EA026154B1 - Способ и система для очистки потока этиленсодержащего газа - Google Patents

Способ и система для очистки потока этиленсодержащего газа Download PDF

Info

Publication number
EA026154B1
EA026154B1 EA201491270A EA201491270A EA026154B1 EA 026154 B1 EA026154 B1 EA 026154B1 EA 201491270 A EA201491270 A EA 201491270A EA 201491270 A EA201491270 A EA 201491270A EA 026154 B1 EA026154 B1 EA 026154B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
catalyst
ethylene
supported
silver
carrier
Prior art date
Application number
EA201491270A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201491270A1 (ru
Inventor
Мингйонг Сан
Стив Бланкеншип
Михаил Урбанчик
Ричард Пол Золдак
Original Assignee
Клариант Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Клариант Корпорейшн filed Critical Клариант Корпорейшн
Publication of EA201491270A1 publication Critical patent/EA201491270A1/ru
Publication of EA026154B1 publication Critical patent/EA026154B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/163Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
    • C07C7/167Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation for removal of compounds containing a triple carbon-to-carbon bond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/462Ruthenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48Silver or gold
    • B01J23/50Silver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19Catalysts containing parts with different compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/612Surface area less than 10 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/615100-500 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63Pore volume
    • B01J35/633Pore volume less than 0.5 ml/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63Pore volume
    • B01J35/6350.5-1.0 ml/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/14833Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound with metals or their inorganic compounds
    • C07C7/14841Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound with metals or their inorganic compounds metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G70/00Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G70/00Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00
    • C10G70/02Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by hydrogenation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Предложена двухкатализаторная система, содержащая отдельные слои катализаторов, для селективной конверсии ацетилена в этилен, снижающая концентрацию ацетилена, диенов, Oи NO. Поток этиленсодержащего газа, например поток отходящего газа с установки каталитического крекинга, используемой при производстве топлив и газойлей, обрабатывают сначала путем приведения в контакт с серебряным катализатором, нанесенным на оксид металла, после чего поток газа приводят в контакт с рутениевым катализатором, нанесенным на оксид металла. Катализаторы помещены внутри смежных реакторов непрерывного действия или реакторных отделений.

Description

Настоящая система относится к области каталитической обработки потоков газов. В частности, настоящая система относится к области катализированной очистки потоков этиленсодержащих газов.
Уровень техники
Этилен является одним из наиболее широко производимых продуктов нефтехимии в мире. Большую часть этилена производят посредством крекинга углеводородов. Побочным продуктом в процессах получения этилена является ацетилен, который действует как катализаторный яд при производстве полиэтилена из этиленсодержащего продукта. Кроме того, в контакте с металлами ацетилен способен образовывать ацетилениды, которые представляют собой взрывоопасные примеси. Этиленсодержащий продукт полимерного сорта должен содержать не более 1 ррт ацетилена. В промышленной практике используют способ удаления следов ацетилена селективным гидрированием, который, однако, является серьезной проблемой для производителей как этилена, так и катализаторов. Причиной этого является низкая концентрация ацетилена в продуктах реакции и необходимость преобразования почти 100% ацетилена без снижения выхода этилена, которое происходит вследствие восстановления этилена до этана. Этилен является ценным сырьем в ряде химических процессов, и предпочтительно селективное восстановление ацетилена в этилен. При восстановлении ацетилена важными показателями для выбора катализатора являются его селективность по отношению к этилену и полезный срок службы.
Алкины химически легко восстанавливаются до алканов в среде Н2 в присутствии металлического катализатора. Реакция проходит в несколько стадий, через образование промежуточных алкенов. При этом путем регулирования селективности катализатора возможно прекращение химического восстановления ацетилена до этана на стадии образования этилена. Для металлических катализаторов в качестве носителя часто используют А12О3, который, к тому же, обладает способностью выполнять функции как кислоты, так и основания Льюиса. Имеющий самую высокую активность среди металлов платиновой группы рутений при использовании в нанесенных металлических катализаторах в потоках углеводородных газов, содержащих ацетилен, также имеет ряд недостатков.
Металлы платиновой группы, например рутений, которые используют в катализаторах для восстановления ацетилена, могут конвертировать значительную долю ацетилена в этан через стадию гидрирования этилена.
Наряду с углеводородами, отходящий поток газа часто содержит оксиды азота, кислород, серу и другие нежелательные примеси. В промышленных масштабах в процессах селективного гидрирования ацетилена чаще всего используют катализаторы на основе Ρά. Катализаторы на основе Ρά имеют высокую активность и селективность при гидрировании ацетилена и диенов, но они очень чувствительны к сере и некоторым другим катализаторным ядам. Кроме того, катализаторы на основе Ρά не являются особенно эффективными при удалении оксидов азота и кислорода.
Для селективного гидрирования ацетилена и диенов также используют никелевые катализаторы. Никелевые катализаторы устойчивы к отравлению серой, но низкоселективны в процессе гидрирования ацетилена. Часто при удалении ацетилена значительные количества олефинов также подвергают гидрированию до насыщенных углеводородов. Помимо этого, при высоком содержании оксида углерода в потоке сырьевого газа, особенно при низких температурах, катализаторы на основе никеля склонны образовывать карбонил никеля, который является высоколетучим и высокотоксичным веществом, способным осаждаться на оборудовании, расположенном далее по потоку, и представлять серьезную угрозу для безопасности персонала.
Краткое описание изобретения
Предложена двухкатализаторная система, содержащая отдельные слои катализаторов, для селективной конверсии ацетилена в этилен, снижающая концентрацию ацетилена, диенов, О2, и ΝΟΧ. Поток этиленсодержащего газа, например поток отходящего газа с установки каталитического крекинга, используемой при производстве топлив и газойлей, обрабатывают сначала путем приведения в контакт с серебряным катализатором, нанесенным на оксид металла, после чего поток газа приводят в контакт с рутениевым катализатором, нанесенным на оксид металла.
Указанные два катализатора помещены внутри смежных последовательных реакторов непрерывного действия или реакторных отделений.
Приведение в контакт потока газа с серебряным катализатором до приведения его в контакт с рутениевым катализатором позволяет оптимизировать селективность по этилену благодаря повышению степени конверсии ацетилена в этилен при минимальном превращении этилена в этан. Кроме того, посредством данного способа удаляют ΝΟΧ, О2, метилацетилен и диены.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена технологическая схема конфигурации с двумя реакторами, где реакторы с серебряным и рутениевым катализаторами разделены.
Фиг. 2 изображена технологическая схема конфигурации с одним реактором, где два раздельных реакторных отделения с серебряным и рутениевым катализаторами расположены внутри одного реактора.
- 1 026154
Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
Настоящая разработка представляет способ и систему, которые могут быть использованы для очистки непереработанного газа или отходящих газов каталитического крекинга. Способом, описанным в настоящей разработке, ацетилен, метилацетилен, диены, ΝΟχ и О2 одновременно удаляют из сырьевого потока непереработанного газа, который содержит этилен, водород и СО без существенных потерь этилена, при этом этиленсодержащий поток газообразных углеводородов сначала приводят в контакт с нанесенным на носитель катализатором на основе Ад, а затем - с катализатором на основе Ки. Катализатор на основе Ад содержит от примерно 0,5 до примерно 10 мас.% серебра; катализатор на основе Ки содержит от примерно 0,01 до примерно 5 мас.% Ки, более предпочтительно от 0,01 до 1 мас.%. Носителем для каждого металлического катализатора является оксид металла, выбранный из А12О3, δίΟ2, алюмосиликатов, ΤίΟ2, ΖτΟ2, ΖηΟ, МдО, Ре2О3 и СеО2 или их смесей, но предпочтительно А12О3. Катализаторы получают методом пропитки/осаждения металла, известным специалистам в данной области техники. В целом, предпочтительные катализаторы имеют удельную поверхность по БЭТ от 3 до 200 м2/г и объем пор, определенный методом ртутной порозиметрии, от 0,2 до 0,8 мл/г.
Как изображено на фиг. 1, при схеме с двумя реакторами этиленсодержащий сырьевой поток 100, например поток газообразных олефинов от установки крекинга с псевдоожиженным катализатором (РССИ), проходит через реактор со слоем Ад-катализатора 10 с образованием первого переработанного этиленсодержащего потока газа 200. Первый переработанный этиленсодержащий поток газа 200 далее подают в реактор со слоем Ки-катализатора 20 с получением второго переработанного этиленсодержащего потока газа 300, очищенного от нежелательных примесей, т.е. ацетилена, метилацетилена, диенов, ΝΟχ и О2. Альтернативно, в одном реакторе 30 можно использовать отделение со слоем Ад-катализатора 15 и отделение со слоем Ки-катализатора 25, расположенные с возможностью приема этиленсодержащего сырьевого потока 100 и получения первого переработанного этиленсодержащего газа 200 в слое Адкатализатора внутри реактора 30, который далее поступает в отделение со слоем Ки-катализатора 25, расположенном в реакторе, с получением второго этиленсодержащего потока газа 300.
Катализаторы с меняющимися концентрациями Ад и Ки исследовали отдельно и совместно в смежном слое катализатора в реакторе непрерывного действия путем загрузки в реактор приблизительно 100 см3 катализатора, после чего через загруженный катализатор пропускали поток загрязненного примесями этиленсодержащего сырьевого потока. В целом, в целях проведения исследований температуру реактора регулировали от примерно 120 до примерно 300°С, при этом содержание оксида углерода СО поддерживали между примерно 0,05 и 5 мол.%, а содержание поддерживали менее 20 ррт. Давление в реакторе поддерживали между 0,5 и 5 МПа, парциальное давление водорода поддерживали между примерно 0,05 и 2 МПа при объемной скорости потока газа (ОСПГ) от 500 до 10 000 ч-1. Более предпочтительно ОСПГ поддерживали в диапазоне от 1000 до 5000 ч-1; наиболее предпочтительно, чтобы парциальное давление водорода поддерживалось примерно от 0,10 до 1,0 МПа при ОСПГ примерно от 1000 до 3500 ч-1 и концентрации водорода в сырьевом потоке в диапазоне от 5 до 25 мол.%.
После загрузки в реактор и перед вводом потока этиленсодержащего газа катализатор восстанавливали путем подачи водорода или водородсодержащего газа через слой катализатора при температуре свыше 100°С в течение времени, достаточном для восстановления катализаторов. В целях получения данных для различных рабочих условий шесть катализаторов были приготовлены и использованы в нижеследующих примерах (см. табл. 1).
Примеры
Таблица 1
Катализаторы, используемые в разделе Примеры
Катализатор 1 0,15% Ки на АЬОз
Катализатор 2 0,3% Ки на АЬОз
Катализатор 3 1% Ад на АЬОз
Катализатор 4 3% Ад на АЬОз
Катализатор 5 6% Ад на АЬОз
Катализатор 6 3% Ад + 0,3% Ки на АЬОз
Катализаторы 1-6 исследовали в проточном реакторе непрерывного действия. В некоторых из следующих примеров Ад-катализатор загружали в смежный слой того же реактора перед Ки-катализатором. В реактор загружали приблизительно 100 см3 катализатора. Перед подачей в реактор тестовой сырьевой смеси катализаторы предварительно восстанавливали ίη δίΐιι водородом при 204°С в течение 3 ч. Температуру в реакторе доводили до заданной температуры, после чего через реактор пропускали сырьевой этиленсодержащий газ с примесями О2, ΝΟχ, СО, ацетилена, метилацетилена и пропадиена. Всего приготавливали три различные реакционные смеси, которые затем обрабатывали в реакторе с использованием различных катализаторов и рабочих условий. Составы этиленсодержащего сырья приведены в табл. 2. Полученные результаты оценивали с точки зрения эффективности катализатора и рабочих условий по удалению примесей в сырье при ограничении образования этана.
- 2 026154
Таблица 2
Анализ сырья
Компонентный состав (мол. (мол. %) Сырье А Сырье В Сырье С
н2 17 21 20
О2 0,08 0,154 0,25
ΝΟχ 0,0077 2 ррт
СО 0.26 0,25 0.2
С2Нб 0,021 0,02 0,02
С2ТТ4 44,7 45 45
с2н2 0,137 0,16 0,16
С3Н8 0.022 0,02 0,02
С3Нб 6,83 6,2 6
Пропадиен (Ρϋ) 0,038 0,02 0,02
Метилацетилен (МА) 0.022 0,025 0,025
Пример 1. Ки-катализаторы.
Катализатор 1 содержит 0,15% Ки на А12О3, катализатор 2 содержит 0,3% Ки на А12О3. Оба катализатора получали, как это описано в публикации заявки на патент США 2010/0048972 А1. Оба катализатора исследовали на сырьевой композиции А, описанной в табл. 2, при 1,75 МПа. Объемная скорость потока газа (ОСПГ) составляла 1500 ч-1. Результаты и рабочие параметры приведены в табл. 3.
Таблица 3
Ки-катализаторы
Параметр Катализатор 1 Катализатор 2
ВНРЗ 24 26 25 27
Среди, темп, слоя, 'С 173 178 133 124
Ог, ррт 3,0 0,87 0,18 1,65
С2Нб, мол.% 1,02 1,11 1,24 0,88
С2Н4, мол.% 47,1 46,4 46,6 46,3
С2Н2, мол.% 0.003 <0.0001 <0,0001 0,0037
СЛ, мол.% 0,047 0,050 0,067 0,051
СзНб, мол.% 7,3 7,1 7,8 7,64
Пропадиен, мол.% 0.035 0.033 0,021 0.026
Метилацетилен, мол % 0,002 0,002 <0,0001 0,002
В табл. 3 приведены результаты, включающие данные анализа газа на выходе из реактора при различных температурах слоя, а также времени нахождения в реакционной зоне (ВНРЗ). Для снижения содержания кислорода и ацетилена ниже 1 ррт, т.е. условий очистки, средняя температура слоя для катализатора 1 должна составлять 178°С. Катализатор 2 достигал условий очистки при средней температуре слоя 133°С; однако при этом приводил к снижению селективности катализатора и росту содержания С2Н6 по сравнению с катализатором 1 при достижении им условий очистки.
Пример 2. Ад-катализаторы.
Катализатор 3 содержит 1% Ад, нанесенного на А12О33, катализатор 4 содержит 3% Ад, нанесенного на А12О33, катализатор 5 содержит 6% Ад, нанесенного на А12О33; катализаторы приготавливали обычным методом пропитки. Состав сырья и условия испытаний являются по существу идентичными использованным в примере 1.
Таблица 4
Ад-катализаторы _ Катализатор 5 Катализатор 4 Катализатор 3 ПаРаметР_6%А£3%Ае_1%Ай
ВНРЗ 8 10,2 20 24,5 20 23,5
Среди, темп слоя, о/-’ 130,6 146,7 126,1 177,2 125,5 176,7
с Ог, ррт (на 0,44 0,16 0,17 0,063 0,26 0,062
выходе)
С2Н4. мол.% 0.052 0.142 0,046 0,636 0.041 0,607
С2Н4, МОЛ % 56,3 54,2 53,1 47,8 48,4 44
С2Н2, мол.% 0,031 0,000 0,112 0 0,117 0,005
С.’.Н;.. мол.% 0,02 0,02 0,021 0,034 0,018 0,029
СзНв, мол % 6 5,6 6,2 5,8 5,8 5,6
Пропадиен, мол.% 0,004 0,000 0,019 0,000 0,016 0,003
Метилацетилен, 0,025 0,003 0,037 0,002 0,027 0,003
мол.%
Как видно из табл. 4, в которой приведены данные анализа газа на выходе из реактора при различных температурах слоя, применение катализатора 5 позволяет снизить содержание кислорода и ацетилена до условий очистки при 147°С. Катализатор 4 достигал условий очистки при 177°С, катализатор 3 был не способен снизить концентрацию ацетилена ниже 1 ррт при температурах вплоть до 177°С.
- 3 026154
Пример 3. Ки-катализаторы, промотированные Ад.
Катализатор 6, Ки-катализатор, промотированный Ад, получали путем пропитки/осаждения 3% Ад на катализатор 2 по стандартной методике, известной специалистам в этой области техники. Условия исследований и состав сырья были идентичны использованным в примере 1. Применение Ки-катализатора, промотированного Ад, не позволило снизить содержание кислорода ниже 1 ррт при температуре на 50°С превышающей температуру, чем в случае использования катализатора на основе только одного рутения. Результаты и рабочие параметры приведены в табл. 5.
Таблица 5
3% Ад на катализаторе с 0,3% Ки
Параметр Опыт 1 Опыт!
ВНРЗ 24 26
Среди, темп, слоя, °С 166,7 181,1
О+, ррт 2,9 2,4
СгНб, мол.% 0,535 1,14
С2Н4, мол.% 46 46.3
С2Н2, мол.% <0,0001 <0.0001
СзНа, мол.% 0,032 0,047
СзНб, мол.% 5,8 5,8
Пропадиен, мол.% 0,006 0,000
Метилацегилен, мол.% 0,002 0,000
Пример 4. Смежный слой загруженного 6% Ад-катализатора/загруженного 0,15% Ки-катализатора. Смежный слой, состоящий из 33 мл катализатора 5 и 67 мл катализатора 1, загрузили в реактор с катализатором 5 (6% Ад) со стороны входа, а катализатор 1 (0,15% Ки) - со стороны выхода из реактора. Исследование проводили в условиях, аналогичных описанным в примере 1 для слоя Ки-катализатора. Смежный слой загруженных Ад- и Ки-катализаторов обеспечивал очистку как от кислорода, так и от ацетилена при более низкой температуре и с меньшим содержанием С2Н6 на выходе реактора, чем в случае использования только одного катализатора на основе Ки. Данные представлены в табл. 6.
Таблица 6
Смежный слой 6% Ад-катализатора на катализаторе с 0,15% Ки
Параметр Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4
ВНРЗ 24 48,5 65 68
Среди, темп, слоя, С 150 163 163 166
Нг, мол.% 16,5 16.7
СО, мол.% 0,25 0,25
Ог, ррт 0,42 0,04 0,06 0,005
ΝΟ», ррт <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
СгНб, мол % 0,210 0,374 0,342 0,370
С2Н4, мол % 44,3 43,1 46,3 44,4
СИЬ, Μΰ,ι/’ ο 0,0060 <0,0001 0,0020 <0,0001
С,Нв. мол.% 0,019 0,022 0,024 0,022
СзНб, мол.% 5,3 5,1 5,6 5,3
Пропадиен, мол.% 0,02 0,02
Метилацетилен, мол.% 0.006 0.002 0,003 0,002
Пример 5: Смежный слой 1% Ад-катализатора на катализаторе с 0,15% Ки.
Смежный слой, включающий 33 мл катализатора 3 и 67 мл катализатора 1, загрузили в реактор с катализатором 3, расположенным в его верхней части, в непосредственной близости от входа в реактор, и катализатором 1 - в нижней, непосредственно у выхода из реактора, замещая, таким образом, 100 мл слой рутениевого катализатора. Исследование проводили при 1,7 МПа и ОСПГ 1000 ч-1. В примере 5 использовали сырье В. Начальная температура слоя катализатора составляла примерно 130°С, после чего ее начинали повышать до тех пор, пока содержание О2 на выходе из реактора не опускалось ниже 1 ррт, а ΝΟΧ и С2Н2 более не обнаруживались (<0,02 ррт и <1 ррт соответственно). Полученные данные представлены в табл. 7.
- 4 026154
Таблица 7
Интегрированный слой 1% Ад/0,15% Ки-катализатора
Параметр Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4
ВНРЗ 25.5 26.5 30 48,5
Среди, темп, слоя, °С 156 166 164 171
О2, ррт 0,47 0,08 0,03 0,05
N0«, ррт <1 <1 <1 <1
С2Н2, ррт 177 <1 46 <1
С1Н4, мол.% 44,8 45,2 47,9 44,5
С2Нб, мол % 0,177 0,333 0,271 0,356
СзНб, мол.% 6,2 6,3 6,1 6,3
СзНа, мол.% 0,026 0,031 0,024 0,032
С2Н2, конв., % 89,3 100 97,2 100
Пропадиен, мол.% 0,014 0,010 0,004 0,000
Метилацетилен, мол.% 0,005 0,000 0,001 0,000
Метилацетилен, конв., % 78,7 100 94,9 100
Пропадиен, конв., °/« 30,3 48,7 82,1 47.7
ΝΟΧ удаляли до очистки от О2 (<1 ррт) при 156°С. При этом для очистки от С2Н2 требовалась более высокая температура, около 170°С. При 171°С уровни ацетилена и ΝΟΧ на выходе из реактора были ниже обнаруживаемых, а содержание кислорода составляло 0,05 ррт. При условиях очистки содержание этана в продукте составляло менее 0,4 мол.%.
Пример 6ю Меняющиеся соотношения 1% Ад-катализатора и 0,15% Ки-катализатора в смежном слое.
Катализатор 3 загружали перед слоем катализатора 1 в различных объемных соотношениях, при этом общий объем катализатора составлял 100 мл. Условия испытаний и сырье С были аналогичны применяемым в примере 5. Установлено, что оптимальное соотношение загрузки Ад-катализатора поверх Ки-катализатора составляет от 15 до 55%. Рабочий диапазон температур составляет от 160 до 185°С при ОСПГ порядка 1000 ч-1.
Таблица 8
Соотношение 1% Ад-и 0,15% Ки-катализаторов
Параметр Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4
Катализатор 3, мл 5 14 54 75
Катализатор 1, мл 95 86 46 25
ВНРЗ 51 50 51 55
Среди темп, слоя, °С 165,6 159,0 184,4 204
О2, ррт 0,03 0,04 0,03 0,03
ΝΟχ, ррт <1 <1 <1 <1
С2Н2, ррт <1 <1 <1 <1
С2Н4, мол.% 41 43 38 41
С41о, мол.% 0,68 0,49 0,58 0,52
СзНб, мол % 5,03 5,11 5,62 5,17
СзН&, мол % 0,031 0,027 0,031 0,026
Метилацетилен, мол % 0,0016 0,0005 0,0006 0,0007
Пропадиен, мол.% 0,0080 0,0081 0,0052 0,0033
Таким образом, ацетилены, ΝΟΧ, диены и О2 могут быть удалены из потока этиленсодержащего газа с минимальными потерями этилена посредством приведения в контакт в проточном реакторе непрерывного действия потока этиленсодержащего сырья, который дополнительно содержит Н2, СО, О2, ацетилен, диены и ΝΟΧ, с серебряным катализатором, нанесенным на носитель, и последующим контактированием с рутениевым катализатором, нанесенным на носитель, при этом содержание серебра в нанесенном серебряном катализаторе составляет от 0,5 до 10 мас.%, а содержание рутения в рутениевом катализаторе, нанесенном на носитель, составляет от 0,01 до 5 мас.%, при температуре катализатора по меньшей мере примерно 120°С.
Следует понимать, что специалист в данной области техники может вносить изменения в варианты реализации приведенного и описанного изобретения, не отступая от объема изобретения. Например, полагают, что давление в реакторе и объемная скорость подачи газа могут быть скорректированы специалистом в данной области техники таким образом, чтобы соответствовать реактору того или иного размера.

Claims (10)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ очистки потока этиленсодержащего газа, который содержит ацетилены, диены, кислород и оксид азота, включающий, по меньшей мере, следующие стадии:
    а) приведение указанного потока этиленсодержащего газа в контакт с нанесенным на носитель серебряным катализатором с содержанием серебра от 0,5 до 10 мас.% с получением первого обработанного потока этиленсодержащего газа;
    б) приведение указанного первого каталитически обработанного потока этиленсодержащего газа в контакт с нанесенным на носитель рутениевым катализатором с содержанием рутения от 0,01 до 5 мас.% с получением второго обработанного потока этиленсодержащего газа, содержащего менее 1 ррт ацетилена, менее 1 ррт ΝΟΧ и менее 1 ррт О2 при потерях этилена менее 2% по сравнению с содержанием этилена на входе.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный носитель катализатора представляет собой оксид металла, выбранный из группы, состоящей из Α12Ο3, 8ίΟ2, алюмосиликатов, ΤίΟ2, ΖγΟ2, ΖηΟ, МдО, Ге2О3 и ΟβΟ2 или их смесей.
  3. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный носитель катализатора имеет удельную поверхность по методу БЭТ от 3 до 200 м2/г и объем пор, определенный методом ртутной порозиметрии, от 0,2 до 0,8 мл/г.
  4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный поток этиленсодержащего газа приводят в контакт с указанным нанесенным на носитель серебряным катализатором и указанным нанесенным на носитель рутениевым катализатором при температуре от 120 до 250°С.
  5. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанный поток этиленсодержащего газа приводят в контакт с указанным нанесенным на носитель серебряным катализатором и указанным нанесенным на носитель рутениевым катализатором при давлении от 0,5 до 5 МПа.
  6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанный поток этиленсодержащего газа предпочтительно приводят в контакт с указанным нанесенным на носитель серебряным катализатором и указанным нанесенным на носитель рутениевым катализатором при парциальном давлении водорода от 0,05 до 2 МПа.
  7. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество указанного нанесенного на носитель серебряного катализатора составляет от 1 до 99 об.% от общего объема указанного нанесенного на носитель серебряного катализатора и указанного нанесенного на носитель рутениевого катализатора, приводимого в контакт с указанным потоком этиленсодержащего газа.
  8. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что количество указанного нанесенного на носитель серебряного катализатора предпочтительно составляет от 5 до 75 об.% от общего объема указанного нанесенного на носитель серебряного катализатора и указанного нанесенного на носитель рутениевого катализатора, приводимого в контакт с указанным потоком этиленсодержащего газа.
  9. 9. Система проточных реакторов непрерывного действия для осуществления способа по любому из пп.1-8, в которой реактор первой стадии содержит первый нанесенный на носитель серебряный катализатор с содержанием серебра от 0,5 до 10 мас.%, а реактор второй стадии содержит второй нанесенный на носитель рутениевый катализатор с содержанием рутения от 0,01 до 5 мас.%; при этом указанный первый нанесенный на носитель серебряный катализатор выбран для преимущественной обработки указанного химического сырья с обеспечением удаления ацетиленов, кислорода и оксида азота при низких потерях этилена.
  10. 10. Система проточных реакторов непрерывного действия по п.9, отличающаяся тем, что указанная химическая обработка включает селективное каталитическое восстановление ацетилена до этилена.
EA201491270A 2012-02-15 2013-01-21 Способ и система для очистки потока этиленсодержащего газа EA026154B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/396,714 US9670115B2 (en) 2012-02-15 2012-02-15 Method and system for purifying an ethylene-containing gas stream
PCT/US2013/022363 WO2013122715A1 (en) 2012-02-15 2013-01-21 Method and system for purifying an ethylene-containing gas stream

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201491270A1 EA201491270A1 (ru) 2015-01-30
EA026154B1 true EA026154B1 (ru) 2017-03-31

Family

ID=47631751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201491270A EA026154B1 (ru) 2012-02-15 2013-01-21 Способ и система для очистки потока этиленсодержащего газа

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9670115B2 (ru)
EP (1) EP2814794B1 (ru)
CN (1) CN104093684B (ru)
EA (1) EA026154B1 (ru)
ES (1) ES2657889T3 (ru)
WO (1) WO2013122715A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9758446B2 (en) * 2015-11-16 2017-09-12 Chevron Phillips Chemical Company Lp Selective hydrogenation using a flow index
CN106984304B (zh) * 2017-04-28 2020-05-19 华南理工大学 一种Ru-Ag双金属复合型脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN115707514B (zh) * 2021-08-19 2024-09-10 中国石油化工股份有限公司 脱氧催化剂及其制备方法和脱除轻质烯烃中氧气的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005051537A1 (en) * 2003-11-24 2005-06-09 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Catalyst and process for selective hydrogenation
WO2006009988A1 (en) * 2004-06-23 2006-01-26 Catalytic Solutions, Inc. Catalysts and processes for selective hydrogenation of acetylene and dienes in light olefin feedstreams
WO2006019717A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-23 Abb Lummus Global Inc. Process for the selective hydrogenation of alkynes and/or dienes in an olefin-containing hydrocarbon stream
WO2009031756A2 (en) * 2007-09-04 2009-03-12 Korea Research Institute Of Chemical Technology Continuous-flow dual-bed reactor for production of liquid-phase hydrocarbon mixture on fischer-tropsch catalysis using synthetic gas

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034062A (en) 1975-03-20 1977-07-05 Borden, Inc. Removal of oxygen from gas stream with copper catalyst
JPS5823848B2 (ja) * 1979-12-28 1983-05-18 東亜燃料工業株式会社 不飽和炭化水素含有ガスの酸素除去方法
GB8529245D0 (en) 1985-11-27 1986-01-02 British Petroleum Co Plc Chemical process
DE19840372A1 (de) 1998-09-04 2000-03-09 Basf Ag Katalysator und Verfahren zur Reinigung von Stoffströmen
CN1281720C (zh) * 2001-10-15 2006-10-25 催化蒸馏技术公司 加氢催化剂和加氢方法
GB0223300D0 (en) 2002-10-08 2002-11-13 Bp Chem Int Ltd Process
TWI414516B (zh) 2006-08-25 2013-11-11 Basf Ag 自富含氫氣之含烯烴氣體混合物中移除氧氣、氮氧化物、乙炔及/或二烯之方法
US8426660B2 (en) * 2008-08-21 2013-04-23 Sud-Chemie Inc. Process for purification of ethylene-containing feedstreams
CN101891714B (zh) * 2010-08-12 2011-12-07 湖南长岭石化科技开发有限公司 一种生产四氢呋喃的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005051537A1 (en) * 2003-11-24 2005-06-09 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Catalyst and process for selective hydrogenation
WO2006009988A1 (en) * 2004-06-23 2006-01-26 Catalytic Solutions, Inc. Catalysts and processes for selective hydrogenation of acetylene and dienes in light olefin feedstreams
WO2006019717A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-23 Abb Lummus Global Inc. Process for the selective hydrogenation of alkynes and/or dienes in an olefin-containing hydrocarbon stream
WO2009031756A2 (en) * 2007-09-04 2009-03-12 Korea Research Institute Of Chemical Technology Continuous-flow dual-bed reactor for production of liquid-phase hydrocarbon mixture on fischer-tropsch catalysis using synthetic gas

Also Published As

Publication number Publication date
CN104093684B (zh) 2016-04-20
WO2013122715A1 (en) 2013-08-22
US9670115B2 (en) 2017-06-06
ES2657889T3 (es) 2018-03-07
US20130211162A1 (en) 2013-08-15
EP2814794B1 (en) 2017-12-20
EA201491270A1 (ru) 2015-01-30
CN104093684A (zh) 2014-10-08
EP2814794A1 (en) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6204218B1 (en) Catalyst and process for purifying streams of materials
KR101384407B1 (ko) 구리 및 아연을 포함하는 촉매의 존재하에 불포화 탄화수소를 수소화하는 방법
TWI414516B (zh) 自富含氫氣之含烯烴氣體混合物中移除氧氣、氮氧化物、乙炔及/或二烯之方法
RU2312059C1 (ru) Способ получения водорода и нановолокнистого углерода
KR100693968B1 (ko) 알킨 및 디엔의 선택적 수소화를 위한 담체 촉매
US3222132A (en) Steam reforming of hydrocarbons
CN101547995A (zh) 用于从烃原料移除汞的方法
US4605812A (en) Process for removal of arsenic from gases
KR101533584B1 (ko) 가스 스트림으로부터 메르캅탄의 제거를 위한 티오에테르화 프로세스
US8426660B2 (en) Process for purification of ethylene-containing feedstreams
EA026154B1 (ru) Способ и система для очистки потока этиленсодержащего газа
US7393993B1 (en) Method for removal of acetylenes from hydrocarbon streams
US8431094B2 (en) Selective CO oxidation for acetylene converter feed CO control
JP5092451B2 (ja) 水素化触媒の再生方法
KR0163980B1 (ko) 탄화수소의 탈수소 방법
Mongkolsiri et al. Carbon deposits effects on the selective catalytic reduction of NO over zeolites using temperature programmed oxidation technique
KR20000076203A (ko) 물질 스트림의 정제 방법
CN117881647A (zh) 使用乙醇从乙烷odh产物料流中除氧
RU2152252C1 (ru) Каталитическая система для селективного гидрирования этан-этиленовой фракции пиролиза нефтепродуктов
KR20240093858A (ko) 열분해 오일의 정제 방법
RU2197460C1 (ru) Способ получения бутанов
RU2024306C1 (ru) Способ активации палладиевого катализатора
JPH02275701A (ja) 炭化水素から水素を製造する方法
WO1999015485A1 (en) Selective hydrogenation
CN101213160A (zh) 通过自热裂化制备烯烃的方法