CN102470313B - 使吸附床脱附的方法或系统 - Google Patents

Abstract

一个典型实施方案可以为一种使吸附床脱附的方法。该方法可包括使脱附剂料流通过吸附床以除去腈化合物和含氧化合物中至少一种。一般而言，脱附剂料流在脱附以后与选择性加氢区之后的烷基化区的进料料流结合。

Description

使吸附床脱附的方法或系统

发明领域

本发明一般性地涉及一种使吸附床脱附的方法或系统。相关技术描述

通常，烷基化方法可能需要将烷基化方法中所用的一种或多种烯烃，通常C₃-C₅烯烃预处理。通常，设备用于脱除硫和一种或多种二烯烃、腈和含氧物，使用方法如萃取、氢化和吸附。

通常，吸附方法使用吸附剂以脱除一种或多种腈和含氧物。在将一种或多种腈和含氧物从烯烃料流中脱除以后，可使吸附剂再生。离开吸附床的再生料流通常含有脱附的一种或多种腈和含氧物，同样，需要将该料流从烷基化方法中排出。该排出可能需要提高的资金和操作成本。

通常，来自上游或下游方法的正丁烷可用作再生流体。然而，如果存在不足的正丁烷，则通常可将下游产物分馏以提供需要的材料。然而，这又可能需要另外的资金和操作成本以提供用于脱附的足够再生剂。因此，使料流在方法中再循环对于使这些另外成本最小化或消除是理想的。

发明概述

一个典型实施方案可以为一种使吸附床脱附的方法。该方法包括使脱附剂料流通过吸附床以脱除腈化合物和含氧化合物中至少一种。一般而言，脱附剂料流在脱附以后与选择性加氢区之后的烷基化区的进料料流结合。

另一典型实施方案可以为利用脱附剂料流的系统。该系统可包括萃取区、选择性加氢区、脱除区和烷基化区。一般而言，脱除区包括第一吸附床和第二吸附床。可将离开一个床的脱附剂料流供入加氢区下游和烷基化区上游。

另一典型实施方案可以为一种使吸附床脱附的方法。该方法可包括使包含至少30摩尔%至少一种烯烃的料流通过萃取区、选择性加氢区和脱除区，并使来自吸附容器的流出物料流与离开另一吸附容器的脱附剂料流结合，然后将该结合料流送至烷基化区。

本文所公开的实施方案可提供几个优点，包括使用内部再生剂来源。因此，废再生剂的排出可省去。取而代之的是，在一个优选实施方案中，废再生剂可在装置中作为进料再循环至烷基化区中，这通过在再循环至烷基化区以前洗涤吸附区中的废再生剂以从废再生料流中脱除一种或多种腈和含氧物。另外，本文所公开的实施方案可提供具有相对于烷基化产物分馏的可选择低成本再生方案的生产。特别地，使用用于补充异丁烷和任选一部分再生异丁烷(其通常在烷基化区中过量)的吸附区的再生剂，可利用具有足够可获量的脱附剂而不需要分馏产物。

定义

如本文所用，术语“料流”可包括各种烃分子，例如直链、支链或环状烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃，和任选其它物质，例如气体如氢气，或杂质如重金属，及硫和氮化合物。料流还可包括芳族和非芳族烃。此外，烃分子可简写为C₁、C₂、C₃…C_n，其中“n”表示一个或多个烃分子中的碳原子数。另外，表征料流为例如“进料料流”或“脱附剂料流”可意指分别包含或富含至少一种进料或脱附剂的料流。

如本文所用，术语“区”可指包括一个或多个设备件和/或一个或多个分区的区域。设备件可包括一个或多个反应器或反应容器、加热器、交换器、管、泵、压缩机和控制器。另外，设备件如反应器、干燥器或容器可进一步包括一个或多个区或分区。

如本文所用，术语“富含”可意指料流中一种化合物或一类化合物的量为一般至少30摩尔%，优选50摩尔%。

如本文所用，术语“吸附剂”可包括吸收剂，并涉及但不限于吸收和/或吸附。类似地，术语“吸收剂”包括吸附剂，并涉及但不限于吸收和/或吸附。

如本文所用，术语“再生剂”和“脱附剂料流”可互换地使用。

如本文所用，术语“蒸气”可意指可包含或由一种或多种烃组成的气体或分散体。

如所述，附图中的工艺流程管线可称为管线或料流。特别地，管线可含有一种或多种料流，且一种或多种料流被管线包含。

附图简述

图1为典型化学生产装置或系统的示意性描述。

图2为典型脱除或吸附区的示意性描述。

发明详述

参考图1，典型化学生产装置或系统100可包括萃取区200、选择性加氢区300、脱除或吸附区400(下文可简称为“脱除区400”)和烷基化区600。通常，可将进料料流210供入萃取区200中。萃取区200又将进料料流310供入选择性加氢区300中。之后，选择性加氢区300可将进料料流410供入脱除或吸附区400中。将可用于烷基化区600中的补充异链烷烃料流420直接供入吸附区400中的干燥器中，如下文所述。下文讨论如图1中虚线所示补充异链烷烃料流420的可选择位置。接着，脱除或吸附区400可将烃料流或进料料流610供入烷基化区600中。烷基化区600又可将烷基化产物流630和再循环异链烷烃料流424供入脱除区400中，如下文所述。

萃取区200可降低进料料流210中的硫含量。一般而言，萃取区200可包括任何合适数量的容器如胺吸收器、萃取容器和氧化容器和二硫化物分离器。通常，萃取区200可脱除硫化氢和硫化羰，并将其它硫化合物转化成例如二硫化物硫。在烃流出物离开萃取区200以前，可脱除硫醇和硫醇盐以降低硫浓度。通常萃取区200可使用碱性水溶液，例如浓度为2-12重量%的苛性碱以萃取一种或多种硫化合物。萃取区200中的烃料流通常为液化状态并可以处于500-3,000kPa的压力和20-50℃的温度。另外，碱性水溶液可保持在20-50℃的温度和300-3,000kPa的压力下。通常，进料料流210可具有1,000-2,000重量ppm的硫浓度。通常，在供入选择性加氢区300中的进料料流310中，硫化氢可降至小于1重量ppm，且其它硫化合物如一种或多种硫醇和/或二硫化物硫可降至小于20重量ppm，或甚至小于10重量ppm。合适的萃取区例如公开于US 7,381,309B1中。

选择性加氢区300可以为使用可通过转化成一种或多种烯烃而降低一种或多种二烯的量的催化剂的任何合适加氢区。合适的催化剂可包含V-B族金属如钒、铌和/或钽的氢化物。金属氢化物可以以颗粒或粉末形式存在并可与合适的多孔耐熔无机氧化物载体材料如氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铪、氧化硼或其混合物组合。选择性加氢反应可在10-4,500kPa的压力、0.2-5.0hr^-1的液时空速、300-3,500标准化m³/m³的氢浓度，和0-210℃的温度下进行。选择性加氢反应可具有40重量%的一种或多种二烯如丁二烯的转化率，可将其与其它烃产物分离并再循环至选择性加氢反应器中，和90重量%的烯烃如丁烯转化选择性。因此，作为进料料流410离开选择性加氢区300的烃产物可具有小于100重量ppm的二烯含量。合适的选择性加氢区例如公开于US3,723,560中。

烷基化区600可包含用于烷基化进料的任何合适催化剂。一般而言，进料料流610可包含一种或多种C₃-C₅烃，例如一种或多种C₄烯烃和一种或多种C₃-C₅链烷烃如异丁烷以产生C₈烷基化物。通常，进料料流610可包含30摩尔%的至少一种烯烃。链烷烃可至少部分由上游吸附区400接收的料流420和424提供。在吸附区400中，料流420和/或424可与进料料流410结合以形成供入烷基化区600中的进料料流610。在一个典型实施方案中，烷基化催化剂可包括用单价阳离子如碱金属阳离子或碱土金属阳离子浸渍的耐熔无机氧化物，其表面可键合有羟基。任选，催化剂还可包含金属组分如镍、铂、钯和/或钌。催化剂也可含有一种或多种单价金属或碱土金属如锂、钠、钾、铯、银、铜、铍、镁、钙或钡或其混合物。通常，在这些金属沉积和可控煅烧以后，复合材料可与金属卤化物如铝、锆、锡、钽、镓、锑、硼的卤化物或其混合物反应。合适的卤化物可包括氟化物、氯化物、溴化物或其混合物。如在反应区的出口测量的操作温度可以为-20℃至80℃，压力为120-3,500kPa。反应区中催化剂与烯烃重量比可以为1:1-1:25。通常，优选异丁烷与烯烃之比大于1:1，优选为2:1-5:1或更高。任选，通过反应产生的产物可通过下游分馏分离成个别品级。特别地，异丁烷可从烷基化产物中分离。典型烷基化区例如公开于US 5,489,732和US 5,672,798中。也可使用其它典型烷基化催化剂如固体磷酸催化剂，例如US 6,548,721B1所公开的。任选，固体磷酸催化剂可含有铟。本文所公开的实施方案特别适于固体烷基化催化剂体系。

吸附区400可使用任何用于从进料料流410中脱除一种或多种腈和含氧物的合适吸附剂。一般而言，该吸附区400可包含一个或多个，优选两个或更多个吸附床。任何合适的分子筛可用作吸附剂，其可以为沸石型分子筛。一般而言，分子筛可包括沸石X、Y、L或其组合。另外，吸附条件可以为20-80℃和100-3,500kPa的压力。一般而言，在吸附以后，将吸附床脱附。再生条件可包括200-320℃的温度和100-3,500kPa的压力。一般而言，再生剂或脱附剂料流为蒸气相。通常，脱附剂料流可包含C₃-C₆烃料流。优选脱附剂料流可包含通常含有最小80重量%的C₄链烷烃的C₄链烷烃料流。在烷基化区600使用固体磷酸催化剂的情况下，吸附剂料流可以为由烷基化区600产生的饱和链烷烃料流。典型吸附床和条件例如公开于US 5,271,835中。

参考图2，一个典型脱除区400可包括干燥器430、交换器440、多个吸附容器450、交换器480、接收器490、流体转移装置500和水洗涤容器510。通常，多个吸附容器450可包括第一容器454和第二容器464。通常，一个容器454可吸附，同时另一容器464再生。

在吸附期间，进料料流410通常为20-80℃，优选40℃的温度，并可与管线520中的脱附剂结合，如下文所述。结合料流414可以为20-80℃，优选40℃的温度，并可供入第一容器454中。一般而言，吸附床或第一吸附床458可在20-80℃，优选40℃的温度和850-950kPa的压力下吸附。通常，吸附床458可脱除基于进料料流410的重量为50-99.9%，通常90重量%的一种或多种腈和25-75%，通常50重量%的一种或多种含氧物。随后，具有降低的一种或多种腈和含氧物含量的提纯产物或吸附剂流出物料流418可离开第一容器454。通常，容器454和464各自分别具有吸附床或第一吸附床458和另一或第二吸附床468。

在脱附期间，可以在20-80℃，优选40℃的温度下提供补充异链烷烃，通常异丁烷料流420和任选再循环异链烷烃，通常异丁烷料流424，如图1所示。补充异链烷烃料流420可经过干燥容器430。通常，补充异丁烷干燥容器430不需要专门的再生系统。在一个优选实施方案中，补充异丁烷干燥容器430可通过在吸附床再生程序的冷却步骤期间使用于再生吸附床468的补充异丁烷气化而再生。

在经过干燥容器430以脱除水以后，如果补充异链烷烃料流420不足以满足所需再生条件的话，则补充异链烷烃料流420可任选与再循环异链烷烃料流424结合。之后，可将结合异链烷烃料流428(通常至少80摩尔%的一种或多种C₄链烷烃且起初在20-80℃，优选40℃的温度下)用交换器440加热至200-320℃，优选290℃，作为用于脱附第二容器468的再生剂料流436。此外，交换器440可包括蒸汽加热器气化器，其后是电过热器。一般而言，脱附剂料流436的流率可设置为供入第一容器454中的结合料流414的5-50%，通常10体积%。气化脱附剂或再生剂料流436可离开交换器440并进入第二容器464中以从吸附床468中脱除一种或多种腈和含氧物和水。可将含有一种或多种腈和含氧物和/或水的废蒸气相再生料流470在送入接收器490中以前在交换器或冷却器480中用水或空气冷凝至30-60℃，优选40℃。

通常，接收器490形成接受器494以收集水，所述水可作为水料流496排出。在水洗涤容器510中，水可相对于含有一种或多种腈和含氧物的废再生剂逆流接触。烃料流498也可离开接收器490并供入流体转移装置500(其通常为泵500)中。来自泵500的排出料流504可供入水洗涤容器510中。在一些典型实施方案中，接收器490和流体转移装置500可以是任选的。水洗涤容器510可从料流504中脱除一种或多种腈和含氧物。通常，包含水的料流514可在顶部附近供入水洗涤容器510中，同时排出料流504可在底部附近提供。料流中一种或多种腈的量的设置点可控制水料流514的速率。通常，料流514可以为料流504的流量的5%至至少100%，通常30体积%。

这两种料流的逆流作用可产生在水洗涤容器510的底部离开的含有一种或多种腈和含氧物的废水料流518。烃料流520可离开水洗涤容器510，经过阀526，同时阀524关闭，并可与进料料流410结合。因此，在水洗涤容器510中清洗以后，脱附剂料流可与进料料流410在经过第一容器454并进入烷基化区600中以前结合，如图1所示。一般而言，吸附区400中的所有料流可以为液相，除脱附剂料流436和470(其可以为蒸气相)外。

在另一典型实施方案中，洗涤的脱附剂料流520可绕过第一吸附剂容器454。特别地，阀524可打开且阀526可关闭以容许洗涤的脱附剂料流528在第一吸附剂容器454下游与吸附剂流体料流418结合。通常，如果另一吸附容器在第一吸附容器454下游，则可进行该绕过，使得脱附剂料流528可在进入烷基化区600中以前经过随后的吸附器。该绕过特别适于具有至少三个吸附容器的吸附区400。

更甚者，代替或除用于将至少一部分进料610供入烷基化区600中的吸附区400外，可选择的位置可接收补充异丁烷。参考图1，补充异丁烷料流420可在萃取区200和/或加氢区300上游提供，如虚线所示。如果异丁烷可在萃取区200和/或加氢区300而不是吸附区400的上游提供，则所需再生物可通过异丁烷再循环料流424提供。通常，补充异丁烷料流可通过精炼或化学生产装置中的任何合适装置提供。

本文所公开的实施方案可提供水洗涤可用性与利用成本相对于再生剂利用率和吸附剂成本之间的最优化。对于具有最小水可用性的场所，设计可使用较大的吸附容器和较高的再生剂速率。对于水可用性可能不是问题的场所，本文实施方案可具有最小尺寸的吸附容器和再生速率。洗涤水速率与再生体系流率和吸附剂体积之间的最优化可能是场所特异性的。此外，所得洗涤水料流中腈和含氧物脱除水平可在更宽范围内变化，对于含氧物脱除特别如此。

没有进一步描述，相信本领域技术人员可使用先前的描述，最完整程度地使用本发明。因此，前述优选的具体实施方案应理解为仅是说明性的，且不以任何方式限制公开内容的其余部分。

在前文中，除非另外指出，所有温度以℃描述，所有份和百分数以重量计。

由先前描述中，本领域技术人员可容易地确定本发明的主要特征，且可不偏离其精神和范围地作出本发明的各种变化和改进以使它适于各种用途和条件。

Claims (15)

1.一种使吸附床脱附的方法，其包括：

A)使脱附剂料流通过吸附床以脱除腈化合物和含氧化合物中至少一种，其中脱附剂料流在脱附以后与选择性加氢区之后的烷基化区的进料料流结合，和

B)在离开吸附床以后进入烷基化区以前在水洗涤容器中使用逆流作用水洗涤脱附剂料流。

2.根据权利要求1的方法，其中脱附剂料流包含至少80重量％的一种或多种C4链烷烃。

3.根据权利要求1的方法，其中烷基化区包含固体催化剂。

4.根据权利要求1的方法，其中吸附床包含分子筛。

5.根据权利要求4的方法，其中分子筛包含沸石X、Y和L中至少一种。

6.根据权利要求1的方法，其中水洗涤脱附剂料流的步骤进一步包括：将水洗涤料流在顶部附近引入水洗涤容器中，将脱附剂料流在底部附近引入水洗涤容器中，将洗涤的脱附剂料流从水洗涤容器中输出；和从水洗涤容器中取出含有腈和含氧物中一种或多种的废水料流。

7.根据权利要求1的方法，其中脱附剂料流在进入脱除区中的另一吸附床以前与进料料流结合。

8.根据权利要求1的方法，其中脱附剂料流与来自脱除区中另一吸附床的流出物结合。

9.根据权利要求8的方法，其中脱除区包含两个或更多个吸附床。

10.根据权利要求1的方法，其进一步包括在离开吸附床以后将脱附剂料流冷凝。

11.根据权利要求1的方法，其中吸附床在20-80℃的温度下操作。

12.根据权利要求1的方法，其中脱附在200-320℃的温度下进行。

13.根据权利要求1的方法，其中进料料流包含30摩尔％的至少一种烯烃。

14.根据权利要求10的方法，其中脱附剂料流包含最小80重量％的一种或多种C4链烷烃。

15.根据权利要求1的方法，其中洗涤脱附剂料流的步骤包括使用体积为脱附剂料流体积的30-100％的水洗涤料流。