用于异构化烃的方法

摘要

本发明提供了用于异构化烃的方法和设备。所述方法包括使所述烃进料流在异构化区中在异构化催化剂和氢气存在下在异构化条件下异构化以产生异构化料流。异构化料流在稳定器塔中稳定以提供稳定器废气流和液体异构化物流。使稳定器废气流通入净气体洗涤器，以获得包含氢气和C1‑C4烃的净气体洗涤器废气流。使净气体洗涤器废气流与包含C5至C7烃的吸收器液体进料在吸收器塔中接触以提供主要包含氢气的吸收器塔顶料流和主要包含轻质烃的吸收器塔底料流，所述轻质烃包含C1‑C4烃。使吸收器塔顶料流通入异构化区作为补充氢气。

说明书

技术领域

本公开的主题一般涉及用于异构化烃的方法和设备。更具体地讲，技术领域涉及在用于异构化烃的方法中增加氢回收率。

背景技术

通过各种单元操作精炼烃料流以生产各种类型的燃料、用于生产其他化合物或产品的工业原料、以及石油基产品。汽油的生产是特别重要的工业过程，该过程涉及通过各种单元操作(包括异构化和催化重整)精炼烃。烃的重整可用于在贵金属催化剂存在下将链烷烃转化为芳族化合物。芳族化合物提供高辛烷值，因此是汽油中的理想组分。异构化有效地将直链烃转化为支链烃，支链烃的辛烷值比直链化合物的辛烷值高，但比芳族化合物的辛烷值低。异构化料流(或异构化物)基本上不含芳族化合物，而重整料流(或重整产物)通常包含大量芳族化合物(例如至少50重量％)。

在精炼过程中，通常基于每种料流内的化合物的碳原子数将烃料流分离成各种料流。具有7个或更多个碳原子的烃通常要进行重整，因为与这些烃的异构化相比，重整通常导致更高的辛烷值。具有5或6个碳原子的烃通常经受异构化过程，所述异构化过程具有显著的氢气需求。

氢气是昂贵的商品。氢气的有效利用对异构化方法的经济性非常重要。在异构化单元的当前设计中，存在当前未被回收的显著量的氢，诸如在洗涤器废气中结束的氢。

因此，希望提供设备和方法以经济地回收氢气并且减少在C

发明内容

本文设想的各种实施方案涉及用于异构化烃的方法和设备。本文提出的示例性实施方案使用于异构化烃的方法和设备中的氢气回收率增加。

根据示例性实施方案，提供了用于异构化包含C

根据另一个示例性实施方案，提供了一种用于异构化轻质石脑油料流的方法。该方法包括使轻质石脑油料流通入轻质石脑油加氢处理单元以获得加氢处理流出物。使加氢处理流出物通入汽提塔以提供包含轻质烃的汽提塔塔顶料流和包含C

根据另一个示例性实施方案，提供了一种用于异构化直馏石脑油料流的方法。该方法包括使直馏石脑油进料通入直馏石脑油加氢处理单元以提供重质石脑油加氢处理流出物。使直馏石脑油加氢处理流出物通入汽提塔以提供包含轻质烃的汽提塔塔顶料流和包含C

本发明所公开的主题允许在异构化工艺中从进入燃料气体头的洗涤器废气中回收80％至98％的氢，并且减少该工艺中补充氢的消耗。

考虑以下具体实施方式、附图和所附权利要求，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。

附图说明

下面将结合以下附图来描述各种实施方案，其中相似数字表示相似元件，并且其中：

图1为根据示例性实施方案的用于对烃进行异构化的方法和设备的示意图。

图2为根据示例性实施方案的用于对烃进行异构化的方法和设备的示意图。

技术人员将理解，附图中的元件是为了简单和清楚而图示的，而不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸相对于其他元件可被夸大，以帮助改善对本公开的各种实施方案的理解。而且，为了便于更少地妨碍对本公开的各种实施方案的查看，通常未描绘在商业上可行的实施方案中可用的或必要的普遍且熟知的元件。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅是示例性的，并且不旨在限制各种实施方案或其应用和使用。另外，不意图受前述背景技术或以下详细描述中呈现的任何理论的束缚。

如图所示，附图中的工艺流程线可以互换地称为例如管线、管道、分支、分配器、料流、流出物、进料、产物、部分、催化剂、抽出物、再循环、抽吸、排放和焦散。

如本文所用，术语“区”可指包括一个或多个装备项和/或一个或多个子区的区域。装备项可包括一个或多个反应器或反应器容器、加热器、交换器、管道、泵、压缩机和控制器。另外，装备项诸如反应器、干燥器或容器还可包括一个或多个区或子区。

如本文所用，术语“料流”可包含各种烃分子和其他物质。此外，术语“包含Cx烃的料流”可以包括包含具有“x”个碳原子数的烃的料流，合适地包括包含具有“x”个碳原子数的大部分烃的料流，并且优选地具有至少75重量％的分别具有“x”个碳原子数的烃分子的料流。此外，术语“包含Cx+烃的料流”可以包括包含具有多于或等于“x”个碳原子的大部分烃分子的料流，并且合适地包括包含小于10重量％并且优选小于1重量％的具有x-1个碳原子的烃分子的料流。最后，术语“Cx-料流”可以包括包含具有小于或等于“x”个碳原子的大部分烃分子的料流，并且合适地包括包含小于10重量％并且优选小于1重量％的具有x+1个碳原子的烃分子的料流。

术语“塔”意指用于分离不同挥发性物质的一种或多种组分的一个或多个蒸馏塔。除非另有说明，每个塔在塔的塔顶包括冷凝器以冷凝塔顶蒸气并将塔顶料流的一部分回流至塔的顶部。还包括在塔的底部的再沸器，以汽化并将塔底料流的一部分送回塔的底部以提供分馏能。可以预热塔的进料。顶部压力是塔出口处的塔顶蒸气的压力。底部温度是液体底部出口温度。塔顶管线和塔底管线是指从回流或再沸的塔下游到塔的净管线。

如本文所用，术语“塔顶料流”可以意指在容器(诸如塔)的顶部处或附近抽出的料流。

如本文所用，术语“塔底料流”可意指在容器(诸如塔)的底部或附近抽出的料流。

如本文所用，术语“主要”可意指料流中的一种化合物或一类化合物的量通常为至少75摩尔％，优选85摩尔％，并且最佳地95摩尔％。

如本文所用，术语“富含”可意指料流中的一种化合物或一类化合物的量通常为至少90摩尔％，优选95摩尔％，并且最佳地99摩尔％。

参考示出根据如图1所示的实施方案的方法和设备100，提出用于异构化烃的方法和设备的示例性实施方案。方法和设备100包括加氢处理单元110、汽提塔120、异构化区130、稳定器塔140、去异己烷装置塔150、净气体洗涤器160、废气压缩机单元170和吸收器塔180。

根据如图1所示的一个示例性实施方案，将管线102中的烃进料流通入加氢处理单元110。烃进料流是包含C

管线124中的汽提塔塔底料流被分流以提供管线126中的汽提塔塔底料流的第一部分和管线128中的汽提塔塔底料流的第二部分。汽提塔塔底料流的第一部分在异构化催化剂和氢气的存在下在异构化区中在异构化条件下通入异构化区130用于异构化以在管线132中产生异构化料流。如图所示，管线192中的氢气补充气体流通入异构化区130。另外，也将来自脱异己烷装置塔150的管线156中包含环己烷、直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷的脱异己烷装置侧馏分料流通入异构化区130。

异构化区130可包括一个或多个反应器。异构化区可在任何合适的温度诸如90℃至235℃、优选110℃至205℃的温度下操作，并且压力可为700KPa至7,000KPa。液时空速可在0.5至12hr

可将管线132中的异构化料流通入稳定器塔140以在管线142中提供包含C

可将管线144中的液体异构化物流通入脱异己烷装置塔150以提供异构化物产物。可将管线152中的脱异己烷装置塔顶料流、管线156中的脱异己烷装置侧馏分料流和管线154中的脱异己烷装置塔底料流从脱异己烷装置塔中抽出。可将管线152中的脱异己烷装置塔顶料流和管线154中的脱异己烷装置塔底料流混合，以在管线158中提供异构化物产物。此外，如上文所用，可将脱异己烷装置侧馏分料流通入异构化区130。

重新参见管线142中的稳定器废气流，稳定器废气流可通入净气体洗涤器160，以在管线162中获得包含氢气和C

随后，净气体洗涤器废气流可在吸收器塔180中的管线128中与汽提塔塔底料流的第二部分接触，以在管线182中提供富含氢气的吸收器塔顶料流并且在管线184中提供包含轻质烃的吸收器塔底料流。吸收器塔底料流还包含吸收器进料组分，即用于从净气体洗涤器废气流中提取轻质烃的汽提塔塔底料流的第二部分。吸收器塔包括不具有任何再沸器或冷凝器的10至20塔板塔/填充床，并且可具有1400Kpa(g)至2200Kpa(g)的操作压力。

如图1所示，管线162中的净气体洗涤器废气流通入压缩机单元170。废气压缩机单元170可包括抽吸敲除鼓、废气压缩机、排放冷却器和排放敲除鼓。在一个实施方案中，压缩机单元可以是增压压缩机。因此，净气体洗涤器废气流可在通入吸收器塔180用于接触步骤之前通入增压压缩机。增压压缩机需要将净气体洗涤器废气流压力从600Kpa(g)增加至1200Kpa(g)至1400Kpa(g)至2200Kpa(g)的吸收器操作压力。在一个具体实施方案中，增压压缩机可将净气体洗涤器废气流的压力从900Kpa(g)增加至1900Kpa(g)。

在一个实施方案中，汽提塔塔底料流的第二部分为汽提塔塔底料流的10重量％至30重量％，或10重量％至20重量％。管线182中的吸收器塔顶料流与管线192中的料流混合并作为补充氢气通入异构化区。管线184中包含轻质烃的吸收器塔底料流通入汽提塔，以经由料流127回收C

现在转到图2，用于异构化烃的方法和设备的另一个示例性实施方案参考方法和设备200提出。图2中的许多元件具有与图1中相同的构型，并且具有相同的相应参考标号并且具有类似的操作条件。图2中对应于图1中的元件但具有不同构型的元件具有与图1相同的附图标号，但用引号(’)标记。图2中的设备和方法与图1中的相同，不同的是标注的以下差异。根据如图2所示的示例性实施方案，管线102′中的烃进料流是主要包含C

管线124中的汽提塔塔底料流被分流以提供管线126’中的汽提塔塔底料流的第一部分和管线128’中的汽提塔塔底料流的第二部分。在本实施方案中，汽提塔塔底料流的第二部分为汽提塔塔底料流的5重量％至20重量％。使汽提塔塔底料流的第一部分通入石脑油分离器塔210以在管线212中提供包含C

汽提塔塔底料流的第二部分可通入吸收器塔180以与净气体洗涤器废气流接触，从而在管线182中提供富含氢气的吸收器塔顶料流并且在管线184中提供包含轻质烃的吸收器塔底料流。在如图2所示的示例性实施方案中，汽提塔塔底料流的第二部分可通入热交换器220，以在通入吸收器塔180用于接触步骤之前，经由与吸收器塔底料流的热交换来冷却第二部分。该方法的其余部分类似于图1所述的方法。

上述管线、导管、单元、装置、容器、周围环境、区或类似物中的任一者可配备一个或多个监测部件，包括传感器、测量装置、数据捕获装置或数据传输装置。信号、工艺或状态测量以及来自监测部件的数据可用于监测工艺设备中、周围和与其有关的条件。由监测部件生成或记录的信号、测量和/或数据可通过一个或多个网络或连接收集、处理和/或传输，所述网络或连接可以是私有或公共的，通用的或专用的，直接的或间接的，有线的或无线的，加密的或未加密的，和/或它们的组合；本说明书并非旨在在这方面进行限制。该附图示出为300的以上分类。

由监测部件生成或记录的信号、测量和/或数据可被传输到一个或多个计算设备或系统。计算设备或系统可包括至少一个处理器以及存储计算机可读指令的存储器，该计算机可读指令当由至少一个处理器执行时，使一个或多个计算设备执行可包括一个或多个步骤的工艺。例如，可配置一个或多个计算设备以从一个或多个监测部件接收与至少一件与该工艺相关联的设备相关的数据。一个或多个计算设备或系统可被配置为分析该数据。根据数据分析，一个或多个计算设备或系统可被配置为确定对本文所述的一个或多个工艺的一个或多个参数的一种或多种推荐调整。一个或多个计算设备或系统可被配置为传输加密或未加密的数据，其包括对本文所述的一个或多个工艺的一个或多个参数的一种或多种推荐调整。该附图示出为300的以上分类。

申请人已发现，使用所提出的流动方案允许从进入燃料气体头的净气体洗涤器废气流中回收大于98％的氢，并且将补充氢消耗减少相同的量。中等至大尺寸的单元的氢回收率的量可显著较高。如以上流动方案中所示，如本方案中所提出的吸收器塔使用液体吸收介质从净气体洗涤器废气流中吸收轻质烃(C

表1示出了根据示例性实施方案的吸收器塔操作数据、至吸收器塔的进入料流和来自吸收器塔的离开料流，其中异构化单元具有约8500BPSD的新鲜进料速率。从表1中显而易见的是，得自吸收器塔的塔顶料流具有98摩尔％的氢回收率和89摩尔％的纯度。本发明的流动方案导致1.71MMUSD/年的节省。

虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。

虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。

本发明的第一实施方案是用于异构化包含C

本发明的第二实施方案是用于异构化轻质石脑油料流的方法，其中所述方法包括：a)使轻质石脑油料流通入轻质石脑油加氢处理单元以获得加氢处理流出物；b)使所述加氢处理流出物通入汽提塔以提供包含轻质烃的汽提塔塔顶料流和包含C

本发明的第三实施方案是用于异构化直馏石脑油料流的方法，其中所述方法包括：a)使直馏石脑油进料通入直馏石脑油加氢处理单元以提供重质石脑油加氢处理流出物；b)使所述直馏石脑油加氢处理流出物通入汽提塔以提供包含轻质烃的汽提塔塔顶料流和包含C

尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改，并且使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。

在前述内容中，所有温度均以华氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。