在蒸餾塔內(nèi)的三個(gè)催化反應(yīng)區(qū)上的粗汽油異構(gòu)化的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的反應(yīng)精餾系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)，其中至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是苯加氫異構(gòu)化區(qū)，第二個(gè)反應(yīng)區(qū)是己烷異構(gòu)化區(qū)，并且第三個(gè)反應(yīng)區(qū)是戊烷異構(gòu)化區(qū)。此外，所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)位于比其他反應(yīng)區(qū)低的位置且在所述塔的下部部分，而所述己烷異構(gòu)化區(qū)位于比所述進(jìn)料區(qū)高但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低的位置。所述系統(tǒng)還具有至少一個(gè)側(cè)面輸出，所述側(cè)面輸出位于所述己烷異構(gòu)化區(qū)之上但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低的位置。
【專利說(shuō)明】在蒸餾塔內(nèi)的三個(gè)催化反應(yīng)區(qū)上的粗汽油異構(gòu)化
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明適用于石化和煉油工業(yè)，即適用于高辛烷值汽油組分的生產(chǎn)方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]迄今為止，苯已被廣泛用作汽車燃料組分以提高燃料的辛烷值。具體地，含苯的重整產(chǎn)品被用作卡車和飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)汽油中的高辛烷值組分；它通過(guò)直餾汽油組分的催化重整進(jìn)行生產(chǎn)。
[0004]但是，當(dāng)今，為了環(huán)境安全的利益應(yīng)當(dāng)降低汽油中苯的濃度，但是這帶來(lái)保持抗爆性質(zhì)即高辛烷值的問(wèn)題。重整產(chǎn)品或其組分中苯的濃度降低可以通過(guò)氫化苯以得到環(huán)己烷，而環(huán)己烷是低辛烷值的物質(zhì)并且不適于作為汽車燃料組分。它的異構(gòu)體甲基環(huán)戊烷是可以更有利的。
[0005]有從石油原料生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的方法(美國(guó)專利第5，830，345號(hào))，其中這種原料的富含汽油的組分，包含C5到C7鏈烷烴，通過(guò)在反應(yīng)精餾過(guò)程利用雙官能化的催化劑進(jìn)行加氫和異構(gòu)化。但是，當(dāng)相同的反應(yīng)區(qū)同時(shí)用于氫化苯且異構(gòu)化環(huán)己烷和C5到C7鏈烷烴時(shí)，這導(dǎo)致用于和催化劑相互作用的所有原料組分之間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，并且因此導(dǎo)致反應(yīng)不完全且未能如預(yù)期的那樣增加辛烷值。
[0006]在相似的情況下，不同的方法(W02006/088528)利用兩種單獨(dú)的催化劑而不是所述雙官能化的催化劑，即所述加氫催化劑和所述異構(gòu)化催化劑。但是仍然存在用于和所述加氫催化劑相互作用的環(huán)己烷和C5到C7鏈烷烴之間的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，并且導(dǎo)致轉(zhuǎn)化不完全。此夕卜，環(huán)己烷的較高分子量阻止其輸送到位于精餾塔內(nèi)的加氫催化劑之上的異構(gòu)化催化劑；這降低了環(huán)己烷異構(gòu)化為甲基環(huán)戊烷的能力，并且因此阻止得到預(yù)期的辛烷值。
[0007]發(fā)明概述`
[0008]因此，生產(chǎn)帶有降低苯濃度的和最低辛烷值損失的高辛烷值汽油組分仍然存在問(wèn)題，并且開(kāi)發(fā)將允許盡可能高效地利用原料組分且降低用于高辛烷值汽油組分生產(chǎn)費(fèi)用的過(guò)程存在問(wèn)題。
[0009]這個(gè)問(wèn)題通過(guò)提供用于生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的反應(yīng)精餾系統(tǒng)得以解決，所述系統(tǒng)包含帶有進(jìn)料區(qū)和含氫氣的氣體供應(yīng)區(qū)的精餾塔，并且具有至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)，至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是苯加氫異構(gòu)化區(qū)，其他反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是己烷異構(gòu)化區(qū)，并且剩余的反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是戊烷異構(gòu)化區(qū)。所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)位于比其他反應(yīng)區(qū)低的位置且在所述塔的下部部分，而所述己烷異構(gòu)化區(qū)位于比所述進(jìn)料區(qū)高但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低的位置。所述系統(tǒng)還包含一個(gè)側(cè)面輸出，所述側(cè)面輸出在所述己烷異構(gòu)化區(qū)之上但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低。
[0010]使所有的三個(gè)反應(yīng)區(qū)在精餾塔內(nèi)部是可行的。
[0011]這個(gè)系統(tǒng)的安裝具有四個(gè)蒸餾區(qū)，所以所有的反應(yīng)區(qū)都被蒸餾區(qū)分隔。
[0012]使所述進(jìn)料區(qū)在所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)之上是可行的。
[0013]優(yōu)選在所述系統(tǒng)內(nèi)使每個(gè)反應(yīng)區(qū)具有專門的氫氣供應(yīng)區(qū)。
[0014]在所述較低的加氫異構(gòu)化區(qū)中的催化劑可以是被第VIII族金屬覆蓋的沸石。[0015]較高的異構(gòu)化區(qū)中的催化劑可以是被第VIII族金屬覆蓋的且被硫酸鹽和/或鎢酸鹽離子助催化的第IV族金屬氧化物。
[0016]還提供了獲得高辛烷值汽油組分的生產(chǎn)方法，其中進(jìn)料流被引入反應(yīng)精餾塔的進(jìn)料區(qū)內(nèi)，所述塔是反應(yīng)精餾系統(tǒng)的一部分，所述系統(tǒng)包括至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)，其中至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是苯加氫異構(gòu)化區(qū)，所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)正好位于所述塔內(nèi)，其他反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是己烷異構(gòu)化區(qū)，并且剩余的反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是戊烷異構(gòu)化區(qū)。苯在所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)內(nèi)加氫異構(gòu)化，所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)位于所述塔的下部部分且在所有其他反應(yīng)區(qū)之下。己烷在所述己烷異構(gòu)化區(qū)內(nèi)異構(gòu)化，所述己烷異構(gòu)化區(qū)位于所述進(jìn)料區(qū)之上但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低的位置。戊烷在所述戊烷異構(gòu)化區(qū)內(nèi)異構(gòu)化。異己烷類從所述塔的側(cè)面輸出回收，所述塔的側(cè)面輸出位于所述己烷異構(gòu)化區(qū)之上但在所述戊烷異構(gòu)化區(qū)之下，異戊烷類從所述塔的頂部回收，并且環(huán)戊烷類從所述塔的底部回收。
[0017]具有使得所述流是蒸氣-液體流，其中苯大部分在液相的進(jìn)料流溫度是可行的。
[0018]優(yōu)選的是，將所述進(jìn)料流引入至位于所述異構(gòu)化區(qū)和加氫異構(gòu)化區(qū)之間的所述塔的蒸餾區(qū)內(nèi)，并且令人滿意的是，將所述進(jìn)料流在所述塔的輸入處分成兩股流，其中一股流下降并且包含苯和具有較高分子量的組分，而另一股流上升并且包含分子量比苯低的組分。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，來(lái)自所述進(jìn)料流的C4到C6的鏈烷烴進(jìn)入在所述進(jìn)料流入口點(diǎn)之上的所述異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)內(nèi)，而芳香族化合物、環(huán)烷烴、C7鏈烷烴和較重的烴進(jìn)入位于所述進(jìn)料流入口點(diǎn)之下的所述加氫異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)。
[0020]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，異構(gòu)化反應(yīng)在所述塔外部的反應(yīng)區(qū)進(jìn)行而產(chǎn)物的混合物返回至所述塔內(nèi)。
[0021]烴和氫氣正好在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)混合且向每個(gè)區(qū)單獨(dú)地供應(yīng)氫氣是可行的。
.[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述進(jìn)料流通常由C4到CS的烴組分組成，所述烴組分包含濃度在O到30% (w/w)之間的苯。
[0023]苯可以利用催化劑進(jìn)行加氫異構(gòu)化，所述催化劑是被第VIII族金屬覆蓋的沸石。
[0024]異構(gòu)化可以利用催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述催化劑是被第VIII族金屬覆蓋的且被硫酸鹽和/或鎢酸鹽離子助催化的第IV族金屬氧化物。
[0025]氫氣和烴的摩爾比在0.01到5比I之間是可行的；優(yōu)選的值在0.01到3比I之間；更優(yōu)選的值在0.1到3比I之間；還更優(yōu)選的值在0.08到1.5比I之間。
[0026]所述塔內(nèi)的超壓(overpressure)在10和超過(guò)40atm之間是可行的(更優(yōu)選的值在30到超過(guò)35atm之間)。
[0027]塔的溫度在80°C和350°C之間是可行的(優(yōu)選在80°C和300°C之間；還更優(yōu)選在150°C和 280°C之間)。
[0028]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述塔的頂部的溫度在80°C和220°C之間(優(yōu)選在150°C和200°C之間)而所述塔的底部的溫度在120°C和350°C之間(優(yōu)選在220°C和280°C之間)。
[0029]本發(fā)明的 申請(qǐng)人:已經(jīng)出乎意料地發(fā)現(xiàn)，用于反應(yīng)的原料組分競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題可以利用至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)解決，其中一個(gè)用于苯加氫和異構(gòu)化，而另外兩個(gè)區(qū)用于鏈烷烴的異構(gòu)化。
[0030]在已知的現(xiàn)有技術(shù)的精餾系統(tǒng)中，苯加氫區(qū)通常位于原料進(jìn)料區(qū)之上的塔的上部部分。本發(fā)明的 申請(qǐng)人:已提出將其安排地盡可能低，優(yōu)選甚至比原料進(jìn)料區(qū)低，以使加氫反應(yīng)的放熱效應(yīng)有效地用于反應(yīng)區(qū)中的液體蒸發(fā)，并且因此大大降低用于反應(yīng)精餾塔鍋爐的能量消耗和用于反應(yīng)精餾系統(tǒng)的能量消耗。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是，以蒸氣-液態(tài)將原料供應(yīng)至塔內(nèi)，其中苯大部分在液相。一方面，這允許降低用于原料加熱的開(kāi)支(在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)內(nèi)，苯在氣相以保證它沿塔上升但這需要更多熱量)。另一方面，這允許從位于液體苯進(jìn)入的原料進(jìn)料區(qū)之下的反應(yīng)區(qū)中的加氫反應(yīng)的放熱效應(yīng)獲得更多的益處。
[0032]本 申請(qǐng)人:已出乎意料地發(fā)現(xiàn)，在所述工藝條件下，來(lái)自所述苯組分的C7鏈烷烴加入到原料流中的時(shí)候，它們被異構(gòu)化為高辛烷值的組分，所述高辛烷值的組分提高了底部產(chǎn)物的辛烷值。
[0033]還出乎意料地發(fā)現(xiàn)，在所述工藝條件下，在較低的反應(yīng)區(qū)內(nèi)存在C7烴的歧化反應(yīng)，其中C6和C8的高辛烷值組分消失，這提高了所述底部產(chǎn)物的辛烷值。
[0034]提出的在工藝中的副反應(yīng)(導(dǎo)致形成C3到C4輕質(zhì)烴的裂解)被最小化，因?yàn)樽罱K產(chǎn)品在形成輕質(zhì)烴之前被從反應(yīng)區(qū)移除。
[0035]附圖簡(jiǎn)述
[0036]圖1說(shuō)明的是反應(yīng)精餾過(guò)程的裝置，其中所有的反應(yīng)區(qū)都在反應(yīng)精餾塔內(nèi)。
[0037]圖2說(shuō)明的是反應(yīng)精餾過(guò)程的裝置，其中至少一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)在反應(yīng)精餾塔的外部。
[0038]圖3說(shuō)明的是反應(yīng)精餾過(guò)程的裝置，其中至少兩個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)在反應(yīng)精餾塔的外部。
[0039]發(fā)明詳述
[0040]本發(fā)明涉及是單一反應(yīng)精餾過(guò)程的生產(chǎn)過(guò)程。
[0041]術(shù)語(yǔ)“反應(yīng)精餾過(guò)程”用來(lái)描述催化反應(yīng)和蒸餾反應(yīng)在塔內(nèi)同時(shí)發(fā)生的聯(lián)合過(guò)程。“反應(yīng)蒸餾”、“催化蒸餾”或任何其他術(shù)語(yǔ)可以用來(lái)描述過(guò)程，如果這樣的術(shù)語(yǔ)描述其中催化反應(yīng)和蒸餾反應(yīng)在塔內(nèi)同時(shí)發(fā)生的聯(lián)合過(guò)程。
[0042]反應(yīng)精餾過(guò)程在單一的塔內(nèi)將催化反應(yīng)器和蒸餾區(qū)聯(lián)合，即在同一裝置內(nèi)保證了化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)混合物分隔的結(jié)合，并且從動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和節(jié)能角度提供了益處。
[0043]本發(fā)明方法中的原料是指伴隨重整組分的輕質(zhì)直餾粗汽油，輕質(zhì)直餾粗汽油主要包括苯和有相似沸點(diǎn)的其他組分。通常，原料是經(jīng)過(guò)初步蒸餾的無(wú)水的石油產(chǎn)品(具體地，直餾的輕質(zhì)汽油)和催化重整產(chǎn)品(具體地，主要包含苯和有相似沸點(diǎn)的其他組分的輕質(zhì)重整產(chǎn)品)。進(jìn)料流通常由C4到C8或C5到C8的烴組成，烴可以包含最多30%的苯(w/w)。原料(進(jìn)料流)包含飽和的和不飽和的正鏈烷烴及其異構(gòu)體、環(huán)烷烴和芳香族化合物。
[0044]來(lái)自原料的苯進(jìn)行氫化而其他烴進(jìn)行保證較高辛烷值的反應(yīng)，具體地，通過(guò)異構(gòu)化反應(yīng)。
[0045]苯進(jìn)行氫化并且所得到的環(huán)己烷在“苯加氫異構(gòu)化區(qū)”內(nèi)進(jìn)行異構(gòu)化。苯加氫異構(gòu)化區(qū)是將主要包含6個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴加氫異構(gòu)化的區(qū)，烴包含飽和的和不飽和的正鏈烷烴及其異構(gòu)體、環(huán)烷烴和芳香族化合物，具體是苯。
[0046]其他兩個(gè)反應(yīng)區(qū)用于主要包含5個(gè)到8個(gè)之間的碳原子的烴的異構(gòu)化，烴包含飽和的和不飽和的正鏈烷烴及其異構(gòu)體、環(huán)烷烴和芳香族化合物。這兩個(gè)異構(gòu)化區(qū)可以在塔的外部，所以相應(yīng)的相從蒸餾區(qū)引入至這兩個(gè)異構(gòu)化區(qū)而異構(gòu)化的產(chǎn)物返回至塔內(nèi)。兩個(gè)異構(gòu)化區(qū)位于不同的高度。因此，不同的起始原料由于質(zhì)量傳遞過(guò)程到達(dá)這樣的區(qū)。在較低的異構(gòu)化區(qū)的產(chǎn)物主要是異己烷。因此，較低的異構(gòu)化區(qū)稱為“己烷異構(gòu)化區(qū)”。在較高的異構(gòu)化區(qū)的產(chǎn)物主要是異戊烷。因此，較高的異構(gòu)化區(qū)稱為“戊烷異構(gòu)化區(qū)”。
[0047]本 申請(qǐng)人:還發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)和甚至三個(gè)反應(yīng)區(qū)可以正好位于精餾塔內(nèi)部。
[0048]因此，根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)精餾過(guò)程主要包括至少四個(gè)蒸餾區(qū)和三個(gè)反應(yīng)區(qū)。至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)在反應(yīng)精餾塔的內(nèi)部。其他反應(yīng)區(qū)主要在反應(yīng)精餾塔的內(nèi)部，但它們可以放置在塔的外部并做成帶有相關(guān)支持設(shè)備的獨(dú)立單元(為任何普通技術(shù)人員所已知)；因此，它們?nèi)匀皇欠磻?yīng)精餾過(guò)程的一部分。
[0049]為本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員所已知，帶有連續(xù)分餾的蒸餾區(qū)可以包含精餾分隔板、非結(jié)構(gòu)化的質(zhì)量傳遞附件和結(jié)構(gòu)化的質(zhì)量傳遞附件。
[0050]過(guò)程利用含 氫氣的氣體，含氫氣的氣體是包含氫氣的任何適合的氣體。這樣的氣體還可能包含烴，具體是Cl到C3烴。重整的氣體可以被用作含氫氣的氣體。氫氣在苯的氫化反應(yīng)中被消耗，但在異構(gòu)化反應(yīng)中未被消耗，盡管需要保持催化劑的穩(wěn)定性和效能。氫氣供應(yīng)到塔的底部部分，優(yōu)選進(jìn)入底部的每個(gè)反應(yīng)區(qū)。
[0051]一般流程圖
[0052]原料輸送至反應(yīng)精餾塔中的原料進(jìn)料區(qū)。
[0053]加氫和異構(gòu)化反應(yīng)至少在三個(gè)反應(yīng)區(qū)中發(fā)生。
[0054]在塔輸出的氣體流包含異構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)物，主要包含異戊烷，還有含氫氣的氣體和烴，烴包含2個(gè)到4個(gè)碳原子之間的烴且在反應(yīng)區(qū)內(nèi)發(fā)生裂解反應(yīng)期間產(chǎn)生，反應(yīng)區(qū)包含兩個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)和一個(gè)加氫異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)。
[0055]在塔頂部輸出的氣體流從它以液體和蒸氣進(jìn)入餾出物收集容器的地方進(jìn)入冷凝器，以提供用于在反應(yīng)精餾塔內(nèi)提供回流的且用于收集餾出物產(chǎn)物流的液體餾出物。蒸氣相由未冷凝的烴組成，并且離開(kāi)餾出物收集容器以離開(kāi)反應(yīng)精餾系統(tǒng)。來(lái)自蒸餾-收集容器的液相分別作為反應(yīng)精餾塔的回流和作為餾出物收集產(chǎn)物流動(dòng)。
[0056]在反應(yīng)精餾塔內(nèi)具有側(cè)面產(chǎn)物輸出，側(cè)面產(chǎn)物輸出位于異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)之間的蒸餾區(qū)內(nèi)。這樣的側(cè)面產(chǎn)物輸出主要用于回收含有5個(gè)到7個(gè)之間的碳原子的高辛烷值組分，這樣的烴包含比如異戊烷、甲基戊烷、二甲基戊烷和其他的烴，通常是異構(gòu)體，還包含甲基環(huán)戊烷。
[0057]液體產(chǎn)物從反應(yīng)精餾塔的底部輸送至反應(yīng)精餾塔的鍋爐內(nèi)。鍋爐和加氫異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)一起或單獨(dú)提供反應(yīng)精餾塔底部的必要的蒸氣流。鍋爐還保持反應(yīng)精餾塔內(nèi)的穩(wěn)定操作條件。來(lái)自鍋爐的蒸氣流主要返回至反應(yīng)精餾塔的底部，而液相流作為底部產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)精餾系統(tǒng)。底部產(chǎn)物由主要包含6個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴組成，烴包含環(huán)己烷和甲基環(huán)戊烷，通常，甲基環(huán)戊烷的濃度比環(huán)己烷的濃度高。
[0058]反應(yīng)精餾過(guò)程條件
[0059]通常，以下數(shù)值用于反應(yīng)精餾過(guò)程的操作條件。在反應(yīng)精餾塔內(nèi)，壓力在I和40巴絕對(duì)壓力之間，優(yōu)選在20和35巴絕對(duì)壓力的范圍內(nèi)。
[0060]通常，反應(yīng)精餾塔頂部的溫度在80°C和220°C之間，優(yōu)選在120°C和200°C之間。通常，反應(yīng)精餾塔底部的溫度在120°C和350°C之間，優(yōu)選在200°C和280°C之間。通常，氫氣和原料的摩爾比在0.0l和5之間；更優(yōu)選的值是在0.01和3之間；還更優(yōu)選的值是在
0.08和1.5之間。
[0061]反應(yīng)精餾塔內(nèi)用于反應(yīng)區(qū)的操作條件取決于反應(yīng)精餾塔內(nèi)的工藝參數(shù)且取決于用于異構(gòu)化和/或氫化和/或加氫異構(gòu)化反應(yīng)的最優(yōu)工藝參數(shù)，并且處于反應(yīng)精餾塔的頂部和底部的參數(shù)數(shù)值之間的范圍內(nèi)。
[0062]通常，以下數(shù)值應(yīng)用于在反應(yīng)精餾塔外部(如果使用)的反應(yīng)區(qū)內(nèi)的操作條件。壓力在I和60巴絕對(duì)壓力，優(yōu)選在5和35巴絕對(duì)壓力之間的范圍內(nèi)。通常，溫度在60°C和400°C之間；更優(yōu)選的值在100°C和300°C之間。通常，氫氣和原料的摩爾比在0.01和5之間；更優(yōu)選的值是在0.01和3之間；還更優(yōu)選的值是在0.08和1.5之間。
[0063]反應(yīng)區(qū):結(jié)構(gòu)描述
[0064]在反應(yīng)精餾塔內(nèi)部的反應(yīng)區(qū)具有主要為催化反應(yīng)的目的，但是它也允許蒸餾的結(jié)構(gòu)。
[0065]反應(yīng)區(qū)的結(jié)構(gòu)包含“流體流，流體流具有與通過(guò)催化劑層上升的含氫氣的氣體流的方向相同”。
[0066]反應(yīng)區(qū)內(nèi)的催化劑在管道內(nèi)和/或位于篩上的容器內(nèi)，安裝篩用來(lái)負(fù)載催化劑且用來(lái)輸送含氫氣的氣體至反應(yīng)區(qū)。
[0067]來(lái)自較高的蒸餾區(qū)的液相流通過(guò)反應(yīng)區(qū)分配器向下流入至反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)區(qū)內(nèi)部的液體以與通過(guò)催化劑層上升的含氫氣的氣體流相同的方向流動(dòng)。
[0068]蒸氣相從較低的蒸餾區(qū)進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。蒸氣相通過(guò)管道內(nèi)和/或臨近管道的容器內(nèi)和/或填滿催化劑的容器內(nèi)流動(dòng)。來(lái)自于管`道內(nèi)和/或填滿催化劑的容器內(nèi)的液體可以通過(guò)管道和/或容器內(nèi)向下流，蒸氣相在容器內(nèi)上升。這樣的管道和/或容器(其中蒸氣相上升)可以是中空的或充滿非反應(yīng)的質(zhì)量傳遞的填充層(或者結(jié)構(gòu)的或者非結(jié)構(gòu)的)以提高質(zhì)量傳遞過(guò)程，這為任何普通技術(shù)人員所已知。
[0069]含氫氣的氣體通過(guò)管道輸送至反應(yīng)區(qū)，管道優(yōu)選連接到反應(yīng)區(qū)的底板。含氫氣的氣體分配和輸送到管道和/或填滿催化劑的容器內(nèi)，通過(guò)專門的分配器和/或優(yōu)選位于反應(yīng)區(qū)的底板上的分配總管。
[0070]在反應(yīng)精餾塔外部的反應(yīng)區(qū)具有的結(jié)構(gòu)，所屬結(jié)構(gòu)基于最先進(jìn)的和最常用方法的應(yīng)用，基于用于帶有相關(guān)支持設(shè)備的獨(dú)立設(shè)備的解決方法，設(shè)備用于異構(gòu)化和/或加氫異構(gòu)化反應(yīng)，這為任何普通技術(shù)人員所已知。
[0071]用于反應(yīng)精餾過(guò)程的催化劑:描述
[0072]第VIII族金屬催化劑用于加氫異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)內(nèi)。為任何普通技術(shù)人員所已知的方法，方法用于將這樣的催化劑應(yīng)用到它們的載體上，比如活性氧化鋁、β -沸石、具有五元環(huán)結(jié)構(gòu)的沸石pentasil (比如ZSM-5)或絲光沸石。這樣的載體可以被鹵素比如F和/或Cl或不同的元素改性。
[0073]過(guò)程使用催化劑，催化劑基于帶有活性氧化鋁的混合物中的人造的和/或天然的絲光沸石，被鹵素氯和/或氟改性，且被第VIII族金屬比如Ni，Pt和Pd所覆蓋。
[0074]反應(yīng)精餾塔內(nèi)部的異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)具有第VIII族金屬催化劑，催化劑應(yīng)用于這樣的載體比如Zr02/S04(S03)，Zr02/W203，所謂的“固體超酸”。固體的和/或應(yīng)用的雜多酸可以被用作催化劑。這樣的催化劑可以被Mn、Fe、Cl和/或F鹵素、和其他元素助催化。[0075]為任何普通技術(shù)人員所已知，在反應(yīng)精餾塔外部的異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)使用最傳統(tǒng)的當(dāng)代異構(gòu)化反應(yīng)催化劑是允許的。
實(shí)施例
[0076]實(shí)施例1.反應(yīng)精餾過(guò)程，其中所有的反應(yīng)區(qū)都在反應(yīng)精餾塔的內(nèi)部(請(qǐng)參考圖1)。
[0077]原料通過(guò)線路(I)輸送至反應(yīng)精餾塔(3)。
[0078]反應(yīng)精餾塔由三個(gè)反應(yīng)區(qū)(4)、(5)和(6)組成，反應(yīng)區(qū)位于反應(yīng)精餾塔(3)內(nèi)部的蒸餾區(qū)之間。
[0079]反應(yīng)區(qū)(4)和(5)分別大體位于接近于反應(yīng)精餾塔(3)頂部和中間的部分。加氫異構(gòu)化的催化劑裝填在反應(yīng)區(qū)(4)和(5)內(nèi)。
[0080]反應(yīng)區(qū)(6)大體位于接近于反應(yīng)精餾塔(3)的底部。加氫異構(gòu)化的催化劑裝填在反應(yīng)區(qū)(6)內(nèi)。苯被加氫異構(gòu)化為環(huán)己烷和甲基環(huán)戊烷(主要形成甲基環(huán)戊烷)。
[0081 ] 含氫氣的氣體通過(guò)線路(2c )、( 2b )和(2a)分別主要輸送至反應(yīng)區(qū)(4)、( 5 )和(6 )的底板。
[0082]在塔頂輸出的來(lái)自線路(11)的氣體流包含異構(gòu)化的產(chǎn)物，主要是異戊烷。
[0083]塔頂輸出的來(lái)自線路(11)的氣體流進(jìn)入冷凝器(12 )，它從冷凝器(12 )通過(guò)線路
(13)以液體和蒸氣形式進(jìn)入蒸餾物收集容器(14)。蒸氣相由不飽和的烴組成且通過(guò)線路
(15)離開(kāi)蒸餾物收集容器(14)以離開(kāi)反應(yīng)精餾系統(tǒng)。來(lái)自容器(14)的液相分別作為反應(yīng)精餾塔(3)的回流和作為蒸餾物收集產(chǎn)物進(jìn)入線路(16)和(17)。
[0084]反應(yīng)精餾塔內(nèi)存在側(cè)面產(chǎn)物輸出線路(18 )，其在異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)(4)和(5 )之間的蒸餾區(qū)內(nèi)。側(cè)面產(chǎn)物輸出線路用于移除諸如異戊烷、甲基戊烷、二甲基丁烷和甲基環(huán)戊烷的組分。
[0085]來(lái)自反應(yīng)精餾塔(3 )底部的液體產(chǎn)物通過(guò)線路(7 )輸送至反應(yīng)精餾塔鍋爐(8 )。鍋爐(8)和加氫異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)(6) —起或其單獨(dú)地提供在反應(yīng)精餾塔(3)底部的必要的蒸氣流。為任何普通技術(shù)人員所已知，鍋爐(8)還主要保持反應(yīng)精餾塔內(nèi)的穩(wěn)定操作條件。來(lái)自鍋爐(8)的蒸氣流返回至反應(yīng)精餾塔(3)底部，而液體流作為底部產(chǎn)物通過(guò)線路(10)離開(kāi)反應(yīng)精餾系統(tǒng)。底部產(chǎn)物(10)由烴組成，包含環(huán)己烷和甲基環(huán)戊烷；甲基環(huán)戊烷的濃度比環(huán)己烷的濃度高。
[0086]實(shí)施例2.反應(yīng)精餾過(guò)程，其中一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)在反應(yīng)精餾塔的外部(請(qǐng)參考圖2)。
[0087]圖2中的反應(yīng)精餾過(guò)程和圖1中的反應(yīng)精餾過(guò)程以相似的方式安裝，具有以下不同:
[0088]液體和/或蒸氣相從大體位于接近于反應(yīng)精餾塔(3)頂部的蒸餾區(qū)通過(guò)線路(19)進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)(4)。異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)(4)做成帶有為任何普通技術(shù)人員所已知的相關(guān)支持設(shè)備的獨(dú)立設(shè)備；因此，它仍然是反應(yīng)精餾塔的一部分。在液體和/或蒸氣相中的異構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)線路(20)返回至反應(yīng)精餾塔(3)。含氫氣的氣體通過(guò)線路(2c)主要供應(yīng)至反應(yīng)區(qū)(4)的頂部，或者與線路(19)中的液體和/或蒸氣流混合且共同地主要進(jìn)入反應(yīng)區(qū)
(4)的頂部。[0089]實(shí)施例3.反應(yīng)精餾過(guò)程，其中兩個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)在反應(yīng)精餾塔的外部(請(qǐng)參考圖3)。
[0090]圖3中的反應(yīng)精餾過(guò)程按照與圖2中的反應(yīng)精餾過(guò)程相似的方式被設(shè)置，具有以下不同:
[0091]液體和/或蒸氣相從蒸餾區(qū)進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)(5)，所述蒸餾區(qū)大體位于在通過(guò)線路(I)進(jìn)入反應(yīng)精餾塔(3)的原料輸入和側(cè)面產(chǎn)物收集線路(18)之間。異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)
(5)做成帶有為任何普通技術(shù)人員所已知的相關(guān)支持設(shè)備的獨(dú)立設(shè)備；因此，它仍然是反應(yīng)精餾塔的一部分。在液體和/或蒸氣相中的異構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)線路(22)返回至反應(yīng)精餾塔(3)。含氫氣的氣體通過(guò)線路(2b)主要供應(yīng)至反應(yīng)區(qū)(5)的頂部，或者與線路(21)的液體和/或蒸氣流混合且共同地主要進(jìn)入反應(yīng)區(qū)(5)的頂部。
[0092]實(shí)施例4.反應(yīng)精餾過(guò)程，其中所有的反應(yīng)區(qū)都在反應(yīng)精餾塔內(nèi)(請(qǐng)參考圖1)。
[0093]原料流(典型的混合物)具有表I中所示的組成且在如下條件下被供應(yīng)至具有三個(gè)反應(yīng)器和四個(gè)蒸餾區(qū)的塔:
[0094]壓力:25atm [0095]塔頂溫度:1，700°C
[0096]塔底溫度:2,450O
[0097]原料體積流速JtT1
[0098]氫氣和原料的摩爾比:3:1
[0099]生成產(chǎn)物，該產(chǎn)物的組成如表2所示。
[0100]表1.原料組成
[0101]
【權(quán)利要求】
1.一種反應(yīng)精餾系統(tǒng)，所述反應(yīng)精餾系統(tǒng)用于生產(chǎn)高辛烷值汽油組分并且:i)包括具有進(jìn)料區(qū)和含氫氣體供應(yīng)區(qū)的精餾塔；且ii)具有至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)，其中至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是苯加氫異構(gòu)化區(qū)，其他反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是己烷異構(gòu)化區(qū)，并且剩余的反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是戊烷異構(gòu)化區(qū)，其中所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)位于比其他反應(yīng)區(qū)低的位置且在所述塔的下部部分，而所述己烷異構(gòu)化區(qū)位于比所述進(jìn)料區(qū)高但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低的位置；并且iii)所述系統(tǒng)還具有一個(gè)側(cè)面輸出，所述側(cè)面輸出位于所述己烷異構(gòu)化區(qū)之上但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所有的所述三個(gè)反應(yīng)區(qū)在所述精餾塔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，具有4個(gè)蒸餾區(qū)，其中所有的反應(yīng)區(qū)都被所述蒸餾區(qū)分隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述進(jìn)料區(qū)位于比所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)高的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每一個(gè)所述反應(yīng)區(qū)具有專用的氫氣供應(yīng)區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述較低的加氫異構(gòu)化區(qū)中的催化劑是被第VIII族金屬覆蓋的沸石。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述較高的異構(gòu)化區(qū)中的催化劑是被第VIII族金屬覆蓋的且被硫酸鹽和/或鎢酸鹽離子助催化的第IV族金屬氧化物?！?br> 8.一種用于生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的方法，所述方法包括將所述進(jìn)料流引入反應(yīng)精餾塔的進(jìn)料區(qū)內(nèi)，所述反應(yīng)精餾塔是反應(yīng)精餾系統(tǒng)的一部分，所述反應(yīng)精餾系統(tǒng)包括至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是苯加氫異構(gòu)化區(qū)，其他反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是己烷異構(gòu)化區(qū)，并且剩余的反應(yīng)區(qū)中的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)是戊烷異構(gòu)化區(qū)；在位于所述塔的下部部分并且在所有其他反應(yīng)區(qū)之下的所述苯加氫異構(gòu)化區(qū)內(nèi)對(duì)苯進(jìn)行加氫異構(gòu)化；在位于所述進(jìn)料區(qū)之上但比所述戊烷異構(gòu)化區(qū)低的所述己烷異構(gòu)化區(qū)內(nèi)對(duì)己烷進(jìn)行異構(gòu)化；在所述戊烷異構(gòu)化區(qū)內(nèi)對(duì)戊烷進(jìn)行異構(gòu)化；從位于所述己烷異構(gòu)化區(qū)之上但位于所述戊烷異構(gòu)化區(qū)之下的所述塔的側(cè)面輸出回收異己烷類；從所述塔的頂部回收異戊烷類；并且從所述塔的底部回收環(huán)戊烷類。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述進(jìn)料流的溫度是使所述流是蒸氣-液體流，其中苯大部分在液相。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述進(jìn)料流被引入至位于所述異構(gòu)化區(qū)和加氫異構(gòu)化區(qū)之間的所述塔的蒸餾區(qū)內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述進(jìn)料流在所述塔的輸入處被分成兩股流，其中一股流下降并且包含苯和具有較高分子量的組分，而另一股流上升并且包含分子量比苯低的組分。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中來(lái)自所述進(jìn)料流的C4到C6的鏈烷烴進(jìn)入在所述進(jìn)料流入口點(diǎn)之上的所述異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)內(nèi)，而芳香族化合物、環(huán)烷烴、C7鏈烷烴和較重的烴進(jìn)入在所述進(jìn)料流入口點(diǎn)之下的所述加氫異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中異構(gòu)化反應(yīng)在所述塔外部的反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行，而產(chǎn)物的混合物返回至所述塔內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中烴和氫氣正好在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)混合，并且氫氣向每個(gè)區(qū)單獨(dú)地供應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述進(jìn)料流由C4到CS的烴組分組成，所述烴組分包含濃度在O到30% (w/w)之間的苯。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中苯通過(guò)利用催化劑進(jìn)行加氫異構(gòu)化，所述催化劑是被第VIII族金屬覆蓋的沸石。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中異構(gòu)化通過(guò)利用催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述催化劑是被第VIII族金屬覆蓋的且被硫酸鹽和/或鎢酸鹽離子助催化的第IV族金屬氧化物。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中氫氣和烴的摩爾比在0.01和5之間；且i )優(yōu)選的值在0.01和3之間；且ii)更優(yōu)選的值在0.1和3之間；且迅)還更優(yōu)選的值在0.08和1.5之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述塔的壓力在10到40atm的量度范圍內(nèi)，并且優(yōu)選30到35atm之 間。
20.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述塔的溫度在80°C和350°C之間；且i)優(yōu)選的值在80°C和300°C之間；且1:0還更優(yōu)選的值在150°C和280°C之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述塔的頂部的溫度在80°C和220°C之間(優(yōu)選在150°C和200°C之間)而所述塔的底部的溫度在120°C和350°C之間(優(yōu)選在220°C和280°C之間)。
【文檔編號(hào)】C10G45/00GK103429710SQ201280014030
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月19日
【發(fā)明者】奧萊格·瓦萊里維奇·基亞佐夫, 奧萊格·伊戈列維奇·帕爾普茲 申請(qǐng)人:利亞特萊克什科技有限公司