一種c5/c6烷烴低溫異構(gòu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輕烴異構(gòu)技術(shù)，尤其是涉及一種C5/C6烷烴低溫異構(gòu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，我國(guó)各大城市持續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣，嚴(yán)重影響居民的身體健康，促使我國(guó)政 府加快油品升級(jí)進(jìn)程。2013年12月18日，國(guó)家質(zhì)監(jiān)局聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布了國(guó)V車用 汽油標(biāo)準(zhǔn)，過渡期至2017年12月31日，從2018年1月1日開始執(zhí)行。
[0003] 隨著過渡期的臨近，油品質(zhì)量升級(jí)已經(jīng)成為我國(guó)煉廠噬待解決的首要問題。目前 為了滿足辛烷值要求，我國(guó)汽油組分中催化汽油和重整汽油比例較高，導(dǎo)致硫含量、烯烴含 量和芳烴含量高。為了生產(chǎn)國(guó)V車用汽油，必須降低硫、烯烴和芳烴含量。異構(gòu)C5/C6烷烴 組分，低硫，無芳烴和無烯烴，而且辛烷值高，能夠替代部分催化汽油和重整汽油，成為煉廠 汽油降硫、降烯烴和降芳烴的理想調(diào)和組分。但原油一次與二次加工產(chǎn)生的C5/C6烷烴，異 構(gòu)體較少，辛烷值低，必須進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)，才能生成高辛烷值的異構(gòu)C5/C6烷烴組分。
[0004]根據(jù)催化反應(yīng)操作溫度，C5/C6烷烴異構(gòu)分為高溫（> 320°C )、中溫（200°C~ 320°C )和低溫（< 200°C )烷烴異構(gòu)。高溫烷烴異構(gòu)因液收低、運(yùn)行周期短而被淘汰。我 國(guó)工藝技術(shù)主要為中溫異構(gòu)，我國(guó)石科院、華東理工和北京安耐吉分別自主開發(fā)的C5/C6 烷烴異構(gòu)都屬于中溫異構(gòu)。因C5/C6烷烴異構(gòu)屬于放熱反應(yīng)，低溫有利于平衡向正反應(yīng)方 向移動(dòng)，有助于獲得更大的異構(gòu)化率和辛烷值，并能夠降低裂解率和結(jié)焦率，延長(zhǎng)裝置運(yùn)行 周期，所以低溫異構(gòu)是C5/C6烷烴異構(gòu)發(fā)展的方向。
[0005]根據(jù)工藝流程，C5/C6烷烴異構(gòu)工藝分為一次通過異構(gòu)化工藝和循環(huán)異構(gòu)化工 藝。一次通過異構(gòu)化工藝的代表是美國(guó)UOP的Penex工藝。循環(huán)異構(gòu)化工藝的典型代表是 Penex/Molex工藝。
[0006] Penex工藝流程為：原料經(jīng)過裝有分子篩的干燥器脫除微量水分，一定純度的氫 氣干燥后經(jīng)過壓縮機(jī)與原料氣混合，經(jīng)由反應(yīng)出料換熱器和加熱器后進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器 包括兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器。第一反應(yīng)器操作溫度較高，以達(dá)到比較高的反應(yīng)速率，第二個(gè)反應(yīng) 器操作溫度較低，以提高轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)產(chǎn)物與新鮮原料換熱冷凝后進(jìn)入穩(wěn)定塔，塔頂氣體經(jīng) 尾氣堿洗塔除去微量氯化氫后排入燃料氣系統(tǒng)，塔底異構(gòu)化產(chǎn)品可作為汽油調(diào)和組分。
[0007] Penex/Molex工藝流程為：原料經(jīng)過Penex工藝加工后，生成正構(gòu)燒徑和異構(gòu)燒 烴的混合物，將其再經(jīng)過Molex分子篩吸附分離工藝，分離出未反應(yīng)的正構(gòu)烷烴再次進(jìn)入 Penex工藝的異構(gòu)化反應(yīng)器。該工藝所得產(chǎn)品辛烷值為89。
[0008]但是在現(xiàn)有技術(shù)中，一次通過異構(gòu)化工藝產(chǎn)品異構(gòu)化率低，辛烷值不能滿足要求。 而現(xiàn)有的循環(huán)異構(gòu)化工藝，循環(huán)物流分離能耗大，流程規(guī)劃不合理，裝置數(shù)量多，投資高。
[0009] 中國(guó)專利CN 1660973A公開了 C5、C6烷烴的異構(gòu)化方法，包括將含有C5、C6烷烴 的餾分油用精餾法分成富含C5烴和2, 2-二甲基丁烷的輕組分和C6重組分，將精餾分離出 的輕組分在氫氣存在下，在180~220°C、1. 5~I. 7MPa的條件下進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)，C6重 組分在氫氣存在下，在150~180°C、1. 7~2. OMPa的條件下進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)。該方法將 2, 2-二甲基丁烷切入輕組分，可有效提高異構(gòu)化產(chǎn)物的辛烷值。然而，由于C5烴難于異 構(gòu)，輕組分中含有的異構(gòu)C5烴也抑制了正C5烴異構(gòu)化，這些都會(huì)降低C5烴的異構(gòu)化率，進(jìn) 而影響產(chǎn)物的辛烷值。而且，當(dāng)前以固體超強(qiáng)酸做催化劑的異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)溫度一般都在 220攝氏度以上，屬于中溫異構(gòu)化反應(yīng)，受反應(yīng)平衡的限制，異構(gòu)化率進(jìn)一步降低，結(jié)焦傾向 增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種裝置投資低、能 耗低，產(chǎn)物異構(gòu)化率和辛烷值較高的C5/C6烷烴低溫異構(gòu)化方法。
[0011] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0012] 一種C5/C6烷烴低溫異構(gòu)化方法，采用以下步驟：
[0013] 1)原料進(jìn)入脫異戊烷塔脫除水分并分離成異戊烷餾分和脫異戊烷餾分，異戊烷餾 分去下游工藝，脫除水去后續(xù)處理裝置；
[0014] 2)脫異戊烷餾分經(jīng)干燥器干燥，控制水分含量小于lppm。
[0015] 3)外來氫氣進(jìn)入干燥器干燥，控制水分含量小于lppm。
[0016] 4)干燥后的脫異戊烷餾分和氫氣混合后進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)器，在低溫的條件下進(jìn)行 異構(gòu)化反應(yīng)，生成異構(gòu)反應(yīng)產(chǎn)物；
[0017] 5)異構(gòu)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入脫戊烷塔，生產(chǎn)戊烷餾分和異己烷餾分，異己烷餾分去下游 工藝，戊烷餾分作為脫異戊烷塔重沸器熱源，與脫異戊烷塔底物料換熱后分成兩路：一路作 為脫異戊烷塔進(jìn)料，脫出異戊烷餾分后，重新進(jìn)入反應(yīng)進(jìn)料流程；另一路作為脫戊烷塔頂回 流，重新返回脫戊烷塔。
[0018] 步驟1)分離出的異戊烷餾分中異戊烷體積含量達(dá)到為75%以上。
[0019] 步驟4)中的低溫條件溫度小于200°C，優(yōu)選150°C -180°c。進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)時(shí)采 用的催化劑由載體Y -Al2O3、金屬組分Pt和鹵素Cl組成，其中，金屬組分Pt的質(zhì)量百分含 量為0.2-1. 5%，鹵素Cl的質(zhì)量百分含量為1.0-3. 0%，余量為載體Y-A1203。
[0020] 步驟5)生產(chǎn)得到的戊烷餾分包含正戊烷與異戊烷，生產(chǎn)得到的異己烷餾分包括 異己烷和正己烷，其中異己烷體積含量達(dá)到85 %以上。
[0021] 步驟5)中脫戊烷塔的戊烷餾分進(jìn)料在戊烷餾分與脫異戊烷塔底物料換熱后分 出，或者在換熱前分出。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 1)脫戊烷塔頂氣作為脫異戊烷塔底熱源，降低加熱和冷卻能耗。
[0024] 2)異構(gòu)反應(yīng)后進(jìn)行戊烷分離，高異構(gòu)化率的己烷作為產(chǎn)品去下游，戊烷返回前脫 異戊烷塔，分離出異戊烷產(chǎn)品去下游，未反應(yīng)的戊烷隨原料重新進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)器，大大提 高了異構(gòu)化率，提高了產(chǎn)品辛烷值。
[0025] 3)現(xiàn)有其他的循環(huán)工藝流程，結(jié)構(gòu)不合理，雖然有的循環(huán)流程產(chǎn)品辛烷值比本技 術(shù)稍高，但能耗高，得不償失。
[0026] 4)脫異戊烷塔具有分水功能，保證進(jìn)入干燥器的原料水含量穩(wěn)定在較低的水平。 延長(zhǎng)了干燥器運(yùn)行時(shí)間時(shí)間，保證反應(yīng)穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0028] 圖中，1-脫異戊烷塔、2-塔頂冷凝器、3-塔頂分離器、4-脫異戊烷塔底再沸器、 5_脫異戊烷餾分干燥器、6-氫氣干燥器、7-異構(gòu)化反應(yīng)器、8-脫戊烷塔、9-脫戊烷塔底再沸 器、11-C5/C6原料、12-氫氣、13-脫戊烷餾分、14-異構(gòu)化反應(yīng)器進(jìn)料、15-異構(gòu)反應(yīng)產(chǎn)物、 16-戊烷餾分、17-脫異戊烷塔戊烷餾分進(jìn)料、18-脫戊烷塔頂回流、19-異戊烷餾分、20-脫 除水、21-異己烷餾分、22-脫異戊烷塔頂回流。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 一種C5/C6烷烴低溫異構(gòu)化方法，其工藝流程如圖1所示。采用市售低溫異構(gòu)化 催化劑，進(jìn)行C5/C6烷烴異構(gòu)，包括以下步驟：
[0032] (1)從外部來的C5/C6原料11 (性質(zhì)見表1)首先進(jìn)入脫異戊烷塔1，脫異戊烷塔 1設(shè)有塔頂冷凝器2以及塔底再沸器3,脫出脫除水20,并分離成異戊烷餾分21和脫異戊 烷餾分13。異戊烷餾分19去下游工藝。脫除水20去后續(xù)處理裝置，脫異戊烷塔頂回流22 回流到脫異戊烷塔1中。
[0033] (2)脫異戊烷餾分13進(jìn)入脫異戊烷餾分干燥器5干燥，干燥后的脫異