專利名稱:脫氫環(huán)二聚工藝過(guò)程的制作方法
本工藝過(guò)程是關(guān)于烴類轉(zhuǎn)化的過(guò)程，明確地說(shuō)，本發(fā)明的主要過(guò)程是關(guān)于被稱為脫氫環(huán)二聚作用的催化過(guò)程，其中低脂肪烴(如丙烷)的兩個(gè)或更多個(gè)分子結(jié)合在一起生成芳烴產(chǎn)物。同時(shí)也生成了非芳烴產(chǎn)物，尤其是當(dāng)進(jìn)料中存在許多烯烴時(shí)，本發(fā)明特別是關(guān)于用于從汽相反應(yīng)區(qū)的排出的物流中回收氫和芳烴產(chǎn)物的分離方法。該分離方法也是關(guān)于將未轉(zhuǎn)化的進(jìn)料烴循環(huán)到反應(yīng)區(qū)的技術(shù)。
有大量描述低脂肪烴轉(zhuǎn)化成芳烴的參考資料，例如，美國(guó)專利2，992，283發(fā)明人J.Eng，其中描述了利用處理過(guò)的結(jié)晶的硅酸鋁鹽作為催化劑將丙烯轉(zhuǎn)化成各種較高分子量的烴的方法。美國(guó)專利4，347，394發(fā)明人C.M.Detz等，其中描述了利用載有鉑化合物的非酸性沸石將C+5烴類轉(zhuǎn)化成芳烴的方法。美國(guó)專利4，329，532，發(fā)明人P.J.Conn等，其中描述了C-4烯烴或烯烴和烷烴的混合物轉(zhuǎn)化成芳烴的方法。所用催化劑包括具有特殊組分的結(jié)晶硅酸鋁鹽，給出結(jié)晶的大小范圍和X-射線衍射圖形。
美國(guó)專利4，180，689，發(fā)明人E.E.Davies等，其中描述了C3-C8脂肪烴轉(zhuǎn)化成芳烴的方法，該方法所用催化劑包括載鎵的硅酸鋁鹽。美國(guó)專利3，761，389，發(fā)明人L.D.Rollman等，其中描述了在ZSM-5型催化劑上在400°F時(shí)C2烴類轉(zhuǎn)化成芳烴的改進(jìn)方法。改進(jìn)在于應(yīng)用了兩個(gè)連續(xù)的反應(yīng)階段，其中第一階段是在更加苛刻的操作條件下進(jìn)行。美國(guó)專利3，843，740，發(fā)明人T.O.Mitchell等，其中也描述了在反應(yīng)器中用兩個(gè)不同催化劑將脂肪烴原料芳構(gòu)化的方法。這篇參考文獻(xiàn)也是關(guān)于用圖解說(shuō)明通過(guò)分餾作用回收芳烴產(chǎn)物的方法。美國(guó)專利號(hào)4，444，988發(fā)明人L.M.Capsnto等，是關(guān)于在沸石催化劑上，應(yīng)用于C2-C5烯烴轉(zhuǎn)化成汽油的產(chǎn)物回收步驟的說(shuō)明。
從含有輕質(zhì)烴和可能含有氫氣的反應(yīng)區(qū)的排出物流中分離出產(chǎn)物烴對(duì)幾種烴類的轉(zhuǎn)化過(guò)程的成功操作是很重要的。例如，美國(guó)專利3，537，978，發(fā)明人W.B.Borst，Jr和美國(guó)專利3，574，089，發(fā)明人J.T.Forfes，描述了從催化重整區(qū)的排出物中回收粗汽油，富氫循環(huán)氣和輕質(zhì)烴物流的方法。美國(guó)專利3，101，261，發(fā)明人C.W.Skartrom，說(shuō)明了從重整反應(yīng)區(qū)的排出物流中回收氫氣和輕餾分和粗汽油的方法。這些參考文獻(xiàn)都是關(guān)于應(yīng)用象部分冷凝、汽提和吸收之類的分離技術(shù)的說(shuō)明。
美國(guó)專利4，356，014，發(fā)明人R.P.Higgins，是關(guān)于在分離過(guò)程中利用膨脹壓縮系列，部分冷凝和分餾的圖1和圖3的說(shuō)明。在圖3中，管線84中的物流被分離并且生成的蒸汽流在膨脹器24中減壓。這樣產(chǎn)生的一些液體經(jīng)過(guò)管線88進(jìn)入分餾塔29，與來(lái)自容器86中初始分離的液體相混合。美國(guó)專利4，381，417，發(fā)明人B.V.Vora等和4，381，418，發(fā)明人S.A.Gewartowski等，描述了用于脫氫過(guò)程的產(chǎn)物回收系統(tǒng)，在上面提到的后一篇參考文獻(xiàn)中，所說(shuō)的反應(yīng)器排出物經(jīng)過(guò)冷卻、干燥，進(jìn)一步冷卻，然后進(jìn)入汽-液分離區(qū)28，來(lái)自該分離區(qū)的蒸汽在透平機(jī)32中減壓，得到冷的混合相物流收集在分離區(qū)34中，來(lái)自該分離區(qū)的液體通入分離區(qū)51閃蒸。
本發(fā)明是一個(gè)從脫氫環(huán)二聚過(guò)程的汽相排出物流中分離氫氣和C+6烴類產(chǎn)物的獨(dú)特過(guò)程。該過(guò)程的特征可從流程圖表示出來(lái)，圖中綜合了以高能效的方法吸收洗滌、自動(dòng)制冷和分餾的過(guò)程。該方法更明確的特征是包括下列步驟把含有C3或C4進(jìn)料烷烴或烯烴的進(jìn)料物流通入反應(yīng)區(qū)，并產(chǎn)生含有未轉(zhuǎn)化的進(jìn)料烴、氫氣，副產(chǎn)物C1和C2烴類，苯、甲苯，和C8芳烴或其它C6-C8烴類產(chǎn)物的汽相反應(yīng)區(qū)排出物流;部分冷凝反應(yīng)區(qū)的排出物流;在第一汽-液分離區(qū)內(nèi)把生成的混合物分離成第一蒸汽流和第一液流，第一蒸汽流中含有氫氣、C1和C2烴類、進(jìn)料烴和苯，第一液流含有苯、甲苯、C8芳烴;把第一汽流通過(guò)吸收區(qū)，在該區(qū)內(nèi)第一蒸汽流與貧吸收液流接觸，產(chǎn)生第二蒸汽物流和富吸收液流，第二蒸汽物流含有氫氣，C1和C2烴和進(jìn)料烴，富吸收液流含有進(jìn)料烴、苯、和甲苯;部分冷凝第二蒸汽流;在第二汽-液分離區(qū)內(nèi)把生成的混合物分離成第三蒸汽流和第二液流，第三蒸汽流中含有氫氣、C1和C2烴和進(jìn)料烴，第二液流含有進(jìn)料烴;在使第三蒸汽流部分冷凝的條件下，降低第三蒸汽流的壓力，生成第四蒸汽流和第三液流，第四蒸汽流含有氫氣和C1烴類，第三液流含有C2烴類和進(jìn)料烴;在有效地把全部烴類分離成含有C1烴類的純塔頂物流和含有進(jìn)料烴的純塔底物流的條件下，把第二和第三液流通入汽提塔;至少把一部分純的塔底物流作為上述進(jìn)料物流循環(huán)到反應(yīng)區(qū);在分離條件(把全部烴類至少分離成富C6烴類的處理物流，富C+7烴類處理物流和含有進(jìn)料烴的第五蒸汽物流)下，把第一液流物流和富吸收液流通入分餾區(qū);把富苯處理物流和富C+7處理物流第一部分作為產(chǎn)品從過(guò)程卸出;把第二部分富C+7的烴類處理物流作為貧吸收液體物流通入吸收區(qū)。
附圖是工藝過(guò)程的簡(jiǎn)化示意圖，該過(guò)程將進(jìn)料管線1和5加入的含丙烷混合物轉(zhuǎn)化成排出管線42的苯和排出管線45的C+7芳烴。反應(yīng)器7的排出物流部分冷凝并且分離成汽相和液相，汽相通過(guò)吸收器15和包括膨脹器22的自動(dòng)制冷回路進(jìn)行處理。液相部分輸入包括塔2和43的分餾分。
輕質(zhì)脂肪烴轉(zhuǎn)化成芳香烴或C+6的非芳香烴的過(guò)程已經(jīng)成為具有重要意義和努力研究的課題，這已被前面列舉的參考文獻(xiàn)所證明。本工藝過(guò)程的基本效用是將低成本可高度利用的C3和C4烴類轉(zhuǎn)化成更有價(jià)值的芳香烴和氫氣或?qū)⑦M(jìn)料烴類轉(zhuǎn)化成較高分子量的產(chǎn)物。這可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了提高烴類價(jià)值的愿望。也是解決了C3和C4烴類的過(guò)剩或滿足了芳烴的需要。芳烴在石油化工生產(chǎn)的廣泛領(lǐng)域中是非常有用的，其中苯是最廣泛使用的基本化學(xué)烴類原料之一。芳烴產(chǎn)品也是高辛烷值汽車燃料中非常有用的摻合組分。
本加工過(guò)程的進(jìn)料化合物是每分子含有2到4個(gè)碳原子的輕質(zhì)脂肪烴類。進(jìn)料物流可以是含有一個(gè)簡(jiǎn)單的化合物或兩個(gè)或更多簡(jiǎn)單化合物的混合物。較好的化合物是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯，其中飽合的化合物最好，加入本過(guò)程的物流也可以含有一些C2和C5烴類。可是，最好是加入本過(guò)程的物流中C5烴類的濃度保持在最低的實(shí)際水平，本過(guò)程較好的產(chǎn)品是C+6芳烴。脫氫環(huán)二聚過(guò)程不是有100%的選擇性，而是有某些C+6非芳烴從飽合進(jìn)料中生成?？墒?，當(dāng)加工烷烴進(jìn)料時(shí)，C+6產(chǎn)品的絕大部分是苯、甲苯和各種二甲苯異構(gòu)物。也生成少量的C+9芳烴。由于有較好的催化系統(tǒng)，進(jìn)料物流中烯烴的存在，結(jié)果生成了作為產(chǎn)品的C+6長(zhǎng)鏈烴，進(jìn)料中高的烯烴濃度就會(huì)較顯著地減少了芳烴的生成。
本發(fā)明的目的在于從反應(yīng)區(qū)的排出物流中回收產(chǎn)品烴，因此，反應(yīng)區(qū)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)區(qū)中所使用的催化劑組分不是本發(fā)明或限定本發(fā)明特征的基本因素。然而為了說(shuō)明本發(fā)明的基本情況，認(rèn)為介紹較好的反應(yīng)器系統(tǒng)是有用處的。該系統(tǒng)包括移動(dòng)床徑向流動(dòng)多級(jí)反應(yīng)器，就像在美國(guó)專利，3，652，231;3，692，496;3，706，536;3，785，963;3，825，116;3，839，196;3，839，197;3，854，887;3，856，662;3，918，930;3，981，824;4，094，814;4，110，081和4，403，909中所描述的那樣。這些專利也描述了催化劑再生系統(tǒng)和有關(guān)催化劑移動(dòng)床的操作和設(shè)備的各種情況，這種反應(yīng)器系統(tǒng)已在工業(yè)上廣泛地應(yīng)用于粗汽油餾分的重整，它的應(yīng)用已在輕烷烴的脫氫反應(yīng)中介紹了。
這種反應(yīng)器系統(tǒng)通常使用直徑在約1/64和1/8英寸(0.4到3.175毫米)之間的球形催化劑，該催化劑最好由載體和用浸漬和共沉淀方法沉積在載體上的金屬組分組成。前面例舉的參考文獻(xiàn)指出現(xiàn)在的趨向是使用沸石載體，所使用的在工藝上被稱為是ZSM-5型沸石的催化劑通常認(rèn)為是最好的催化劑，當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浞剑摲惺牧媳旧韺?duì)脫氫環(huán)二聚反應(yīng)顯示出相當(dāng)高的活性。可是，催化劑系統(tǒng)中使用金屬組分來(lái)提高催化劑活性還是較好的。較好的金屬組分是在前面例舉的美國(guó)專利4，180，689中所介紹的鎵。脫氫環(huán)二聚反應(yīng)區(qū)最好在溫度為約920-1050°F(487-565℃)和壓力在1000psig(6895kpag)的條件下操作。產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)通常通過(guò)較低壓力得到促進(jìn)，最好是反應(yīng)區(qū)的出口壓力在約70psig(483kpag)，其它條件與其它反應(yīng)相同為好。
了本發(fā)明的最佳實(shí)施方案，本專業(yè)的那些熟練的技術(shù)人員認(rèn)為這個(gè)工藝流程圖通過(guò)去掉了一些處理設(shè)備的許多必要部件而簡(jiǎn)化了，這些設(shè)備包括某些換熱器、加工控制系統(tǒng)、泵、分餾塔和再沸器系統(tǒng)等等。表示在附圖中的工藝流程可能在許多方面被修改，但沒(méi)有脫離本發(fā)明的基本原理。例如，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)表示在附圖中的熱交換已畫成最小形式，在加工過(guò)程經(jīng)過(guò)了大的變動(dòng)后，至于該過(guò)程如何進(jìn)行本專業(yè)的那些熟練的技術(shù)人員知道在各地方如何選擇以便得到必要的加熱和冷卻的熱交換方法。在如此復(fù)雜的過(guò)程中，不同處理物流之間進(jìn)行間接熱交換有許多可能。依靠本發(fā)明加工過(guò)程的設(shè)備所在的特殊位置和環(huán)境，采用不同處理物流的熱交換相對(duì)于用蒸汽、熱油或在附圖上沒(méi)表示的來(lái)自其它處理設(shè)備的加工物流進(jìn)行熱交換也是所希望的。
現(xiàn)在參考附圖來(lái)說(shuō)明，液體進(jìn)料物流被分成兩個(gè)物流，其中一個(gè)分物流通過(guò)管線1進(jìn)入本過(guò)程，第二個(gè)分物流和通常較大量的進(jìn)料流通過(guò)管線5進(jìn)入本過(guò)程。為了說(shuō)明起見(jiàn)，在這個(gè)實(shí)例中假設(shè)進(jìn)料物流是富丙烷和含有一些異構(gòu)丁烷和正構(gòu)丁烷的烴類混合物。通過(guò)管線1進(jìn)入的這部分進(jìn)料流被加到脫丁烷塔2的頂端，進(jìn)入脫丁烷塔2的烴類分離成通過(guò)管線41排出的純塔底物流和通過(guò)管線3排出的純塔頂蒸汽物流。管線3中的塔頂蒸汽物流(在這被稱為第五蒸汽物流)，與來(lái)自管線36的蒸汽物流混合，然后通入管線4。來(lái)自管線5的進(jìn)料物流的另一部分與通過(guò)管線4流入的烴混合生成由管線6輸送的反應(yīng)器進(jìn)料物流，該進(jìn)料物流將含丙烷、異丁烷和正丁烷的混合物，反應(yīng)器進(jìn)料流一般不含有大量的氫氣。
來(lái)自管線46的新鮮的再生催化劑進(jìn)入反應(yīng)區(qū)7的頂部，并且在環(huán)形催化劑保留體積內(nèi)向下流動(dòng)，使用過(guò)的催化劑通過(guò)管線47從反應(yīng)區(qū)的底部排出，并且輸送到合適的催化劑再生裝置中。反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料物流通過(guò)管線6進(jìn)入并且較好地各自通過(guò)催化劑床層的不同部分，對(duì)吸熱的脫氫環(huán)二聚反應(yīng)，提供必須熱量的級(jí)間加熱沒(méi)有表示出來(lái)。如果高烯烴進(jìn)料物流代替進(jìn)料，那么就需要供給吸熱反應(yīng)熱量和級(jí)間冷卻器。這就產(chǎn)生汽態(tài)反應(yīng)區(qū)的通過(guò)管線8輸送的排出物流，該物流中除了含有未轉(zhuǎn)化的丙烷和丁烷外，還含有芳烴，C1和C2反應(yīng)的副產(chǎn)品和氫氣。管線8輸送的反應(yīng)區(qū)排出物流通過(guò)間接換熱器9得到部分冷凝，汽-液的混合生成物進(jìn)入第一汽-液分離區(qū)10，并且在這里分離成通過(guò)管線11排出的汽相物流和通過(guò)管線12排出的液相物流。
管線11中的汽相物流含有氫氣，C1和C2副產(chǎn)物，丙烷、丁烷和苯，該蒸汽物流在設(shè)備14中壓縮，并通入吸收塔15的較低部分，可取地是把該蒸汽物流從低于65psig壓縮到約300psig以上(448到2068kpag)，最好是壓縮到在350到850psig(2413到5861kpag)之間，特別是壓力高達(dá)約450psig(3103kpag)以上。壓縮過(guò)的蒸汽向上流動(dòng)與向下的通過(guò)管線16進(jìn)入吸收塔的吸收液體物流成逆流流動(dòng)，事實(shí)上，除去了進(jìn)入吸收塔的蒸汽物流中存在的所有苯，并且成為通過(guò)吸收塔的液相物流的一部分。這就產(chǎn)生通過(guò)管線17排出的含有氫氣，C1-C4烴類和甲苯的第二蒸汽物流，這種汽相物流經(jīng)過(guò)管線17進(jìn)入干燥區(qū)18，在干燥區(qū)中除去水，否則水在下游低溫加工設(shè)備中可能結(jié)冰。經(jīng)過(guò)這樣干燥的第二蒸汽物流通過(guò)管線19輸送到作為汽提塔28再沸器的間接換熱器設(shè)備33中，附加冷卻用的設(shè)備不在此說(shuō)明。因此第二蒸汽物流通入第二汽-液分離區(qū)20被冷卻并部分冷凝。進(jìn)入分離區(qū)20的汽態(tài)物流分離成由管線21輸送的第三蒸汽物流和由管線27輸送的第二液體物流。該蒸汽物流在動(dòng)力再生透平機(jī)22中減壓，并對(duì)諸如發(fā)電機(jī)之類的負(fù)載提供有用的機(jī)械能，透平機(jī)的減壓低溫排出物通過(guò)管線23通入第三汽-液分離器24。
從分離區(qū)20排出的第二液體物流經(jīng)過(guò)管線27通入汽提塔28，同樣，從分離器24排出的第三液體物流經(jīng)過(guò)管線26進(jìn)入汽提管，這些液體物流進(jìn)入自動(dòng)制冷區(qū)可能含有較重?zé)N類。因此，第二液體物流可能含有甲苯和進(jìn)料丙烷和丁烷，管線26中的第三液體物流可能含有丙烷，二種液體物流也可能含有溶解了的輕質(zhì)烴類和氫氣，這些輕質(zhì)化合物從汽提塔28中的進(jìn)入液體中排出，以生成經(jīng)過(guò)管線29排出的純塔頂蒸汽物流，該純塔頂蒸汽物流可能含有氫氣，C1和C2烴類。它與管線25中含有氫氣、C1和C2烴類的第四蒸汽流混合以生成從管線30排出過(guò)程的燃料氣流。汽提塔的操作是通過(guò)控制純的塔底物流中C2烴存在的量來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。就象在某些情況下，需要將C2烴類循環(huán)到反應(yīng)區(qū)那樣。C3烴進(jìn)料一般不產(chǎn)生C4和C5烴類，因此只有當(dāng)進(jìn)料物流中含有相當(dāng)量的C2烴類時(shí)，才產(chǎn)生大量的C4或C5烴。
汽提塔28在管線32排出的經(jīng)過(guò)間接換熱器33的塔底排出物提供的熱得到較好的再沸騰，塔底液體剩余物從管線31作為純塔底物流排出，并在間接換熱器34中加熱，然后該物流在對(duì)相當(dāng)量丙烷和少量C2烴的汽化產(chǎn)生影響的條件下通入第四汽-液分離區(qū)35。該汽化了的物料通過(guò)管線36從分離區(qū)排出，在設(shè)備37中壓縮，然后經(jīng)過(guò)管線4循環(huán)到反應(yīng)區(qū)中。在第四分離區(qū)收集的液相物料含有丙烷、丁烷和甲苯。經(jīng)管線38排出。
在吸收塔15回收的含苯的富吸收液體物流通過(guò)管線13排出，并與通過(guò)管線12排出的第一液體物流混合。這兩股物流的混合物與通過(guò)管線38排出的第五液體物流一起通過(guò)管線39和40進(jìn)到第一分餾塔2。進(jìn)入分餾塔2的較重的C+6烴類匯集成純塔底液體物流，其液體物流通過(guò)管線41進(jìn)到分餾塔43。扣除高純度C6烴類的直接產(chǎn)物的C5烴類由此循環(huán)到反應(yīng)區(qū)。進(jìn)入第二分餾塔的烴類在那里分離成純塔頂蒸汽物流，并通過(guò)管線42排出，該純塔頂汽流是一種比較好的高純度的苯汽流，但是其也含有相對(duì)少量的C5烴類，這些C5烴類是在過(guò)程中產(chǎn)生的，并進(jìn)入了該塔。通過(guò)管線3流出的C5烴類被轉(zhuǎn)化成較重的產(chǎn)物。通過(guò)管線44排出甲苯、二甲苯和較重的芳烴。把C+7芳烴一部分作為產(chǎn)物通過(guò)管線45排出，一部分循環(huán)物流由管線16通入吸收塔作為貧吸收液體物流。
因此，本發(fā)明的一個(gè)較好的實(shí)施例可以稱為脫氫環(huán)二聚工藝過(guò)程，其包括下述步驟(a)、把含有C3-C4進(jìn)料烴的第一進(jìn)料物流通到第一分餾塔，第一分餾塔所使用的操作條件要使進(jìn)入第一分餾塔的烴類分離成第一純塔頂物流和第一純塔底物流，第一純塔頂物流包含原料烴且基本上沒(méi)有C+6烴類，第一純塔底物流包含C6-C8芳烴;(b)、把第一純塔頂物流通到保持在脫氫環(huán)二聚條件下的脫氫環(huán)二聚反應(yīng)區(qū)域，脫氫環(huán)二聚條件包括存在固體催化劑和由此產(chǎn)生氣相反應(yīng)區(qū)流出物，該氣相反應(yīng)流出物包括未轉(zhuǎn)化的進(jìn)料烴、氫、副產(chǎn)物C1和C2烴類、苯、甲苯和C8芳烴;(c)、部分冷凝反應(yīng)區(qū)流出物流并在第一汽-液分離區(qū)把反應(yīng)區(qū)流出物分離成第一蒸汽物流和第一液體物流，第一蒸汽物流包含氫、C1和C2烴類、進(jìn)料烴和苯，第一液體物流包含進(jìn)料烴、苯、甲苯和C8芳烴;(d)、把第一蒸汽物流通過(guò)一個(gè)保持在苯促苯收條件下的吸收區(qū)，以從第一蒸汽物流中除去苯，在吸收區(qū)第一蒸汽物流與貧吸收液體物流接觸，并由此產(chǎn)生第二蒸汽物流和富吸收液體物流，第二蒸汽物流包含氫、C1-C2烴類、進(jìn)料烴和甲苯，富吸收液體物流包含進(jìn)料烴、苯和甲苯;(e)、部分冷凝第二蒸汽物流，并在第二汽-液分離區(qū)把所生成的兩相混合物分離成第三蒸汽物流和第二液體物流，第三蒸汽物流包含氫、C1和C2烴類和進(jìn)料烴，第二液體物流包含進(jìn)料烴和甲苯;(f)、在一個(gè)能量回收裝置中降低第三蒸汽物流的壓力，能量回收裝置的操作條件要部分冷凝第三蒸汽物流并產(chǎn)生第四蒸汽物流和第三液體物流，第四蒸汽物流包含氫和甲烷，第三液體物流包含C2烴類和進(jìn)料烴;(g)、把第二和第三液體物流通入一個(gè)汽提塔，汽提塔的操作條件要使進(jìn)入汽提塔的烴類分離成和第二純塔頂物流和第二純塔底物流，第二純塔頂物流包含C1烴類，第二純塔底物流包含進(jìn)料烴和甲苯;(h)、在第三汽-液分離區(qū)分離第二純塔底物流，第三汽-液分離區(qū)的操作條件要促進(jìn)產(chǎn)生第五蒸汽物流和第四液體物流，第五蒸汽物流包含進(jìn)料烴，第四液體物流包含甲苯;(i)、把第五蒸汽物流通到反應(yīng)區(qū)，把第一液體物流和富吸收液體物流通到第一分餾塔;(j)、在第二分餾塔中把第一純塔底物流分離成第三純塔頂物流和第三純塔底物流，第三純塔頂物流包含苯，第三純塔底物流包含甲苯和C8芳烴并且其基本上沒(méi)有苯;(k)、把第三純塔頂物流和第三純塔底物流的第一部分作為產(chǎn)品排出，并把第二部分第三純塔底物流通入像前面所提及的貧吸收液體的吸收區(qū)域。
下面的例子進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的主題。這個(gè)例子是基于用類似于附圖的流程的工業(yè)規(guī)模的脫氫環(huán)二聚裝置設(shè)計(jì)的操作方法。在所敘述的這樣一種方法的實(shí)際操作中認(rèn)為這些計(jì)算結(jié)果是很精確的。由于進(jìn)料的變化或不同催化劑的選擇性等，實(shí)際的流程將大概由此而變化。該方法的原料流包括總的流速大約為1500摩爾/小時(shí)的第一物流。該物流包括大約1040摩爾丙烷/小時(shí)，和460摩爾異丁烷和正丁烷/小時(shí)，該進(jìn)料物流直接加到反應(yīng)區(qū)域。組成相同，但流速為200摩爾/小時(shí)的第二進(jìn)料物流通到脫丁烷塔頂。主進(jìn)料物流與循環(huán)物流一起通過(guò)反應(yīng)器，以產(chǎn)生反應(yīng)器流出物流總的流速約為3803摩爾/小時(shí)。該物流含丙烷約670摩爾/小時(shí)，丁烷45摩爾/小時(shí)、苯99摩爾/小時(shí)、甲苯175摩爾/小時(shí)、二甲苯73摩爾/小時(shí)和相當(dāng)大量的氫、甲烷和乙烷。反應(yīng)器流出物也將含有一些乙烯、丙烯、異丁烯、乙苯和C+9芳烴。把反應(yīng)器流出物冷卻到大約104°F(40℃)并通過(guò)第一汽-液分離區(qū)即低壓分離器。該分離器的操作壓力大約65psig(448kpag)。反應(yīng)器流出物以混合相物流進(jìn)入低壓分離器，并被分離成第一液體物流和第一蒸汽物流，第一液體流的流速約331摩爾/小時(shí)，第一蒸汽物流的流速約3471摩爾/小時(shí)。在這些條件下，第一蒸汽物流將含有95%以上的C-3烴類和進(jìn)入分離區(qū)的氫。蒸汽物流也將含有較重的烴類，它們包括C4烴類約44摩爾/小時(shí)、苯約35摩爾/小時(shí)和甲苯約27摩爾/小時(shí)。
由低壓分離器排出的第一蒸汽流在一個(gè)帶有冷卻器和冷凝物分離缶系統(tǒng)的兩級(jí)壓縮機(jī)組壓縮，由此排放到吸收塔底的氣流的溫度約70°F(21℃)，壓力約514psig(3544kpag)。該氣流向上輸送通過(guò)吸收塔，與進(jìn)入塔頂?shù)臏囟燃s60°F(15.6℃)、流速大約36摩爾/小時(shí)的貧油物流成逆流。這樣處理氣流，氣流中的苯基本上都除去了。
這樣處理，也除去了一些丙烷，但是把甲苯釋放到氣流中去了。吸收塔排放出的純氣流的流速約3156摩爾/小時(shí)。該氣流在汽提塔重沸器中通過(guò)間接熱交換，便從85°F(29.4℃)冷卻到約33°F(0.6℃)。然后通過(guò)間接熱交換進(jìn)一步冷卻到-12°F(-24.4℃)，并通到壓力約477psig(3289kpag)的冷的高壓分離器或第二汽-液分離區(qū)。在冷的高壓分離器收集的液體以約761摩爾/小時(shí)的流速排出。蒸汽流，這里指的是第三蒸汽流以約2395摩爾/小時(shí)的流速?gòu)睦涞母邏悍蛛x器排除，并在一個(gè)膨脹渦輪機(jī)中減壓到約60psig(414kpag)。
這樣，蒸汽流的溫度降到約-105°F(-76℃)。膨脹機(jī)的流出物通入一個(gè)汽-液分離器，并在那里分離成第三液體物流和第四蒸汽物流，第三液體物流的流速約153摩爾/小時(shí)，第四蒸汽物流排放到燃料氣系統(tǒng)。該第三液體物流與從冷的高壓分離器排出的液體物流在至少間隔兩塊或多塊分餾塔板的不同高度一起通入汽提塔。純?nèi)剂蠚饬鞯牧魉偌s2648摩爾/小時(shí)。由輕質(zhì)烴汽提塔排出的塔頂蒸汽物流的溫度是-36°F(-38℃)，壓力60psig(414kpag)。汽提塔在塔底液體溫度約1°F(-17℃)操作。汽提塔的塔頂物流含甲烷約135摩爾/小時(shí)，乙烷約175摩爾/小時(shí)，丙烷約69摩爾/小時(shí)。汽提塔的純塔底物流的流速約508摩爾/小時(shí)，其中約391摩爾/小時(shí)是丙烷。純汽提塔底物流也含乙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷和甲苯。該純塔底物流在一個(gè)汽-液分離區(qū)分離，汽-液分離區(qū)的操作溫度約10°F(-12℃)，操作壓力30psig(207kpag)。這就產(chǎn)生一蒸汽流和一液體流，蒸汽物流的流速約442摩爾/小時(shí)，其循環(huán)到反應(yīng)區(qū)，液體物流通到脫丁烷塔。
脫丁烷塔的塔頂物流的流速約543摩爾/小時(shí)。該物流中含丙烷約349摩爾/小時(shí)，丁烷約92摩爾/小時(shí)。其也含有顯著量的乙烷和甲烷和少量的氫、乙烯、丙烯、異丁烯和苯。脫丁烷塔塔頂蒸汽物流的溫度約96°F(35.6℃)，壓力125psig(862kpag)。脫丁烷塔在塔底液體物度約415°F(212℃)下操作。純脫丁烷塔塔底物流的流速約506摩爾/小時(shí)。該物流含苯約97摩爾/小時(shí)，甲苯198摩爾/小時(shí)，及C+9芳烴約20摩爾/小時(shí)，其余是C8芳烴。第二分餾塔(這里也指苯塔)的富苯塔頂物流的流速約98摩爾/小時(shí)的高純苯。進(jìn)入苯塔的其余的烴類被分成貧吸收液體流和純C+7芳烴物流，純C+7芳烴物流的流速約272摩爾/小時(shí)。
我們認(rèn)為熟悉石油和石油化工過(guò)程設(shè)計(jì)的普通技術(shù)人員都可通過(guò)利用現(xiàn)已鑒定的所有的工藝流程圖的標(biāo)準(zhǔn)的工藝設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)確定適當(dāng)?shù)乃髟O(shè)計(jì)、操作條件和主題過(guò)程的步驟。這些設(shè)計(jì)技術(shù)包括承認(rèn)在膨脹渦輪機(jī)的過(guò)程下流的低溫部位不希望通過(guò)趨向于凍結(jié)或固化的化合物。因此，提供吸收區(qū)域，以便從進(jìn)入本過(guò)程的區(qū)域的氣體物流中除去苯。而且，最好設(shè)置一個(gè)干燥區(qū)。干燥區(qū)的作用是防止水通到低溫設(shè)備。基本上要求干燥區(qū)除去少量的水，這些水可以是溶解于進(jìn)入本過(guò)程的原料流中的水和可能在通入本過(guò)程的再生后的催化劑中存在的水或從用于堵塞催化劑通道的汽提汽中放出的水，等等。干燥區(qū)最好是回轉(zhuǎn)床干燥型體系。最好用兩個(gè)合適的有吸收能力的氧化鋁床層，提供這樣的設(shè)備，以便一個(gè)床層再生，而另一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在本過(guò)程中使用的汽-液分離區(qū)域最好包括一個(gè)適當(dāng)大小的垂直方向的塔器，該塔器有一個(gè)破沫緩沖器或在上端安裝其他除去液體霧沫夾帶的裝置。在本過(guò)程中所用的各種分餾塔最好是有篩型塔板并是相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的塔板分餾塔。例如，適當(dāng)設(shè)計(jì)的有15塊塔板的塔可用做汽提塔，而第一即脫丁烷塔可含有22塊塔板，苯塔即第二塔可含有55塊塔板。用作貧吸收液體的液體最好是第二分餾塔純塔底物流的一部分。但是，在本過(guò)程范圍內(nèi)，從該塔或其他塔排出的側(cè)線物流可用做貧吸收液體物流。安排其他各種形式的分餾塔也是允許的。例如，可允許用塔頂冷凝系統(tǒng)代替進(jìn)入脫丁烷塔頂?shù)倪M(jìn)料流區(qū)域。另外，單一的進(jìn)料流可直接通入反應(yīng)器。其他加工流程的變化是由汽提塔排出的純塔底物流直接通到脫丁烷塔而沒(méi)有中間閃蒸分離。附圖所示的那種排列是比較好的，但是任何一個(gè)體系都會(huì)導(dǎo)致丙烷和其他輕質(zhì)進(jìn)料烴類循環(huán)到反應(yīng)區(qū)域。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)C+6烴類的工藝過(guò)程包括下面的步驟(a)把含有C3或C4脂肪族進(jìn)料烴的反應(yīng)器進(jìn)料物流通入保持在脫氫環(huán)二聚條件的反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)條件包括存在固體催化劑和產(chǎn)生汽相反應(yīng)區(qū)流出物流，汽相反應(yīng)區(qū)流出物流中包含有未轉(zhuǎn)化的進(jìn)料烴、氫、副產(chǎn)品C1和C2烴類，苯、甲苯和C8芳烴；(b)部分冷凝反應(yīng)區(qū)流出物流，并在第一汽液分離區(qū)把生成的混合物分離成第一蒸汽流和第一液體流，第一蒸汽流包含氫、C1和C2烴類、進(jìn)料烴和苯，第一液體流包含苯、甲苯和C8芳烴；(c)把第一蒸汽流通過(guò)保持在促苯吸收條件下的吸收區(qū)，在其中第一蒸汽流與貧吸收液體流接觸，并產(chǎn)生第二蒸汽流和富吸收液體流，第二蒸汽流含有氫、C1和C2烴類和進(jìn)料烴，富吸收液體流含有進(jìn)料烴、苯和甲苯；(d)部分冷凝第二蒸汽物流，并在第二汽液分離區(qū)把所生成的混合物分離成第三蒸汽流和第二液體流，第三蒸汽流包含氫、C1和C2烴類和進(jìn)料烴，第二液體流包含進(jìn)料烴；(e)在使第三蒸汽流部分冷凝并產(chǎn)生第四蒸汽流和第三液體流的條件下把第三蒸汽流減壓，第四蒸汽流包含氫和C1烴類，第三液體包含C2烴類和進(jìn)料烷烴；(f)把第二和第三液體流通到汽提塔，汽提塔的操作條件要有效的把進(jìn)入的烴類分離成純塔頂物流和純塔底物流，純塔頂物流包含C1烴類，純塔底物流包含進(jìn)料烴；(g)把至少一部分純塔底物流循環(huán)到反應(yīng)區(qū)作為上述進(jìn)料流的一部分；(h)把第一液體流和富吸收液體流通到分餾區(qū)，分餾區(qū)的操作條件要把進(jìn)入的烴類分離成至少一個(gè)富C6烴加工物流、一個(gè)富C+7烴加工物流和包含進(jìn)料烴的第四蒸汽物流；(i)把富C6烴加工物流和第一部分富C+7烴加工物流作為產(chǎn)品從過(guò)程中排出，并把第二部分富C+7加工物流通入像前面提到的貧吸收液體流的吸收區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的過(guò)程，其特征在于分餾區(qū)包括第一和第二分餾塔，第一液體流和富吸收液體流通到第一分餾塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的過(guò)程，其特征在于汽提塔的純塔底流被閃蒸分離成第六蒸汽流和第四液體流，第六蒸汽流包含進(jìn)料烴，第四液體流包含苯和進(jìn)料烴，第四液體流通到第一分餾塔。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的過(guò)程，其特征在于包含進(jìn)料烴的進(jìn)料流通到第一分餾塔，并且第五蒸汽物流作為純的塔頂蒸汽物流從第一分餾塔排出并通入反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的過(guò)程，其特征在于丙烷是進(jìn)料烴。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的過(guò)程，其特征在于丙烯是進(jìn)料烴。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的過(guò)程，其特征在于丁烷是進(jìn)料烴。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的過(guò)程，其特征在于丁烯是進(jìn)料烴。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1的工藝過(guò)程，其特征在于固體催化劑包括鎵和沸石載體。
10.脫氫環(huán)二聚過(guò)程包括下面的步驟(a)把含有C3-C4進(jìn)料烴的第一進(jìn)料流通到第一分餾塔，第一分餾塔的操作條件要把進(jìn)入第一分餾塔的烴類分離成第一純塔頂物流和第一純塔底物流，第一塔頂物流包含進(jìn)料烴并基本上沒(méi)有C+6烴類，第一塔底物流包含C6-C8芳烴;(b)把上述第一塔頂物流通過(guò)一個(gè)保持在脫氫環(huán)二聚條件下的脫氫環(huán)二聚反應(yīng)區(qū)，脫氫環(huán)二聚條件包括存在固體催化劑，并由此產(chǎn)生一汽相反應(yīng)區(qū)流出物流，該汽相反應(yīng)流出物流包含未轉(zhuǎn)化的進(jìn)料烴、氫、副產(chǎn)物C1和C2烴類、苯、甲苯和C8芳烴;(c)部分冷凝反應(yīng)區(qū)流出物流，并在第一汽-液分離區(qū)把反應(yīng)區(qū)流出物流分離成第一蒸汽物流和第一液體物流，第一蒸汽物流包含氫、C1和C2烴類、進(jìn)料烴和苯，第一液體物流包含進(jìn)料烴、苯、甲苯和C8芳烴;(d)把第一蒸汽物流通過(guò)一個(gè)吸收區(qū)，該吸收區(qū)保持在促苯吸收的條件下并在此第一蒸汽物流與貧吸收液體流接觸，從而從第一蒸汽物流中回收苯，并產(chǎn)生第二蒸汽物流和富吸收液體物流，第二蒸汽物流包含氫、C1和C2烴類、進(jìn)料烴和甲苯，富吸收液體物流包含進(jìn)料烴、苯和甲苯;(e)部分冷凝蒸汽物流，并在第二汽-液分離區(qū)把生成的兩相混合物分離成第三蒸汽物流和第二液體物流，第三蒸汽物流包含氫、C1和C2烴類和進(jìn)料烴，第二液體物流包含進(jìn)料烴和甲苯;(f)在能量回收裝置把第三蒸汽物流減壓，能量回收裝置的條件要部分冷凝第三蒸汽物流，并產(chǎn)生第四蒸汽物流和第三液體物流，第四蒸汽物流包含氫和甲烷，第三液體物流包含C2烴和進(jìn)料烴;(g)把第二和第三液體物流通到一個(gè)汽提塔，汽提塔的操作條件要使得進(jìn)入汽提塔的烴類分離成第二純塔頂物流和第二純塔底物流，第二純塔頂物流包含C1烴類，第二純塔底物流包含進(jìn)料烴和甲苯;(h)在第三汽-液體分離區(qū)分離第二純塔底物流，第三汽-液分離區(qū)保持的條件要促使產(chǎn)生第五蒸汽物流和第四液體物流，第五蒸汽物流包含進(jìn)料烴，第四液體物包含甲苯;(i)把第五蒸汽物流通到反應(yīng)區(qū)，把第一液體物流和富吸收液體物流通到第一分餾塔;(j)在第二分餾塔把第一純塔底物流分離成第三純塔頂物流和第三純塔底物流，第三純塔頂物流包含苯，第三純塔底物流包含甲苯和C8芳烴并且基本上沒(méi)有苯;(k)排出第三純塔頂物流和第一部分第三純塔底物流作為產(chǎn)品，并把第二部分第三純塔底物流通到前面提到的貧吸收液體的吸收區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的過(guò)程，其特征在于第二蒸汽物流通過(guò)與從汽提塔排出的逆向流動(dòng)的液體間接熱交換進(jìn)行冷卻，然后通到第二汽-液分離區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10的過(guò)程，其特征在于第三液體物流通到汽提塔的位置要比第二液體物流通到汽提塔的位置高一些。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10的過(guò)程，其特征在于把第二進(jìn)料流混入到第一純塔頂物流。
14.根據(jù)權(quán)利要求
10的過(guò)程，其特征在于進(jìn)料烴是丙烷。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14的過(guò)程，其特征在于第一進(jìn)料流含丙烯。
16.根據(jù)權(quán)利要求
10的過(guò)程，其特征在于第一進(jìn)料流包含丁烷。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16的過(guò)程，其特征在于第一進(jìn)料流包含丁烯。
18.根據(jù)權(quán)利要求
9的過(guò)程，其特征在于固體催化劑含鎵和沸石載體。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種從C
文檔編號(hào)C07C7/11GK85106368SQ85106368
公開日1987年6月3日 申請(qǐng)日期1985年8月24日
發(fā)明者保羅·克萊頓·斯特斯 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan