高溫鉑重整裝置制造方法
【專利摘要】提供一種用于重整烴料流的方法。該方法包括提高重整器中的加工溫度。該重整器在利用平衡優(yōu)勢的不同條件下操作，但是需要改進以防止增加熱裂化和防止增加焦化。該方法采用常用催化劑、和常用的后續(xù)加工以回收所產(chǎn)生的期望芳族化合物。
【專利說明】高溫鉑重整裝置
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請要求2012年4月5日提交的美國申請13/440，381的優(yōu)先權(quán)，其要求2011年4月29日提交的美國臨時申請61/480，654的優(yōu)先權(quán)。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及提高芳族化合物產(chǎn)量的方法。具體而言，通過改變工藝條件，改進和提高來自石腦油進料流的芳族化合物，例如苯、甲苯和二甲苯。
【背景技術(shù)】
[0004]石油原材料的重整為產(chǎn)生有用產(chǎn)物的重要方法。一個重要的方法為分離和升級用于發(fā)動機燃料的烴，例如生產(chǎn)石腦油進料流和升級在汽油生產(chǎn)中的石腦油的辛烷值。然而，來自原油來源的烴進料流包括在用于生產(chǎn)塑料、洗滌劑和其它產(chǎn)品中有用的化合物前體的生產(chǎn)。
[0005]汽油的升級為重要方法，并且改進石腦油進料流的轉(zhuǎn)化率以提高辛烷值已經(jīng)公開于美國專利 3，729，409,3, 753，891,3, 767，568,4, 839，024,4, 882，040 和 5，242，576 中。這些方法包括提高辛烷值的各種手段，并且特別是提高汽油的芳香烴含量。
[0006]方法包括使用不同的催化劑分離進料和操作各個重整器，例如單金屬催化劑或用于較低沸點烴的非酸性催化劑和用于較高沸點烴的雙金屬催化劑。其它的改進包括如公開于美國專利4，677，094,6, 809，061和7，799，729中的新催化劑。然而，這些專利中的方法和催化劑存在限制，并且它可能引起成本顯著提高。
[0007]發(fā)明概沭
[0008]本發(fā)明為改善來自烴進料流的芳香烴的產(chǎn)率的方法。具體而言，該方法將石腦油進料流中的非芳香烴轉(zhuǎn)化為C6-C8的芳香烴。非芳香烴包括鏈烷烴、烯烴和環(huán)烷烴。該方法改善了芳香烴的產(chǎn)率，使其超過了目前使用的加工石腦油進料流的方法。該方法包括使石腦油進料流通入重整器，其中該重整器在大于540°C的溫度下操作。操作溫度等于進料口溫度，且該重整裝置包括多個具有床間加熱器的反應(yīng)器床，以使反應(yīng)器溫度保持在盡可能均勻的溫度。該重整過程為吸熱的，且由于吸熱，溫度將從入口溫度下降。該重整裝置生成包含C6-C8芳香烴的工藝流，并且該工藝流通入分餾裝置以分離來自工藝流的C4和更輕質(zhì)烴。該分餾裝置產(chǎn)生包含C5和更重的烴的底部料流。將該底部料流通入芳烴提取裝置以產(chǎn)生芳香烴工藝流和殘留物流。該方法可包括注射含硫化合物以限制由于升高的操作溫度的焦化的量。該方法還可采用具有已處理以限制焦化的內(nèi)表面的反應(yīng)器。
[0009]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和應(yīng)用將從以下詳細說明和附圖變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1顯示LHSV vs.以添加的硫校核的重量；[0011]圖2顯示C8芳香烴增加vs.以硫校核的重量；
[0012]圖3顯示C5+增加vs.以初始HOS校核的重量；
[0013]圖4顯示總芳香烴增加；
[0014]圖5顯示氫氣增加；
[0015]圖6顯示平均反應(yīng)塊溫度的提高vs.用起始HOS校核的重量；
[0016]圖7顯示平均反應(yīng)塊溫度的提高vs.催化劑壽命；
[0017]圖8顯示總芳香烴增加vs.催化劑壽命；
[0018]圖9顯不氫氣增加vs.催化劑壽命；
[0019]圖10顯示C5+增加vs.催化劑壽命；
[0020]圖11顯示C8芳香烴增加vs.催化劑壽命。
[0021]發(fā)明詳沭
[0022]烴料流的重整對于生產(chǎn)芳香烴為重要方法。一般而言，對于操作重整器，高的操作溫度為優(yōu)選的，如在較高溫度下的平衡有利于芳族化合物的形成。然而，由于隨著溫度提高產(chǎn)生的熱裂化和金屬催化焦化，重整方法在較低溫度下進行。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用具有非金屬涂層的反應(yīng)器容器允許較高的溫度操作，沒有伴隨增加焦化或熱裂化。
[0023]本發(fā)明通過改變 烴重整方法的正常工作參數(shù)提供提高的芳香烴產(chǎn)率。該重整方法為通過環(huán)化和脫氫將鏈烷烴轉(zhuǎn)化為芳香烴的方法。該環(huán)化和脫氫經(jīng)歷多個步驟，并且可生成烯烴以及環(huán)烷烴。接著，烯烴可被環(huán)化和脫氫，環(huán)烷烴可被脫氫。
[0024]提高溫度通常為優(yōu)選的條件，因為較高的溫度將重整反應(yīng)的平衡移動至有利于生產(chǎn)芳香烴。然而，提高溫度增加了催化劑上焦炭的形成，并且更快地使催化劑失活。提高溫度還增加了重質(zhì)烴的熱裂化，并且可開始或提高在反應(yīng)器容器或用于將烴傳輸至重整器的管道的表面上的金屬催化焦化。這反過來需要更多能量以更頻繁地再生催化劑。目前，已經(jīng)將重整方法最優(yōu)化至在較低溫度下進行以平衡芳香烴產(chǎn)率相對時間成本和催化劑再生的能量上的花費，以及使熱裂化和金屬催化焦化降至最低。
[0025]本發(fā)明為從烴進料流生成芳香烴的方法。該方法包括使烴進料流通入重整器，其中該重整器在大于540°C的溫度下操作，并且反應(yīng)器的內(nèi)表面涂有不焦化的材料以生成包含芳族化合物的工藝流。該工藝流通入分餾裝置以分離包含C4和輕質(zhì)烴的輕氣體組分，以及氫氣和其它來自工藝流的輕質(zhì)氣體。該分餾裝置生成具有輕氣體組分的頂部料流和具有C5和更重的烴的底部料流。將底部料流通入芳香烴提取裝置以產(chǎn)生提純的芳香烴料流和具有降低的芳香烴含量的殘留物流。
[0026]該重整方法使烴進料流與催化劑接觸并且進行烴的脫氫和環(huán)化。該工藝條件包括溫度大于540°C，和空速為0.6hr^-10hr^o優(yōu)選地，空速為0.6hr^-8hr^,并且更優(yōu)選地，空速為 0.6hr 1^hr 1O
[0027]本發(fā)明的方法通過改變反應(yīng)器表面，和將加熱的烴進料流輸送至反應(yīng)器的設(shè)備以提供更高的熱。這包括傳送設(shè)備，例如燃燒加熱器和反應(yīng)器之間的管道，以及至暴露在進料流的燃燒加熱器中的表面的內(nèi)壁。內(nèi)表面可為硫化物，或涂覆有不焦化的材料，或使用不焦化的冶金。
[0028]在一個實施方案中，用于從烴進料流生成芳香烴的方法包括加熱烴進料流至第一溫度。將加熱的烴進料流通入第一重整器，其在第一組反應(yīng)條件下操作，以生成第一重整器流出物料流。將第一重整器流出物料流加熱至第二溫度，并且將加熱的第一重整器流出物料流通入第二重整器。第二重整器在第二組反應(yīng)條件下操作并且生成第二重整器流出物料流。將第二重整器流出物料流通入熱交換器以預(yù)熱進料流。
[0029]第一溫度為500°C -540°C的溫度，以及第二溫度為大于540°C。各個重整器可包括具有反應(yīng)器間加熱器的多個反應(yīng)器，其中各個反應(yīng)器間加熱器將料流加熱至所需的溫度，并且其中。對于第一重整器，各個反應(yīng)器間加熱器將工藝流在通過第二重整器之前加熱至第二溫度。具有多于兩個重整器時，除最后一個外，所有重整器將具有加熱至第一溫度的進入工藝流并且進入最終重整器的工藝流將被加熱至第二溫度。
[0030] 該方法可以包括尾部加熱器。該尾部加熱器用來加熱第二重整器排出物至第三溫度。然后將加熱的第二重整器排出物通入尾部反應(yīng)器。第三溫度也大于第一溫度，并且優(yōu)選為大于540C。
[0031]該重整方法為石油精煉中的常用方法，并且通常用于提高汽油的量。該重整方法包括將氫氣和烴混合物的料流混合并且使所得料流與重整催化劑接觸。常用的進料為石腦油進料并且通常具有80°C的初沸點和205°C的終沸點。該重整反應(yīng)器以進料口溫度為450°C-540°C操作。重整反應(yīng)通過脫氫和環(huán)化將鏈烷烴和環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳香烴。鏈烷烴的脫氫可生產(chǎn)烯烴，并且鏈烷烴和烯烴的脫氫環(huán)化可產(chǎn)生芳香烴。
[0032]該重整方法為吸熱過程，并且為了維持反應(yīng)，重整器為可包括多個具有床間加熱器的反應(yīng)器床的催化反應(yīng)器。該反應(yīng)器床的尺寸使得床間加熱器可以維持反應(yīng)器中反應(yīng)的溫度。較大的反應(yīng)器床將經(jīng)歷明顯的溫降，并且可能在反應(yīng)上具有不利的結(jié)果。催化劑還可通過重整器間加熱器以使得催化劑升至所需的重整器入口溫度。床間加熱器再加熱催化劑和作為催化劑的工藝流，并且工藝流從重整器內(nèi)的一個反應(yīng)器床流動至下一反應(yīng)器床。最常用類型的床間加熱器為加熱管道中流動的流體和催化劑的火焰加熱器。可使用其他換熱器。
[0033]重整催化劑通常包括載體上的金屬。該載體可包括多孔材料，例如無機氧化物或分子篩，以及重量比為1:99-99:1的粘合劑。重量比優(yōu)選為1:9-9:1。無機氧化物包括，但不限于氧化招、氧化鎂、二氧化鈦、氧化錯、氧化鉻、氧化鋅、氧化娃，氧化硼、陶瓷、瓷、招帆土、二氧化硅、二氧化硅-氧化鋁、碳化硅、粘土、晶體沸石鋁硅酸鹽、及其混合物。多孔材料和粘合劑在本領(lǐng)域中已知并且未在此詳細呈現(xiàn)。金屬優(yōu)選為一種或多種VIII族貴金屬，并且包括鉬、銥、銠、和鈀。通常，催化劑包含0.01%-2重量％的量的金屬，基于催化劑的總重量。催化劑還可包括來自IIIA族或IVA族的助催化劑元素。這些金屬包括鎵、鍺、銦、錫、韋它和鉛。
[0034]如在圖1-11中顯示的數(shù)據(jù)顯示，當相同的催化劑在較高溫度下操作，但是相同催化劑在不同的空速下操作時，芳香烴、氫氣和C5+液體產(chǎn)物明顯增加。實驗用在載體上包含0.5重量％Pt、l.03重量％C1的脫氫催化劑，UOP的DEH-5催化劑操作。催化劑的密度為
0.31g/cc。圖1顯示在操作時間(HOS)v.LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)時，以添加的硫的重量校核。圖2顯示兩個操作的CS芳香烴增加，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。圖3顯示兩個操作的產(chǎn)物流的C5+含量，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。圖4顯示兩個操作的產(chǎn)物流中芳香烴的增加，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。圖5顯示兩個操作過程中氫氣生成，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。圖6顯示兩個操作的平均反應(yīng)塊溫度，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。圖7顯示兩個操作的平均反應(yīng)塊溫度vs.催化劑壽命(BPP)，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。BPP為操作的歸一化時間，或每磅催化劑的進料桶數(shù)。圖8顯示兩個操作的總芳香烴vs.催化劑壽命，LHSV為1.1(菱形)和1.7 (正方形)。圖9顯不兩個操作的產(chǎn)生的氫氣vs.催化劑壽命，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。圖10顯示兩個操作的產(chǎn)物流中的C5+重量％vs.催化劑壽命，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。圖11顯示兩個操作的產(chǎn)物流中產(chǎn)生的CS芳香烴vs.催化劑壽命，LHSV為1.1 (菱形)和1.7 (正方形)。由于通過催化劑上降低的氯化物含量的活性降低，這一提高在較高溫度下是預(yù)期的。
[0035]這一提高是由于用于提供增加的產(chǎn)量的較高的溫度，或增強的聯(lián)合，并且以更低的成本生產(chǎn)更多的芳族產(chǎn)物。
[0036]盡管本發(fā)明已經(jīng)通過目前考慮的優(yōu)選實施方案記載，應(yīng)該理解為本發(fā)明不限于公開的實施方案，而是用來覆蓋包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的不同改變和同等方案 。
【權(quán)利要求】
1.一種從烴進料流生產(chǎn)芳香烴的方法，包括:將烴進料流通入重整器，其中該重整器在大于540°C的溫度下操作，且該反應(yīng)器的內(nèi)金屬表面涂覆有不焦化材料，從而生成包含芳香烴的工藝流；將該工藝流通入分餾裝置，從而產(chǎn)生包含C4和更輕質(zhì)烴的頂部料流，和包含C5和更重質(zhì)烴的底部料流；和 將該底部料流通入芳烴提取裝置，從而產(chǎn)生芳香烴工藝流、和殘留物流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該重整器進行脫氫和環(huán)化反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該催化劑具有降低的氯化物含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中空速為0.6hr4-10hr'
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)器表面已經(jīng)被硫化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，當該傳送設(shè)備經(jīng)歷高溫時，進一步包括使用具有不焦化涂層或冶金的傳送設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中該傳送設(shè)備包括管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中將烴進料流通入重整器之前的燃燒加熱器，并且該管道在內(nèi)部管壁上具有不焦化涂料或冶金。
9.一種從烴進料流生產(chǎn)芳香烴的方法，包括: 加熱烴進料流至第一溫度； 將加熱的烴進料流通入第一重整器，從而生成第一重整器流出物料流； 將第一重整器流出物料流加熱至第二溫度，并且將加熱的料流通入第二重整器，從而生成第二重整器流出物料流；和 將第二重整器流出物料流通入熱交換器以預(yù)熱進料流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中第一重整器包括具有反應(yīng)器間加熱器的多個反應(yīng)器，且其中各個反應(yīng)器具有進料流，該進料流通過反應(yīng)器間加熱器加熱至第一溫度。
【文檔編號】C10G35/04GK103492534SQ201280019673
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月29日
【發(fā)明者】M·D·莫塞, C·C·薩德勒, M·P·拉彼恩斯基 申請人:環(huán)球油品公司