CN113454051B - 烯烃生产过程中乙炔加氢单元的操作方法 - Google Patents

Abstract

一种对来自蒸汽裂解单元的裂解气中的乙炔进行选择性加氢以生产烯烃的方法可包括从裂解气中分离出氢原料。加氢原料可以包括乙炔、氢气、一氧化碳和至少一种产品。该方法可进一步包括使加氢原料与乙炔加氢催化剂接触，接触使得加氢原料中至少一部分乙炔加氢以产生加氢流出物。为了应对导致加氢进料中氢气浓度变化的蒸汽裂解单元的原料的成分变化，该方法可进一步包括：确定加氢进料中的氢气浓度；基于确定的加氢进料的氢气浓度增加或减少加氢进料的温度。

Description

烯烃生产过程中乙炔加氢单元的操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年2月28日提交的美国临时专利申请第62/811,660号的优先权，此临时专利申请的全部公开内容通过引用的方式并入本文中。

背景

技术领域

本公开内容总体涉及用于生产烯烃的化学处理系统及其操作，更具体地说，涉及烯烃生产过程中乙炔加氢单元的操作方法。

背景技术

轻质烯烃可作为生产许多类型的商品和材料的基础材料。举例来说，乙烯可用于制造聚乙烯、氯化乙烯或环氧乙烷。这类产物可用于产物包装、建筑、纺织品等。因此，工业上需要轻质烯烃，如乙烯、丙烯和丁烯。

可以通过不同的反应过程来生产轻质烯烃，这取决于给定的化学原料流，如来自石化作业的产品流。例如，烃类裂解(例如，蒸汽裂解)可用于从烃类流中生产烯烃。然而，烃类裂解和用于生产轻质烯烃的其他过程会产生副产品和杂质，如乙炔和丙二烯化合物，这对下游工艺和催化剂有害。此外，由于这些化合物的反应性，高浓度乙炔的存在会给下游工艺带来安全问题。通过在烃类裂解单元下游的选择性加氢过程中进行加氢，可以从含烯烃的烃类裂解流出物中去除乙炔和其他杂质及副产品。烃类裂解流出物中的乙炔化合物的选择性加氢也可以回收额外的产品烯烃，如乙烯和丙烯。

发明内容

目前在烯烃生产过程中对乙炔进行选择性加氢的工艺被设计为在相对稳定的原料流(引入加氢装置的氢气浓度变化很小)中进行。由于烃类原料的成分恒定，蒸汽裂解器的流出物在成分上变化不大，这样的系统可以顺利运行。蒸汽裂解流出物的成分和进入乙炔加氢单元的进料流的成分通常至少基于引入蒸汽裂解单元的烃类原料的成分是可以预测的。然而，烃类市场的波动可能导致引入蒸汽裂解单元的原料的频繁变化。改变原料成分和蒸汽裂解单元的操作条件可能会导致进入乙炔加氢单元的氢气浓度相对于乙炔加氢单元在恒定原料成分下的操作而发生变化。例如，使蒸汽裂解单元的原料换成较轻的烃类流进行蒸汽裂解，例如相对于丙烷和/或石脑油而言，由较高浓度的乙烷组成的流(与乙烷浓度较低、丙烷和石脑油浓度较高的较重烃类流相比)，可以产生具有较高浓度氢的裂解流出物。增加裂解流出物中的氢气浓度会导致在恒定入口温度下的乙炔加氢操作中烯烃选择性降低，导致蒸汽裂解单元中产生的部分烯烃产品(如乙烯和丙烯)被加氢为相应的石蜡化合物。烯烃(如乙烯和丙烯)加氢的快速增加会导致乙炔加氢单元的热失控，因为烯烃加氢反应(是放热反应)的热量释放很快。降低裂解炉流出物中的氢气浓度以保持恒定的氢气浓度是可行的，例如通过应用变压吸附装置。然而，这种操作的资本和运营成本可能过高，因此，在实践中，这种方法可行，但很少用。

此外，当蒸汽裂解器的原料再次从较轻的原料变为具有较高浓度的石脑油和丙烷以及较低浓度的乙烷的较重原料时，氢气浓度会下降。在这种情况下，由于蒸汽裂解单元的原料发生变化，输入加氢装置的氢气浓度突然降低，可能导致乙炔加氢单元的工艺窗口向乙炔的低转化率转变，这可能导致乙炔向下游工艺突破。乙炔突破下游工艺会导致乙烯产品流不符合规格。产品流中乙炔的存在可能会给利用这些乙烯产品流的下游工艺带来额外的问题。

本文所公开的在烯烃生产过程中操作乙炔加氢单元的方法可以通过响应于乙炔加氢单元或向其输送的氢气浓度的变化来改变乙炔加氢单元的操作条件，从而减少或防止乙炔的突破和/或热失控。具体地，在目前描述的一个或多个实施方案中，这些方法可包括确定乙炔加氢单元或加氢进料中的氢气浓度，并修改乙炔加氢单元中的温度、一氧化碳(CO)浓度或两者，以满足所需的乙炔目标浓度，而没有反应器失控或乙炔突破到下游工艺的风险。已经发现，修改乙炔加氢单元的温度和/或乙炔加氢单元中的CO浓度可以改变乙炔加氢单元在乙炔转化率和乙烯选择性方面的操作，这可被用来降低乙炔热失控或突破下游工艺的概率。通过提高或降低引入乙炔加氢单元的加氢进料的温度，例如通过改变在将其送入乙炔加氢单元之前转移到加氢进料的热量，可以提高或降低乙炔加氢单元的入口温度。通过改变蒸汽裂解单元的操作条件或乙炔加氢单元上游的蒸汽裂解单元中的含硫化合物的浓度，可以提高或降低乙炔加氢单元中的CO浓度。在将加氢进料输送到乙炔加氢单元之前，也可以向加氢进料添加补充CO。因此，一直需要在烯烃生产过程中操作乙炔加氢单元的工艺，该工艺允许引入烯烃生产过程的原料成分经常变化，同时防止乙炔加氢单元的热失控。

根据目前描述的一个实施方案，一种对来自蒸汽裂解单元的裂解气中的乙炔进行选择性加氢以生产烯烃的方法可包括从裂解气中分离出氢原料。加氢原料可以包括乙炔、氢气、一氧化碳和至少一种产物(例如，至少一种烯烃产物)。该方法可进一步包括使加氢原料与乙炔加氢催化剂接触，接触使得加氢原料中至少一部分乙炔加氢以产生加氢流出物。为了应对导致加氢进料中氢气浓度变化的蒸汽裂解单元的原料的成分变化，该方法可进一步包括：确定加氢进料中的氢气浓度；基于确定的加氢进料的氢气浓度增加或减少加氢进料的温度。

根据目前描述的另一个实施方案，在烯烃生产系统中操作乙炔加氢单元的方法可包括在蒸汽裂解单元中裂解至少一部分原料以生产裂解气。原料可以包括一种或多种烃类。该方法可进一步包括将至少一部分裂解气传递给分离系统，分离系统是可操作的以从裂解气中生产至少一种加氢原料。加氢进料可至少包括乙炔、一氧化碳、氢气和至少一种产品(例如，至少一种烯烃产品)。该方法可进一步包括使所述加氢进料在乙炔加氢单元中与乙炔加氢催化剂接触，所述接触使得所述加氢进料中至少一部分乙炔发生加氢，以产生加氢流出物。该方法可进一步包括改变蒸汽裂解单元中裂解的原料的成分。改变原料的成分可以提高或降低加氢原料中的氢气浓度。该方法可进一步包括，响应于改变原料的成分，确定乙炔加氢单元中的氢气浓度，并根据确定乙炔加氢单元中氢气浓度，提高或降低乙炔加氢单元的温度。

附图说明

以下对本公开的具体实施方案的详细描述在结合以下附图阅读时可最佳地理解，其中相似的结构用相似的附图标记指示，并且其中：

图1示意性地描述了根据本文所示的一个或多个实施方案的从烃类原料生产烯烃的过程，该工艺包括乙炔加氢单元的上游的热交换器；

图2示意性地描述了根据本文所示和描述的一个或多个实施方案的图1的烯烃生产过程，其中补充的CO被添加到乙炔加氢单元上游的加氢进料中；

图3示意性地描述了根据本文描述的一个或多个实施例的另一个生产烯烃的过程，该过程包括在乙炔加氢单元的上游的氢气分离系统；

图4示意性地描述了根据本文所述的一个或多个实施方案的图1过程的一部分，其中乙炔加氢单元包括多个加氢反应器；

图5图示描述了根据本文所述的一个或多个实施方案的在两个不同的氢浓度下，乙炔加氢单元的乙炔转化率(y轴-左)和乙烯选择性(y轴-右)随温度的变化；并且

图6图示描述了根据本文描述的一个或多个实施方案的乙炔加氢单元的乙炔浓度(y轴-左)和乙烯选择性(y轴-右)随传递到乙炔加氢单元的加氢进料温度(x轴)的变化。

应当理解，附图在本质上为示意性的，并且不包括本领域中通常采用的反应器系统的一些部件，例如但不限于传感器、温度变送器、压力变送器、流量计、泵、阀门、热交换器、内部反应器结构等。众所周知，这些部件都在公开的本实施方案的精神和范围之内。然而，操作部件(如本披露中所述的部件)可以被添加到本披露中所述的实施方案中。

现在将更详细地参考各种实施方案，其中一些实施方案在附图中进行说明。在可能的情况下，整个附图将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。

具体实施方式

本公开的一个或多个实施方案涉及烯烃生产过程中乙炔加氢单元的操作方法。特别是，本公开的一个或多个实施方案涉及在烯烃生产过程的原料成分经常变化时操作烯烃生产过程的乙炔加氢单元的方法。根据一个或多个实施方案，本文公开的对来自生产烯烃的蒸汽裂解单元的裂解气中的乙炔进行选择性加氢的方法可包括从裂解气中分离加氢原料，该加氢原料包括乙炔、氢气、一氧化碳和至少一种产品。该方法可进一步包括使加氢原料与乙炔加氢催化剂接触，接触使得加氢原料中至少一部分乙炔加氢以产生加氢流出物。为了应对导致加氢进料中氢气浓度变化的蒸汽裂解单元的原料的成分变化，该方法可进一步包括：确定加氢进料中的氢气浓度；基于确定的加氢进料的氢气浓度提高或降低加氢进料的温度。该方法可进一步包括响应于加氢进料或加氢流出物中确定的氢浓度，提高或降低加氢进料中的CO浓度。本公开的方法可使乙炔加氢单元的操作参数得到修改，以适应进入蒸汽裂解单元的烃类原料变化所引起的加氢进料中氢气浓度的频繁变化，同时减少或防止热失控并保持乙炔的转化，以减少或防止乙炔泄漏到下游工艺。

如本文所用，术语“加氢进料”是指从分离系统传到乙炔加氢单元的流出物，流出物包括从引入分离系统的裂解气中至少95质量％的乙炔。

如本文所使用的，术语“耗尽的乙炔流”是指来自分离系统的另一种流出物，这种流出物包括从传递到分离系统的裂解气中提取的低于5质量％的乙炔。

如本文所用，术语“上游”和“下游”是相对于材料在工艺中的流动方向而言的。例如，如果一个或多个材料流从第一单元操作流向第二单元操作，则第一单元操作是第二单元操作的上游。如果一个或多个材料流从第二单元操作流向第一单元操作，则第一单元操作是第二单元操作的下游。

如本文所用，术语“选择性”可指由过程产生的所需产品的摩尔数与该过程消耗的反应物的摩尔数之间的变化比例。例如，乙炔加氢单元的乙烯选择性可以是乙炔加氢单元中产生的乙烯摩尔的变化除以乙炔加氢反应消耗的乙炔总摩尔的比率。例如，如果所有的乙炔都被转化为乙烯，那么选择性就是100％。如果所有乙炔都转化为乙烷，则选择性为0(零)。如果不仅是所有的乙炔，而且还有一些进入的乙烯被转化为乙烷，那么选择性就会变成负值。因此，对乙烯的选择性可以用以下等式1表示(等式1)：

在等式1中，S_C2H4是对乙烯的选择性；n_C2H4出是乙炔加氢单元排出的流出物中乙烯的摩尔数；n_C2H4入是乙炔加氢单元进料中乙烯的摩尔数；n_C2H2入是乙炔加氢单元进料中乙炔的摩尔数；n_C2H2出是乙炔加氢单元排出的流出物中乙炔的摩尔数。

如本文所使用的，术语“突破”可指特定反应物，如但不限于乙炔、甲基乙炔、丙二烯或其他化合物，从一个加工单元传递到另一个下游加工单元，传递量大于烯烃用户规定的阈值，例如2体积百万份比(ppmv)。在示例中，当特定反应物在反应系统中经历基本不完全转化，使得从反应系统中排出的流出物中特定反应物的浓度大于2ppmv，或大于1ppmv(取决于烯烃用户和地点)时，就会发生突破。

如本文所用，术语“热失控”可指工艺因工艺温度的递增而加速(这将产生或生成额外热量或能量的方式改变工艺的操作条件，使温度进一步升高)的工艺状态。

参照图1，示意性地描述了通过烃类蒸汽裂解生产烯烃的工艺10。工艺10可以包括烃类裂解单元20、烃类裂解单元20下游的淬火工艺30、酸性气体去除单元34、淬火单元30和酸性气体去除单元34下游的分离系统40以及分离系统40下游的乙炔加氢单元50。乙炔加氢单元50可以定位成从分离系统40接收加氢进料42。烃类原料12可以被引入烃类裂解单元20，以裂解烃类原料12的一种或多种成分来生产一种或多种烯烃。烃类原料12可以是任何烃类流，如来自石油化工工艺或原油、页岩气或其他烃类来源的精炼操作的产品流。在一些实施方案中，烃类原料12可以包括在烃类裂解单元20之前或在该装置中结合的多个不同的烃类流。在一些实施方案中，烃类原料12可以是轻质烃类原料，如包括乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、其他轻质烃类或它们的组合的原料。

烃类裂解单元20可以是可操作的以接收烃类原料12，并裂解烃类原料12的一种或多种成分，以产生裂解流出物22。烃类裂解单元20可以是蒸汽裂解单元，其中烃类原料12在500℃至850℃的温度下与蒸汽接触，以产生裂解流出物22。在一些实施方案中，烃类裂解单元20可以是蒸汽裂解单元，而烃类原料12可以是轻质烃类成分，轻质烃类成分可以包括乙烷、丙烷、石脑油或它们的组合以及其他烃类。含硫成分14、含氧化合物流16或两者也可被引入烃类裂解单元20。含硫组合物14可以包括一种或多种含硫化合物，例如，但不限于二甲基二硫(DMDS)、二甲基硫(DMS)、二乙基二硫(DES)、甲硫醇(MM)或它们的组合。含硫化合物可使蒸汽裂解单元的蒸汽裂解炉中的加热线圈钝化，以管理蒸汽裂解单元中焦炭的形成。提高或降低含硫化合物可以改变蒸汽裂解器中产生的CO数量，从而改变裂解流出物22中的CO浓度。含氧化合物流16可以包括一种或多种含氧化合物，例如但不限于乙醇。在实施方案中，含氧化合物流16可以是含甲醇的流，至少包括甲醇作为含氧化合物。

乙烷、丙烷、石脑油和其他烃类可以在烃类裂解单元20中进行蒸汽裂解，以至少生产乙烯。烃类裂解单元20可以在足以从烃类原料12中的烃类生产一种或多种轻质烯烃(如乙烯和丙烯)的条件(即温度、压力、气时空速等)下运行。在实施例中，蒸汽裂解单元可以在500℃至850℃，500℃至810℃，550℃至850℃，550℃至810℃，从600℃至850℃，或从600℃至810℃的温度下操作。蒸汽裂解单元的温度可以取决于引入蒸汽裂解单元的烃类原料12的组成。其他适合烃类裂解工艺的操作条件在本领域中是众所周知的。

裂解流出物22可包括一种或多种裂解反应产物，例如，但不限于，乙烯、丙烯、丁烯(例如，1-丁烯、反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯、异丁烯)、乙烷、丙烷、其他轻质烃类或它们的组合。裂解流出物22还可以包括氢气、一氧化碳、乙炔、甲基乙炔、丙二烯、甲烷、烃类裂解单元20中产生的其他化合物、烃类原料12的未反应成分或它们的组合。例如，烃类裂解单元20中的裂解反应可产生副产品，如氢气和一氧化碳，以及副反应产品，如乙炔、甲基乙炔、丙二烯、其他副反应产品或它们的组合。此外，未反应的烃类和/或烃类原料12的其他成分可以穿过烃类裂解单元20而不发生反应，因此裂解流出物22包括烃类原料12的这些未反应的成分。烃类裂解单元20中也会产生酸性气体。

仍然参考图1，裂解流出物22可以从烃类裂解单元20经过到达烃类裂解单元20下游的淬火单元30。淬火装置30可以是可操作的以对裂解炉流出物22进行淬火，以降低裂解炉流出物22的温度并去除蒸汽和重烃成分，从而产生淬火的裂解炉流出物32。在淬火段30中对裂解炉流出物22进行淬火可以从裂解炉流出物22中分离出蒸汽和重烃成分(例如，从裂解炉流出物22的气流中分离出蒸汽和重烃)。淬火部分30可以包括两个或更多的淬火单元，例如可操作以去除重烃成分的油淬火单元以及用于去除裂解流出物22中的蒸汽的水淬火。淬火的裂解流出物32可以被传递到酸性气体去除工艺34，以去除淬火后的裂解流出物32中的酸性气体，从而产生裂解气36。淬火后的裂解流出物32或裂解气36可以被传递到一个或多个压缩机(未显示)，这些压缩机在将裂解气36送到分离系统40之前进一步减小气体的体积。

参照图1，裂解气32可以被传递到分离系统40，该系统在淬火段30、酸性气体去除过程34和压缩机(未显示)的下游。分离系统40可以是可操作的以从裂解气32中至少生产加氢进料42和乙炔耗尽的流44。分离系统40可以包括一个或多个分离单元。分离系统40可以是可用于从裂解气36中生产加氢原料42的任何类型的分离系统。在一些实施方案中，分离系统40可以包括蒸馏装置，在该装置中，裂解气36可以通过成分的沸点温度差异被分离成加氢进料42和乙炔贫化流44。在一些实施方案中，分离系统40可以是多级蒸馏塔。通过沸点温度差异分离裂解气36的成分可以包括最初将裂解气36冷却到低于裂解气36的一种或多种成分的沸点温度。因此，分离系统40可以包括冷凝器，冷凝器可操作以冷凝蒸馏单元上游的裂解气36的一种或多种成分。分离系统40不限于蒸馏过程。可以理解的是，还设想到从裂解气36中生产加氢原料42的其他方法和工艺。

如前所述，加氢进料42可包括来自裂解气36的至少95重量％的乙炔，并传递给分离系统40。加氢原料42可以包括饱和和不饱和烃类，例如，但不限于，乙烯(C₂H₄)、丙烯(C₃H₆)、乙炔(C₂H₂)、甲基乙炔(H₃C-C≡CH)、丙二烯(HC＝C＝CH)、甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、丙烷(C₃H₈)，或它们的组合。加氢进料42也可以包括非烃类气体，例如，但不限于，氢气、一氧化碳、二氧化碳(CO₂)、惰性气体，或它们的组合。惰性气体可包括氮气、氩气或烯烃生产系统10中存在的其他惰性气体。在一些实施方案中，加氢原料42可以包括乙炔、氢气、一氧化碳和至少一种产品。加氢原料42可以进一步包括甲基乙炔、丙二烯或两者。加氢进料42中的产品可以包括乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、丙烷中的一种或多种或它们的组合。

乙炔贫化流44可以包括来自裂解气36的小于5重量％的乙炔。与加氢进料42相比，乙炔贫化流44可以包括更多重量百分比的高沸点烃类。这些高沸点烃类可包括饱和和不饱和烃类，例如，但不限于丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、丁二烯、戊烷，或其他较高沸点的烃类。

分离系统40可以是前端脱丙烷器(FEDP)或前端脱乙烷器(FEDE)。当分离系统40是FEDP时，加氢进料42可以包括C_3-烃类和非烃类气体。C_3-烃类可包括但不限于甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、甲基乙炔、丙二烯以及它们的组合。加氢进料42中的轻质气体可以包括氢气、CO、二氧化碳、氮气或其他非烃类气体。当分离系统40是FEDP时，乙炔贫化流44可以包括C₄₊烃类，如丁烷、丁烯、丁二烯、戊烷、戊烯(即戊烯的一种或多种各类异构体)和其他C₄₊烃类。在一些实施方案中，分离系统40可以是FEDE，在这种情况下，大部分丙烷和丙烯可以在乙炔贫化流44中，而不是在加氢进料42中。有关烯烃生产过程中乙炔加氢的各种前端配置的进一步信息可参见Edgar L.Mohundro撰写的“关于乙烯工厂C2和C3选择性加氢的概述”(第15届乙烯生产会议，2003年AICHE春季全国会议，新奥尔良，洛杉矶)，其中的全部内容通过引用的方式并入本文中。

再次参考图1，加氢进料42可以被传递到乙炔加氢单元50。加氢原料42可以与乙炔加氢单元50中的加氢催化剂接触。使加氢原料42与加氢催化剂接触可产生加氢流出物，加氢流出物可包含加氢原料42的成分和加氢反应的反应产物。加氢进料42与加氢催化剂的接触可导致加氢进料42中至少一部分乙炔加氢，以产生加氢流出物52，与加氢进料42相比，流出物的乙炔浓度会降低。乙炔加氢单元50可以包括一个或多个加氢反应器，如1、2、3或3个以上的加氢反应器。在一些实施方案中，乙炔加氢单元50可包括多个串联的加氢反应器，如第一加氢反应器、第一加氢反应器下游的第二加氢反应器，以及第二加氢反应器下游可选的第三加氢反应器。热交换器可以设置在乙炔加氢单元50的多个加氢反应器中的每一个之间。乙炔加氢单元50的加氢反应器可以是包括加氢催化剂的固定床的固定床反应器。乙炔加氢单元50的加氢反应器可以是气相反应器，气相反应器可操作以通过加氢催化剂(固体)与气相反应物的接触来进行加氢反应。

虽然图中未示出，但乙炔加氢单元50可以包括一个或多个温度传感器、压力传感器、流量计或它们的组合，用于测量乙炔加氢单元50中一个或多个位置的温度、压力或气体流速。可以为乙炔加氢单元50的多个乙炔加氢反应器中的一个或多个和/或为引入乙炔加氢单元50的加氢进料42确定温度、压力和/或气体流速。操作乙炔加氢单元50的方法可包括确定乙炔加氢单元50的温度、传递到乙炔加氢单元50的加氢进料42的温度或两者。

乙炔加氢单元50还可以包括一个或多个分析仪，如GC分析仪，分析仪是可操作的以测量加氢进料42、加氢流出物52、来自乙炔加氢单元50的一个或多个加氢反应器的中间流出物中的氢气浓度，或它们的组合。在一些实施方案中，在将加氢进料42引入乙炔加氢单元50之前，可以从加氢进料42中取回用于氢气浓度分析的气流。可替代地或另外，也可以从乙炔加氢单元50排出的加氢流出物52中提取用于氢气浓度分析的流。在一些实施方案中，可以从乙炔加氢单元50的一个加氢反应器中通过的一个或多个中间流出物流中获取用于氢气浓度分析的流。操作乙炔加氢单元50的方法可包括确定乙炔加氢单元50中的氢气浓度。确定乙炔加氢单元50中的氢气浓度可包括测量或分析加氢进料42、加氢流出物52或两者中的氢气浓度。

加氢催化剂可以是乙炔加氢催化剂，该催化剂相对于加氢原料42中的产品化合物而言，是对乙炔加氢有选择性的催化剂。加氢催化剂可以是任何已知的用于选择性加氢乙炔的催化剂。用于乙炔加氢的商业催化剂可广泛获得，本公开内容不限于本文所述的任何特定成分。

乙炔加氢单元50可以在催化加氢对乙炔加氢比对丙烯和乙烯加氢具有选择性的条件下运行。乙炔加氢单元50可以在足以使乙炔加氢的温度下运行，在此温度下防止乙炔向下游工艺的突破，但低于导致烯烃加氢增加和乙炔加氢单元50热失控的温度。乙炔加氢单元50的操作温度可以从10℃至200℃，如从10℃至100℃，尽管乙炔加氢单元50的操作温度可能取决于加氢进料42的组成，本文将进一步详细描述。影响乙炔加氢单元50工作温度的其他因素可包括但不限于加氢催化剂的类型、加氢催化剂的寿命/活性、流速、入口乙炔浓度、CO浓度、污染物或毒物的存在、其他因素或这些因素的组合。乙炔加氢单元50可在100磅/平方英寸表压(psig)至1000psig(即约690千帕(kPa)至约6900kPa)的压力下运行。乙炔加氢单元50还可以在气时空速(GHSV)为1,000至14,000(每小时每体积的催化剂)的情况下运行。

加氢流出物52可以指从乙炔加氢单元50中传出，如从乙炔加氢单元50的最后一个加氢反应器中传出的流出物或组合物。加氢流出物52的乙炔浓度可以小于加氢进料42的乙炔浓度。加氢流出物52可以具有小于或等于阈值浓度的乙炔浓度，该浓度可由烯烃产品用户指定。在一些实施方案中，加氢流出物52的乙炔浓度可以小于或等于2ppmv，小于或等于1ppmv，小于或等于0.5ppmv，或甚至小于或等于0.1ppmv。乙炔加氢单元50中的加氢反应会消耗加氢进料42中的氢气，但由于加氢进料42中的乙炔浓度较小(例如在以百万份计的范围内)，加氢流出物52中的氢气浓度变化可能低于分析仪器的检测极限(相比于加氢进料42)。相对于烃类裂解单元20中产生的产品化合物(如丙烯和乙烯)的加氢，可以选择乙炔加氢单元50的加氢催化剂和操作条件对乙炔进行加氢。

加氢原料42中氢气浓度的变化可以影响乙炔加氢单元50的乙炔转化率和乙烯选择性。参照图5，对于具有18mol％氢气的加氢进料(曲线502)和具有28mol％氢气的加氢进料(曲线504)，乙炔转化率作为进入乙炔加氢单元50的加氢进料42的入口温度的函数被图形化示出。如图5所示，将氢气浓度从18mol％(502)增加到28mol％(504)，使乙炔转化率曲线向更低的反应器温度移动，以实现同样的乙炔转化率。不打算受理论的约束，据信，由于氢是加氢反应中的反应物，增加氢的浓度会增加氢和乙炔之间的反应概率。如图5所示，对于28％的氢气浓度，产生特定乙炔转化率所需的加氢进料的入口温度将低于氢气浓度为18％的加氢进料实现特定乙炔转化率所需的入口温度。增加氢气浓度也会增加氢气与其他不饱和成分(如丙二烯和/或甲基乙炔)以及乙烯和丙烯等产品烯烃之间反应的概率。

图5还以图形示出对于具有18mol％氢的加氢进料(曲线512)和具有28mol％氢的加氢进料(曲线514)，乙烯的选择性是加氢进料42到乙炔加氢单元50的入口温度的函数。在图5中，X轴上的温度T₀是加氢进料42的温度，超过这个温度，乙烯的选择性就开始下降。如图5所示，将氢气浓度从18mol％(512)增加到28mol％(514)，使乙烯选择性曲线向较低的反应器温度移动，这表明随着氢气浓度的增加，发生乙烯加氢的温度下降。如果在大于T₀的加氢进料的相同入口温度下操作，与具有18％氢气的加氢进料相比，具有28％氢气的加氢进料的乙烯选择性可能减少约20％。因此，在入口温度不变的情况下，氢气浓度的增加会导致乙烯和其他产品烯烃的加氢作用增加，从而导致价值损失。增加的烯烃加氢也会导致乙炔加氢单元50的热失控。如图5所示，提高或降低加氢进料42或乙炔加氢单元50中的氢气浓度会影响乙炔转化率和乙烯选择性(作为温度的函数)方面的工艺操作窗口。

因此，图5表明，增加乙炔加氢单元50中的氢气浓度可以提高乙炔转化率，并在加氢进料42的特定入口温度下降低乙烯的选择性。

现在参考图6，加氢流出物52中的乙炔浓度(y轴左)和乙炔加氢单元50的乙烯选择性(y轴右)被描述为乙炔加氢单元50入口处的加氢原料42的温度(x轴)的函数。图6中的线602表示加氢流出物52的目标乙炔浓度，低于该浓度的乙炔被认为降低到足以满足产品规格的水平。如图6所示，在给定的加氢原料42的组成下，加氢流出物52中的乙炔浓度(曲线610)随着入口温度的增加而降低。图6显示，通过分别降低或提高乙炔加氢单元50的入口温度，可以提高或降低加氢流出物52中的乙炔浓度610。对于曲线610的加氢进料42的给定成分，温度T₁可以被定义为加氢流出物52中乙炔浓度等于或低于目标乙炔浓度602的最低温度。当加氢进料42的温度高于T₁时，加氢流出物52中的乙炔浓度(610)低于目标乙炔浓度。对于加氢进料42的温度低于T₁，加氢流出物52中的乙炔浓度(610)会大于目标乙炔浓度。在温度低于T₁时，加氢流出物52中的乙炔浓度较高，会导致乙炔向下游工艺突破。

图6示出了在与曲线610相同的加氢进料42的组成下，乙炔加氢单元50的乙烯选择性(曲线620)作为入口温度的函数。如图6所示，乙烯的选择性(曲线620)随着入口温度的升高而下降。因此，随着乙炔加氢单元50入口温度的升高，乙炔加氢单元50的乙烯选择性降低，表明加氢流出物52中的乙烯浓度降低，这可能是由于乙烯在乙炔加氢单元50中的加氢作用增加造成的。乙烯的加氢作用增加可能导致热失控。例如，在加氢进料42的温度大于约T₂时，乙烯的选择性会下降到一个点，即有不可接受的数量的乙烯进行加氢反应。由于乙烯加氢反应放热，乙烯和其他烯烃的加氢反应增加所释放的额外热量会进一步提高乙炔加氢单元50的温度，从而进一步提高乙烯和丙烯加氢的反应速率。乙烯和其他烯烃不断加氢产生的热量不断增加会导致乙炔加氢单元50的热失控。热失控会导致通过乙烯和丙烯的过度加氢增加烯烃产品的损失。此外，在热失控期间经历的超过200℃的温度增加会损坏加氢催化剂和设备，如反应器、仪器、热交换器和其他设备，并可能增加安全风险。

再次参考图6，对于加氢进料42的给定成分，引入乙炔加氢单元50的加氢进料42的入口温度的操作窗口可以被限定在入口温度T₁和入口温度T₂之间，在入口温度T₁以下，加氢流出物52中的乙炔浓度大于目标乙炔浓度602，在入口温度T₂以上，乙烯选择性下降，烯烃产品的加氢可能导致乙炔加氢单元50的热失控。

再次参考图6，可以通过乙炔加氢单元50中的CO浓度、氢气浓度或两者的变化来修改或转移乙炔加氢单元50的操作过程窗口。提高乙炔加氢单元50中的CO浓度可以扩大工艺窗口，并使加氢进料42的温度的工艺窗口向更大的温度转移。在图6中，曲线612表示与曲线610的一氧化碳浓度相比，对于以增加的CO浓度操作乙炔加氢单元50，加氢流出物52中的乙炔浓度是加氢进料42的入口温度的函数。通过增加乙炔加氢装置50中的CO浓度，在加氢流出物52中的乙炔浓度等于目标乙炔浓度602时的氢化进料42的入口温度T₃大于曲线610(具有较低的CO浓度)的氢化进料42的相应温度T₁。

增加乙炔加氢单元50中的CO浓度也可以使乙烯的选择性曲线向更大的入口温度移动。曲线622表示与曲线620相比，在更大的CO浓度下，乙炔加氢单元50的乙烯选择性是时间的函数。如图6所示，与用较少的CO浓度操作乙炔加氢单元50相比，增加乙炔加氢单元50中的CO浓度(曲线622)可以使乙炔加氢单元50在更大的入口温度下运行。因此，提高乙炔加氢单元50中的CO浓度可以使乙炔加氢单元50在更大的温度下运行，而不会引起热失控。

如前所述，加氢进料42(和乙炔加氢单元50)中的氢气浓度可根据上游烃类裂解单元20的操作和引入烃类裂解单元20的烃类原料12的组成而提高或降低。下表1提供了在裂解乙烷、丙烷和石脑油时产生的裂解流出物中氢气的摩尔百分比(mol％)，这是根据使用化学工艺模拟软件产生的估计值。如表1所示，与裂解丙烷和石脑油相比，裂解乙烷产生的氢气浓度更高。因此，引入具有增加乙烷浓度的烃类原料12的原料将增加裂解流出物22中的氢浓度，以及从分离系统40传递到乙炔加氢单元50的加氢进料42中的氢浓度。

表1

在为特定氢浓度选择的操作条件下(例如在乙炔反应器的恒定入口温度下)的乙炔加氢单元50中，由于快速切换到使用较轻的烯烃工艺原料而导致加氢进料42的氢浓度突然增加会导致产品烯烃的过度加氢以及乙炔加氢单元50的热失控。如果不改变其他操作条件，快速切换到使用较重原料而导致加氢进料42中的氢浓度下降会导致乙炔的转化率降低和乙炔对下游工艺的突破性。

参照图1-2，本文公开的用于操作乙炔加氢单元50的方法可以根据对乙炔加氢单元50中的氢气浓度(例如，加氢进料42、加氢流出物52和/或乙炔加氢单元50中的任何中间流出物或流中的氢气浓度)的确定，为乙炔加氢单元50提供操作条件的快速调整。通过提高或降低乙炔加氢单元50的温度、乙炔加氢单元50中的CO浓度或它们的组合可以调整乙炔加氢单元50的操作。可以通过提高或降低加氢进料42的温度来提高或降低乙炔加氢单元50的温度。可以在将加氢原料42传递给乙炔加氢单元50之前提高或降低加氢原料42的温度。可以通过提高或降低加氢原料42中的CO浓度来提高或降低乙炔加氢单元50中的CO浓度。在一些实施方案中，该方法可包括提高或降低加氢原料42中的氢气浓度，如图3所示。

再次参考图1，操作乙炔加氢单元50的方法可以包括确定乙炔加氢单元50中的氢气浓度，并且根据对乙炔加氢单元50中的氢气浓度的确定，提高或降低乙炔加氢单元50的温度、乙炔加氢单元50中的CO浓度或两者。

乙炔加氢单元50中的氢气浓度可以通过使用一个或多个分析仪测量加氢进料42、加氢流出物52或两者中的氢气浓度来确定，如前文所述。可替代地或者另外，可以通过测量乙炔加氢单元50上游的一个或多个位置(如烃类裂解单元20、裂解流出物22、淬火装置30、淬火裂解流出物32、酸性气体去除过程34、裂解气36、分离系统40或它们的组合)处的成分(包括氢气浓度)来推断乙炔加氢单元50中的氢气浓度。也可以通过确定烃类原料12的组成并从烃类原料12和烃类裂解单元20以及可选的淬火装置30、酸性气体去除过程34和/或分离系统40的操作条件计算氢气浓度来确定乙炔加氢单元50中的氢气浓度。设想到确定乙炔加氢单元50中的氢气浓度的其他方法和技术。

再次参考图1，根据加氢进料42的氢气浓度的变化操作乙炔加氢单元50的方法可以包括：确定乙炔加氢单元50的氢气浓度；并且根据对加氢装置50的氢气浓度的确定提高或降低乙炔加氢单元50的温度。该方法可进一步包括确定乙炔加氢单元50的温度、加氢进料42的入口温度或两者。可以通过控制通过热交换器60和热交换器旁路62的进料量来控制乙炔加氢单元50入口处的加氢进料42的温度。在一些实施方案中，可以通过使用本领域已知的用于测量反应器内部反应区温度的一个或多个温度传感器测量温度来确定乙炔加氢单元50的温度。

参照图1，在一些实施方案中，可以分别通过提高或降低加氢进料42的温度来升高或降低乙炔加氢单元50的温度。操作乙炔加氢单元50的方法可以包括根据对乙炔加氢单元50中氢气浓度的测定，提高或降低乙炔加氢单元50入口处的加氢进料42的温度。对于加氢进料42或乙炔加氢单元50中氢气浓度的每个增量变化，在乙炔加氢单元50入口处的加氢进料42的温度可以升高或降低一定幅度，此幅度足以使加氢流出物52中的乙炔浓度保持在目标乙炔浓度以下，或减少丙烯和/或乙烯的加氢并防止乙炔加氢单元50的热失控。在乙炔加氢单元50的入口处的加氢进料42的温度可随着氢气浓度的增加而降低，并随着氢气浓度的降低而增加。在一些实施方案中，对于加氢进料42或乙炔加氢单元50中的氢气浓度每增加5体积百分比(体积％)，加氢进料42的入口温度可从0.5℃降至2.0℃，或从0.5℃降至1.5℃，或甚至从0.5℃降至1.0℃，并且对于乙炔加氢单元50的加氢进料42中的氢浓度每增加5体积％，入口温度可从0.5℃增至2.0℃，或从0.5℃增至1.5℃，甚至从0.5℃增至1.0℃。加氢进料42中的氢气浓度增加5体积％和减少5体积％是指基于加氢进料42的总体积流量的氢气体积百分比(体积％)的绝对增加和绝对减少。例如，加氢进料42中的氢气体积百分比从20体积％变为25体积％会是氢气浓度增加5体积％。

参照图1，烯烃生产过程10可以包括设置在分离系统40和乙炔加氢单元50之间的热交换器60。热交换器60可以包括具有控制阀64的旁路62。通过控制通过热交换器60的加氢进料42的量和通过旁路62绕过热交换器60的加氢进料42的量，可以提高或降低乙炔加氢单元50入口处的加氢进料42的温度。控制绕过热交换器60的加氢进料42的数量，可以提高或降低乙炔加氢单元50入口处的加氢进料42的温度。用于加氢进料42的热交换器60可以是化学工业中已知的任何类型的热交换器。在一些实施方案中，操作乙炔加氢单元50的方法可以包括确定加氢进料42中的氢气浓度，响应加氢进料42中氢气浓度的降低而增加加氢进料42的温度，并且响应加氢进料42中氢气浓度的增加而降低加氢进料42的温度。

在一些实施方案中，提高乙炔加氢单元50的温度可以包括通过与乙炔加氢单元50本身的热交换，例如通过主动冷却或加热乙炔加氢单元50或它们的一个或多个加氢反应器，根据乙炔加氢单元50的氢气浓度直接提高或降低乙炔加氢单元50。任何合适的与乙炔加氢单元50的加氢反应器进行热交换的手段都可以用来改变乙炔加氢单元50的温度。示例可以包括但不限于：增加/减少加热介质的温度用于管中壳设计的乙炔反应器的等温操作或用于绝热操作；给加氢反应器加套；使中间流通过热交换器；或与乙炔加氢单元50交换热量的其他方法。

参照图1，响应于氢气浓度的变化操作乙炔加氢单元50的方法可以包括确定乙炔加氢单元50的氢气浓度和提高或降低加氢进料42中的CO的浓度。如前所述，根据氢气浓度提高或降低加氢进料42中的CO浓度，可以改变乙炔加氢单元50的工艺窗口。该方法可进一步包括提高或降低加氢进料42的温度，同时改变加氢进料42的CO浓度。

该方法可进一步包括确定乙炔加氢单元50中的CO浓度。确定乙炔加氢单元50中的CO浓度可以包括测量加氢进料42、加氢流出物52或两者中的CO浓度。可以使用分析仪(如GC分析仪)，在这些气流中测量CO的浓度，如同此前在测量氢气浓度时描述的那样。需要指出的是，在乙炔的加氢反应中不消耗CO；然而，一些CO可通过乙炔加氢单元50内可能发生的副反应被消耗。副反应所消耗的CO量可低于1重量％。加氢原料42中至少有99％的CO可以进入并通过乙炔加氢单元50。可替代地或另外，可通过推断烃类裂解单元20、裂解流出物22、淬火装置30、淬火裂解流出物32、酸性气体去除过程34、裂解气36、分离系统40中的一个或多个CO浓度来确定乙炔加氢单元50或加氢进料42中的CO浓度。通过使用质量平衡计算淬火装置30、酸性气体去除过程34和分离系统40中的一个或多个，分离系统40上游的任何流或流出物中的CO浓度可用于计算加氢进料42中的CO。可以考虑采用其他方法和技术来确定乙炔加氢单元50或加氢进料42中的CO浓度。

乙炔加氢单元50中的CO浓度(例如，加氢进料42中的CO浓度)可以随着氢气浓度的增加而增加，并随着氢气浓度的降低而降低。在一些实施方案中，对于乙炔加氢单元50或加氢进料42中的氢气浓度每递增5体积％，乙炔加氢单元50或加氢进料42中的CO浓度可增加至少10份/百万体积(ppmv)，至少15ppmv，或至少20ppmv。类似地，对于乙炔加氢单元50或加氢进料42中的CO浓度每递减5体积％，乙炔加氢单元50或加氢进料42中的氢气浓度可减少至少10ppmv，至少15ppmv，或至少20ppmv。如前所述，在提高或降低乙炔加氢单元50或加氢进料42中的CO浓度的同时，可以提高或降低加氢进料42的温度，以便将乙炔加氢单元50的操作条件定位在与修改的CO浓度相对应的工艺窗口内。

在一些实施方案中，可以通过提高或降低烃类裂解单元20中产生的CO量来提高或降低加氢进料42或乙炔加氢单元50中的CO浓度。通过改变烃类裂解单元20的一个或多个操作参数，可以提高或降低烃类裂解单元20中产生的CO的数量。在一些实施方案中，可以通过改变引入蒸汽裂解单元的含硫化合物、含氧化合物(如甲醇)或两者的量来改变蒸汽裂解单元中产生的CO数量。在一些实施方案中，可以通过减少或增加引入烃类裂解单元20的含硫化合物的量来提高或降低裂解流出物22中的CO浓度。含硫化合物可包括但不限于二甲基二硫(DMDS)、二甲基硫醚(DMS)、二乙基二硫(DES)、甲硫醇(MM)或它们的组合中的一种或多种。可以通过提高或降低与烃类裂解单元20上游的烃类原料12相结合的含硫化合物14的流速来提高或降低引入烃类裂解单元20中的含硫化合物的量。增加引入到烃类裂解单元20中的硫可以使裂解炉中的加热线圈钝化，从而控制烃类裂解单元20中形成的焦炭数量。尽管通常作为抗冻剂加入烃类裂解单元20，但引入烃类裂解单元20的甲醇量也会影响烃类裂解单元20中产生的CO量。

参照图2，在一些实施方案中，可以通过分别提高或降低加氢原料42的CO浓度来提高或降低乙炔加氢单元50中的CO浓度。在一些实施方案中，增加乙炔加氢单元50中的CO浓度可包括使加氢进料42与含CO的组合物70相结合，以产生包括CO的混合含乙炔组合物72，并将混合含乙炔组合物72传递到乙炔加氢单元50。含CO的组合物70可以是CO气体或CO与一种或多种其他气体的组合，如氮气或其他惰性气体。混合的加氢进料72的CO浓度可大于加氢进料42中的CO浓度。可以根据对加氢原料42或乙炔加氢单元50中氢气浓度的测定，分别通过提高或降低含CO的组合物70相对于加氢原料42在混合的含乙炔组合物72中的比例来提高或降低乙炔加氢单元50中的CO浓度。需要指出的是，除了测量氢气和CO在加氢进料42或加氢流出物52中的浓度外或以其他方式，还可以通过测量这些成分在混合加氢进料72中的浓度来确定氢气浓度、CO浓度或两者。如前所述，通过使含CO的组合物70与加氢进料42相结合来调整乙炔加氢单元50中的CO的组成，可以同时调整加氢进料42或混合加氢进料72的温度(例如，如图2中所示)。

现在参考图3，在一些实施方案中，操作乙炔加氢单元50的方法可包括降低加氢进料42中的氢气浓度，以产生还原氢加氢进料82，并将还原氢加氢进料82传递到乙炔加氢单元50。降低加氢进料42中的氢气浓度可能伴随着在将其传递到乙炔加氢单元50之前，还原的加氢进料82的温度的相应变化。可以通过将加氢进料42传递给氢气分离系统80来降低加氢进料42中的氢气浓度，氢气分离系统是可操作的以从加氢进料42中去除至少一部分氢气，以产生还原加氢进料82和氢气流84。氢气分离系统80可以是能够降低加氢进料42的氢气浓度的任何类型的工艺或单元操作。降低加氢进料42的氢气浓度的单元操作可以包括但不限于变压吸附过程或其他分离过程。可以通过修改氢气分离系统80的操作条件或使至少一部分氢气流84与减氢的加氢进料82相结合来提高或降低减少氢气的加氢进料82中的氢气浓度。修改加氢进料42中的氢气浓度可能伴随着传递到乙炔加氢单元50的还原加氢进料82温度的相应提高或降低。

本文公开的用于操作乙炔加氢单元50的方法可包括响应于乙炔加氢单元50中的氢气浓度变化，调整反应器入口处的加氢进料42的温度、调整乙炔加氢单元50的温度、调整加氢进料42中的CO浓度或调整加氢进料42中的氢气浓度中的一种或多种的任意组合。参照图1，在一些实施方案中，操作乙炔加氢单元50的方法可以包括：改变反应器入口处加氢进料42的温度；并且根据加氢进料42的氢气浓度的变化改变加氢进料42中的CO浓度。

在一些实施方案中，操作乙炔加氢单元50以响应于乙炔加氢单元50中氢气浓度的变化而修改乙炔加氢单元50的温度、乙炔加氢单元50中的CO浓度或两者的方法可确保加氢流出物52中的乙炔浓度低于目标乙炔浓度，以减少或防止乙炔突破下游工艺。从乙炔加氢单元50排出的加氢流出物52的乙炔浓度可以小于或等于2ppm(ppmv)，例如小于或等于1ppmv，小于或等于0.5ppmv，或甚至小于或等于0.1ppmv。此外，操作乙炔加氢单元50以响应于乙炔加氢单元50中氢气浓度的变化来修改乙炔加氢单元50的温度、乙炔加氢单元50中的CO浓度或两者的方法可以减少或防止热失控，热失控会导致烯烃产品(如丙烯和乙烯)的产量减少，并可能导致热失控导致的高温对催化剂和设备的损害。

加氢流出物52可以被传递到乙炔加氢单元50下游的一个或多个单元操作和工艺，以进一步处理加氢流出物52。下游工艺可包括蒸汽压缩、分离、干燥或其他操作和工艺。乙炔加氢单元50下游的单元操作和工艺最终可将加氢流出物52分离成多个气体流，例如，但不限于，乙烯产品流、丙烯产品流、丙烷流、乙烷流、其他流或这些流的组合。这些产品流中的一个或多个可以作为反应物或原料传递给进一步的生产过程，如聚合物生产过程。

参照图4，描述了工艺10的分离系统40和乙炔加氢单元50，乙炔加氢单元50包括多个串联排列的加氢反应器(例如，第一加氢反应器150、第二加氢反应器160和第三加氢反应器170)。如前所述，乙炔加氢单元50可以包括1、2、3、4或4个以上的加氢反应器。乙炔加氢单元50的多个加氢反应器可以串联、并联或两者结合的方式排列。参照图4，乙炔加氢单元50被描述为具有至少一个第一加氢反应器150和在第一加氢反应器150下游的第二加氢反应器160。乙炔加氢单元50还可以包括第二加氢反应器160下游的第三加氢反应器170。乙炔加氢单元50也可以可选择地包括配置在每个加氢反应器之间的热交换器180。热交换器180可以是可操作的以去除加氢反应器之间放热加氢反应产生的热量。

参照图4，操作具有多个加氢反应器的乙炔加氢单元50的方法可包括将裂解气32引入分离系统40，该系统可以是可操作的以产生至少加氢进料42和乙炔耗尽流44。加氢进料42可以具有本文先前描述的加氢进料42的任何成分或特性。该方法可进一步包括在第一加氢反应器150中使加氢原料42与乙炔加氢催化剂接触，该接触导致加氢原料42中至少一部分乙炔加氢以产生第一加氢反应器流出物152。

第一加氢反应器流出物152的乙炔浓度可以小于加氢进料42中的乙炔浓度。然而，第一加氢反应器150中乙炔的转化率可以小于或等于95％，小于或等于90％，甚至小于或等于85％。第一加氢反应器150中的乙炔转化可能需要一个或多个额外的加氢反应器来进一步转化乙炔，使得加氢流出物52中的乙炔浓度低于目标乙炔浓度。

参照图4，操作乙炔加氢单元的方法可进一步包括使第一加氢反应器流出物152与第二加氢反应器160中的乙炔加氢催化剂接触，接触导致第一加氢反应器流出物152中剩余的部分乙炔加氢，以产生第二加氢反应器流出物162。与第一加氢反应器流出物152相比，第二加氢反应器流出物162可以具有较低浓度的乙炔。第二加氢反应器的流出物162可以穿过热交换器180，以去除第二加氢反应器160中放热加氢反应的热量。

在一些实施方案中，该方法可进一步包括使第二加氢反应器流出物162与第三加氢反应器170中的乙炔加氢催化剂接触以产生第三加氢反应器流出物172。第三加氢反应器流出物172的乙炔浓度可以小于目标乙炔浓度，例如小于或等于2ppmv，小于或等于1ppmv，小于或等于0.5ppmv，或甚至小于或等于0.1ppmv。第三加氢反应器流出物172可以作为加氢流出物52从乙炔加氢单元50中排出。

该方法可进一步包括确定乙炔加氢单元50中的氢浓度，例如通过测量加氢进料42、第一加氢反应器流出物152、第二加氢反应器流出物162或第三加氢反应器流出物172中的一个或多个氢浓度，并且提高或降低第一加氢反应器150、第二加氢反应器160、第三加氢反应器170的温度，或它们的组合。该方法可包括确定加氢进料42、第一加氢反应器150、第一加氢反应器流出物152、第二加氢反应器160、第二加氢反应器流出物162、第三加氢反应器170的温度，或它们的组合。

第一加氢反应器150的温度可以分别通过提高或降低第一加氢反应器150入口处的加氢进料42的温度来提高或降低。如前所述，对于第一个加氢反应器150中氢气浓度每增加5体积％，加氢进料42的入口温度可从0.5℃降至2.0℃，或从0.5℃降至1.5℃，或从0.5℃降至1.0℃，并且对于第一加氢反应器150中的氢浓度每增加5体积％，可从0.5℃增至2.0℃，或从0.5℃增至1.5℃，甚至从0.5℃增至1.0℃。第二加氢反应器160的温度可以通过分别提高或降低第一加氢反应器流出物152在第二加氢反应器160的入口处的温度来提高或降低。对于第二加氢反应器160中氢气浓度每增加5体积％，第一加氢反应器流出物152的入口温度可从0.5℃降至2.0℃，或从0.5℃降至1.5℃，或甚至从0.5℃降至1.0℃，并且对于第二加氢反应器160中氢气浓度每增加5体积％，可从0.5℃降至2.0℃，或从0.5℃降至1.5℃，或甚至从0.5℃降至1.0℃。第三加氢反应器170的温度可以通过分别提高或降低第二加氢反应器流出物162在第三加氢反应器170的入口处的温度来提高或降低。对于第三加氢反应器170中氢气浓度每增加5体积％，第二加氢反应器流出物162的温度可以从0.5℃降至2.0℃，或从0.5℃降至1.5℃，或甚至从0.5℃降至1.0℃，并且对于第一加氢反应器150中的氢气浓度每增加5体积％，温度可以从0.5℃增至2.0℃，或从0.5℃增至1.5℃，或甚至从0.5℃增至1.0℃。需要指出的是，由于乙炔浓度的按百万份计的范围，加氢进料42、第一加氢反应器150、第二加氢反应器160和第三加氢反应器170中的氢气浓度都基本相同。

可替代地或另外，该方法可以包括根据对乙炔加氢单元50中氢气浓度的测定，提高或降低加氢进料42中的CO浓度。对于第一个加氢反应器150中氢气浓度每增加5体积％，加氢进料42中的CO浓度可增加至少10ppmv，至少15ppmv，或甚至至少20ppmv，并且对于第一加氢反应器150中的氢浓度每增加5体积％，浓度降低至少10ppmv，至少15ppmv，或至少20ppmv。提高或降低第一加氢进料中的CO浓度可包括修改第一加氢反应器150上游的烃类裂解单元20的一个或多个操作参数，如先前所述。提高或降低加氢进料42中的CO浓度还可以包括：使加氢进料42与含CO的组合物70结合，以产生混合加氢进料72；将混合加氢进料72传递给第一加氢反应器150；并且根据对加氢进料42或第一加氢反应器150中氢浓度的确定，提高或降低混合加氢进料72中含CO的组合物70相对于加氢进料42的比例。

再次参考图1，对来自蒸汽裂解单元的裂解气中的乙炔进行选择性加氢以生产烯烃的方法可包括从裂解气36中分离出氢原料42。加氢原料42可以包括乙炔、氢气、一氧化碳和至少一种产品。加氢进料42还可包括先前描述的加氢进料42的任何其他成分。该方法可进一步包括使加氢原料42与乙炔加氢催化剂接触，接触导致加氢原料42的至少一部分乙炔加氢，以产生加氢流出物52。如前所述，烃类原料12的成分可以突然改变，这会提高或降低流裂解过程中产生的氢气。响应于导致加氢进料42中的氢气浓度的变化引起的蒸汽裂解单元的烃类原料12的成分变化，该方法可进一步包括确定加氢进料42中的氢气浓度，并根据确定的加氢进料42的氢气浓度提高或降低加氢进料42的温度。确定加氢进料42的氢气浓度可包括测量裂解气36、加氢进料42、加氢流出物52或它们的组合中的氢气浓度。提高或降低加氢进料42的温度可包括根据对加氢进料42中氢气浓度的确定，在与乙炔加氢催化剂接触之前提高或降低加氢进料42的温度。对于加氢进料42中氢气浓度每增加5体积％，加氢进料42的温度可以从0.5℃降至2.0℃，或从0.5℃降至1.5℃，或甚至从0.5℃降至1.0℃，并且对于加氢进料42中的氢气浓度每增加5体积％，温度可以从0.5℃增至2.0℃，或从0.5℃增至1.5℃，或甚至从0.5℃增至1.0℃。

在一些实施方案中，该方法可进一步包括根据加氢进料42中氢气浓度的确定，提高或降低加氢进料42中的CO浓度。对于加氢进料42中的氢气浓度每增加5体积％，加氢进料42中的CO浓度可以增加至少10ppmv，并且对于加氢进料42中的氢浓度每增加5体积％，CO浓度可以降低至少10ppmv。提高或降低加氢进料42中的CO浓度可包括提高或降低引入蒸汽裂解单元(例如烃类裂解单元20)的含硫化合物、甲醇等含氧化合物质或两者的量。参照图3，可替代地或另外，提高或降低加氢进料42中的CO量可包括使含CO的组合物与加氢进料42结合以形成混合加氢进料72，并修改含CO的组合物与加氢进料42的比例以改变混合加氢进料72中CO的浓度。提高或降低加氢进料42中的CO浓度可能伴随着加氢进料42的温度的相应变化。

实施例

通过以下实例将另外阐明本公开的实施方案，这些实施方案不应解释为对本发明所描述的公开和/或要求保护的实施例的限制。

使包括氢气、氮气、乙烯、丙烯、一氧化碳和乙炔的加氢原料与固定床反应器中的加氢催化剂接触，气时空速为11,000小时^-1。对于实施例1，加氢原料中的氢气浓度为18体积％，对于实施例2，加氢原料中的氢气浓度为28体积％。氮气、乙烯、丙烯、一氧化碳和乙炔的浓度保持不变，并在表2中提供。使用甲烷作为余量气体。调整加氢进料的温度以获得从固定床反应器中流出的加氢流出物中94％的乙炔转化率。在表2中提供了实现94％的乙炔转化率所需的温度和相应的乙烯选择性。

表2

如表2的结果所示，当氢气浓度从实施例1的18％增加到实施例2的28％时，需要更低的加氢进料温度来实现94％的乙炔转化率。从实施例1到实施例2，降低加氢原料的温度，使乙烯的选择性保持在97％左右。降低加氢反应器入口处的加氢进料温度可允许更好的热量管理，以使反应器失控的风险降到最低，并可以延长催化剂的使用寿命，因为它会经历更少的恶劣条件。

应注意，所附权利要求书中的一项或多项利用术语“其中”作为过渡短语。出于定义本发明的目的，应注意，此术语在权利要求中引入为开放的过渡短语，其用于引入结构的一系列特征的引述并且应以与更多常用开放的前导术语“包含”相同的方式解释。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变化。因为本领域的技术人员可进行并入本发明的精神和实质的所公开的实施例的修改组合、子组合和变化，所以本发明应被解释为包括在所附权利要求书以及其等效物的范围内的所有事物。

Claims (15)

1.一种对来自用于生产烯烃的蒸汽裂解单元的裂解气中的乙炔进行选择性加氢的方法，所述方法包括：

从裂解气中分离出加氢进料，所述加氢进料包含乙炔、氢气、一氧化碳和至少一种产品；

使所述加氢进料与乙炔加氢催化剂接触，所述接触使得所述加氢进料中至少一部分乙炔加氢以产生加氢流出物；

响应于导致所述加氢进料中氢气浓度变化的蒸汽裂解单元的原料的成分变化，测量所述加氢进料、所述加氢流出物或其两者中的氢气浓度；并且

基于所述加氢进料的测量的氢气浓度，提高或降低所述加氢进料的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中提高或降低所述加氢进料的温度包括基于所述加氢进料中的氢气浓度的确定，在与所述乙炔加氢催化剂接触之前提高或降低所述加氢进料的温度，其中对于所述加氢进料中氢气浓度每增加5体积％，所述加氢进料的温度降低0.5℃至2.0℃，并且对于所述加氢进料中的氢气浓度每降低5体积％，所述温度升高0.5℃至2.0℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述加氢进料中的所述氢气浓度的测量，提高或降低所述加氢进料中的CO浓度，其中对于所述加氢进料中的氢气浓度每增加5体积％，所述加氢进料中的CO浓度增加至少10ppmv，并且对于所述加氢进料中的氢气浓度每降低5体积％，所述CO浓度降低至少10ppmv。

4.根据权利要求1所述的方法，其中提高或降低所述加氢进料中的CO浓度包括提高或降低引入到蒸汽裂解单元中的含硫化合物、含氧化合物或两者的量。

5.一种在烯烃生产系统中操作乙炔加氢单元的方法，所述方法包括：

在蒸汽裂解单元中裂解原料以产生裂解气，所述原料包括一种或多种烃类；

将至少一部分所述裂解气传递给分离系统，所述分离系统是可操作的以从所述裂解气中生产至少一种加氢进料，所述加氢进料包括乙炔、一氧化碳、氢气和至少一种烯烃产品；

使所述加氢进料在乙炔加氢单元中与乙炔加氢催化剂接触，所述接触使得所述加氢进料中至少一部分乙炔发生加氢，以产生加氢流出物；

改变所述蒸汽裂解单元中裂解的原料的成分，其中改变原料的成分提高或降低所述加氢进料中的氢气浓度；

响应于改变原料的成分，确定所述乙炔加氢单元中的氢气浓度；并且

基于所述乙炔加氢单元中的所述氢气浓度的确定，提高或降低所述乙炔加氢单元的温度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中确定所述乙炔加氢单元中的氢气浓度包括测量所述裂解气、所述加氢进料、所述加氢流出物或它们的组合中的氢气浓度。

7.根据权利要求5所述的方法，其中提高或降低所述乙炔加氢单元的温度包括基于所述乙炔加氢单元中的氢气浓度的确定，提高或降低传递到所述乙炔加氢单元的加氢进料的温度，其中对于所述乙炔加氢单元中的氢气浓度每增加5体积％，所述加氢进料的温度降低0.5℃至2.0℃，并且对于所述乙炔加氢单元中的氢气浓度每降低5体积％，所述加氢进料的温度升高0.5℃至2.0℃。

8.根据权利要求5所述的方法，进一步包括基于所述乙炔加氢单元中的氢气浓度的确定，提高或降低所述乙炔加氢单元中的CO浓度，其中对于所述乙炔加氢单元中的氢气浓度每增加5体积％，所述乙炔加氢单元中的CO浓度增加至少10ppmv，并且对于所述乙炔加氢单元中的氢气浓度每降低5体积％，所述CO浓度降低至少10ppmv。

9.根据权利要求8所述的方法，其中提高或降低所述乙炔加氢单元中的CO浓度包括提高或降低所述加氢进料中的CO浓度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中提高或降低所述加氢进料中的CO浓度包括提高或降低引入所述蒸汽裂解单元中的含硫成分、含氧化合物或两者的量。

11.根据权利要求5所述的方法，其包括改变所述加氢进料的成分，并且响应于所述加氢进料的成分的改变，确定所述加氢进料中的所述氢气浓度。

12.根据权利要求5所述的方法，其中所述乙炔加氢单元至少包括第一加氢反应器和所述第一加氢反应器下游的第二加氢反应器，并且其中所述第一加氢反应器中的乙炔转化率小于或等于95％。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述乙炔加氢单元包括在所述第二加氢反应器下游的第三加氢反应器。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述加氢进料包括甲基乙炔和丙二烯，并且所述至少一种产品包括乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、丙烷或它们的组合中的一种或多种。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述加氢流出物的乙炔浓度小于或等于2ppmv。