裂解器回收增值化学品 |
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| 申请号 | CN202280061695.7 | 申请日 | 2022-09-12 | 公开(公告)号 | CN117980449A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 沙特基础工业全球技术公司; | 发明人 | 谢赫扎达·胡拉姆; 欧内斯托·沃哈拉; 钱德拉塞克拉·苏布拉马尼; 拉蒂纳姆·约蒂·马哈林甘; | ||||
| 摘要 | 生产异戊烷和异戊烯的工艺可以包括使包含C5 烃 的进料流通过加氢 脱硫 组件以产生第一流；使所述第一流通过第一分离组件以产生第二流和第一分离流；使所述第二流进入脱异戊烷塔组件以产生包含异戊烷的第二分离流、包含C6+烃的第三分离流和包含C5烃的萃余液流；以及使萃余液流通过反应器组件以产生包含异戊烯的反应产物流。本公开还提供了用于生产异戊烷和异戊烯的系统。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于生产异戊烷和异戊烯的方法，其包括： |
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| 说明书全文 | 裂解器回收增值化学品背景技术[0001] 烃裂解工艺是炼油厂使用的重要转化工艺。在这些裂解工艺中，通常会形成粗烃的循环流作为副产物。 [0002] 一般来说，值得注意的是，C5烃可以服务于许多非常不同的业务(例如，商品弹性体、增黏剂、高性能塑料、特种化学品、精细化学品和高性能化学品等)。这种价值链通常可以在较高的水平上描述为：异戊二烯、双环戊二烯、戊间二烯和异戊烯。 [0004] 如上所述，常规实践提供使包含C5烃的流(例如，来自汽油加氢装置(GHU)的富含C5的流，或在GHU之前分离的C5流，然后加氢)简单地送回裂解炉用于进一步裂解。然而，C5烃可以服务于许多非常不同的业务(例如，商品弹性体、增黏剂、高性能塑料、特种化学品、精细化学品和高性能化学品等)。已经发现了解决常规工艺不足的解决方案。公开的方法的前提是有利地利用含有C5烃的流(例如，加氢的流)的至少一部分用于生产异戊烷和异戊烯。应注意，如本文所用，异戊烯包含2‑甲基‑2‑丁烯、或3‑甲基‑1‑丁烯、或其组合中的至少一种。由此，所发现的方法能够从包含C5烃的流(例如，加氢的流)中生产具有商业价值的异戊烷和异戊烯，而不是简单地使这样的流送回裂解炉用于进一步裂解。 [0005] 本公开的工艺、系统和方法解决或克服了这些和其他低效和改进的机会。 [0006] 本公开提供了利用包含C5烃的流(例如加氢的流)的至少一部分用于生产异戊烷和异戊烯的有利工艺、系统和方法。 [0007] 本公开提供了生产异戊烷和异戊烯的方法，其包括使包含C5烃的进料流通过加氢脱硫组件以生产第一流；使第一流通过第一分离组件以产生第二流和第一分离流；使第二流通过脱异戊烷塔组件以产生包含异戊烷的第二分离流、包含C6+烃的第三分离流和包含C5烃的萃余液流；以及使萃余液流通过反应器组件以产生包含异戊烯的反应产物流。 [0008] 本公开还提供了用于生产异戊烷和异戊烯的系统，该系统包括加氢脱硫组件，用于从包含C5烃的进料流生产第一流；第一分离组件，用于分离第一流并产生第二流和第一分离流；脱异戊烷塔组件，用于分离第二流并产生包含异戊烷的第二分离流、包含C6+烃的第三分离流和包含C5烃的萃余液流；反应器组件，用于从萃余液流产生包含异戊烯的反应产物流。 [0010] 可以预期实施方案的任何组合或排列。从下面的描述中，特别是当结合附图阅读时，本公开的公开的工艺、系统和方法的附加有利特征、功能和应用将是明显的。本公开中列出的所有参考文献全部通过引用合并于此。 附图说明[0011] 下图是示例性实施方案，其中同类元件的编号相同。 [0012] 图1是根据本公开的用于生产异戊烷和异戊烯的系统和工艺的示意图。 具体实施方式[0013] 本文公开的示例性实施方案说明了用于生产异戊烷和异戊烯的有利系统，以及本公开的工艺及其方法/技术。然而，应当理解，所公开的实施方案仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式体现。因此，本文中参考用于生产异戊烷和异戊烯的示例性系统和相关的使用工艺/技术所公开的细节不应被解释为限制，而仅作为教导本领域技术人员如何生产和使用本公开的用于生产异戊烯和异戊烯的有利系统的基础。 [0014] 本公开提供了利用包含C5烃的流(例如加氢的流)的至少一部分用于生产异戊烷和异戊烯的有利工艺、系统和方法。 [0015] 可以通过参考附图来获得对本文公开的部件、工艺、系统和装置的更完整的理解。这些附图(在本文中也称为“图”)仅仅是基于证明本公开的方便性和容易性的示意图，并且因此不旨在指示装置或其部件的相对大小和尺寸和/或定义或限制示例性实施方案的范围。尽管为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但是这些术语旨在仅指代为在附图中进行说明而选择的实施方案的特定结构，而不旨在定义或限制本公开的范围。在附图和以下描述中，应当理解，相似的数字名称指代具有相似功能的部件。 [0016] 图1是根据本公开的用于生产异戊烷和异戊烯的系统和工艺100的示意图。参照图1，可以使原料流10(例如，烃原料流10)进料至裂解炉组件12。 [0017] 通常，烃裂解工艺12是炼油厂中使用的重要转化工艺。例如，流体催化裂解(FCC)广泛用于将石油原油的高沸点、高分子量烃馏分转化为更有价值的汽油、烯烃气体和其他产品。石脑油和燃料油的热裂解也广泛用于石化工业，以生产各种烯烃和芳烃。例如，烃原料流10可以与蒸汽混合，并在蒸汽裂解炉组件12中经受升高的温度(例如，700℃至900℃)，其中原料组分被裂解成各种馏分。蒸汽裂解器12的流出物可以包含烃的气体混合物，例如饱和烯烃和芳烃和不饱和烯烃和芳烃(C1至C35)。然后流出物可以被分离成单独的烯烃(例如，乙烯、丙烯、C4烯烃、C5烯烃)和热解汽油(“pygas”)流。在这些裂解工艺12期间，通常形成粗烃的循环流作为副产物。 [0018] 例如，包含C5烃的进料流14可以由裂解炉组件12生产。在裂解炉组件12之后，包含C5烃的进料流14可以被加氢(例如，进料流14可以是来自汽油加氢单元(GHU)的富含C5的流；或者进料流14可以是在GHU之前分离的C5流，然后加氢)。目前的实践提供了这样的加氢进料流14通常被送回裂解炉12用于进一步的裂解。 [0019] 本公开有利地提供了包含C5烃的进料流14的至少一部分(例如加氢进料流)可用于异戊烷和异戊烯的生产。 [0020] 基于进料流14的总重量，进料流14(例如加氢进料流14)可包含0重量％至2重量％(“重量％”)的C4烃、10重量％至20重量％的异戊烷、15重量％至30重量％的戊烷、10重量％至20重量％的戊烯、0重量％至1重量％的异戊烯、10重量％至30重量％的其他C5烃(不包括异戊烷、戊烷、戊烯和异戊烯的C5烃)和15重量％至30重量％的C6+烃。例如，进料流14的其它C5烃(不包括异戊烷、戊烷、戊烯和异戊烯的C5烃)可以包括环戊二烯、环戊烷和环戊烯。 [0021] 值得注意的是，进料流14的沸点可以是30℃至36℃，尽管本公开不限于此。 [0022] 例如并且如图1所示，包含C5烃的流14(例如，加氢的流14)的至少一部分可以进料到加氢脱硫组件/反应器16。通常，加氢脱硫组件16被配置并适于处理包含C5烃的流14以降低流14的硫含量，从而生产相对于流14的硫含量降低的第一工艺流18。例如，在引入加氢脱硫组件16之前流14可包含百万分之20重量(ppm)至百万分之50重量(ppm)的硫，并且第一工艺流18在经由加氢脱硫组合件16处理之后可包含小于1ppm的硫。 [0023] 然后可使第一工艺流18进料到分离/汽提器组件20，以产生包含C5烃的第二工艺流22，并产生包含H2S和C4烃的第一分离流24。在非限制性实例中，分离/汽提器组件20可在35℃至80℃的顶部温度和140℃至165℃的底部温度以及5巴至8巴的表压(500千帕至800千帕)下运行。 [0024] 基于第二工艺流22的总重量，离开分离/汽提器组件20的第二工艺流22可包含70重量％至80重量％的C5烃、0重量％至0.50重量％的C4烃、0重量％至0.10重量％的H2S和15重量％至30重量％的C6烃。 [0025] 基于第一分离流24(例如，从分离/汽提器组件20的顶部离开)总重量，第一分离流24(例如，从分离/汽提器组件20的顶部离开)可以包含0重量％至0.01重量％的H2S和0重量％至2重量％的C4烃。 [0026] 可使第二工艺流22进料到脱异戊烷塔组件26以产生第二分离流28、第三分离流30和包含C5烃的萃余液流32。在示例性实施方案中，第二分离流28包含异戊烷，并且第三分离流30包含C6+烃。在非限制性实例中，脱异戊烷塔组件26可在第70级至第88级、50℃至60℃的顶部温度和70℃至85℃的底部温度以及2巴至3.1巴的表压(200千帕至310千帕)下运行。 [0027] 值得注意的是，包含C5烃的萃余液流32可以从脱异戊烷塔组件26侧线引出(例如，萃余液流32是来自组件26的侧线引出物)。 [0028] 基于第二分离流28的总重量，第二分离流28可以包含68重量％至75重量％的异戊烷、5重量％至10重量％的正戊烷和15重量％至25重量％的1‑戊烯。 [0029] 基于第三分离流30的总重量，第三分离流30可以包含15重量％至28重量％的C6+烃和0.18重量％至0.30重量％的二环戊二烯。 [0030] 在使含有C5烃的萃余液流32送至进一步工艺以生产异戊烯之前，利用脱异戊烷组件26(其中分离了包含异戊烷的第二分离流28和包含C6+烃的第三分离流30)的一些优点包括：(i)提供异戊烷作为来自脱异戊烷塔组件26的产物(例如，通过包含异戊烷的分离流28)，并且异戊烷产物还可以用于生产聚乙烯或聚苯乙烯(例如，通过聚乙烯装置)，并且还通过减少最终循环流40中的异戊烷(例如，相对于常规工艺，流40中异戊烷减少约30％)，这可以由此提高裂解器12的运行长度；和/或(ii)在包含C6+烃的第三分离流30中，大部分苯可以被回收，这可以减少裂化器12中的焦炭形成(例如，通过最终的循环流40，其现在相对于常规工艺具有较少的C6+烃)。 [0031] 基于萃余液流32的总重量，萃余液流32可以包含1重量％至5重量％的异戊烷，0重量％至1重量％的异戊烯，90重量％至98重量％的其他C5烃(不包括异戊烷和异戊烯的C5烃)，和0.10重量％至1重量％的C6+烃。 [0032] 例如，萃余液流32的其它C5烃(不包括异戊烷和异戊烯的C5烃)可以包括环戊二烯、环戊烷和环戊烯。 [0033] 值得注意的是，萃余液流32的沸点可以是30℃至40℃，尽管本公开不限于此。 [0034] 基于萃余液流32的总重量，萃余液流32可以包含小于5重量％或等于5重量％，例如小于1重量％或等于1重量％的二烯烃。 [0035] 包含C5烃的萃余液流32可被进料至反应器组件35以产生包含异戊烯的反应产物流36。在一些实施方案中，如图1所示，在使萃余液流32引入反应器组件35之前，可以通过加热器组件34将萃余液流32加热(例如，加热到70℃至160℃的温度)。 [0036] 基于反应产物流36的总重量，反应产物流36可以包含55重量％至63重量％的异戊烯、2重量％至3重量％的C6+烃，以及35重量％至43重量％的其他C5烃(不包括异戊烯的C5烃)。 [0037] 通常，使包含C5烃的萃余液流32通过或进料至反应器组件35以产生反应产物流36可包括使萃余液流32与催化剂(例如基于沸石的催化剂)接触以产生反应产物流36。 [0038] 例如，值得注意的是，萃余液流32可以在反应器组件35中在100℃至210℃的温度和10巴至30巴的表压(1000千帕至3000千帕)下(例如，在足够的压力下使反应物保持液相状态)与催化剂接触，以产生反应产物流36。 [0039] 通常，萃余液流32包含戊烯，并且反应器组件35被配置并适于将萃余液流32中存在的戊烯的至少一部分转化为异戊烯。例如，反应器组件35可以被配置并适于将萃余液流32中基于萃余液流中戊烯的总重量大于58重量％或等于58重量％(例如，58重量％至65重量％)的戊烯转化为异戊烯。应注意，如本文所用，戊烯包括1‑戊烯或2‑戊烯或其组合中的至少一种。 [0040] 反应产物流36可以进料至分离器组件38以产生：(i)含有C5烃的循环流40和(ii)含有异戊烯的产物流42。在非限制性实例中，分离器组件38可在100℃至195℃的温度和0.70巴至2.0巴的表压(70千帕至200千帕)下运行。 [0041] 基于循环流40的总重量，循环流40可以包含98重量％至99.9重量％的C5烃例如99.91重量％至99.98重量％的C5烃。例如，基于循环流40的总重量，循环流40可以包含40重量％至50重量％的戊烷，5重量％至10重量％的环戊二烯、10重量％至15重量％的环戊烷、 15重量％至20重量％的环戊烯、1重量％至16重量％的异戊烷和5重量％至15重量％的戊烯。 [0042] 在示例性实施方案中，根据循环流40的总重量，循环流40包含小于16重量％或等于16重量％，例如小于10重量％或等于10重量％异戊烷。 [0043] 应注意的是，包含C5烃的循环流40可再循环或进料回至少一个裂解炉组件12(例如，系统/工艺100的至少一个裂解炉组件12)。 [0044] 产物流42可包含基于产物流42的总重量的98重量％至99.9重量％的异戊烯。 [0045] 值得注意的是，产物流42的沸点可以是42℃至46℃，尽管本公开不限于此。 [0046] 在示例性实施方案中，基于进料流14的总重量，利用根据本公开的用于生产异戊烷和异戊烯的系统和工艺100的所得产物可以提供以下(基于进料流14的总重量)：7重量％至16重量％的包含异戊烷的第二分离流28；15重量％至30重量％的包含C6+烃的第三分离流30；45重量％至60重量％的包含C5烃的循环流40；和8重量％至12重量％的包含异戊烯的产物流42。 [0047] 实施例 [0048] 以下实施例仅说明本文公开的生产异戊烷和异戊烯的工艺和系统，而不旨在限制本文的范围。 [0049] 开发了Aspen Simulation模型(Aspen版本‑10Simulation)以预测利用根据本公开的用于生产异戊烷和异戊烯的系统和工艺100(基于进料流14的总重量)的不同流(流24、流28、流30、流40和流42)的分离：基于进料流14的总重量的0.30重量％的包含H2S和C4烃的第一分离流24；基于进料流14的总重量的11.2重量％的包含异戊烷的第二分离流28；基于进料流14的总重量的25.9重量％的包含C6+烃的第三分离流30；基于进料流14的总重量的52.9重量％的包含C5烃的循环流40；和基于进料流14的总重量的9.6重量％的包含异戊烯的产物流42。 [0050] 本公开还包括以方面。 [0051] 方面1：生产异戊烷和异戊烯的方法，其包括使包含C5烃的进料流通过加氢脱硫组件以生产第一流；使第一流通过第一分离组件以产生第二流和第一分离流；使第二流通过脱异戊烷塔组件以产生包含异戊烷的第二分离流、包含C6+烃的第三分离流和包含C5烃的萃余液流；以及使萃余液流通过反应器组件以产生包含异戊烯的反应产物流。 [0052] 方面2：根据方面1所述的方法，其还包括使反应产物流通过分离组件以生产：(i)含有C5烃的循环流和(ii)含有异戊烯的产物流。 [0053] 方面3：根据方面2所述的方法，其还包括使循环流再循环到裂解炉组件。 [0054] 方面4：根据方面2或3所述的方法，其中，基于循环流的总重量，循环流包含小于16重量％或等于16重量％，例如小于10重量％或等于10重量％的异戊烷。 [0055] 方面5：根据方面2至4中任一项所述的方法，其中，基于产物流的总重量，产物流包含98重量％至99.9重量％的异戊烯。 [0056] 方面6：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，基于第二分离流的总重量，第二分离流包含68重量％至75重量％的异戊烷。 [0057] 方面7：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，脱异戊烷塔组件在第70级至第88级、50℃至60℃的顶部温度和70℃至85℃的底部温度以及2巴至3.1巴的表压(200千帕至310千帕)下运行。 [0058] 方面8：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其还包括从裂解炉组件的流出物的一部分形成进料流。 [0059] 方面9：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，萃余液流在通过反应器组件之前通过加热器组件加热至70℃至160℃的温度。 [0060] 方面10：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，在使包含C5烃的进料流通过加氢脱硫组件之前，将进料流加氢；并且其中，第一分离流包含H2S和C4烃。 [0061] 方面11：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，基于第三分离流的总重量，第三分离流包含15重量％至28重量％的C6+烃。 [0062] 方面12：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，包含C5烃的萃余液流从脱异戊烷塔组件侧线引出。 [0063] 方面13：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中使包含C5烃的萃余液流通过反应器组件以产生反应产物流，包括在100℃至210℃的温度和10巴至30巴(1000千帕至3000千帕)的表压下在反应其器组件中使萃余液流与基于沸石的催化剂接触以产生反应产物流。 [0064] 方面14：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中萃余液流包含戊烯；和其中反应器组件被配置并适于将萃余液流中基于萃余液流中戊烯的总重量大于58重量％或等于58重量％的戊烯转化为异戊烯。 [0065] 方面15：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，基于萃余液流的总重量，萃余液流包含小于5重量％或等于5重量％，例如小于1重量％或等于1重量％的二烯烃。 [0066] 方面16：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，基于萃余液流的总重量，萃余液流包含0.10重量％至1重量％的C6+烃。 [0067] 方面17：根据前述方面中任一项或多于一项所述的方法，其中，其还包括利用含有异戊烷的第二分离流来生产聚乙烯或聚苯乙烯。 [0068] 方面18：用于生产异戊烷和异戊烯的系统，该系统包括：加氢脱硫组件，用于从包含C5烃的进料流生产第一流；第一分离组件，用于分离第一流并产生第二流和第一分离流；脱异戊烷塔组件，用于分离第二流并产生包含异戊烷的第二分离流、包含C6+烃的第三分离流和包含C5烃的萃余液流；反应器组件，用于从萃余液流产生包含异戊烯的反应产物流。 [0069] 方面19：根据方面18所述的系统,，其还包括分离组件，以分离反应产物流并产生：(i)包含C5烃的循环流和(ii)包含异戊烯的产物流；并且其中循环流包含基于循环流的总重量小于10重量％或等于10重量％的量的异戊烷；其中产物流包含基于产物流的总重量的 98重量％至99.9重量％的异戊烯；并且其中第二分离流包含基于第二分离流总重量的68重量％至75重量％的异戊烷。 [0070] 所述组合物、方法和制品可以交替地包括、组成为或基本上由本文公开的任何适当的材料、步骤或组分组成。组合物、方法和制品可以附加地或替代地配制成不含或基本上不含任何材料(或种类)、步骤或组分，而这些材料(或种类)、步骤和组分对于实现组合物、方法或制品的功能或目标不是必需的。 [0071] 本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以彼此独立地组合(例如，“最高25重量％，或更具体地，5重量％至20重量％”的范围包括端点和“5重量％至25重量％”范围的所有中间值等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物，等等。术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一个元素与另一个元素。不使用数量词不表示数量限制，应解释为包括单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。“或”是指“和/或”，除非另有明确说明。在整个说明书中，对“一些实施方案”、“实施方案”等的引用意味着结合实施方案描述的特定元件被包括在本文描述的至少一个实施方案中，并且可以存在于或可以不存在于其他实施方案中。此外，应当理解，在各种实施方案中，所描述的元件可以以任何合适的方式组合。“其组合”是开放的，包括任何组合，包括至少一个列出的组件或特性，以及未列出的类似或等效组件或特性。 [0072] 除非本文另有相反规定，否则所有测试标准均为截至本申请提交日有效的最新标准，或者，如果要求优先权，则为测试标准出现的最早优先权申请的提交日。 [0073] 除非另有定义，这里使用的所有技术和科学术语具有与申请技术领域的技术人员通常理解的相同含义。所有引用的专利、专利申请和其他参考文献通过引用整体并入本文。然而，如果本申请中的术语与合并参考文献中的术语相矛盾或冲突，则来自本申请的术语优先于来自合并参考文献的冲突术语。 [0074] 除非本文另有相反规定，否则每种流、进料、原料和输出(例如，原料流、工艺流、循环流、分离流、产物流、萃余液流等)的总重量为100重量％。 [0075] 如本文所用，术语“C#烃”或“C#”，其中“#”是正整数，描述具有#个碳原子的烃。因此，术语“C4烃”描述具有4个碳原子的烃。此外，术语“C#+烃”或“C#+”描述具有#个或多于#个碳原子的烃。因此，术语“C6+烃”描述具有6个或大于6个碳原子的烃(例如，具有6个或大于6个碳原子的烃的混合物)。 [0076] 虽然已经描述了特定的实施方案，但申请人或本领域的其他技术人员可能会出现目前或可能无法预见的替代方案、修改、变化、改进和实质等同方案。因此，所提交的权利要求书及其可能修改的权利要求旨在包括所有此类替代方案，以及实质上的等同物。 [0077] 尽管已经参考本公开的示例性实施方案描述了本公开的工艺、系统和方法，但是本公开不限于这种示例性实施方案和/或实现方式。相反，本公开的工艺、系统和方法易受许多实现和应用的影响，这对于本领域技术人员来说将从本公开中明显。本公开明确地包括所公开的实施例的这种修改、增强和/或变化。由于在不脱离本公开的范围的情况下，可以在上述结构中进行许多改变，并且可以进行本公开的许多大范围不同的实施方案，因此，附图和说明书中包含的所有内容应被解释为说明性的，而非限制性的。在前述公开中意图进行额外的修改、改变和替换。因此，以与本公开的范围一致的方式宽泛地解释权利要求是适当的。 |
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