢气存在下与所公开的氢化催化剂接触后有效地将高度不饱和烃氢化为不饱和烃的条件(例如气相、液相或两者)下操作。在具有多级反应区(例如图1的反应区30)的实施方案中，反应区30的第一级31、第二级35中的每一个或两级可以在氢气存在下与所公开的氢化催化剂接触后有效地将高度不饱和烃氢化为不饱和烃的条件(例如气相、液相或两者)下操作。
在实施方案中，反应区30的第一级31可以是第一反应器，并且反应区30的第二级35可以是第二反应器。在这样的实施方案中，第一反应器可以与第二反应器分离并串联。在这样的实施方案中，第一流出物流33可包括流体连接第一反应器和第二反应器的设备(例如管道、阀门、泵、热交换器、仪器、本领域中借助于本公开已知的其它设备或其组合)，以使得第一反应流出物可以经由第一流出物流33从反应区30的第一级31流到反应区30的第二级35。例如，热交换器可以安置在反应区30的第一级31与反应区30的第二级35之间以添加或去除热量来实现本文公开的反应。在实施方案中，第一级31与第二级35之间的第一流出物流33未经加热。在实施方案中，流入第二级35(或第二反应器)的第一流出物流33的第一温度与当第一流出物流33从第一级31(或第一反应器)离开时第一流出物流33的第二温度相同或较低。
在替代实施方案中，反应区30的第一级31可以与反应区30的第二级35包含在相同容器内(例如第一级31和第二级35是同一反应器内的催化剂床)。在这样的实施方案中，第一流出物流33可包括流体连接反应区30的第一级31和反应区30的第二级35的设备(例如管道、阀门、挡板、填料、筛网、本领域中借助于本公开已知的其它内部设备或其组合)，以使得反应介质可以从反应区30的第一级31流到反应区30的第二级35(例如反应区30的第一级31和反应区30的第二级35是串联流体连接的)。
在其它或替代实施方案中，反应区30的第一级31、反应区30的第二级35或两者可以代表多个反应器。所述多个反应器可以任选地通过添加或去除反应产生热量的装置隔开。多个反应器可以任选地通过控制来自反应器的进口和流出物流的装置或热去除装置隔开，以允许多个反应器内的单个反应器或可选地反应器组再生。多个反应器可以任选地通过设备(例如管道、阀门、泵、热交换器、仪器、本领域中借助于本公开已知的其它设备或其组合)隔开。
在反应区30的多个实施方案中，氢化催化剂的至少一个实施方案可以在反应区30的第一级31；第二级35；或反应区30的两级内以任何合适的配置布置，例如固定催化剂床、流化床或两者。
在图1中用虚线指示，系统100可包括炉10，其包括一个或多个金属管，进料流12的组分通过该金属管流动。炉10的管被配置成热裂化进料流12(例如包含原料气、天然气液体、残油液、石油、煤油、石脑油、包含可裂化烃的炼油厂料流，以及本领域中借助于本公开已知的其它进料源)的至少一种烃组分。
炉的产物是裂化气流14。在实施方案中，裂化气流14可包含高度不饱和烃、不饱和烃、氢气、一氧化碳、饱和烃或其组合。在实施方案中，以裂化气流14中全部烃的总重量计，裂化气流14可包含约10ppmw至约20,000ppmw的高度不饱和烃。
在实施方案中，炉10可包括隔热箱和一个或多个燃烧器。当进料流12的组分流过炉10中的一个或多个管时，所述组分可以被加热(例如通过燃烧器中燃料的燃烧)，使得进料流12的至少一种组分被热裂化，例如产生不饱和烃(例如乙烯、丙烯或两者)。炉10的至少一个管可具有可包含共生金属的至少一部分。在实施方案中，共生金属是在一个或多个管(例如钢管)的内部上的涂层。在实施方案中，共生金属可包含铬、铝或两者。铬可添加到基体金属(例如钢)中并迁移以在管内部形成涂层，铬可涂覆在管(例如钢管)内部，或两者。铝可添加到基体金属(例如钢)中并迁移以在管内部形成涂层，铝可涂覆在管(例如钢管)内部，或两者。例如，一个或多个钢管可以通过将铝添加到钢主体而用铝涂层铝化。当一个或多个管投入使用时，铝迁移到管的表面以形成薄的铝化涂层。
在图1中用虚线指示，系统100的实施方案可包括在反应区30上游的分馏区20。在实施方案中，分馏区20可包括具有内部组件如蒸馏塔板(例如筛型、双流式、泡罩式、环形)、填充材料或两者的容器。分馏区20可以在根据本文公开的实施方案提供裂化气流14分馏的条件下操作。
在实施方案中，分馏区20可包括脱乙烷塔(系统100呈前端脱乙烷塔配置)、脱丙烷塔(系统100呈前端脱丙烷塔配置)，或者脱甲烷塔和脱乙烷塔两者(系统100呈后端配置)。
包括脱乙烷塔的分馏区20可接收来自不饱和烃生产过程(例如来自炉10)的裂化气流14并将裂化气流14分馏成塔顶产物(例如C2 -流)和塔底产物(例如C3 +流)。在这样的实施方案中，裂化气流14可包含氢气、一氧化碳、丙烷、乙烷、甲烷、甲基乙炔、丙二烯、乙炔、乙烯、丙烯、C4 +组分(例如C4烃和更重烃)或其组合。塔顶产物可以是富乙烷流；塔顶产物可包含约90mol％以上的裂化气流14中所含的乙烷；塔顶产物可包含C2 -组分，例如乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、氢气、一氧化碳或其组合；或其组合。在实施方案中，塔顶产物可经由一个或多个流如烃流24进料到反应区30的第一级31、反应区30的第二级35或两者。塔底产物(例如包含C3 +组分如丙烷、甲基乙炔、丙二烯、丙烯或其组合)可以经由流22从分馏区20流出。
包括脱丙烷塔的分馏区20可接收来自不饱和烃生产过程(例如来自炉10)的裂化气流14并将裂化气流14分馏成塔顶产物(例如C3 -流)和塔底产物(例如C4 +流)。在这样的实施方案中，裂化气流14可包含氢气、一氧化碳、丙烷、乙烷、甲烷、甲基乙炔、丙二烯、乙炔、乙烯、丙烯、C4 +组分(例如C4烃和更重烃)或其组合。塔顶产物可包含约90mol％以上的裂化气流14中所含的乙烷或丙烷。塔顶产物(例如包含C3 -组分如氢气、一氧化碳、丙烷、乙烷、甲烷、甲基乙炔、丙二烯、乙炔、乙烯、丙烯或其组合)可以经由一个或多个流如烃流24进料到反应区30的第一级31、反应区30的第二级35或两者。塔底产物(例如包含C4 +组分如C4烃和更重烃)可以经由流22从分馏区20流出。
在实施方案中，分馏区20可包括脱甲烷塔和脱乙烷塔。在这样的实施方案中，脱甲烷塔可接收来自不饱和烃生产过程(例如来自炉10)的裂化气流14，并将裂化气流14分馏成塔顶产物(例如富甲烷流)和塔底产物(例如C2 +流)。在这样的实施方案中，通向脱甲烷塔的裂化气流14可包含氢气、一氧化碳、丙烷、乙烷、甲烷、甲基乙炔、丙二烯、乙炔、乙烯、丙烯、C4 +组分(例如C4烃和更重烃)或其组合。脱甲烷塔的塔顶产物可包含甲烷、氢气和一氧化碳；可包含约90mol％以上的裂化气流14中所含的甲烷；或两者。脱甲烷塔的塔底产物可包含约90mol％以上的裂化气流14中所含的乙烷；脱甲烷塔的塔底产物可包含C2 +组分(例如乙烷、乙炔、乙烯、甲基乙炔、丙二烯、丙烯、丙烷或其组合)；或其组合。脱甲烷塔的塔底产物然后流到脱乙烷塔，其中脱乙烷塔将脱甲烷塔塔底产物分馏成塔顶产物(例如C2 -流)和塔底产物(例如C3 +流)。脱乙烷塔的塔顶产物可以是富乙烷流；脱乙烷塔的塔顶产物可包含约90mol％以上的脱甲烷塔塔底产物中所含的乙烷；塔顶产物可包含C2 -组分如乙炔、乙烯、乙烷、甲烷或其组合；或其组合。在实施方案中，脱乙烷塔的塔顶产物可以经由一个或多个流如烃流24进料到反应区30的第一级31、反应区30的第二级35，或两者。脱乙烷塔的塔底产物(例如包含C3 +组分如丙烷、甲基乙炔、丙二烯、丙烯或其组合)可以经由流22从分馏区20流出。
应理解，反应区30的第一级31和第二级35以及同样本文公开的氢化催化剂不限于用于原料气、前端脱乙烷塔、前端脱丙烷塔或后端配置，并且可以用于其中在烃流24中包含的高度不饱和烃被氢化成不饱和烃的任何方法中。
在一个实施方案中，第一级31、第二级35或两者可属于呈前端脱乙烷塔配置、前端脱丙烷塔配置或后端配置的不饱和烃生产装置的乙炔去除单元(ARU)(下面更详细地描述)。
在实施方案中，反应区30内的温度(例如其一部分、第一级31、第二级35或其组合)可以在约5℃至约300℃；可选地约10℃至约250℃；可选地约15℃至约200℃的范围内。在一些实施方案中，反应区30内的压力(例如其一部分、第一级31、第二级35或其组合)可以在约15(204kPa)至约2,000(13,890kPa)磅/平方英寸表压(psig)；可选地约50psig(446kPa)至约1,500psig(10,443kPa)；可选地约100psig(790kPa)至约1,000psig(6,996kPa)的范围内。
在实施方案中，反应区30的第一级31的温度可以与反应区30的第二级35的温度相同或不同。同样，反应区30的第一级31的压力可以与反应区30的第二级35的压力相同或不同。
在实施方案中，反应区30(例如反应区30的至少一部分、第一级31、第二级35等)可具有由以下等式定义的流动指数(IF)：
其中F是烃流24进入反应区30的流速，单位是kg/h，[CO]是烃流24中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区30(例如反应区30的至少一部分、第一级31、第二级35等)的体积，单位是ft3。在实施方案中，流动指数(IF)可包含在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6范围内的值。
在实施方案中，反应区的至少一部分可包括反应区30的0％至100％(例如包括单级反应区)。在具有一个或多个多级反应区的实施方案中，反应区的至少一部分可包括反应区30的第一级31的0％至100％，反应区30的第二级35的0％至100％，任何其它级的0％至100％，或其组合。
本文公开的流动指数(IF)值可使用本文公开的氢化催化剂的实施方案以商业规模将高度不饱和烃氢化为不饱和烃而得到。表1示出了实现本文公开的流动指数(IF)的一些示例操作条件：
表1
从表1中可以看出，可以使用各种反应器体积、流速和一氧化碳浓度，其实现本文公开的流动指数。商业反应器的反应区30可以是任何体积，例如范围为500ft3以下至3,000ft3(如表1所示)以上。反应区流速可以是任何值，例如范围为65,000kg/hr以下至500,000kg/hr(如表1所示)以上。一氧化碳浓度[CO]可以在本文公开的范围内，例如范围为约0.0001mol％至约0.15mol％；可选地，范围为约0.001mol％至约0.15mol％(如表1所示)以下。
应理解，所公开的实施方案可包括体积(V)、流速(F)和一氧化碳浓度[CO]的各种其它值组合，其在组合时提供在本文公开范围内的流动指数(IF)。
在反应区30中氢化后，所生成的不饱和烃可以进行进一步处理；例如，在分馏区40(用虚线指示)中，其在反应区30下游并且其可以接收来自第二反应区35的第二流出物流36。分馏区40(例如下游分馏区)可以将第二流出物流36分离成饱和烃流42(用虚线指示)和不饱和烃流44(也用虚线指示)。在这样的实施方案中，分馏区40可以将经由第二流出物流36从第二反应区35接收的不饱和烃(例如乙烯、丙烯)与饱和烃(例如乙烷、丙烷)分开(换句话说，分离)。流44中的不饱和烃(例如乙烯、丙烯)可用于生产一种或多种聚合物产物的聚合方法中。在呈前端脱乙烷塔配置的系统100的实施方案中，下游分馏区40可以在分离第二流出物流36的组分的条件(例如温度和压力)下操作，以使得不饱和烃可以与饱和烃分离。下游分馏区40可包括其中可以使用合适的技术来分离不饱和烃与饱和烃的容器。
在实施方案中，系统100可另外包括与氢化过程相关的任何设备，例如但不限于一个或多个泵，一个或多个控制装置，一个或多个测量仪器(例如热电偶、换能器、分析仪和流量计)，一个或多个替代进口管线，一个或多个出口管线，一个或多个阀门，一个或多个再沸器，一个或多个冷凝器，一个或多个储液器，一个或多个储罐，一个或多个过滤器，一个或多个压缩机，一个或多干燥器，或其组合。
在实施方案中，烃流24可包含高度不饱和烃、不饱和烃、饱和烃、氢气、一氧化碳，或其组合。
在实施方案中，氢气流32可以进料到反应区30。在具有多级的反应区30实施方案中，氢气可以进料到反应区30的第一级31、反应区30的第二级35，或两者。在具有氢气流32的实施方案中，可以将烃流24和氢气流32合并为进料到反应区30(例如具有多级的实施方案中的第一级31)的单一流。
在实施方案中，一氧化碳可以经由独立流包含在反应区30(例如第一级31、第二级35，或者在具有多级的实施方案中)的进料中。在实施方案中，一氧化碳可以通过将包含一氧化碳的独立流与诸如烃流24、氢气流32或两者的流组合而进料到反应区30(例如第一级31、第二级35，或者在具有多级的实施方案中)。在实施方案中，一氧化碳可以经由包含一氧化碳的独立流；和包含一氧化碳的独立流与诸如烃流24、氢气流32或两者的流组合而进料到反应区30(例如第一级31、第二级35，或者在具有多级的实施方案中)。在一个实施方案中，以反应区30中的流体的总摩尔数计，反应区30中的一氧化碳量可以在约0.0001mol％至约0.15mol％的范围内。
在反应区30的第一级31或第二级35或两级中的反应性和惰性组分可以统称为反应介质。第一级31和第二级35内的反应介质的组分量(例如摩尔数、重量、质量、流量、浓度，以摩尔％、重量％、摩尔比为单位描述，或其它确定浓度的方式，其它量指标，或其组合)可以随时间变化并且可取决于反应介质在第一级31、第二级35或两级内的位置。通常，随着第一级31中氢化发生，第一级31中的反应介质中的高度不饱和烃的量减少。在反应介质离开第一级31后，反应介质中的高度不饱和烃的量随着第二级35中氢化发生而进一步降低。相反，随着第一级31中氢化发生，第一级31中的反应介质中包含不饱和烃(和任选地饱和烃)的所得产物量增加。在反应介质以第一流出物流33离开第一级31并流向第二级35之后，反应介质中包含不饱和烃(和任选地饱和烃)的所得产物量随着第二级35中氢化发生而进一步增加。
在实施方案中，取决于反应介质在系统100内的位置，其可包含不饱和烃、高度不饱和烃、饱和烃、氢气、一氧化碳或其组合。
例如，在第一级31内，反应介质可包含作为第一级31中的高度不饱和烃的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且不是第一级31中的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且在第一级31中未反应或未转化的那些高度不饱和烃，作为第一级31中的氢化反应副产物的饱和烃，原本包含在烃流24中的饱和烃，经由流32进料到第一级31的氢气(例如呈后端配置)，原本包含在烃流24中的氢气(例如呈前端脱乙烷塔或前端脱丙烷塔配置)，原本包含在烃流24中的一氧化碳(例如呈前端脱乙烷塔或前端脱丙烷塔配置)，进料到第一级31的一氧化碳(例如呈后端配置)，或其组合。
第一流出物流33从第一级31流向第二级35，并且可包含作为第一级31中的高度不饱和烃的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且不是第一级31、第二级35或两级中的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且在第一级31中未反应或未转化的高度不饱和烃，作为第一级31中的氢化反应副产物的饱和烃，原本包含在烃流24中的饱和烃，经由流32进料到第一级31的氢气(例如呈后端配置)，原本包含在烃流24中的氢气(例如呈前端脱乙烷塔或前端脱丙烷塔配置)，原本包含在烃流24中的一氧化碳(例如呈前端脱乙烷塔或前端脱丙烷塔配置)，进料到第一级31的一氧化碳(例如呈后端配置)，或其组合。
在第二级35内，反应介质可包含作为第一级31中的高度不饱和烃的氢化产物的不饱和烃，作为第二级35中的高度不饱和烃的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且不是第一级31、第二级35或两级中的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且在第二级35中未反应或未转化的高度不饱和烃，作为第一级31、第二级35或两级中的氢化反应副产物的饱和烃，原本包含在烃流24中的饱和烃，经由流32进料到第一级31(并通到第二级35)的氢气(例如呈后端配置)，原本包含在烃流24中的氢气(例如呈前端脱乙烷塔或前端脱丙烷塔配置)，原本包含在烃流24中的一氧化碳(例如呈前端脱乙烷塔或前端脱丙烷塔配置)，进料到第一级31的一氧化碳，进料到第二级35的一氧化碳(例如呈后端配置)，或其组合。
第二流出物流36可包含作为第一级31中的高度不饱和烃的氢化产物的不饱和烃，作为第二级35中的高度不饱和烃的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且不是第一级31、第二级35或两级中的氢化产物的不饱和烃，原本包含在烃流24中并且在第二级35中未反应或未转化的高度不饱和烃，作为第一级31、第二级35或两级中的氢化反应副产物的饱和烃，原本包含在烃流24中的饱和烃，经由流32进料到第一级31(并通到第二级35)的氢气，原本包含在烃流24中的氢气，原本包含在烃流24中的一氧化碳，进料到反应区30(例如，进料到第一级31、第二级35)的一氧化碳，或其组合。
在其中进料到反应区30(例如反应区30的第一级31或第一反应器)的高度不饱和烃可包含乙炔的实施方案中，进料到反应区30(例如反应区30的第一级31或第一反应器)的氢气与乙炔的摩尔比可以在约10:1至约3000:1；可选地约10:1至约2000:1；可选地约10:1至约1500:1；可选地约0.1:1至约100:1；可选地约0.1:1至约10:1的范围内。
在实施方案中，反应区30可包含至少一种氢化催化剂。所述至少一种氢化催化剂可包含本文公开的氢化催化剂的一个实施方案或本文公开的氢化催化剂的多个实施方案。
在其中反应区30是两个或更多个(换句话说多个)反应区之一的实施方案中，反应区30可包括氢化催化剂的一个实施方案，并且另一反应区可包括氢化催化剂的相同或不同的实施方案，或本领域中借助于本公开已知的另一种氢化催化剂。在其中反应区(例如反应区30)具有多级(例如反应区30的第一级31和反应区30的第二级35)的实施方案中，一级(例如第一级31)可包括本文公开的氢化催化剂的一个实施方案或本文公开的氢化催化剂的多个实施方案，而另一级(例如第二级35)可包括氢化催化剂的相同或不同的实施方案，或本领域中借助于本公开已知的另一种氢化催化剂。
图2示出系统200和方法的实施方案可包括原料气配置。在系统200中，反应区30可包括一个或多个氢化反应器(例如第一级31和第二级35)，其属于呈原料气配置的不饱和烃生产装置的乙炔去除单元(ARU)。在原料气配置中，裂化气流14可以进料到第一级31、第二级35或两者，而没有首先通过分馏区。在这种原料气配置中，包含氢气、一氧化碳、丙烷、乙烷、甲烷、甲基乙炔、丙二烯、乙炔、乙烯、丙烯、C4 +组分(C4 +组分包含C4烃和更重烃)或其组合的裂化气流14可以直接进料到第一级31、第二级35或两者。在原料气配置中，进料到反应区30的高度不饱和烃(例如乙炔、甲基乙炔、丙二烯、丁二烯、戊二烯或其组合)在如上所述的第一级31、第二级35或两者中氢化。从反应区30流出的流出物流36的组分可以进一步处理和/或分离。例如，流36中的组分可根据类似于上文关于分馏区20、分馏区40或两者所述的技术来分离。
本文所述的氢化催化剂的实施方案通常可用于氢化高度不饱和烃以得到包含不饱和烃的产物。例如，氢化催化剂可以在单级反应区中或在反应区30的第一级31和反应区30的第二级35中的至少一个中在氢气存在下与至少一部分高度不饱和烃接触。
在实施方案中，氢化催化剂可包含用于将高度不饱和烃选择性氢化成不饱和烃的任何组合物，其对于使高度不饱和烃转化成不饱和烃(例如乙烯)的选择性为约90mol％、91mol％、92mol％、93mol％、94mol％、95mol％、96mol％、97mol％、98mol％、99mol％或更高。本文中″选择性″或″氢化选择性″通常是指转化为不饱和烃(例如乙烯)的高度不饱和烃(例如乙炔)的量。例如，在99mol％的总转化率下，99摩尔的高度不饱和烃转化为由诸如不饱和烃和饱和烃等化合物构成的产物，而1摩尔的高度不饱和烃未转化或未反应。当总转化率为99mol％时，对于不饱和烃的选择性为90.9mol％可以表明，在转化为产物的99摩尔的高度不饱和烃中，90摩尔的高度不饱和烃被转化为不饱和烃，而9摩尔的高度不饱和烃被转化为其它化合物如饱和烃或氢化反应的其它副产物。
在实施方案中，选择性可以被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是产物中的不饱和烃的摩尔数，UH(f)是烃流24中的不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是烃流24中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是产物中的高度不饱和烃的摩尔数。
在实施方案中，氢化催化剂在反应区30中对于不饱和烃的选择性可以变化。例如，在反应区30的第一级31中氢化催化剂对于将高度不饱和烃转化成不饱和烃的选择性可以是约90mol％、91mol％、92mol％、93mol％、94mol％、95mol％、96mol％、97mol％、98mol％、99mol％或更高，而在整个反应区30中氢化催化剂对于将高度不饱和烃转化成不饱和烃的选择性可以是约70mol％、75mol％、80mol％、85mol％、90mol％、91mol％、92mol％、93mol％、94mol％、95mol％、96mol％、97mol％、98mol％、99mol％或更高。
在实施方案中，氢化催化剂可包含无机载体和钯。在其它实施方案中，氢化催化剂还可包含有机磷化合物(例如浸渍在其无机载体中或其上)。
在一个实施方案中，无机载体可包括氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，氧化锆，铝硅酸盐(例如粘土、陶瓷、沸石或其组合)，尖晶石(例如铝酸锌、钛酸锌、铝酸镁或其组合)，或其组合。在一个实施方案中，载体可包括氧化铝载体。在一些实施方案中，氧化铝载体可包括α-氧化铝载体或氯化α氧化铝载体。
无机载体可具有约2至约100平方米/克(m2/g)；可选地约2m2/g至约75m2/g；可选地约3m2/g至约50m2/g；可选地约4m2/g至约25m2/g；可选地约5m2/g至约15m2/g；可选地约5m2/g至约10m2/g的表面积。载体的表面积可以使用任何合适的方法来确定。合适方法的实例包括Brunauer-Emmett-Teller(″BET″)方法，其测量吸附在载体上的氮气量。可选地，载体的表面积可以通过压汞法测量，例如在名称为″Automated Pore Volume and Pore SizeDistribution of Porous Substances by MERCURY Porosimetry″的ASTM UOP 578-02中所述，所述文献通过引用整体并入本文。
无机载体的颗粒通常具有约1mm至约10mm；可选地约1mm至约6mm；可选地约2mm至约6mm；可选地约3mm至约5mm的平均直径(来自Sasol的最后一批球体的直径为2.5至4mm)。无机载体可具有任何合适的形状，包括圆形或球形(例如球体、椭球体或其组合)，球粒，圆柱体，颗粒(例如规则的、不规则的或其组合)，挤出物(三叶形、四叶形、环形、马车车轮、单块或其组合)。用于成形颗粒的方法包括例如挤出、喷雾干燥、粒化、制粒、凝聚、油滴等。在一个实施方案中，无机载体的形状可以是圆柱形的。在一个替代实施方案中，无机载体的形状可以是球形的。在一个替代实施方案中，无机载体的形状可以是挤出物。
在一个实施方案中，无机载体的存在量可以使得当所有其它组分被占据时，无机载体可构成氢化催化剂的其余部分。
在一个实施方案中，氢化催化剂可包含钯。通过使无机载体与含钯化合物接触以形成钯负载型催化剂，可以将钯加入到无机载体中，这将在本文中稍后更详细地描述。合适的含钯化合物的实例包括但不限于氯化钯、硝酸钯、六氯钯酸铵、四氯钯酸铵、乙酸钯、溴化钯、碘化钯、硝酸四氨钯或其组合。在一个实施方案中，含钯化合物是水溶液的组分。在一个实施方案中，含钯化合物可以是酸性溶液的组分，例如包含无机酸的水溶液。适用于本公开的含钯溶液的实例包括但不限于包含钯金属的溶液。
在一个实施方案中，氢化催化剂可以使用含钯化合物来制备，含钯化合物的用量以氢化催化剂的总重量计为约0.005重量％至约5重量％；可选地约0.01重量％至约3重量％；可选地约0.02重量％至约1重量％；可选地约0.02重量％至约0.5重量％；可选地约0.02重量％至约0.1重量％；可选地约0.02重量％至约0.04重量％。掺入氢化催化剂中的钯的量可以在本文关于用于制备氢化催化剂的含钯化合物量所述的范围内。
在一个实施方案中，氢化催化剂还可包含有机磷化合物。在一个实施方案中，有机磷化合物可以由通式(R)x(OR′)yP＝O表示；其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′可以是烃基基团。在一些实施方案中，有机磷化合物可包括化合物如氧化膦、次磷酸酯、膦酸酯、磷酸酯或任何上述的组合。出于本申请的目的，术语″烃基″或″烃基基团″在本文中根据IUPAC规定的定义使用：作为通过从″烃″的碳原子除去一个氢原子而衍生的一个或多个单价基团。烃基基团可以是脂族烃，包括无环和环状基团。烃基基团可包括环、环系、芳环和芳族环系。烃基基团可包括例如芳基、烷基、环烷基和这些基团的组合等等。除非另有说明，否则烃基基团可以是直链或支链的。出于本申请的目的，术语″烷基″或″环烷基″是指通过从烷烃的任何碳原子去除氢原子而衍生的单价基团。出于本申请的目的，术语″芳基″或″亚芳基″是指通过从芳基环的任何碳原子除去氢原子而衍生的单价基团。
在一个实施方案中，烃基基团可具有1至30个碳原子；可选地，2至20个碳原子；可选地，3至15个碳原子。在其它实施方案中，烃基基团可具有约6至约30个碳原子；可选地，约6至约20个碳原子；可选地，约6至约15个碳原子。
通常，需要本文所述的烷基基团的任何特征的烷基基团可以是甲基、乙基、正丙基(1-丙基)、异丙基(2-丙基)、正丁基(1-丁基)、仲丁基(2-丁基)、异丁基(2-甲基-1-丙基)、叔丁基(2-甲基-2-丙基)、正戊基(1-戊基)、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、叔戊基(2-甲基-2-丁基)、3-甲基-1-丁基、3-甲基-2-丁基、新戊基(2，2-二甲基-1-丙基)、正己基(1-己基)基团。本领域普通技术人员借助于本公开内容将容易认识到哪个烷基基团代表伯、仲或叔烷基基团。
本文所述的有机磷化合物不被认为涵盖元素磷或无机磷化合物，除非其可以在本文所述的氢化催化剂的制备期间产生。无机磷化合物涵盖一元、二元和三元磷酸盐，例如磷酸三钾(K3PO4)、磷酸三钠(Na3PO4)、磷酸氢二钾(K2HPO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)、磷酸二氢钾(KH2PO4)和磷酸二氢钠(NaH2PO4)。无机磷化合物也可以涵盖上述盐的相应磷酸。无机磷化合物也可以涵盖含有五价磷和卤素的阴离子无机磷化合物。阴离子无机磷化合物的实例包括六氟磷酸钠和六氟磷酸钾。
适用于本公开的有机磷化合物可以低沸点进一步表征，其中低沸点是指约100℃的沸点。可选地，适用于本公开的有机磷化合物可以高沸点进一步表征，其中高沸点是指等于或大于约100℃的沸点。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含可由通式(R)3P＝O表示的氧化膦；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合。适用于本公开的氧化膦的实例包括但不限于丁基二乙基氧化膦、丁基二甲基氧化膦、丁基二苯基氧化膦、丁基二丙基氧化膦、癸基二乙基氧化膦、癸基二甲基氧化膦、癸基二苯基氧化膦、二丁基(2-甲基苯基)-氧化膦、二乙基(3-甲基苯基)-氧化膦、乙基二辛基氧化膦、乙基二丁基氧化膦、乙基二甲基氧化膦、乙基二苯基氧化膦、乙基二丙基氧化膦、庚基二丁基氧化膦、庚基二乙基氧化膦、庚基二甲基氧化膦、庚基二戊基氧化膦、庚基二苯基氧化膦、己基二丁基氧化膦、己基二乙基氧化膦、己基二甲基氧化膦、己基二戊基氧化膦、己基二苯基氧化膦、甲基双(4-甲基苯基)-氧化膦、甲基二丁基氧化膦、甲基二癸基氧化膦、甲基二乙基氧化膦、甲基二苯基氧化膦、甲基二丙基氧化膦、辛基二甲基氧化膦、辛基二苯基氧化膦、戊基二丁基氧化膦、戊基二乙基氧化膦、戊基二甲基氧化膦、戊基二苯基氧化膦、苯基二丁基氧化膦、苯基二乙基氧化膦、苯基二甲基氧化膦、苯基二丙基氧化膦、丙基二丁基氧化膦、丙基二甲基氧化膦、丙基二苯基氧化膦、三(2，6-二甲基苯基)-氧化膦、三(2-甲基苯基)-氧化膦、三(4-甲基苯基)-氧化膦、三[4-(1，1-二甲基乙基)苯基]-氧化膦、(1-甲基乙基)二苯基-氧化膦、4-(二苯基甲基)苯基]二苯基-氧化膦、双(2-甲基苯基)(2-甲基丙基)-氧化膦或其组合。在一些实施方案中，适用于本公开的氧化膦包括但不限于三丁基氧化膦、三乙基氧化膦、三庚基氧化膦、三甲基氧化膦、三辛基氧化膦、三戊基氧化膦、三丙基氧化膦、三苯基氧化膦或其组合。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含可由通式(OR′)3P＝O表示的有机磷酸酯；其中每个R′可以是烃基基团。适用于本公开的磷酸酯的实例包括但不限于(1-甲基乙基)二苯基磷酸酯、2-乙基苯基二苯基磷酸酯、4-(二苯基甲基)苯基]二苯基磷酸酯、双(2-甲基苯基)(2-甲基丙基)磷酸酯、丁基二乙基磷酸酯、丁基二甲基磷酸酯、丁基二苯基磷酸酯、丁基二丙基磷酸酯、甲苯基二苯基磷酸酯、癸基二乙基磷酸酯、癸基二甲基磷酸酯、癸基二苯基磷酸酯、二丁基(2-甲基苯基)磷酸酯、二乙基(3-甲基苯基)磷酸酯、乙基二丁基磷酸酯、乙基二甲基磷酸酯、乙基二辛基磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、乙基二丙基磷酸酯、庚基二丁基磷酸酯、庚基二乙基磷酸酯、庚基二甲基磷酸酯、庚基二戊基磷酸酯、庚基二苯基磷酸酯、己基二丁基磷酸酯、己基二乙基磷酸酯、己基二甲基磷酸酯、己基二戊基磷酸酯、己基二苯基磷酸酯、甲基双(4-甲基苯基)磷酸酯、甲基二丁基磷酸酯、甲基二癸基磷酸酯、甲基二乙基磷酸酯、甲基二苯基磷酸酯、甲基二丙基磷酸酯、辛基二甲基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、戊基二丁基磷酸酯、戊基二乙基磷酸酯、戊基二甲基磷酸酯、戊基二苯基磷酸酯、苯基二丁基磷酸酯、苯基二乙基磷酸酯、苯基二甲基磷酸酯、苯基二丙基磷酸酯、丙基二丁基磷酸酯、丙基二甲基磷酸酯、丙基二苯基磷酸酯、三(2，3-二氯丙基)磷酸酯、三(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、三(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、三(2-甲基苯基)磷酸酯、三(4-甲基苯基)磷酸酯、三[4-(1，1-二甲基乙基)苯基]磷酸酯或其组合。在一些实施方案中，适用于本公开的磷酸酯包括但不限于三丁基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三环己基磷酸酯、三癸基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三庚基磷酸酯、三异丙基磷酸酯、三甲基磷酸酯、三(十八烷基)磷酸酯、三辛基磷酸酯、三戊基磷酸酯、三苯基磷酸酯、三丙基磷酸酯、三(二甲苯基)磷酸酯或其组合。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含次磷酸酯，其可以由通式(R)2(OR′)P＝O表示；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′可以是烃基基团。适用于本公开的次磷酸酯的实例包括但不限于丁基次磷酸丁酯、二丁基次磷酸丁酯、二乙基次磷酸丁酯、二苯基次磷酸丁酯、二丙基次磷酸丁酯、乙基次磷酸丁酯、庚基次磷酸丁酯、己基次磷酸丁酯、戊基次磷酸丁酯、苯基次磷酸丁酯、丙基次磷酸丁酯、戊基次磷酸癸酯、丁基戊基次磷酸丁酯、丁基次磷酸乙酯、癸基次磷酸乙酯、二丁基次磷酸乙酯、二乙基次磷酸乙酯、二甲基次磷酸乙酯、二苯基次磷酸乙酯、二丙基次磷酸乙酯、乙基次磷酸乙酯、庚基次磷酸乙酯、己基次磷酸乙酯、辛基亚膦乙酸酯、戊基次磷酸乙酯、苯基次磷酸乙酯、丙基次磷酸乙酯、二丁基次磷酸庚酯、戊基次磷酸庚酯、庚基次磷酸酯、二丁基次磷酸己酯、戊基次磷酸己酯、二苯基次磷酸异丙酯、丁基次磷酸甲酯、癸基次磷酸甲酯、二丁基次磷酸甲酯、二乙基次磷酸甲酯、二甲基次磷酸甲酯、二苯基次磷酸甲酯、二丙基次磷酸甲酯、乙基亚膦甲酸酯、庚基次磷酸甲酯、己基次磷酸甲酯、辛基次磷酸甲酯、戊基次磷酸甲酯、苯基次磷酸甲酯、丙基次磷酸甲酯、戊基次磷酸辛酯、辛基次磷酸酯、二丁基次磷酸戊酯、戊基次磷酸酯、丁基次磷酸苯酯、癸基次磷酸苯酯、二丁基次磷酸苯酯、二乙基次磷酸苯酯、二乙基次磷酸苯酯、二甲基次磷酸苯酯、二苯基次磷酸苯酯、二苯基次磷酸苯酯、二丙基次磷酸苯酯、乙基次磷酸苯酯、庚基次磷酸苯酯、己基次磷酸苯酯、辛基次磷酸苯酯、戊基次磷酸苯酯、戊基次磷酸苯酯、苯基次磷酸苯酯、丙基次磷酸苯酯、苯基次磷酸酯、二苯基次磷酸丙酯或其组合。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含膦酸酯，其可以由通式(R)(OR′)2P＝O表示；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′可以是烃基基团。适用于本公开的膦酸酯的实例包括但不限于(1-甲基乙基)二苯基膦酸酯、2-乙基苯基二苯基膦酸酯、4-(二苯基甲基)苯基]二苯基膦酸酯、双(2-甲基苯基)(2-甲基丙基)膦酸酯、丁基二乙基膦酸酯、丁基二甲基膦酸酯、丁基二苯基膦酸酯、丁基二丙基膦酸酯、甲苯基二苯基膦酸酯、癸基二乙基膦酸酯、癸基二甲基膦酸酯、癸基二苯基膦酸酯、二丁基(2-甲基苯基)膦酸酯、二乙基(3-甲基苯基)膦酸酯、乙基二丁基膦酸酯、乙基二甲基膦酸酯、乙基二辛基膦酸酯、乙基二苯基膦酸酯、乙基二丙基膦酸酯、庚基二丁基膦酸酯、庚基二乙基膦酸酯、庚基二甲基膦酸酯、庚基二戊基膦酸酯、庚基二苯基膦酸酯、己基二丁基膦酸酯、己基二乙基膦酸酯、己基二甲基膦酸酯、己基二戊基膦酸酯、己基二苯基膦酸酯、甲基双(4-甲基苯基)膦酸酯、甲基二丁基膦酸酯、甲基二癸基膦酸酯、甲基二乙基膦酸酯、甲基二苯基膦酸酯、甲基二丙基膦酸酯、辛基二甲基膦酸酯、辛基二苯基膦酸酯、戊基二丁基膦酸酯、戊基二乙基膦酸酯、戊基二甲基膦酸酯、戊基二苯基膦酸酯、苯基二丁基膦酸酯、苯基二乙基膦酸酯、苯基二甲基膦酸酯、苯基二丙基膦酸酯、丙基二丁基膦酸酯、丙基二甲基膦酸酯、丙基二苯基膦酸酯、三(2，3-二氯丙基)膦酸酯、三(2，6-二甲基苯基)膦酸酯、三(2-氯乙基)膦酸酯、三(壬基苯基)膦酸酯、三(2，6-二甲基苯基)膦酸酯、三(2-甲基苯基)膦酸酯、三(4-甲基苯基)膦酸酯、三[4-(1，1-二甲基乙基)苯基]膦酸酯或其组合。在一些实施方案中，适用于本公开的膦酸酯包括但不限于三丁基膦酸酯、三甲苯基膦酸酯、三环己基膦酸酯、三癸基膦酸酯、三乙基膦酸酯、三庚基膦酸酯、三异丙基膦酸酯、三甲基膦酸酯、三(十八烷基)膦酸酯、三辛基膦酸酯、三戊基膦酸酯、三苯基膦酸酯、三丙基膦酸酯、三(二甲苯基)膦酸酯或其组合。
在一个实施方案中，氢化催化剂可包含有机磷化合物的前体。有机磷化合物前体可包括可以在暴露于氢化催化剂的条件下转化为激活氢化催化剂的有机磷化合物并且与氢化催化剂的其它组分相容的任何物质。在一个实施方案中，有机磷化合物前体可以由通式(R)x(OR′)yP表示；其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′可以是烃基基团。有机磷化合物前体可包括但不限于膦、亚磷酸酯、次亚膦酸酯、亚膦酸酯或其组合。在一个实施方案中，有机磷化合物前体可包括当暴露于氧化剂、大于约20℃的温度或其组合时可形成氧化膦的膦。在一个实施方案中，有机磷化合物前体可包括当暴露于氧化剂、大于约20℃的温度或其组合时可形成磷酸酯的亚磷酸酯。在一个实施方案中，有机磷化合物前体可包括当暴露于氧化剂、大于约20℃的温度或其组合时可形成次磷酸酯的次亚膦酸酯。在一个实施方案中，有机磷化合物前体可包括当暴露于空气、大于约20℃的温度或其组合时可形成膦酸酯的亚膦酸酯。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含膦，其可以由通式(R)3P表示；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合。在本公开中适合用作氧化膦前体的膦的实例包括但不限于(1-甲基乙基)二苯基膦、2-乙基苯基二苯基膦、4-(二苯基甲基)苯基]二苯基膦、双(2-甲基苯基)(2-甲基丙基)膦、丁基二乙基膦、丁基二甲基膦、丁基二苯基膦、丁基二丙基膦、甲苯基二苯基膦、环己基二苯基膦、癸基二乙基膦、癸基二甲基膦、癸基二苯基膦、二丁基(2-甲基苯基)膦、二环己基苯基膦、二乙基(3-甲基苯基)膦、乙基二丁基膦、乙基二甲基膦、乙基二辛基膦、乙基二苯基膦、乙基二丙基膦、庚基二丁基膦、庚基二乙基膦、庚基二甲基膦、庚基二戊基膦、庚基二苯基膦、己基二丁基膦、己基二乙基膦、己基二甲基膦、己基二戊基膦、己基二苯基膦、甲基双(4-甲基苯基)膦、甲基二丁基膦、甲基二癸基膦、甲基二乙基膦、甲基二苯基膦、甲基二丙基膦、辛基二甲基膦、辛基二苯基膦、戊基二丁基膦、戊基二乙基膦、戊基二甲基膦、戊基二苯基膦、苯基二丁基膦、苯基二乙基膦、苯基二甲基膦、苯基二丙基膦、丙基二丁基膦、丙基二甲基膦、丙基二苯基膦、三(2，3-二氯丙基)膦、三(2，6-二甲基苯基)膦、三(2-氯乙基)膦、三(壬基苯基)膦、三(2，6-二甲基苯基)膦、三(2-甲基苯基)膦、三(4-甲基苯基)膦、三(甲氧基苯基)膦、三[4-(1，1-二甲基乙基)苯基]膦或其组合。在一些实施方案中，适用于本公开的膦包括但不限于三丁基膦、三甲苯基膦、三环己基膦、三癸基膦、三乙基膦、三庚基膦、三异丙基膦、三甲基膦、三(十八烷基)膦、三辛基膦、三戊基膦、三苯基膦、三丙基膦、三叔丁基膦、三甲苯基膦、三(二甲苯基)膦或其组合。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含亚磷酸酯，其可以由通式(OR′)3P表示；其中每个R′可以是烃基基团。在本公开中适合用作磷酸酯前体的亚磷酸酯的实例包括但不限于(1-甲基乙基)二苯基亚磷酸酯、2-乙基苯基二苯基亚磷酸酯、4-(二苯基甲基)苯基]二苯基亚磷酸酯、双(2-甲基苯基)(2-甲基丙基)亚磷酸酯、丁基二乙基亚磷酸酯、丁基二甲基亚磷酸酯、丁基二苯基亚磷酸酯、丁基二丙基亚磷酸酯、甲苯基二苯基亚磷酸酯、环己基二苯基亚磷酸酯、癸基二乙基亚磷酸酯、癸基二甲基亚磷酸酯、癸基二苯基亚磷酸酯、二丁基(2-甲基苯基)亚磷酸酯、二环己基苯基亚磷酸酯、二乙基(3-甲基苯基)亚磷酸酯、乙基二丁基亚磷酸酯、乙基二甲基亚磷酸酯、乙基二辛基亚磷酸酯、乙基二苯基亚磷酸酯、乙基二丙基亚磷酸酯、庚基二丁基亚磷酸酯、庚基二乙基亚磷酸酯、庚基二甲基亚磷酸酯、庚基二戊基亚磷酸酯、庚基二苯基亚磷酸酯、己基二丁基亚磷酸酯、己基二乙基亚磷酸酯、己基二甲基亚磷酸酯、己基二戊基亚磷酸酯、己基二苯基亚磷酸酯、甲基双(4-甲基苯基)亚磷酸酯、甲基二丁基亚磷酸酯、甲基二癸基亚磷酸酯、甲基二乙基亚磷酸酯、甲基二苯基亚磷酸酯、甲基二丙基亚磷酸酯、辛基二甲基亚磷酸酯、辛基二苯基亚磷酸酯、戊基二丁基亚磷酸酯、戊基二乙基亚磷酸酯、戊基二甲基亚磷酸酯、戊基二苯基亚磷酸酯、苯基二丁基亚磷酸酯、苯基二乙基亚磷酸酯、苯基二甲基亚磷酸酯、苯基二丙基亚磷酸酯、丙基二丁基亚磷酸酯、丙基二甲基亚磷酸酯、丙基二苯基亚磷酸酯、三(2-氯乙基)亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2，3-二氯丙基)亚磷酸酯、三(2，6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三(2-甲基苯基)亚磷酸酯、三(4-甲基苯基)亚磷酸酯、三(甲氧基苯基)亚磷酸酯、三[4-(1，1-二甲基乙基)苯基]亚磷酸酯、三叔丁基亚磷酸酯或其组合。在一些实施方案中，适用于本公开的亚磷酸酯包括但不限于三丁基亚磷酸酯、三甲苯基亚磷酸酯、三环己基亚磷酸酯、三癸基亚磷酸酯、三乙基亚磷酸酯、三庚基亚磷酸酯、三异丙基亚磷酸酯、三甲基亚磷酸酯、三(十八烷基)亚磷酸酯、三辛基亚磷酸酯、三戊基亚磷酸酯、三苯基亚磷酸酯、三丙基亚磷酸酯、三甲苯基亚磷酸酯、三(二甲苯基)亚磷酸酯或其组合。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含次亚膦酸酯，其可以由通式(R)2(OR′)1P表示；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′可以是烃基基团。在本公开中适合用作磷酸酯前体的次亚膦酸酯的实例包括但不限于(1-甲基乙基)二苯基次亚膦酸酯、2-乙基苯基二苯基次亚膦酸酯、4-(二苯基甲基)苯基]二苯基次亚膦酸酯、双(2-甲基苯基)(2-甲基丙基)次亚膦酸酯、丁基二乙基次亚膦酸酯、丁基二甲基次亚膦酸酯、丁基二苯基次亚膦酸酯、丁基二丙基次亚膦酸酯、甲苯基二苯基次亚膦酸酯、环己基二苯基次亚膦酸酯、癸基二乙基次亚膦酸酯、癸基二甲基次亚膦酸酯、癸基二苯基次亚膦酸酯、二丁基(2-甲基苯基)次亚膦酸酯、二环己基苯基次亚膦酸酯、二乙基(3-甲基苯基)次亚膦酸酯、乙基二丁基次亚膦酸酯、乙基二甲基次亚膦酸酯、乙基二辛基次亚膦酸酯、乙基二苯基次亚膦酸酯、乙基二丙基次亚膦酸酯、庚基二丁基次亚膦酸酯、庚基二乙基次亚膦酸酯、庚基二甲基次亚膦酸酯、庚基二戊基次亚膦酸酯、庚基二苯基次亚膦酸酯、己基二丁基次亚膦酸酯、己基二乙基次亚膦酸酯、己基二甲基次亚膦酸酯、己基二戊基次亚膦酸酯、己基二苯基次亚膦酸酯、甲基双(4-甲基苯基)次亚膦酸酯、甲基二丁基次亚膦酸酯、甲基二癸基次亚膦酸酯、甲基二乙基次亚膦酸酯、甲基二苯基次亚膦酸酯、甲基二丙基次亚膦酸酯、辛基二甲基次亚膦酸酯、辛基二苯基次亚膦酸酯、戊基二丁基次亚膦酸酯、戊基二乙基次亚膦酸酯、戊基二甲基次亚膦酸酯、戊基二苯基次亚膦酸酯、苯基二丁基次亚膦酸酯、苯基二乙基次亚膦酸酯、苯基二甲基次亚膦酸酯、苯基二丙基次亚膦酸酯、丙基二丁基次亚膦酸酯、丙基二甲基次亚膦酸酯、丙基二苯基次亚膦酸酯、三(2-氯乙基)次亚膦酸酯、三(壬基苯基)次亚膦酸酯、三(2，3-二氯丙基)次亚膦酸酯、三(2，6-二甲基苯基)次亚膦酸酯、三(2-甲基苯基)次亚膦酸酯、三(4-甲基苯基)次亚膦酸酯、三(甲氧基苯基)次亚膦酸酯、三[4-(1，1-二甲基乙基)苯基]次亚膦酸酯、三-叔丁基次亚膦酸酯或其组合。在一些实施方案中，适用于本公开的次亚膦酸酯包括但不限于三丁基次亚膦酸酯、三甲苯基次亚膦酸酯、三环己基次亚膦酸酯、三癸基次亚膦酸酯、三乙基次亚膦酸酯、三庚基次亚膦酸酯、三异丙基次亚膦酸酯、三甲基次亚膦酸酯、三(十八烷基)次亚膦酸酯、三辛基次亚膦酸酯、三戊基次亚膦酸酯、三苯基次亚膦酸酯、三丙基次亚膦酸酯、三甲苯基次亚膦酸酯、三(二甲苯基)次亚膦酸酯或其组合。
在一个实施方案中，有机磷化合物可包含亚膦酸酯，其可以由通式(R)1(OR′)2P表示；其中每个R可以是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′可以是烃基基团。在本公开中适合用作磷酸酯前体的亚膦酸酯的实例包括但不限于(1-甲基乙基)二苯基亚膦酸酯、2-乙基苯基二苯基亚膦酸酯、4-(二苯基甲基)苯基]二苯基亚膦酸酯、双(2-甲基苯基)(2-甲基丙基)亚膦酸酯、丁基二乙基亚膦酸酯、丁基二甲基亚膦酸酯、丁基二苯基亚膦酸酯、丁基二丙基亚膦酸酯、甲苯基二苯基亚膦酸酯、环己基二苯基亚膦酸酯、癸基二乙基亚膦酸酯、癸基二甲基亚膦酸酯、癸基二苯基亚膦酸酯、二丁基(2-甲基苯基)亚膦酸酯、二环己基苯基亚膦酸酯、二乙基(3-甲基苯基)亚膦酸酯、乙基二丁基亚膦酸酯、乙基二甲基亚膦酸酯、乙基二辛基亚膦酸酯、乙基二苯基亚膦酸酯、乙基二丙基亚膦酸酯、庚基二丁基亚膦酸酯、庚基二乙基亚膦酸酯、庚基二甲基亚膦酸酯、庚基二戊基亚膦酸酯、庚基二苯基亚膦酸酯、己基二丁基亚膦酸酯、己基二乙基亚膦酸酯、己基二甲基亚膦酸酯、己基二戊基亚膦酸酯、己基二苯基亚膦酸酯、甲基双(4-甲基苯基)亚膦酸酯、甲基二丁基亚膦酸酯、甲基二癸基亚膦酸酯、甲基二乙基亚膦酸酯、甲基二苯基亚膦酸酯、甲基二丙基亚膦酸酯、辛基二甲基亚膦酸酯、辛基二苯基亚膦酸酯、戊基二丁基亚膦酸酯、戊基二乙基亚膦酸酯、戊基二甲基亚膦酸酯、戊基二苯基亚膦酸酯、苯基二丁基亚膦酸酯、苯基二乙基亚膦酸酯、苯基二甲基亚膦酸酯、苯基二丙基亚膦酸酯、丙基二丁基亚膦酸酯、丙基二甲基亚膦酸酯、丙基二苯基亚膦酸酯、三(2-氯乙基)亚膦酸酯、三(壬基苯基)亚膦酸酯、三(2，3-二氯丙基)亚膦酸酯、三(2，6-二甲基苯基)亚膦酸酯、三(2-甲基苯基)亚膦酸酯、三(4-甲基苯基)亚膦酸酯、三(甲氧基苯基)亚膦酸酯、三[4-(1，1-二甲基乙基)苯基]亚膦酸酯、三-叔丁基亚膦酸酯或其组合。在一些实施方案中，适用于本公开的亚膦酸酯包括但不限于三丁基亚膦酸酯、三甲苯基亚膦酸酯、三环己基亚膦酸酯、三癸基亚膦酸酯、三乙基亚膦酸酯、三庚基亚膦酸酯、三异丙基亚膦酸酯、三甲基亚膦酸酯、三(十八烷基)亚膦酸酯、三辛基亚膦酸酯、三戊基亚膦酸酯、三苯基亚膦酸酯、三丙基亚膦酸酯、三甲苯基亚膦酸酯、三(二甲苯基)亚膦酸酯或其组合。
在一个实施方案中，有机磷化合物、有机磷化合物前体或其组合可以相比于氢化催化剂总重量的磷重量计约0.005重量％至约5重量％；可选地约0.01重量％至约1重量％；可选地约0.01重量％至约0.5重量％的量存在于用于制备氢化催化剂的混合物中。掺入氢化催化剂中的有机磷化合物或磷的量可以在本文关于用于制备氢化催化剂的有机磷化合物或有机磷前体的量所述的范围内。另外或可选地，以氢化催化剂的总重量计，氢化催化剂的量可以具有约300ppmw的磷。
在一个实施方案中，氢化催化剂还可包含一种或多种选择性增强剂。合适的选择性增强剂包括但不限于第1B族金属、第1B族金属化合物、银化合物、氟、氟化物、硫、硫化合物、碱金属、碱金属化合物、碱金属、碱金属化合物、碘、碘化物或其组合。在一个实施方案中，氢化催化剂可包含一种或多种选择性增强剂，其可以氢化催化剂的总重量计约0.001至约10重量％；可选地约0.01至约5重量％；可选地约0.01至约2重量％的总量存在于用于制备氢化催化剂的混合物中。掺入氢化催化剂中的选择性增强剂的量可以在本文关于用于制备氢化催化剂的选择性增强剂的量所述的范围内。
在一个实施方案中，选择性增强剂可包含银(Ag)、银化合物或其组合。合适的银化合物的实例包括但不限于硝酸银、乙酸银、溴化银、氯化银、碘化银、氟化银或其组合。在一个实施方案中，选择性增强剂可包含硝酸银。氢化催化剂可以使用以氢化催化剂的总重量计用量为约0.005重量％至约5重量％银；可选地约0.01重量％至约1重量％银；可选地约0.01重量％至约0.5重量％的硝酸银来制备。掺入氢化催化剂中的银的量可以在本文关于用于制备氢化催化剂的硝酸银的量所述的范围内。
在一个实施方案中，选择性增强剂可包含碱金属、碱金属化合物或其组合。合适的碱金属化合物的实例包括但不限于元素碱金属、碱金属卤化物(例如碱金属氟化物、碱金属氯化物、碱金属溴化物、碱金属碘化物)、碱金属氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硫酸盐、碱金属磷酸盐、碱金属硼酸盐或其组合。在一个实施方案中，选择性增强剂可包含氟化钾(KF)。在另一个实施方案中，氢化催化剂可以使用以氢化催化剂的总重量计用量为约0.01重量％至约5重量％；可选地约0.05重量％至约2重量％；可选地约0.05重量％至约1重量％的碱金属化合物来制备。掺入氢化催化剂中的碱金属的量可以在本文关于用于制备氢化催化剂的碱金属化合物的量所述的范围内。
在一个实施方案中，制备氢化催化剂的方法可以起始于使无机载体与含钯化合物接触以形成负载型钯组合物。接触可以使用任何合适的技术进行。例如，可以通过用含钯溶液进行载体的初湿含浸而使无机载体与含钯化合物接触。在这样的实施方案中，所得到的负载型钯组合物可以具有大于约90重量％；可选地约92重量％至约98重量％；可选地约94重量％至约96重量％的钯，其集中在钯负载组合物的周边附近，以形成钯表层。
所述钯表层可以是任何厚度，只要这种厚度可以促进本文公开的氢化方法即可。通常，钯表层的厚度可以在约1微米至约3000微米；可选地约5微米至约2000微米；可选地约10微米至约1000微米；可选地约50微米至约500微米的范围内。这些方法的实例在美国专利No.4,404,124和4,484,015中更详细地进一步描述，这些专利中的每一个都通过引用整体并入本文。
可以使用任何合适的方法来确定钯负载组合物的表层中的钯浓度或表层厚度。例如，一种方法涉及破开代表性的钯负载组合物颗粒样品并用N，N-二甲基-对亚硝基苯胺的稀醇溶液处理钯负载组合物颗粒。处理溶液与钯反应产生红色，其可用于评估钯的分布。另一种用于测量钯负载组合物的表层中的钯浓度的技术涉及破开代表性的催化剂颗粒样品，接着用还原剂如氢气处理颗粒以改变表层的颜色，从而评估钯的分布。可选地，可以使用电子微探针法来测定钯表层厚度。
通过使无机载体与含钯溶液接触而形成的负载型钯组合物任选地可以在约15℃至约150℃；可选地约30℃至约140℃；可选地约60℃至约130℃的温度下干燥并持续约0.1小时至约100小时；可选地约2小时至约20小时；可选地约0.3小时至约10小时的时期。可选地，钯负载组合物可以被煅烧。该煅烧步骤可以在高达约850℃；可选地约150℃至约750℃；可选地约150℃至约700℃；可选地约150℃至约680℃的温度下进行，并持续约0.2小时至约20小时；可选地约0.5小时至约20小时；可选地约1小时至约10小时的时期。
在一个实施方案中，制备氢化催化剂的方法还可包括使负载型钯组合物与本文所述类型的有机磷化合物(例如氧化膦、磷酸酯、有机磷化合物前体如磷酸酯或膦)接触。该接触可以任何合适方式进行，其将得到满足本文所述参数的氢化催化剂，例如通过初湿含浸。简言之，有机磷化合物可包含溶解在溶剂例如水、丙酮、异丙醇等中的氧化膦，以形成含氧化磷的溶液。可以将含氧化磷的溶液加入到负载型钯组合物中以形成钯/氧化膦负载组合物(这里氢化催化剂的该特定实施方案被称为Pd/PO组合物)。
在一些实施方案中，一种或多种本文先前所述类型的选择性增强剂可以在与有机磷化合物接触之前或之后被添加到负载型钯组合物中。在一个实施方案中，这种添加可以通过将负载型钯组合物(存在或不存在有机磷化合物)浸泡在包含一种或多种合适的选择性增强剂的液体中来进行。在另一个实施方案中，这种添加可以通过用包含一种或多种合适的选择性增强剂的液体对负载型钯组合物(存在或不存在有机磷化合物)进行初湿含浸以形成增强的负载型钯组合物而进行。
在一个实施方案中，可以将银添加到负载型钯组合物(不存在有机磷化合物)中。例如，负载型钯组合物可以置于硝酸银水溶液中，其量大于填充组合物的孔隙体积所需的量。所得到的材料是钯/银负载组合物(这里氢化催化剂的这种特定实施方案被称为Pd/Ag组合物)。在一个实施方案中，Pd/Ag组合物进一步与有机磷化合物接触。接触可以如上所述进行以形成钯/银/氧化磷组合物。在另一个实施方案中，使Pd/Ag组合物进一步与氧化膦化合物接触(这里氢化催化剂的这种特定实施方案被称为Pd/Ag/PO组合物)。
在一个实施方案中，可以使用任何合适的技术，例如本文先前描述的技术，将一种或多种碱金属添加到Pd/Ag组合物中(在与有机磷化合物接触之前或之后)。在一个实施方案中，选择性增强剂可包含氟化钾，并且所得到的材料是钯/银/碱金属氟化物负载组合物(这里氢化催化剂的这种特定实施方案被称为Pd/Ag/KF组合物)。
在一个实施方案中，使负载型钯组合物与碱金属卤化物和银化合物接触(在与有机磷化合物接触之前或之后)。负载型钯组合物与碱金属卤化物和银化合物的接触可以同时进行；可选地接触可以任何用户期望的顺序依次进行。
在一个实施方案中，在组合物与有机磷化合物接触之前，使一种或多种选择性增强剂与负载型钯组合物接触。在这样的实施方案中，所得的包含Pd/Ag、Pd/KF或Pd/Ag/KF的组合物可以在本文先前描述的条件下煅烧，并且随后与有机磷化合物接触。例如，可以向Pd/Ag、Pd/KF或Pd/Ag/KF组合物中加入氧化膦(PO)以提供Pd/Ag/PO、Pd/KF/PO或Pd/Ag/KF/PO组合物。在一个替代实施方案中，在组合物与有机磷化合物接触之后，使一种或多种选择性增强剂与负载型钯组合物接触。例如，可以将Ag、KF或其组合添加到Pd/PO组合物中以提供Pd/Ag/PO、Pd/KF/PO或Pd/Ag/KF/PO组合物。在又一个替代实施方案中，可以使一种或多种选择性增强剂与钯负载组合物和有机磷化合物同时接触。
在一个实施方案中，根据本文公开的方法形成的氢化催化剂可包含α-氧化铝载体、钯和有机磷化合物。在一个替代实施方案中，根据本文公开的方法形成的氢化催化剂可包含α-氧化铝载体、钯、有机磷化合物(例如氧化膦)和一种或多种选择性增强剂(例如银、氟化钾或其组合)。可将氢化催化剂(Pd/PO、Pd/Ag/PO、Pd/KF/PO或Pd/Ag/KF/PO组合物)干燥以形成干燥的氢化催化剂。在一些实施方案中，该干燥步骤可以在约0℃至约150℃；可选地约30℃至约100℃；可选地约50℃至约80℃范围内的温度下进行；并且持续约0.1小时至约100小时；可选地约0.5小时至约20小时；可选地约1小时至约10小时的时期。在一个实施方案中，有机磷化合物可包含有机磷化合物前体，其在暴露于空气、前述组合物干燥期间使用的温度范围或两者时转化为本文所述类型的有机磷化合物。
可以使用氢气或含有氢气的烃(例如该方法的烃流)来还原干燥的氢化催化剂，从而提供该方法的最佳操作。这种气态氢还原可以在例如约0℃至约150℃；可选地10℃至约100℃；可选地约20℃至约80℃的范围内的温度下进行。另外或可选地，干燥的氢化催化剂可以在加压气氛下并且在所公开的温度(例如环境温度)下被还原，持续约8至约24小时的时期。
在一个实施方案中，制备氢化催化剂的方法可包括使无机载体与含钯化合物(例如氯化钯或硝酸钯)接触以形成钯负载组合物；干燥并煅烧所述钯负载组合物以形成经过干燥且煅烧的钯负载组合物。然后可以使经过干燥且煅烧的钯负载组合物与含银化合物(例如硝酸银或氟化银)接触以形成Pd/Ag组合物，然后可将其干燥和/或煅烧以形成经过干燥和/或煅烧的Pd/Ag组合物。经过干燥和/或煅烧的Pd/Ag组合物可以与碱金属氟化物(例如氟化钾)接触以形成Pd/Ag/KF组合物，然后将其干燥并煅烧。然后可以使经过干燥和煅烧的Pd/Ag/KF组合物与有机磷化合物(例如氧化膦或前体)接触以形成氢化催化剂。在一个替代实施方案中，可将Pd/Ag/KF组合物添加到不饱和烃中，并且将有机磷化合物独立添加到不饱和烃中，以使得Pd/Ag/KF组合物接触有机磷化合物以在与不饱和烃接触时形成氢化催化剂。氢化催化剂可以通过干燥氢化催化剂进一步处理以形成干燥的氢化催化剂。接触、干燥和煅烧可以使用任何合适的技术和条件(例如本文先前描述的那些)进行。
合适的氢化催化剂及其制备方法的实例公开于美国专利No.8,6333,127、美国专利No.5,489,565、美国专利No.5,585,318和美国专利No.5,510,550中，所述专利出于所有目的各自通过引用整体并入本文。
氢化方法的实施方案可包括：将进料流裂化以产生包含甲基乙炔、丙二烯、乙炔、乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、甲烷、氢气、一氧化碳、C4 +组分或其组合的裂化气流；将所述裂化气流分馏成C2 -流和C3 +流，其中所述C2 -流可包含乙炔、乙烯、乙烷、一氧化碳、甲烷、氢气、一氧化碳或其组合，并且其中所述C3 +流可包含C3 +组分；将所述C2 -流的乙炔的至少一部分在氢化催化剂存在下氢化，得到包含乙烯的产物，其中所述氢化催化剂对于将乙炔转化为乙烯的选择性是以转化为产物的乙炔的摩尔数计约90mol％以上，其中所述氢化在反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是C2 -流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是C2 -流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区部分的体积，单位是ft3；从所述产物中去除乙烯；并且将乙烯聚合成一种或多种聚合物产物。
氢化方法的实施方案还可包括：将进料流裂化以产生包含甲基乙炔、丙二烯、乙炔、丙烯、乙烯、丙烷、乙烷、甲烷、氢气、一氧化碳、C4 +组分(C4 +组分包含C4烃和更重烃)或其组合的裂化气流；将所述裂化气流分馏成C3 -流和C4 +流，其中C3 -流可包含甲基乙炔、丙二烯、乙炔、丙烯、乙烯、丙烷、乙烷、一氧化碳、甲烷、氢气或其组合，并且其中C4 +流可包含C4 +组分；将C3 -流的甲基乙炔、丙二烯、乙炔或其组合的至少一部分在氢化催化剂存在下氢化，得到包含丙烯、乙烯或两者的产物，其中所述氢化催化剂对于将甲基乙炔、丙二烯、乙炔或其组合转化为丙烯、乙烯或两者的选择性是以转化为产物的甲基乙炔、丙二烯、乙炔或其组合的摩尔数计约90mol％以上，其中氢化步骤在反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是C3 -流进入反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是C3 -流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区部分的体积，单位是ft3；从所述产物中去除丙烯、乙烯或两者；并且将丙烯、乙烯或两者聚合成一种或多种聚合物产物。
在氢化方法的实施方案中，反应区中的[CO]范围为约0.0001mol％至约0.15mol％。
在氢化方法的实施方案中，高度不饱和烃可包含乙炔，其中不饱和烃可包含乙烯。在氢化方法的其它或替代实施方案中，高度不饱和烃可包含甲基乙炔、丙二烯或两者；并且不饱和烃可包含丙烯。
在氢化方法的实施方案中，反应区30可包括第一级31和第二级35，其中反应区30的第一级31和第二级35可包含氢化催化剂。反应区30的第一级31和反应区30的第二级35可包含在共同容器中；或者反应区30的第一级31可包括第一反应器(或第一级)并且反应区30的第二级35可包括第二反应器(或第二级)，其中第一反应器(或第一级)和第二反应器(或第二级)是串联连接的。
氢化方法的氢化催化剂可包含本文所述的催化剂的实施方案。例如，氢化催化剂可包含钯、无机载体和任选地有机磷化合物。氢化催化剂还可包含第1B族金属、第1B族金属化合物、银化合物、氟、氟化物、硫、硫化合物、碱金属、碱金属化合物、碱土金属、碱土金属化合物、碘、碘化物或其组合。无机载体具有约2m2/g至约100m2/g的表面积，并且大于约90重量％的钯集中在载体周边附近。氢化催化剂的有机磷化合物可以是：i)以氢化催化剂的总重量计约0.005重量％至约5重量％的量存在；ii)由通式(R)x(OR′)yP＝O表示，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；iii)由通式(R)x(OR′)yP表示的有机磷化合物前体的产物，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；iv)氧化膦、磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯、膦、亚磷酸酯、次亚膦酸酯、亚膦酸酯或其组合；或v)其组合。
另外或可选地，也可以使用图1来描述所公开的氢化方法的实施方案。氢化方法可包括经由进料流12使进料供给或流到炉10；在炉10中热裂化进料流以得到包含包括高度不饱和烃、饱和烃、一氧化碳或其组合的化合物的裂化气流14；使裂化气流14从炉10流到分馏区20(例如包含脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔或其组合)的分馏区，其中分馏区20将裂化气流14分离成烃流24(例如包含前端脱乙烷塔的塔顶产物C2 -流，包含前端脱丙烷塔的塔顶产物C3 -流，或包含前端脱甲烷塔的塔底产物C2 +流的烃流)和流22(例如包含前端脱乙烷塔的塔底产物C3 +流、包含前端脱丙烷塔的塔底产物C4 +流或包含前端脱甲烷塔的塔顶富甲烷流的流)；提供(经由烃流24)高度不饱和烃和一氧化碳到包含氢化催化剂的反应区30；并且在反应区30中将高度不饱和烃氢化，得到包含不饱和烃的产物，其中所述氢化催化剂对于将高度不饱和烃转化为不饱和烃的选择性是以转化为产物的高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，并且其中氢化步骤在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35；可选地约0.27至约25；可选地约0.4至约20；可选地约1.0至约5.6范围内的流动指数(IF)，其中IF被定义为：
其中F是烃流24进入反应区30的流速，单位是kg/h，[CO]是烃流24中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是反应区30部分的体积，单位是ft3。在氢化方法的实施方案中，反应区30可包括单级反应区或多级反应区(例如包括第一级31和第二级35的反应区)。反应区30中的氢化可包括在氢气存在下使氢化催化剂与高度不饱和烃接触(例如氢气可包括在烃流24中，或者可以通过本文公开或本领域中借助于在本公开已知的技术将独立氢气供给进料到反应区30)；或其组合。在氢气存在下使氢化催化剂与高度不饱和烃接触可以在低于大约氢化催化剂组分(例如有机磷化合物)沸点的温度下进行。
利用所公开的实施方案可以获得各种益处和优点。
例如，可以使用本文公开的氢化催化剂将高度不饱和烃在反应区中以高转化率氢化而不牺牲催化剂选择性(例如对于所有转化实施方案，高度不饱和烃转化为不饱和烃的选择性可能大于约90mol％)。因而，所公开的实施方案允许来自所公开实施方案中的烃流24的高度不饱和烃的接近100mol％转化率。
此外，所公开的系统和方法的实施方案可以在低一氧化碳水平(例如小于约100ppmv、20至50ppmv)下操作，而不引入反应不稳定性或失控反应条件的进一步风险。
另外，所公开的系统和方法的实施方案可以承受一氧化碳浓度的波动，例如，[CO]在一个时间点低于100ppmv并且由于例如在包含高[CO]FCC气体的进料流12中的大量一氧化碳而在另一个时间点较高。
此外，据认为当所公开的系统和方法的实施方案在本文公开的流动指数(IF)范围内的条件下操作时，失控反应的风险较低。
此外，具有或使用前端脱乙烷塔配置的实施方案可用于具有包含大量饱和烃的过程流(例如裂化气流14)的方法和系统中。在这样的方法和系统中，比乙炔重的炔烃不能进料到反应区30的第一级31，并且因此反应区30的第一级31在高转化率下操作而没有与其它组成流相关的失控反应的风险。
此外，包含有机磷化合物的实施方案的氢化催化剂可以显示在一段时间内增加的活性以及增强的初始选择性，其中有机磷化合物与氢化催化剂相缔合。这对于使用新鲜催化剂的反应可能是有利的，因为有机磷化合物可以允许更稳定的操作以及由于组合物稳定而使催化剂选择性和可预测的催化活性增加所导致的失控反应可能性降低。
实施例
已经大致描述了本公开，下面的实施例作为本公开的具体实施方案给出并且说明其实践和优点。应理解，这些实施例是以举例说明的方式给出的，而不意图以任何方式限制权利要求书的说明。
在以下实施例中，在两种流动指数下比较氢化催化剂的性能。催化剂样品是在SüdChemie，Heufeld，Germany提供的呈4mm×4mm板晶形式的α-Al2O3球粒上制备的，如美国专利No.5,489,565；5,585,318；和5,587,348中所述，所述专利各自通过引用整体并入本文。所述α-Al2O3球粒具有约5至约7m2/g的表面积(通过使用N2的BET法测定)。
通过将20ml(7.06E-04ft3)催化剂样品置于内径为约0.67英寸并且长度为约18英寸的夹套式不锈钢反应器内来评估催化剂。催化剂留在反应器中间；反应器的两端填充有14号钢铝石；并且将0.19英寸直径的热电偶套管居中置于催化剂床中。通过使含有乙二醇和水的混合物的加热介质穿过反应器夹套循环来控制反应器温度。首先在以200ml/min流动的氢气下在200磅/平方英寸表压(psig)下使催化剂在约100°F(约37.8℃)至200°F(约93.3℃)的催化剂床温度下还原约1小时。然后将催化剂床冷却至低于预期T1温度的温度。如果T1温度未知，则将催化剂床冷却至约75°F(约23.9℃)至约85°F(约29.4℃)的温度。此后，在200psig下以900ml/min(0.040kg/hr)的流速将烃流连续引入反应器。通过将规定量的一氧化碳催化剂添加到具有表2组成的烃流中来制备烃流组合物。表2的烃流组合物是典型的来自乙烯装置中的脱乙烷塔分馏塔顶部的烃进料。
表2
当烃流通过催化剂时，对流出物定期取样并通过气相色谱分析。通过将热电偶插入热电偶套管并改变其位置以确定催化剂床的最高温度来确定催化剂床温。然后反应器夹套温度升高几度，并且重复测试循环直至流出物中的乙炔浓度降至20ppm以下。测试循环持续到流出物中测得乙烷为3重量％。清除温度T1被定义为乙炔浓度降至20ppm以下时的温度。T2或失控温度被定义为产生3重量％乙烷时的温度。在此温度下，乙烯向乙烷的氢化可能失去控制。ΔT是T2与T1之间的差值。这个值可以被视为氢化催化剂的选择性的一个量度，或者甚至是可操作性的窗口。
表3
测试1中的112°F温度T1是约44.4℃。测试1中的176°F温度T2是约80.0℃。测试1中的64°F温度ΔT是约17.8℃。
在流动指数为1.912的选择性氢化实验期间，该过程始终如一地执行并且可预测地具有如由ΔT所确定的良好操作窗口。然而，在流动指数为0.028的测试2时，氢化过程不可控制并且T1不可测量。在这些条件下，氢化反应在稍高于室温的温度下失控。
其它描述
已经描述了系统和方法的实施方案。以下是根据本公开的第一组非限制性具体实施方案：
第一实施方案，其是包括以下的方法：
在反应区中将从烃流接收的高度不饱和烃氢化，得到包含不饱和烃的产物，其中所述氢化步骤在氢化催化剂的存在下进行，所述氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，
其中所述氢化步骤在所述反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区的体积，单位是ft3。
第二实施方案，其是根据第一实施方案所述的方法，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
第三实施方案，其是根据第一至第二实施方案中的任一项所述的方法，其中所述高度不饱和烃包含乙炔，并且其中所述不饱和烃包含乙烯。
第四实施方案，其是根据第一至第三实施方案中的任一项所述的方法，其中所述高度不饱和烃包含甲基乙炔、丙二烯或两者；并且其中所述不饱和烃包含丙烯。
第五实施方案，其是根据第一至第四实施方案中的任一项所述的方法，其还包括：
将进料流裂化以产生包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和饱和烃的裂化气流。
第六实施方案，其是根据第五实施方案所述的方法，其还包括：
将所述裂化气流分馏，得到包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和约90mol％以上的所述裂化气流中所含的所述饱和烃的C3 -流或C2 -流，其中所述C3 -流或所述C2 -流中的所述高度不饱和烃的至少一部分在所述氢化催化剂的存在下氢化。
第七实施方案，其是根据第一至第六实施方案中的任一项所述的方法，其中所述反应区中的所述[CO]为约0.0001mol％至约0.15mol％。
第八实施方案，其是根据第一至第七实施方案中的任一项所述的方法，其中所述氢化步骤包括：
使所述氢化催化剂与所述高度不饱和烃的至少一部分在氢气存在下接触。
第九实施方案，其是根据第一至第八实施方案中的任一项所述的方法，其中所述反应区包括第一级和第二级，其中所述反应区的所述第一级和所述第二级中的至少一个含有所述氢化催化剂。
第十实施方案，其是根据第九实施方案所述的方法，其中：
i)所述反应区的所述第一级和所述反应区的所述第二级包含在共同容器中；或
ii)所述反应区的所述第一级是第一反应器，所述反应区的所述第二级是第二反应器，并且所述第一反应器和所述第二反应器是串联连接的。
第十一实施方案，其是根据第一至第十实施方案中的任一项所述的方法，其中所述氢化催化剂包含钯、无机载体和任选地有机磷化合物。
第十二实施方案，其是根据第十一实施方案所述的方法，其中所述氢化催化剂还包含第1B族金属、第1B族金属化合物、银化合物、氟、氟化物、硫、硫化合物、碱金属、碱金属化合物、碱土金属、碱土金属化合物、碘、碘化物或其组合。
第十三实施方案，其是根据第十一至第十二实施方案中的任一项所述的方法，其中所述无机载体具有约2m2/g至约100m2/g的表面积，并且大于约90重量％的所述钯集中在所述无机载体周边附近。
第十四实施方案，其是根据第十一至第十三实施方案中的任一项所述的方法，其中所述氢化催化剂的所述有机磷化合物是：
i)以所述氢化催化剂的总重量计约0.005重量％至约5重量％的量存在；
ii)由通式(R)x(OR′)yP＝O表示，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；
iii)由通式(R)x(OR′)yP表示的有机磷化合物前体的产物，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；
iv)氧化膦、磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯、膦、亚磷酸酯、次亚膦酸酯、亚膦酸酯或其组合；或
v)其组合。
第十五实施方案，其是包括以下的系统：
包含高度不饱和烃和一氧化碳的烃流；和
接收所述烃流的反应区，其中所述反应区含有至少一种氢化催化剂，其中所述高度不饱和烃在所述反应区中氢化，得到包含不饱和烃的产物，其中所述至少一种氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中所述反应区包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3。
第十六实施方案，其是根据第十五实施方案所述的系统，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
第十七实施方案，其是根据第十五至第十六实施方案中的任一项所述的系统，其还包括：
在与所述反应区流体连接并在其上游的炉中的管，其中所述管的至少一部分由共生金属制成；和
包含所述高度不饱和烃、饱和烃和一氧化碳的裂化气流，其从所述管流出。
第十八实施方案，其是根据第十七实施方案所述的系统，其还包括：
包括脱乙烷塔或脱丙烷塔的分馏区，其与所述反应区流体连接并在其上游，其中所述分馏区将所述裂化气流分馏成塔顶产物和塔底产物，其中所述塔顶产物包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和约90mol％以上的所述裂化气流中所含的所述饱和烃，其中所述塔顶产物经由所述烃流从所述分馏区流向所述反应区。
第十九实施方案，其是根据第十七至第十八实施方案中的任一项所述的系统，其还包括：
其中所述共生金属包含镀铬钢、镀铝钢或两者。
第二十实施方案，其是根据第十九实施方案所述的系统，其中：
i)所述镀铬钢是涂有铬的钢；
ii)所述镀铝钢是涂有铝的钢；
iii)所述镀铬钢是包含铬和钢的合金；
iv)所述镀铝钢是包含铝和钢的合金；或
v)其组合。
第二十一实施方案，其是根据第十五至第二十实施方案中的任一项所述的系统，其中所述反应区中的所述[CO]为约0.0001mol％至约0.15mol％。
第二十二实施方案，其是根据第十五至第二十一实施方案中的任一项所述的系统，其中所述反应区包括第一级和第二级，其中所述第一级、所述第二级或两者含有所述至少一种氢化催化剂。
第二十三实施方案，其是根据第二十二实施方案所述的系统，其中：
i)所述反应区的所述第一级是第一反应器，其中所述反应区的所述第二级是第二反应器；或
ii)所述反应区的所述第一级和所述反应区的所述第二级包含在共同容器中。
第二十四实施方案，其是根据第十五至第二十三实施方案中的任一项所述的系统，其中所述高度不饱和烃包含乙炔，其中所述不饱和烃包含乙烯。
第二十五实施方案，其是根据第十五至第二十四实施方案中的任一项所述的系统，其中所述高度不饱和烃包含甲基乙炔、丙二烯或两者；并且其中所述不饱和烃包含丙烯。
第二十六实施方案，其是根据第十五至第二十五实施方案中的任一项所述的系统，其中所述氢化催化剂包含钯、无机载体和任选地有机磷化合物。
第二十七实施方案，其是根据第二十六实施方案所述的系统，其中所述氢化催化剂还包含第1B族金属、第1B族金属化合物、银化合物、氟、氟化物、硫、硫化合物、碱金属、碱金属化合物、碱土金属、碱土金属化合物、碘、碘化物或其组合。
第二十八实施方案，其是根据第二十六至第二十七实施方案中的任一项所述的系统，其中所述无机载体具有约2m2/g至约100m2/g的表面积，并且大于约90重量％的所述钯集中在所述无机载体周边附近。
第二十九实施方案，其是根据第二十六至第二十八实施方案中的任一项所述的系统，其中所述氢化催化剂的所述有机磷化合物是：
i)以所述氢化催化剂的总重量计约0.005重量％至约5重量％的量存在；
ii)由通式(R)x(OR′)yP＝O表示，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；
iii)由通式(R)x(OR′)yP表示的有机磷化合物前体的产物，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；
iv)氧化膦、磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯、膦、亚磷酸酯、次亚膦酸酯、亚膦酸酯或其组合；或
v)其组合。
第三十实施方案，其是包括以下的系统：
包括至少一个管的炉，所述管包含共生金属；
包含高度不饱和烃、饱和烃和一氧化碳的裂化气流，其从所述至少一个管流出；
包括脱乙烷塔或脱丙烷塔的分馏区，其中所述分馏区将所述裂化气流分馏成塔顶产物和塔底产物，其中所述塔顶产物包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和约90mol％以上的所述裂化气流中所含的所述饱和烃；
包含从所述分馏区流出的所述塔顶产物的烃流；和
接收所述烃流的反应区，其中所述反应区包含至少一种氢化催化剂，其中，在所述反应区中，所述高度不饱和烃被氢化，在所述反应区中得到包含不饱和烃的产物，其中所述反应区包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3。
第三十一实施方案，其是根据第三十实施方案所述的系统，其中所述共生金属包含镀铬钢、镀铝钢或两者。
第三十二实施方案，其是根据第三十一实施方案所述的系统，其中：
i)所述镀铬钢是涂有铬的钢；
ii)所述镀铝钢是涂有铝的钢；
iii)所述镀铬钢是包含铬和钢的合金；
iv)所述镀铝钢是包含铝和钢的合金；或
v)其组合。
第三十三实施方案，其是根据第三十至第三十二实施方案中的任一项所述的系统，其中所述至少一种氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
第三十四实施方案，其是根据第三十三实施方案所述的系统，其中所述至少一种氢化催化剂包含钯、无机载体和任选地有机磷化合物。
第三十五实施方案，其是根据第三十四实施方案所述的系统，其中所述氢化催化剂的所述有机磷化合物是：
i)以所述氢化催化剂的总重量计约0.005重量％至约5重量％的量存在；
ii)由通式(R)x(OR′)yP＝O表示，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；
iii)由通式(R)x(OR′)yP表示的有机磷化合物前体的产物，其中x和y是0至3范围内的整数并且x+y等于3，其中每个R是氢、烃基基团或其组合；并且其中每个R′是烃基基团；
iv)氧化膦、磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯、膦、亚磷酸酯、次亚膦酸酯、亚膦酸酯或其组合；或
v)其组合。
第三十六实施方案，其是根据第三十至第三十五实施方案中的任一项所述的系统，其中所述反应区中的所述[CO]为约0.0001mol％至约0.15mol％。
第三十七实施方案，其是包括以下的方法：
将进料流裂化，产生包含乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、氢气、一氧化碳和C3 +组分的裂化气流；
将所述裂化气流分馏成C2 -流和C3 +流，其中所述C2 -流包含乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、一氧化碳和氢气，其中所述C3 +流包含所述C3 +组分；
使所述C2 -流的所述乙炔的至少一部分在氢化催化剂存在下氢化，得到包含乙烯的产物，其中所述氢化催化剂对于将乙炔转化为乙烯的选择性是以转化为所述产物的乙炔的摩尔数计约90mol％以上，其中所述氢化步骤在反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述C2 -流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述C2 -流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3；
从所述产物中移出乙烯；以及
将乙烯聚合成一种或多种聚合物产物。
第三十八实施方案，其是根据第三十七实施方案所述的方法，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的乙烯的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的乙烯的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的乙炔的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的乙炔的摩尔数。
第三十九实施方案，其是包括以下的方法：
将包含高度不饱和烃和一氧化碳的烃流提供到包含氢化催化剂的反应区；以及
在所述反应区中将所述高度不饱和烃氢化，得到包含不饱和烃的产物，其中所述氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中所述氢化步骤在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3。
第四十实施方案，其是根据第三十九实施方案所述的方法，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方案，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和教导的情况下对其进行修改。本文描述的实施方案仅仅是示例性的，而非意在限制。本文公开的本发明的许多变化和修改是可能的并且在本发明的范围内。在明确陈述了数值范围或限制的情况下，这些明确范围或限制应理解为包括落在明确陈述的范围或限制内的类似量值的迭代范围或限制(例如约1至约10包括2、3、4等；大于0.10包括0.11、0.12、0.13等)。对于权利要求的任何要素使用术语″任选地″旨在表示需要主题要素，或者可选地不需要。两种可选方案都属于权利要求的范围。使用诸如包含、包括、具有等的更广义术语应理解为对诸如由......组成、基本上由......组成、实质上包含等狭义术语提供支持。
因此，保护范围不受以上阐述的描述限制，而仅由随后的权利要求限制，该范围包括权利要求的主题的所有等同物。每一项权利要求都作为本发明的实施方案并入本说明书中。因此，权利要求是进一步的描述，并且是对本发明的实施方案的补充。本文引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内容在此通过引用并入，其程度为它们提供了对本文阐述的那些进行补充的示例性、程序性或其它细节。

Claims (30)

1.一种方法，其包括：
在反应区中将从烃流接收的高度不饱和烃氢化，得到包含不饱和烃的产物，其中所述氢化步骤在氢化催化剂的存在下进行，所述氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，
其中所述氢化步骤在所述反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区的体积，单位是ft3。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的所述高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述高度不饱和烃包含乙炔，并且其中所述不饱和烃包含乙烯。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述高度不饱和烃还包含甲基乙炔、丙二烯或两者；并且其中所述不饱和烃还包含丙烯。
5.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
将进料流裂化以产生包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和饱和烃的裂化气流。
6.根据权利要求5所述的方法，其还包括：
将所述裂化气流分馏，得到包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和约90mol％以上的所述裂化气流中所含的所述饱和烃的C3 -流或C2 -流，其中所述C3 -流或所述C2 -流中的所述高度不饱和烃的至少一部分在所述氢化催化剂的存在下氢化。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应区中的所述[CO]为约0.0001mol％至约0.15mol％。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述氢化步骤包括：
使所述氢化催化剂与所述高度不饱和烃的至少一部分在氢气存在下接触。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应区包括第一级和第二级，其中所述反应区的所述第一级和所述第二级中的至少一个含有所述氢化催化剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
i)所述反应区的所述第一级和所述反应区的所述第二级包含在共同容器中；或
ii)所述反应区的所述第一级是第一反应器，所述反应区的所述第二级是第二反应器，并且所述第一反应器和所述第二反应器是串联连接的。
11.一种系统，其包括：
包含高度不饱和烃和一氧化碳的烃流；和
接收所述烃流的反应区，其中所述反应区含有至少一种氢化催化剂，其中所述高度不饱和烃在所述反应区中氢化，得到包含不饱和烃的产物，其中所述至少一种氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中所述反应区包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
13.根据权利要求11所述的系统，其还包括：
在与所述反应区流体连接并在其上游的炉中的管，其中所述管的至少一部分由共生金属制成；和
包含所述高度不饱和烃、饱和烃和一氧化碳的裂化气流，其从所述管流出。
14.根据权利要求13所述的系统，其还包括：
包括脱乙烷塔或脱丙烷塔的分馏区，其与所述反应区流体连接并在其上游，其中所述分馏区将所述裂化气流分馏成塔顶产物和塔底产物，其中所述塔顶产物包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和约90mol％以上的所述裂化气流中所含的所述饱和烃，其中所述塔顶产物经由所述烃流从所述分馏区流向所述反应区。
15.根据权利要求13所述的系统，其还包括：
其中所述共生金属包含钢表面上的铬、钢表面上的铝或两者。
16.根据权利要求15所述的系统，其中：
i)镀铬钢是涂有铬的钢；
ii)镀铝钢是涂有铝的钢；
iii)镀铬钢是包含铬和钢的合金；
iv)镀铝钢是包含铝和钢的合金；或
v)其组合。
17.根据权利要求11所述的系统，其中所述反应区中的所述[CO]为约0.0001mol％至约0.15mol％。
18.根据权利要求11所述的系统，其中所述反应区包括第一级和第二级，其中所述第一级、所述第二级或两者含有所述至少一种氢化催化剂。
19.根据权利要求18所述的系统，其中：
i)所述反应区的所述第一级是第一反应器，其中所述反应区的所述第二级是第二反应器；或
ii)所述反应区的所述第一级和所述反应区的所述第二级包含在共同容器中。
20.根据权利要求11所述的系统，其中所述高度不饱和烃包含乙炔，其中所述不饱和烃包含乙烯。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述高度不饱和烃还包含甲基乙炔、丙二烯或两者；并且其中所述不饱和烃还包含丙烯。
22.一种系统，其包括：
包括至少一个管的炉，所述管包含共生金属；
包含高度不饱和烃、饱和烃和一氧化碳的裂化气流，其从所述至少一个管流出；
包括脱乙烷塔或脱丙烷塔的分馏区，其中所述分馏区将所述裂化气流分馏成塔顶产物和塔底产物，其中所述塔顶产物包含所述高度不饱和烃、一氧化碳和约90mol％以上的所述裂化气流中所含的所述饱和烃；
包含从所述分馏区流出的所述塔顶产物的烃流；和
接收所述烃流的反应区，其中所述反应区包含至少一种氢化催化剂，其中，在所述反应区中，所述高度不饱和烃被氢化，在所述反应区中得到包含不饱和烃的产物，其中所述反应区包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述共生金属包含钢表面上的铬、钢表面上的铝或两者。
24.根据权利要求23所述的系统，其中：
i)镀铬钢是涂有铬的钢；
ii)镀铝钢是涂有铝的钢；
iii)镀铬钢是包含铬和钢的合金；
iv)镀铝钢是包含铝和钢的合金；或
v)其组合。
25.根据权利要求22所述的系统，其中所述至少一种氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
26.根据权利要求22所述的系统，其中所述反应区中的所述[CO]为约0.0001mol％至约0.15mol％。
27.一种方法，其包括：
将进料流裂化，产生包含乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、氢气、一氧化碳和C3 +组分的裂化气流；
将所述裂化气流分馏成C2 -流和C3 +流，其中所述C2 -流包含乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、氢气和一氧化碳，其中所述C3 +流包含所述C3 +组分；
使所述C2 -流的所述乙炔的至少一部分在氢化催化剂存在下氢化，得到包含乙烯的产物，其中所述氢化催化剂对于将乙炔转化为乙烯的选择性是以转化为所述产物的乙炔的摩尔数计约90mol％以上，其中所述氢化步骤在反应区中在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述C2 -流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述C2 -流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3；
从所述产物中移出乙烯；以及
将乙烯聚合成一种或多种聚合物产物。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的乙烯的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的乙烯的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的乙炔的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的乙炔的摩尔数。
29.一种方法，其包括：
将包含高度不饱和烃和一氧化碳的烃流提供到包含氢化催化剂的反应区；以及
在所述反应区中将所述高度不饱和烃氢化，得到包含不饱和烃的产物，其中所述氢化催化剂对于将所述高度不饱和烃转化为所述不饱和烃的选择性是以转化为所述产物的所述高度不饱和烃的摩尔数计约90mol％以上，其中所述氢化步骤在如下条件下进行，所述条件包括在约0.09至约35范围内的流动指数(IF)，其中所述IF被定义为：
其中F是所述烃流进入所述反应区的流速，单位是kg/h，[CO]是所述烃流中的一氧化碳浓度，单位是mol％，并且V是所述反应区部分的体积，单位是ft3。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述选择性被定义为：
其中S是选择性(mol％)，UH(p)是所述产物中的所述不饱和烃的摩尔数，UH(f)是所述烃流中的所述不饱和烃的摩尔数，HUH(f)是所述烃流中的高度不饱和烃的摩尔数，并且HUH(p)是所述产物中的所述高度不饱和烃的摩尔数。
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