專利名稱：低碳烴芳構(gòu)化產(chǎn)三苯和高標(biāo)號(hào)清潔汽油可切換的設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于輕烴芳構(gòu)化設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種低碳烴芳構(gòu)化產(chǎn)三苯和高標(biāo) 號(hào)清潔汽油可切換的設(shè)備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國外一些輕烴芳構(gòu)化技術(shù)已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。國內(nèi)在輕烴芳構(gòu)化技術(shù)研 究方面也取得了一些進(jìn)展，如石油科學(xué)研究院(RIPP)考察了丙烷在ZRP分子篩和硅改性 ZRP分子篩上的芳構(gòu)化反應(yīng)。但未發(fā)現(xiàn)工業(yè)裝置建設(shè)的報(bào)道。齊魯石化股份有限公司烯烴廠與北京石油科學(xué)研究院合作，自1993年即開始對 抽余油芳構(gòu)化的可行性進(jìn)行研究，并于1993年3月進(jìn)行了首次工業(yè)試驗(yàn)，1998年對工藝流 程進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)后又進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后并沒有進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，工藝上存 在一定問題，主要是收率不高。對研究投入較多精力的洛陽石化研究院對輕烴芳構(gòu)化技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究， 并開發(fā)了相關(guān)的催化劑，其試驗(yàn)裝置采用的是近似催化重整的催化劑流化床技術(shù)，但尚沒 有工業(yè)化的裝置生產(chǎn)出高純度石油純苯或甲苯的報(bào)道。東明石化采用洛陽石化研究院技術(shù)建設(shè)一套5萬噸/年液化石油氣生產(chǎn)芳烴的裝 置，反應(yīng)器采用流化再生技術(shù)，液相收率只有45%左右，效果一般，同時(shí)由于沒有后續(xù)分離 手段，無法產(chǎn)出國標(biāo)的石油純苯、甲苯，再加上干氣無法充分利用，液相只能用來摻兌汽油， 經(jīng)濟(jì)效益不高，處于停產(chǎn)階段。丹陽石化裂解碳五芳構(gòu)化工藝適用原料范圍相對較窄，使用含鎵的高成本催化 劑，單程反應(yīng)時(shí)間短，三苯產(chǎn)品無法實(shí)現(xiàn)高純度。撫順石油學(xué)院研究的低碳烴(C2-C5)芳構(gòu)化工藝使用的催化劑成本低，但它與丹 陽石化生產(chǎn)工藝一樣采用固定床反應(yīng)系統(tǒng)，催化反應(yīng)與催化劑再生交替進(jìn)行，需要切換時(shí) 間，減弱了生產(chǎn)效率。也不能產(chǎn)出高純國標(biāo)石油苯、甲苯。以甲烷為原料的芳構(gòu)化研究目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種同一套裝置按需生產(chǎn)芳烴或高標(biāo)號(hào)清潔汽油、兩種 工況相互切換運(yùn)行的創(chuàng)新設(shè)備系統(tǒng)，用最小化成本實(shí)現(xiàn)高辛烷值清潔汽油增產(chǎn)新途徑的低 碳烴芳構(gòu)化產(chǎn)三苯和高標(biāo)號(hào)清潔汽油可切換的設(shè)備系統(tǒng)。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的即一種低碳烴芳構(gòu)化產(chǎn)三苯和高標(biāo)號(hào)清潔汽油可切換的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于包 括進(jìn)料預(yù)熱器、中間進(jìn)料換熱器、進(jìn)料換熱器、加熱爐、反應(yīng)器、空冷、水冷、汽液分離罐、吸 收解析塔、穩(wěn)定塔、輕芳烴分餾塔、脫甲苯塔、脫碳八塔，所述進(jìn)料管線分別和進(jìn)料預(yù)熱器殼 程進(jìn)口、中間進(jìn)料換熱器殼程進(jìn)口連接，進(jìn)料預(yù)熱器殼程出口與進(jìn)料換熱器殼程進(jìn)口連接， 加熱爐進(jìn)口與進(jìn)料換熱器殼程出口連接，反應(yīng)器頂部進(jìn)口與加熱爐出口連接，底部出口與
3進(jìn)料換熱器管程進(jìn)口連接，中部與中間進(jìn)料換熱器殼程出口連接，進(jìn)料換熱器管程出口、中 間進(jìn)料換熱器管程、進(jìn)料預(yù)熱器管程進(jìn)口相繼連接，進(jìn)料換熱器3管程出口、中間進(jìn)料換熱 器2管程出口跨線連接，進(jìn)料預(yù)熱器管程出口與冷卻裝置入口連接，冷卻裝置出口與汽液 分離罐入口連接，汽液分離罐的液相出口、氣相出口分別與吸收解析塔的中部進(jìn)口連接，解 析塔底部的液相出口與穩(wěn)定塔的中部液相進(jìn)口連接，穩(wěn)定塔底部的液相出口分別與吸收解 析塔上部液相進(jìn)口、輕芳烴分餾塔中部液相進(jìn)口連接，輕芳烴分餾塔底部液相出口分別與 吸收解析塔上部液相進(jìn)口、脫甲苯塔中部液相進(jìn)口連接，脫甲苯塔底部液相出口與脫碳八 塔中部液相進(jìn)口連接。本實(shí)用新型的反應(yīng)器床層溫度采用分段控制，通過反應(yīng)器中段二次進(jìn)料冷激調(diào)節(jié) 和應(yīng)用反應(yīng)熱，保持反應(yīng)器上下兩段溫度沒有梯度，便于溫度穩(wěn)定控制。進(jìn)料換熱器管程出口、中間進(jìn)料換熱器管程出口跨線連接。冷卻裝置包括空冷和水冷，進(jìn)料預(yù)熱器管程出口與空冷進(jìn)口連接，空冷進(jìn)口出口 與水冷進(jìn)口連接，水冷出口與汽液分離罐進(jìn)口連接。本實(shí)用新型的工作原理如下產(chǎn)芳烴工況下，低碳烴原料經(jīng)與反應(yīng)熱換熱進(jìn)入加熱爐升溫至450_57(TC，然后 自上而下進(jìn)入固定床反應(yīng)器，在特種DLP型催化劑的作用下進(jìn)行芳構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)溫度 4500C _600°C，壓力0-0. 4MPa，空速0. 4-0. 8h_l。其中大部分原料轉(zhuǎn)化為苯、甲苯、二甲苯等 芳烴組分，同時(shí)生成氫氣、甲烷、乙烯、丙烷、丙烯等富烯烴干氣。反應(yīng)后產(chǎn)物經(jīng)一系列的換 熱及冷卻后送到氣液分離罐進(jìn)行氣液分離，分離后的氣相及液相分別進(jìn)入吸收解析塔進(jìn)行 氣相中重組分的回收和重組分中輕組分的解析。解析后的液相芳烴混合物進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)一 步脫除其中的碳五輕餾分后在輕芳烴分餾塔中分餾即可得到芳烴抽提裝置所需要的混合 苯產(chǎn)品，混合苯經(jīng)環(huán)丁砜抽提后即得到國標(biāo)的石油純苯、甲苯及二甲苯產(chǎn)品。經(jīng)吸收劑吸收 后的富烯烴干氣送入裝置氣柜進(jìn)行儲(chǔ)存，經(jīng)壓縮機(jī)提壓后送往界區(qū)外乙烯裝置用戶。產(chǎn)汽油工況下，含一定碳四烯烴量的液化氣等低碳烴大股物流經(jīng)進(jìn)料預(yù)熱器、換 熱器與反應(yīng)熱換熱又經(jīng)加熱爐加熱至250-450°C后，從反應(yīng)器頂部進(jìn)入，小股物料經(jīng)中間進(jìn) 料換熱器進(jìn)入反應(yīng)器中部以分段控制反應(yīng)器溫度，物料在反應(yīng)器中的納米催化劑作用下發(fā) 生疊合、脫氫、環(huán)化、異構(gòu)、齊聚等一系列反應(yīng)，生產(chǎn)富含環(huán)烷烴、異構(gòu)烴、芳烴的汽油餾分。 汽油餾分經(jīng)吸收解析、穩(wěn)定、分餾最后獲得高標(biāo)號(hào)清潔汽油及干氣、重芳烴等副產(chǎn)品。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1)反應(yīng)器內(nèi)催化劑選用了首創(chuàng)的具有晶粒小、孔道短、孔口多、孔道傳遞性能好、 分子擴(kuò)散速度快、孔口抗堵塞能力強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)的納米級ZSM-5分子篩新材料為母體。2)實(shí)現(xiàn)了一套設(shè)備兩種工藝隨時(shí)安全切換。操作簡單、維護(hù)周期短。3)用料范圍寬，各種液化氣及裂解碳五、重整拔頭油、芳烴抽余油等低碳烴均可作 為原料。4)負(fù)荷高，重量空速0. 5 1. Oh-I。5)利用循環(huán)干氣做載氣，延長反應(yīng)周期和催化劑壽命。6)以獨(dú)特的換熱方式最大地回收利用余熱，比一般工藝節(jié)能30%左右。7)以獨(dú)特的反應(yīng)床層分段溫度控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溫度穩(wěn)定控制。8)以獨(dú)特的吸收解析方法實(shí)現(xiàn)干氣高質(zhì)分離，投資省、效果好。[0027]9)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生在線切換，切換時(shí)間短，系統(tǒng)切換并達(dá)到穩(wěn)定只需4小時(shí)。10)再生燒焦區(qū)域大，加熱爐反應(yīng)器等高溫區(qū)均可實(shí)現(xiàn)燒焦，催化劑再生徹底。11)分離產(chǎn)品種類多、純度高、質(zhì)量好。本實(shí)用新型可以按需產(chǎn)出高純度的國標(biāo)石 油苯(99. 99%)、甲苯(99. 90%)、企標(biāo)二甲苯和抽余油及R0N97以上的清潔汽油、液化氣、
干氣、重芳烴等。本實(shí)用新型在產(chǎn)芳烴工況下，液相收率達(dá)到55%以上，干氣收率在45%。反應(yīng)的 重量空速達(dá)到0.4以上，輕烴(液化石油氣等)轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以上，第二代催化劑單程 運(yùn)行周期最高達(dá)53天，平均30天以上，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。產(chǎn)汽油工可在重量空速0. 5 1. Oh-I高負(fù)荷工況下單程運(yùn)行周期60天；低碳烴烯烴轉(zhuǎn)化率大于98% ；汽油收率依原料 質(zhì)量不同，一般在50%左右；再生周期10-15天；汽油辛烷值高(RON)高達(dá)97-98 ；硫含量 3-10ppm。此實(shí)用新型比一般工藝節(jié)能30%左右，節(jié)約投資8000萬元。

附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示1、進(jìn)料預(yù)熱器；2、中間進(jìn)料換熱器；3、進(jìn)料換熱器；4、加熱爐；5、反 應(yīng)器；6、空冷；7、水冷；8、汽液分離罐；9、吸收解析塔；10、穩(wěn)定塔；11、輕芳烴分餾塔；12、 脫甲苯塔；13、脫碳八塔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖以液化石油氣為例詳細(xì)闡述本實(shí)用新型。如附圖所示，進(jìn)料管線分別和進(jìn)料預(yù)熱器1殼程進(jìn)口、中間進(jìn)料換熱器2殼程進(jìn)口 連接，進(jìn)料預(yù)熱器1殼程出口與進(jìn)料換熱器3殼程進(jìn)口連接，加熱爐4進(jìn)口與進(jìn)料換熱器3 殼程出口連接，反應(yīng)器5頂部進(jìn)口與加熱爐4出口連接，底部出口與進(jìn)料換熱器3管程進(jìn)口 連接，中部進(jìn)口與中間進(jìn)料換熱器2殼程出口連接，反應(yīng)器5床層溫度分段控制。進(jìn)料換熱 器3管程出口、中間進(jìn)料換熱器2管程、進(jìn)料預(yù)熱器1管程進(jìn)口相繼連接，進(jìn)料換熱器3管 程出口、中間進(jìn)料換熱器2管程出口跨線連接。進(jìn)料預(yù)熱器1管程出口與空冷6進(jìn)口連接， 空冷6出口與水冷7進(jìn)口連接，水冷7出口與汽液分離罐8進(jìn)口連接，汽液分離罐8的液相 出口、氣相出口分別與吸收解析塔9中部進(jìn)口連接，吸收解析塔9頂部出口接到界外，塔底 液相出口與穩(wěn)定塔10中部液相進(jìn)口連接，穩(wěn)定塔10頂部出口接到裝置外，塔底液相出口分 別與吸收解析塔9上部液相進(jìn)口、輕芳烴分餾塔11中部液相進(jìn)口連接，輕芳烴分餾塔11頂 部出口接到裝置外，塔底液相出口分別與吸收解析塔9上部液相進(jìn)口、脫甲苯塔12中部液 相進(jìn)口連接，脫甲苯塔12頂部出口接到裝置外，塔底液相出口與脫碳八塔13中部液相進(jìn) 口連接，脫碳八塔13塔頂出口、塔底出口分別接到裝置外。本實(shí)用新型使用產(chǎn)芳烴工況下，C4等低碳烴原料經(jīng)進(jìn)料預(yù)熱器1、進(jìn)料換熱器3與 反應(yīng)熱換熱又經(jīng)加熱爐4加熱后自上而下進(jìn)入固定床反應(yīng)器5，反應(yīng)油氣經(jīng)進(jìn)料換熱器3、 進(jìn)料預(yù)熱器1與進(jìn)料熱交換又經(jīng)空冷6、水冷7冷卻后，進(jìn)入氣液分離罐8進(jìn)行油氣分離， 分離出的反應(yīng)氣通過氣相出口進(jìn)入吸收解析塔9吸收部段底部，進(jìn)一步吸收分離其中的可 凝的C5以上烴類，吸收劑為來自輕芳烴分餾塔11的C8-C10餾分以及來自抽提切割塔的一 部分C8-C10餾分。塔頂?shù)母蓺庾鳛楦碑a(chǎn)品送出裝置。氣液分離罐8分離出的反應(yīng)液進(jìn)入吸收解析塔9解析段上部，塔底物流進(jìn)入穩(wěn)定塔10從頂部脫除戊烷餾分并回收，底部物流 去輕芳烴分餾塔11并從塔頂獲得混芳烴送往混苯溶劑分離裝置精制國標(biāo)純苯、甲苯、二甲 苯，塔底餾分與來自粗苯溶劑分離裝置的一部分C8-C10餾分混合，一部分作為吸收解析液 進(jìn)入吸收解析塔9頂，大部分作為脫甲苯塔12的進(jìn)料進(jìn)入脫甲苯塔12，塔頂甲苯組分送出 裝置，塔底物流送去脫碳八塔13獲得精二甲苯及重芳烴產(chǎn)品。其技術(shù)指標(biāo)如下
性能指標(biāo)設(shè)計(jì)值實(shí)際值國內(nèi)同類裝置備注反應(yīng)物液相收率，％5558. 547. 5反應(yīng)物氣相收率，％4541. 552. 5反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，％909585
空速0. 4-0. 80. 40. 4反應(yīng)溫度，V450-600520510反應(yīng)壓力，MPa0-0. 40. 1690. 2再生周期，小時(shí)168400連續(xù)再生流化床催化劑壽命1年----液相產(chǎn)品溴指數(shù)1000500-650650mg/100gBr苯產(chǎn)品純度，％99. 9699. 96-99. 9999. 0甲苯產(chǎn)品純度，％99. 799. 8-99. 9995硫含量，ppm111 本實(shí)用新型使用產(chǎn)汽油工況下，含一定碳四烯烴量的液化氣等低碳烴大股物流經(jīng) 進(jìn)料預(yù)熱器1、進(jìn)料換熱器3與反應(yīng)熱換熱又經(jīng)加熱爐4加熱至300-45(TC后，從反應(yīng)器5 頂部進(jìn)入，小股物料經(jīng)中間進(jìn)料換熱器2進(jìn)入反應(yīng)器5中部以分段控制反應(yīng)器溫度，物料 在反應(yīng)器5中的納米催化劑作用下發(fā)生疊合、脫氫、環(huán)化、異構(gòu)、齊聚等一系列反應(yīng)，生產(chǎn)富 含環(huán)烷烴、異構(gòu)烴、芳烴的汽油餾分?；旌橡s分經(jīng)進(jìn)料換熱器3、中間進(jìn)料換熱器2、進(jìn)料預(yù) 熱器1、空冷6、水冷7冷卻至40°C左右后，在汽液分離罐8中進(jìn)行汽液分離，反應(yīng)氣進(jìn)入吸 收解析塔9吸收段底部，l-2Mpa條件下經(jīng)吸收劑吸收C3以上烴類后從塔頂產(chǎn)出干氣出界 外。反應(yīng)液進(jìn)入吸收解析塔9中部，在塔底90-130°C條件下進(jìn)行解析后進(jìn)入穩(wěn)定塔10，穩(wěn) 定塔10塔頂在50-120°C、0. 8-1. 5Mpa下產(chǎn)出C3-C4液化氣送出裝置，塔底大部分物料在 150-250°C下去輕芳烴分餾塔11，小部分物料經(jīng)冷卻作為吸收解析液去吸收解析塔9。輕芳 烴分餾塔11塔頂80-180°C、0. 01-1. OMpa條件下所得的高標(biāo)號(hào)輕芳烴清潔汽油送出裝置， 塔底180-280°C、0. 5-1. 5Mpa下產(chǎn)出重芳烴副產(chǎn)品。清潔汽油硫含量低于10μ g/g，辛烷值 (RON)可達(dá)97-98。其技術(shù)指標(biāo)如下原料LPG、凝析油、拔頭油、抽余油、裂解碳五等輕烴[0040]反應(yīng)溫度300 450 °C反應(yīng)壓力0. 3 2. OMPa[0041]重量空速0. 5 1. Oh-I催化劑單程壽命60天[0042]催化劑總壽命3年液化氣烯烴轉(zhuǎn)化率大于98%[0043]汽油收率50%汽油辛烷值(RON)97-98[0044]硫含量3-10ppm汽油苯含量小于1. 0%[0045]干氣產(chǎn)率小于0.5%。
權(quán)利要求1.一種低碳烴芳構(gòu)化產(chǎn)三苯和高標(biāo)號(hào)清潔汽油可切換的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于包括進(jìn) 料預(yù)熱器、中間進(jìn)料換熱器、進(jìn)料換熱器、加熱爐、反應(yīng)器、空冷、水冷、汽液分離罐、吸收解 析塔、穩(wěn)定塔、輕芳烴分餾塔、脫甲苯塔、脫碳八塔，所述進(jìn)料管線分別和進(jìn)料預(yù)熱器殼程進(jìn) 口、中間進(jìn)料換熱器殼程進(jìn)口連接，進(jìn)料預(yù)熱器殼程出口與進(jìn)料換熱器殼程進(jìn)口連接，加熱 爐進(jìn)口與進(jìn)料換熱器殼程出口連接，反應(yīng)器頂部進(jìn)口與加熱爐出口連接，底部出口與進(jìn)料 換熱器管程進(jìn)口連接，中部與中間進(jìn)料換熱器殼程出口連接，進(jìn)料換熱器管程出口、中間進(jìn) 料換熱器管程、進(jìn)料預(yù)熱器管程進(jìn)口相繼連接，進(jìn)料換熱器管程出口、中間進(jìn)料換熱器管程 出口跨線連接，進(jìn)料預(yù)熱器管程出口與冷卻裝置入口連接，冷卻裝置出口與汽液分離罐入 口連接，汽液分離罐的液相出口、氣相出口分別與吸收解析塔的中部進(jìn)口連接，解析塔底部 的液相出口與穩(wěn)定塔的中部液相進(jìn)口連接，穩(wěn)定塔底部的液相出口分別與吸收解析塔上部 液相進(jìn)口、輕芳烴分餾塔中部液相進(jìn)口連接，輕芳烴分餾塔底部液相出口分別與吸收解析 塔上部液相進(jìn)口、脫甲苯塔中部液相進(jìn)口連接，脫甲苯塔底部液相出口與脫碳八塔中部液 相進(jìn)口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳烴芳構(gòu)化產(chǎn)三苯和高標(biāo)號(hào)清潔汽油可切換的設(shè)備系統(tǒng)， 其特征在于冷卻裝置包括空冷和水冷，進(jìn)料預(yù)熱器管程出口與空冷進(jìn)口連接，空冷進(jìn)口出 口與水冷進(jìn)口連接，水冷出口與汽液分離罐進(jìn)口連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于輕烴芳構(gòu)化設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種低碳烴芳構(gòu)化產(chǎn)三苯和高標(biāo)號(hào)清潔汽油可切換的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于包括進(jìn)料預(yù)熱器、中間進(jìn)料換熱器、進(jìn)料換熱器、加熱爐、反應(yīng)器、空冷、水冷、汽液分離罐、吸收解析塔、穩(wěn)定塔、輕芳烴分餾塔、脫甲苯塔、脫碳八塔。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了一套設(shè)備兩種工藝隨時(shí)安全切換，具有投資省、見效快、操作簡單、維護(hù)周期短的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C2/42GK201778010SQ20102023664
公開日2011年3月30日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者劉新民, 宋金富, 王振武, 高福利 申請人:山東齊旺達(dá)集團(tuán)海仲化工科技有限公司