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CN108250018A - 一种乙烯物料加氢除炔的精制方法 - Google Patents

一种乙烯物料加氢除炔的精制方法 Download PDF

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CN108250018A CN201611245801.XA CN201611245801A CN108250018A CN 108250018 A CN108250018 A CN 108250018A CN 201611245801 A CN201611245801 A CN 201611245801A CN 108250018 A CN108250018 A CN 108250018A
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Abstract

一种乙烯物料加氢除炔的精制方法，使用Fe‑Mn加氢催化剂，将乙烯精馏塔塔顶的精乙烯物料进入绝热反应器进行选择加氢，以脱除其中的微量乙炔。原料组成主要为：乙烯≥99.99％(Φ)，乙炔5～100ppm。反应条件：反应器入口温度25℃～50℃，压力1.5～2.5MPa，空速2000～10000h‑1。加氢催化剂载体为耐高温无机氧化物，活性组分至少含有Fe、Mn，以催化剂质量100％计，催化剂含Fe 2～8％，Mn 0.05～0.2％；催化剂的比表面为10～200m2/g，孔容为0.2～0.63ml/g。催化剂反应活性温和，操作弹性好，乙烯损失率低，甚至没有乙烯损失，绿油生成量远低于贵金属催化剂。

Description

一种乙烯物料加氢除炔的精制方法
技术领域
本发明涉及一种乙烯物料加氢除炔的精制方法，特别是一种使用Fe-Mn催化剂，在绝热单段反应器中将乙烯物料中所含微量乙炔加氢转化为乙烯的方法。
背景技术
聚合级乙烯生产是石油化工业的龙头，聚合级乙烯及丙烯是下游聚合装置的最基本原料。其中乙炔的选择加氢对乙烯加工业有极其重要的影响，除了保证加氢反应器的出口乙炔含量达标外，催化剂的选择性优良，可以使乙烯尽可能少的生成乙烷，对提高整个工艺过程的乙烯收率，提高装置经济效益有重要意义。
裂解碳二馏分含有摩尔分数为0.5％～2.5％的乙炔，在生产聚乙烯时，乙烯中的少量乙炔会降低聚合催化剂的活性，并使聚合物的物理性能变差，所以必须将乙烯中的乙炔含量降到一定限度，才能作为合成高聚物的单体。因此乙炔分离和转化是乙烯装置流程中重要的过程之一。
乙烯装置中催化选择加氢包括前加氢和后加氢，乙炔前加氢和后加氢是指乙炔加氢反应器相对于脱甲烷塔位置而言，加氢反应器位于脱甲烷塔之前为前加氢，加氢反应器位于脱甲烷塔之后为后加氢。目前的碳二馏分加氢除炔中,愈来愈多的采用碳二前加氢的工艺方法，该工艺方法的特点是加氢反应器在脱甲烷塔之前。前加氢又分为前脱丙烷和前脱乙烷两种工艺。前脱乙烷加氢工艺是加氢反应器位于脱乙烷塔之后，脱甲烷塔之前。前脱丙烷加氢工艺是加氢反应器位于脱丙烷塔之后，脱甲烷塔之前。流程的不同，带来两种加氢物料组成的差异。前脱乙烷加氢物料中含有甲烷、氢气、一氧化碳、碳二馏分(乙炔、乙烯、乙烷)；前脱丙烷加氢物料中含有甲烷、氢气、一氧化碳、碳二馏分(乙炔、乙烯、乙烷)、碳三馏分(丙炔、丙二烯、丙烯、丙烷)。
乙烯装置中的物料经过碳二加氢反应器后，然后再经乙烯精馏，物料中仍然含有1～10ppm的乙炔，微量的CO，由于聚合级乙烯产品对原料的要求越来越高，再加上这些杂质的存在会影响到乙烯聚合催化剂的性能，因此，需要通过选择加氢的方式，在乙烯聚合之前通过精乙烯物料中微量乙炔的选择加氢脱除乙炔，使其含量降低至1ppm以下。
目前乙烯装置中，精乙烯物料中微量乙炔的选择加氢主要采用单段反应器工艺。反应器入口物料组成：乙烯≥99.99％(Φ)，乙炔1～10ppm，氢气采用配气的方式，H2/C2H2＝2～20。反应压力1.5～2.5MPa，空速2000～10000h-1,入口温度25℃～60℃。
炔烃和二烯烃选择加氢催化剂是通过将贵金属如钯负载在多孔的无机材料载体上得到的(US4762956)。为了增加催化剂的选择性，减少由加氢时低聚反应产生的绿油所导致的催化剂失活，现有技术采用了在催化剂中添加例如第IB族元素为助催化组分的方法：Pd-Au(US4490481)、Pd-Ag(US4404124)、Pd-Mn(US3912789)，或者加入碱金属或碱土金属(US5488024)等，所用的载体有氧化铝、二氧化硅(US5856262)、蜂窝荩青石(CN1176291)等等。
US5856262报道了以氢氧化钾(或钡、锶、铷等的氢氧化物)改性的氧化硅为载体，制备低酸性钯催化剂的方法，在空速3000h-1，入口温度35℃，入口乙炔摩尔分数0.71％，氢炔摩尔比1.43的条件下，出口乙炔摩尔分数小于0.1μL/L，乙烯选择性达56％。专利US4404124以氧化铝为载体，添加助催化剂银与钯作用，制备了性能优良的碳二加氢催化剂。该催化剂具有减少乙烷生成量，抑制吸附在催化剂表面上的乙炔进行部分加氢二聚反应，抑制1,3-丁二烯生成，减少绿油生成，提高乙烯选择性，减少含氧化合物生成量的特点，在乙烯工业中获得了广泛应用。然而，上述催化剂均是采用浸渍法制备的，受制备方法的限制，金属分散度仅为30％左右，催化剂性能也存在许多不足，仍然有进一步改进的必要。
CN101745389A公开了一种用于乙炔选择加氢制乙烯的蛋壳型催化剂,属于石油(天然气)化工产品合成及新型催化材料技术领域,涉及一种对乙炔选择加氢制乙烯具有优良催化性能的蛋壳型催化剂。其特征是以氧化铝(Al2O3)小球为载体,采用浸渍法制备活性组分钯呈蛋壳型分布的负载型催化剂,并采用Ag对蛋壳型Pd/Al2O3催化剂进行改性。Pd负载量为0.01～0.1wt％,Ag与Pd原子比为1～5。本发明的效果和益处是,所提供的一种用于乙炔选择加氢制乙烯的蛋壳型催化剂,可在高的乙炔转化率条件下,尤其在接近100％的乙炔转化率时,实现高的乙烯选择性。
传统的Pd-Ag双金属选择加氢催化剂均是采用水溶液浸渍法制备。采用分浸方法时，一种组分会较多的富集在载体表面，而另一种组分富集在外表面，只有部分金属原子相互渗透，形成了合金结构。采用共浸方法时，由于两种金属离子的前驱体与载体的相互作用不同，表面张力及溶剂化作用，很难形成两种组分的均匀负载，也只能部分形成合金结构。这种催化剂应用于碳二馏分选择加氢时，往往在反应初期选择性较好，随运行时间的延长，选择性不断下降，一般运行3～6个月就需要再生，经济损失较大。
CN201110086174.0通过在载体上吸附特定的高分子化合物，在载体表面一定厚度形成高分子涂裹层，以带有功能基的化合物与高分子反应，使之具有能够与活性组分络合的功能基，通过活性组分在载体表面功能基上发生络合反应，保证活性组分有序和高度分散。采用该专利方法，载体吸附特定的高分子化合物通过氧化铝的羟基与高分子进行化学吸附，载体吸附高分子化合物的量将受到氧化铝的羟基数量的限制；经过功能化的高分子与Pd的络合作用不强，有时达到活性组分负载量达不到要求，浸渍液中还残留部分活性组分，造成催化剂成本提高；采用该方法制备碳二加氢催化剂还存在工艺流程复杂的缺点。
CN2005800220708.2公布了一种轻质烯烃原料中乙炔和二烯烃的选择加氢催化剂，该催化剂由选自铜、金、银的第一组分和选择镍、铂、钯、铁、钴、钌、铑的第二种组分组成，另外催化剂还包括选自锆、镧系元素和碱土金属混合物的至少一种无机盐和氧化物。催化剂煅烧、使用或者再生后形成萤石结构。催化剂氧化物总含量0.01～50％，优选焙烧温度700～850℃。通过添加第三种氧化物，改性氧化铝或氧化硅载体，有助于增加催化剂选择性和再生之后的活性、选择性。该技术仍旧是以铜、金、银、钯等为活性组分，镍、铂、钯、铁、钴、钌、铑等作为助组分，通过对载体的氧化物改性，提高催化剂的再生性能。
CN102218323A公布了一种不饱和烃的加氢催化剂，活性组分为5～15％的氧化镍和1～10％的其他金属氧化物的混合物，其他金属氧化物可以为氧化钼、氧化钴和氧化铁中的一种或者几种，另外还包括1～10％的助剂。该发明技术主要用于将煤制油工业尾气中乙烯、丙烯、丁烯等加氢转化为饱和烃，具有良好的深度加氢能力。该技术主要用于富含CO和氢气的各种工业尾气中乙烯、丙烯、丁烯等的全加氢，不适合用于炔烃、二烯烃的选择加氢。
ZL201080011940.0公布了一种有序钴-铝和铁-铝间化合物作为乙炔加氢催化剂，所述的金属间化合物选自由CoAl、CoAl3、Co2Al5、Co2Al9、o-Co4Al13、h-Co4Al13、m-Co4Al13、FeAl、FeAl2、Fe3Al、Fe2Al5、Fe4Al13组成的组。其中优选Fe4Al13和o-Co4Al13。所述的金属间化合物采用固态化学中的热熔融法制备得到。在石英管式炉中进行催化剂加氢性能测试，反应温度473K，稳定反应20h后，o-Co4Al13催化剂乙炔转化率达到62％，乙烯选择性达到71％，Fe4Al13催化剂上乙炔转化率达到40％，乙烯选择性达到75％。该技术是在高温条件下制备金属间化合物，用于乙炔的选择性加氢，乙炔转化率低，反应温度高，不利于工业化应用。并且催化剂采用热熔融法制备，条件苛刻。
综上所述，低碳炔烃和二烯烃的选择性加氢，目前主要采用贵金属催化剂，对于非贵金属催化剂的研发开展大量工作，但是距离工业化应用尚有很远的距离。为了解决这一问题，本发明提供一种新型Fe-Mn加氢催化剂及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种乙烯物料加氢除炔的精制方法，特别是指一种Fe-Mn催化剂，将乙烯精馏塔后乙烯物料中所含的微量乙炔进行选择性加氢，完全转化为乙烯，同时乙烯没有损失。
乙烯精馏塔塔顶的精乙烯物料进入绝热反应器进行选择加氢，反应器中装有Fe-Mn选择加氢催化剂，载体为耐高温无机氧化物，活性组分至少含有Fe、Mn，以催化剂质量100％计，催化剂含Fe 2～8％，优选含量为3～6％，Mn 0.05～0.2％，其优选含量为0.08～0.12％；催化剂比表面为10～200m2/g，优选30～150m2/g，孔容为0.2～0.63ml/g，优选0.3～0.55ml/g，其中催化剂是通过浸渍方式将活性组分载负于载体上，经焙烧，氢气气氛还原制得；选择加氢反应条件：绝热床反应器入口温度30℃～50℃，反应压力1.5～2.5MPa，体积空速2000～10000h-1，H2/C2H2(体积比)为2～20，优选的加氢条件为：绝热床反应器入口温度35℃～45℃，反应压力1.8～2.2MPa，体积空速5000～8000h-1；H2/C2H2为2～5。
本发明所述的加氢方法，所采用加氢催化剂，载体为耐高温无机氧化物，如氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化镁等中的一种或几种。但最好是氧化铝或氧化铝系载体，氧化铝系载体是指氧化铝与其他氧化物的复合载体，其中氧化铝占复合载体质量的50％以上，如可以是氧化铝与氧化硅、氧化锆、氧化镁等氧化物的复合物，最好是氧化铝-氧化锆复合载体，其中氧化铝含量在60％以上。氧化铝可以为θ、α、γ型或其多种晶型的混合物，最好是α-Al2O3或含α-Al2O3的混合晶型氧化铝。
本发明除炔方法，所采用Fe-Mn选择加氢催化剂的制备过程包括：
催化剂通过制备Fe前驱物水溶液、Mn前驱物水溶液，分别浸渍载体、分别陈化、干燥、焙烧或以其混合溶液浸渍载体，后陈化、干燥、焙烧后获得。
本发明所采用加氢催化剂制备条件为：
浸渍温度30～60℃，负载时间10～60min，浸渍液pH值1.5～5.0，陈化温度30～60℃，陈化时间30～120min，，焙烧温度300～600℃，优选400～500℃，焙烧时间240～300min。
本发明中干燥最好为程序升温干燥，干燥温度程序设定为：
本发明中焙烧即活化过程，最好为程序升温焙烧，焙烧温度程序设定为：
本发明中所述催化剂可以采用等体积浸渍、过量浸渍、表面喷浸、真空浸渍和多次浸渍法中的任意一种浸渍方式制备。
具体步骤如下：
(1)测量载体吸水率后称取载体。
(2)按负载量准确称取一定量的Fe前驱物(推荐可溶性硝酸盐、氯化物或硫酸盐)，根据载体吸水率和浸渍方法，配制浸渍溶液，并按要求调节浸渍液pH值1.5～5.0，并将溶液加热到30～60℃备用。
(3)采用等体积浸渍或者喷浸法时，可将称取好的载体放入转鼓中，调节转鼓转速25～30转/min，使载体完全翻转起来，将配制好的30～60℃的浸渍液以一定速率倒入或喷洒到载体上，负载5～10min。
采用过量浸渍法时，将称取的载体置于容器中，然后加入配制的30～60℃的浸渍溶液，快速摇动容器，使吸附过程中放出的热量迅速释放，并使活性组分均匀负载到载体上，静置5～10min使表面活性组分与溶液中活性组分竞争吸附平衡。
采用真空浸渍法时，将称取好的载体置于旋流蒸发器中，抽真空，加入30～60℃的浸渍液浸渍5～10min，水浴加热至载体表面水分完全干燥。
(4)浸渍好的催化剂移入容器中，25～60℃下进行催化剂陈化30～120min。
(5)将浸渍后多余的溶液滤出，然后在烘箱中采用程序升温的方法进行干燥，干燥温度程序：
(6)将干燥好的催化剂采用程序升温方法进行焙烧，焙烧升温程序：
催化剂Mn组分采用上述相同步骤进行负载，焙烧温度300～600℃，最好为400～500℃，两种组分也可以配制成混合溶液，按照上述步骤一次性浸渍至载体表面。
本发明中催化剂组成中除含Fe、Mn之外还可含其它活性组分。
本发明的催化剂需要用含氢气体还原，H2含量最好为10～50％，还原温度350～490℃，体积空速100～500h-1，还原压力0.1～0.8MPa；推荐的条件是使用N2+H2混合气在微正压条件下400～450℃进行还原，还原时间最好是240～360min，体积空速最好200～400h-1，还原压力最好为0.1～0.5MPa。该过程通常在选择加氢反应前进行，最好在器外进行即选择加氢反应装置外进行。
本发明催化剂中Fe元素可以以Fe、Fe2O3、Fe3O4、FeO中几种形态存在，最好主要是以α-Fe2O3的形态存在，更好还含有一定量的Fe3O4。本发明中推荐在含铁的活性组成中至少再加入Mn，并且最好Mn主要以Mn3O4形态存在，有利于催化剂活性相的形成、分散，并且有利于活性相的稳定，提高催化剂活性、选择性和抗结焦性能。
本发明催化剂中Fe、Mn及其不同氧化物相对含量，通过XRD衍射峰面积积分法计算。
本发明中催化剂的活化温度与催化剂的活性组成、含量以及载体有关，经活化过程后形成了α-Fe2O3形态的Fe，并且较为稳定，活化温度不可过高；另一方面，其活化程度又决定了催化剂的还原条件，本发明中提供使用的催化剂中仍以α-Fe2O3形态的Fe为主要成分，过度还原反而会影响催化剂的效果，降低活性、选择性，易结焦。
本发明所述的加氢精制方法，是指在单段绝热床反应器中，将乙烯物料中所含的微量乙炔选择性加氢，转化为乙烯。
本发明所述的加氢精制方法，加氢对象为碳二加氢反应器出来的产物，进入乙烯精馏塔，分离甲烷、乙烷、丙烷等杂质后，塔顶流出物中所含的微量乙炔，具体来说，物料组成主要为：乙烯≥99.9％(Φ)，乙炔5～100ppm。
本发明中，加氢物料在单段绝热床反应器中进行反应，在Fe-Mn催化剂作用下，将物料中所含的微量乙炔选择性加氢，转化为乙烯。
本发明所述的加氢精制方法，反应条件为：反应器入口温度25℃～50℃，反应压力1.5～2.5MPa，空速2000～10000h-1。
由于物料中不含氢气，本发明加氢所需氢气采用配气方式加入，氢气/乙炔体积比为2～20。
采用本发明除炔方法，催化剂反应活性适中，操作弹性好，乙烯损失率低，甚至没有乙烯损失，“绿油”生成量远低于贵金属催化剂，催化剂抗结焦性能优异，同时，采用本发明除炔方法，对物料中NOx、，S化物，COx的抵抗能力大大加强。
附图说明
图1是采用后加氢工艺流程的装置乙烯精制流程图。
图2是采用前脱乙烷工艺流程的装置乙烯精制流程图。
图3是采用前脱丙烷工艺流程的装置乙烯精制流程图。
图中：1—油洗塔；2—水洗塔；3—碱洗塔；4—干燥器；5—脱甲烷塔；6—脱乙烷塔；7—碳二加氢反应器；8、乙烯精馏塔；9、乙烯精制反应器；10—压缩机；11—前脱乙烷塔；12、前脱丙烷塔。
图4为本发明实施例4的催化剂还原后XRD谱图。
图5为对比例2高温焙烧的催化剂还原后XRD谱图。
图6为对比例5的催化剂还原后XRD谱图。
XRD测定条件：
德国布鲁克公司D8ADVANCE X衍射仪
管电压：40kV电流40mA
扫描：步长0.02°频率0.5s扫描范围4°～120°温度25℃
Mn Kα1波长，图中横坐标为衍射角2θ，纵坐标为衍射强度
催化剂中不同晶型Fe氧化物含量采用XRD衍射峰面积积分法获得，基准为金属氧化物总量。
图4中符号说明：
●为α-Fe2O3，▲为Mn3O4，■为Fe3O4。
图5中符号说明：
●为α-Fe2O3，☆为MnFe2O4，■为Fe3O4。
图6中符号说明：
■为Fe3O4，★为α-Fe，▼为MnO。
图4为采用本发技术制备的催化剂还原后XRD谱图，其中α-Fe2O3相对含量6.92％，含有少量Fe3O4，Mn以Mn3O4形式出现，。
图5为对比例高温焙烧催化剂还原后XRD谱图，Fe主要以α-Fe2O3形态存在，第二种组分Mn与Fe结合形成MnFe2O4，助组分与活性组分烧结，破坏了活性组分分布和结构。
图6对比例催化剂高温还原后XRD谱图，不含α-Fe2O3相，Fe主要以单质α-Fe形式出现，相对含量4.22％，第二组分以单质MnO形式出现。
具体实施方式
下面的实例是为了进一步说明本发明的方法，但不应受此限制。
分析测试方法：
比表面：GB/T-5816
孔容：GB/T-5816
晶型分析：XRD
不同晶型氧化物含量：XRD
堆密度：Q/SY142-2006
活性组分含量：原子吸收法
实施例中转化率和选择性按下面公式计算：
乙炔转化率(％)＝100×△乙炔/入口乙炔含量
乙烯选择性(％)＝100×△乙烯/△乙炔
实施例1
称取Φ4.5×4.5mm的三叶草型氧化铝载体。取硝酸铁，加热溶解于60ml去离子水中，调节pH值2.5，浸渍液温度50℃，等体积浸渍于载体表面，迅速翻动载体浸渍6min，静止30min至吸附平衡，60℃陈化30min，然后在烘箱中按照程序：然后采用程序升温法进行催化剂活化，活化程序： 称取硝酸锰，按照上述制备步骤进行浸渍。载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用40％氢气+60％氮气进行还原，还原温度420℃，压力0.5MPa，还原时间4h。采用附图1所示加氢流程，催化剂装填于固定床反应装置中。
采用图1所示工艺，反应条件：空速10000h-1，压力1.5MPa，反应温度30℃。反应结果如表2所示。
实施例2
在50℃，将NaAlO2溶液和ZrCl4溶液搅拌混合，然后用硝酸溶液中和，搅拌10h，共沉淀生成均匀的Al-Zr颗粒。将生成物过滤，用去离子水洗涤其中的Na+和Cl-离子，然后加入质量浓度为15％的聚乙烯醇作为造孔剂，捏合成型。130℃干燥2h，650℃焙烧4h得到Zr-Al复合载体。载体中氧化铝与氧化锆质量比为4:1。
以氧化铝-氧化锆复合载体制备催化剂。取氯化铁和氯化锰，加热溶解于去离子水中，调节pH值2.0，浸渍液温度80℃，过量浸渍到载体上，摇动烧杯浸渍10min，将多余浸渍液滤除，催化剂在60℃水浴中陈化50min，然后在烘箱中按照程序：采用程序升温法进行催化剂活化，活化程序： 载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用30％氢气+60％氮气进行还原，还原温度400℃，压力0.5MPa，还原时间4h。催化剂装填于固定床反应装置中。
采用图2所示工艺，反应条件：空速8000h-1，压力2.0MPa，反应温度45℃。反应结果如表2所示。
实施例3
称取Φ1.5mm的球型二氧化硅载体。取硝酸铁溶解于去离子水中，调节pH值3.0，浸渍液温度40℃，喷壶喷浸到载体上，负载10min使活性组分上载均匀，然后在烘箱中按照程序： 采用程序升温法进行催化剂活化，活化程序： 得到一浸催化剂。
采用第一步相同方法，取硝酸锰，溶解后喷浸到一浸催化剂表面，然后干燥，焙烧，得到最终催化剂。干燥程序：焙烧程序：载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用20％氢气进行还原，还原温度400℃，压力0.5MPa，还原时间4h。使用时将催化剂装填于固定床反应装置中。
采用图3所示工艺，反应条件：空速6000h-1，压力2.5MPa，反应温度40℃。反应结果如表2所示。
实施例4
称取的Φ2.0mm的球形二氧化钛载体置于真空浸渍装置中。取硝酸铁溶解于去离子水中，调节pH值3.5备用。打开真空浸渍装置抽真空泵，至真空度0.1mmHg，然后从加料口缓慢加入配制好的浸渍液，5min加完，在60℃下蒸发至催化剂表面流动水分完全消失，完成负载，将负载好的催化剂，在烘箱中按照程序：在马弗炉中按照：得到一浸催化剂。
取硝酸锰，按照上述相同方法进行浸渍，然后干燥，焙烧，得到最终催化剂。干燥程序：焙烧程序： 载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用15％氢气进行还原，还原温度430℃，压力0.5MPa，还原时间4h。催化剂装填于固定床反应装置中。还原后催化剂XRD分析如图4所示。
采用图1所示工艺，反应条件：空速4000h-1，压力1.8MPa，反应温度45℃。反应结果如表2所示。
实施例5
称取100mlΦ4.0mm的氧化铝载体，采用实施例3相同方法制备催化剂。活化温度500℃。载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用25％氢气进行还原，温度450℃，压力0.5MPa，还原时间4h。催化剂装填于固定床反应装置中。
采用图3所示工艺，反应条件：空速3000h-1，压力2.0MPa，反应温度45℃。反应结果如表2所示。
实施例6
将市售拟薄水铝石、硅胶、氧氯化锆粉末和助挤剂按照一定比例混合均匀，然后在挤条机上挤条成型，120℃干燥，在马弗炉中550℃焙烧3h，得到Zr-Si-Al复合氧化物载体。称取制备的Zr-Si-Al载体，采用实施例4相同方法制备催化剂。载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用45％氢气+55％氮气，温度490℃，压力0.5MPa，活化时间4h。使用时将催化剂装填于固定床反应装置中。
采用图2所示工艺，反应条件：空速2000h-1，压力2.5MPa，反应温度30℃。反应结果如表2所示。
对比例1
取Φ4.0mm氧化铝载体，比表面为4.5m2/g，孔容为0.32ml/g。采用等体积浸渍法，将的硝酸银溶液等体积浸渍到载体上，陈化-干燥-焙烧，得到一浸催化剂，然后将的氯化钯溶解，等体积浸渍，陈化-干燥-焙烧，得到最终催化剂(石化研究院PAH-01加氢催化剂)。催化剂Pd含量为0.050％，Ag含量为0.20％。
催化剂在100℃用氢气还原160min，压力0.5MPa，氢气空速100h-1。
采用图2所示工艺，反应条件：空速10000h-1，压力1.5MPa，反应温度35℃。反应结果如表2所示。
对比例2
以Φ4.0mm氧化铝作载体，采用实施例1相同的方法制备催化剂，催化剂活化温度850℃。载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用25％氢气进行还原，温度420℃，压力0.5MPa，活化时间4h。催化剂装填于固定床反应装置中。还原后催化剂的XRD衍射谱图如图5所示。
采用图1所示工艺，反应条件：空速8000h-1，压力2.0MPa，反应温度40℃。反应结果如表2所示。
对比例3
称取Φ4.0mm的氧化铝作载体，采用实施例1相同方法制备低铁含量催化剂，在450℃进行活化。载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂使用前，在还原炉中用45％氢气进行还原，温度450℃，压力0.5MPa，活化时间4h。催化剂装填于固定床反应装置中。
采用图3所示工艺，反应条件：空速3000h-1，压力2.5MPa，反应温度60℃。反应结果如表2所示。
对比例4
取实施例1相同催化剂，在450℃活化后直接开车，不用氢气进行还原。载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
采用图2所示工艺，反应条件：空速8000h-1，压力2.5MPa，反应温度50℃。
应结果如表2所示。
对比例5
取实施例1相同催化剂，在450℃活化。载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
催化剂在管式炉中进行还原，气氛为30％氢气+70％氮气，温度500℃，压力0.5MPa，活化时间4h。用附图1所示加氢流程，催化剂装填于固定床反应装置中。还原后催化剂的XRD衍射谱图如图6所示。
反应条件：空速5000h-1，压力2.0MPa，反应温度70℃。
载体与催化剂物性指标及催化剂各组分含量见表1。
表1载体、催化剂物性及催化剂各组分含量
反应结果如表2所示。
表2催化剂甲醇制乙烯产物选择加氢结果
以Fe-Mn为活性组分制备的加氢催化剂，对乙烯物料中微量乙炔具有良好的加氢活性，加氢活性达到工业化Pd-Ag催化剂水平，乙烯选择性明显高于Pd-Ag催化剂，“绿油”生成量远低于贵金属催化剂。当Fe主要以α-Fe2O3存在，同时有少量Fe3O4时，催化剂具有良好的活性，不进行还原或低温还原，Fe全部以α-Fe2O3存在，催化剂没有活性；过渡还原时出现α-Fe，催化剂活性下降，随着Fe含量的提高，催化剂活性呈现一定的升高趋势，选择性会相应降低。Mn的加入，有助于提高活性组分分散度，催化剂活性提高，助组分Mn以Mn3O4形态存在时，Fe及其氧化物的分散最好，焙烧温度过高会形成MnFe2O4，活性组分团聚成较大颗粒，活性降低，“绿油”生成量升高，还原温度过高，会形成MnO。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种乙烯物料加氢除炔的精制方法，将乙烯精馏塔塔顶的精乙烯物料进入绝热反应器进行选择加氢，以脱除其中的微量乙炔，其特征在于：反应器中装有Fe-Mn选择加氢催化剂，载体为耐高温无机氧化物，活性组分至少含有Fe、Mn，以催化剂质量100％计，催化剂含Fe 2～8％，优选含量为3～6％，Mn 0.05～0.2％，其优选含量为0.08～0.12％；催化剂比表面为10～200m2/g，优选30～150m2/g，孔容为0.2～0.63ml/g，优选0.3～0.55ml/g，其中催化剂是通过浸渍方式将活性组分载负于载体上，经焙烧，氢气气氛还原制得；选择加氢反应条件：绝热床反应器入口温度30℃～50℃，反应压力1.5～2.5MPa，体积空速2000～10000h-1，H2/C2H2为2～20，优选的加氢条件为：绝热床反应器入口温度35℃～45℃，反应压力1.8～2.2MPa，体积空速5000～8000h-1；H2/C2H2为2～5。
2.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于：所采用加氢催化剂中，活性组分Fe以α-Fe2O3形态存在，其中α-Fe2O3形态的Fe要占Fe总质量的50％以上。
3.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于：催化剂载体是氧化铝或氧化铝系载体，氧化铝系载体是指氧化铝与其他氧化物的复合载体，其中氧化铝占载体质量的50％以上，复合载体是氧化铝与氧化硅、氧化锆、氧化镁的复合物，最好是氧化铝-氧化锆复合载体，其中氧化铝含量在60％以上；氧化铝为θ、α、γ型或其多种晶型的混合物，最好是α-Al2O3或含α-Al2O3的混合晶型氧化铝。
4.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于：Fe-Mn选择加氢催化剂通过制备Fe前驱物水溶液、Mn前驱物水溶液，分别浸渍载体、分别陈化、干燥、焙烧或以其混合溶液浸渍载体，后陈化、干燥、焙烧后获得。
5.根据权利要求4所述的精制方法，其特征在于：浸渍温度30～60℃，浸渍时间10～60min，浸渍液pH值1.5～5.0，陈化温度30～60℃，陈化时间30～120min，焙烧温度300℃～600℃，优选400～500℃，焙烧时间240～300min。
6.根据权利要求4所述的精制方法，其特征在于：干燥为程序升温干燥，干燥温度程序设定为：
7.根据权利要求4所述的精制方法，其特征在于：焙烧为程序升温焙烧，焙烧温度程序设定为：
8.根据权利要求4所述的精制方法，其特征在于：催化剂还原是指用N2+H2混合气对催化剂进行还原，H2体积含量最好为10～50％，还原温度350～490℃，还原时间240～360min，体积空速100～500h-1，还原压力0.1～0.8MPa；优选条件为在400～450℃下进行还原，体积空速200～400h-1，还原压力最好为0.1～0.5MPa。
9.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于：乙烯精馏塔塔顶的精乙烯物料主要组成为：乙烯≥99.99体积％，乙炔5～100ppm。
10.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于：绝热床反应器为单段反应器。
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