CN104220157A - 控制异构化区中的温度的方法 - Google Patents

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Abstract

一个典型实施方案可以为控制异构化区中的温度的方法。该方法可包括使各进料通过第一、第二和第三异构化反应器。通常使来自第一和第二异构化反应器的一部分流出物通过各交换器以控制下游反应器中的温度。

Description

控制异构化区中的温度的方法
发明领域
本发明一般性地涉及控制异构化区中的温度的方法。
相关技术描述
从装置起动至在催化剂置换以前的运转结束，轻石脑油异构化装置的性能可能劣化。通常，异构化装置可包含多个异构化反应器。第一异构化反应器中的催化剂在运转期间可能通过催化剂毒物而永久性失活。由于无法调整工艺条件以相应于催化剂活性，催化剂失活可产生降低的产物质量。许多精炼厂需要在整个运转中产生高辛烷值产物，因此，通常想要在接近运转结束时使产物辛烷值的降低最小化。
发明概述
一个典型实施方案可以为控制异构化区中的温度的方法。该方法可包括使各进料通过第一、第二和第三异构化反应器。通常使来自第一和第二异构化反应器的一部分流出物通过各交换器以控制下游反应器中的温度。
本文公开的实施方案可将催化剂分布于多个反应器，这可容许在运转结束时得到更具活性的催化剂。为利用所有活性催化剂，可在所有反应器之间提供换热器以容许各反应器在对具体进料组成和反应器中的活性催化剂百分数而言最佳的温度下操作。
定义
如本文所用，术语“料流”可包含各种烃分子如直链、支化或环状烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃，以及任选其它物质，例如气体如氢气，或杂质如重金属，及硫和氮化合物。料流还可包含芳族和非芳族烃。此外，烃分子可简写为C1、C2、C3…Cn，其中“n”表示一种或多种烃分子中的碳原子数。此外，上标“+”或“-”可以与缩写的一种或多种烃符号一起使用，例如C3 +或C3 -，其包含在简写的一种或多种烃内。作为一个实例，缩写“C3 +”意指一种或多种具有3个碳原子和/或更多的烃分子。
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”可意指料流中一般至少约50％，优选约70摩尔％的量的化合物或一类化合物。
如所述，图中的工艺流运转线可互换地称为例如管线、管、进料、产物、部分或料流。
术语“千帕”可缩写为“KPa”且所有压力可以为绝对压力。
附图简述
附图为一个典型异构化区的示意图。
详述
参考附图，典型异构化区100可包含第一交换器或冷结合进料-流出物交换器120、第二交换器或中温(mid-)结合进料-流出物交换器140、第三交换器或热结合进料-流出物交换器160、第四交换器或装料加热器180、第一异构化反应器200、一个或多个下游反应器230，以及阀108、188、212、220、252、260、296和304。通常，阀188、212、220、252、260、296和304为控制阀。此外，一个或多个下游反应器230可包含第二异构化反应器240和第三异构化反应器280。典型的进料、氢气、催化剂、异构化反应器和其它设备可公开于例如US 7,223,898中。
可将进料110供入异构化区100中，并可包含富含一种或多种C4-C6烃，优选C5-C6烃如正烷烃的烃馏分。一种典型的原料为具有一种或多种C4-C6烃的基本纯的正烷烃料流。其它有用的原料可包括轻天然汽油、轻直馏石脑油、瓦斯油缩合物、轻萃余液、轻重整油、轻质烃、油田丁烷(fieldbutane)，和具有约77℃的蒸馏终点且包含实质量的C4-C6烷烃的直馏馏出物。进料流还可包含低浓度的不饱和烃和具有多于6个碳原子的烃。
氢气可以以与进料110混合，进料110的量为会提供异构化区100流出物312中约0.01:1.0至约10:1.0的氢气:烃摩尔比。作为选择，补充气体可根据需要通过打开阀108而提供通过管线104。
在供入第一异构化反应器200中以前，可使进料110进入交换器120、140、160和180的进料侧。一般而言，进料110在到达第四交换器或装料加热器180以前通过交换器120、140和160加热。蒸汽可经由管线184供入以将进料110适当地加热。此外，第一温度指示控制器192可测量在进入第一异构化反应器200中以前的进料温度，并与设置点对比以调整控制阀188的位置。其后，进料110可进入第一异构化反应器200中。
第一异构化反应器200可在任何合适的温度，例如约90至约235℃，优选约110至约205℃的温度下操作，且压力可以为约700至约7,000KPa。液时空速可以为约0.5至约12hr-1。第一异构化反应器200中所用催化剂可包括强酸催化剂，例如氯化铂氧化铝(chloride platinum alumina)、结晶铝硅酸盐或沸石、硫酸化氧化锆(sulfated zirconia)和改性硫酸氧化锆中的至少一种，优选氯化铂氧化铝和硫酸化氧化锆中的至少一种。
作为一类，结晶铝硅酸盐或结晶沸石催化剂可包括具有足以吸附新戊烷的表观孔径的结晶沸石分子筛。一般而言，催化剂可具有大于约3:1且小于约60:1，优选约15:1至约30:1的二氧化硅氧化铝摩尔比SiO2:Al2O3。用于异构化的这类催化剂和制备方法公开于例如US 7,223,898中。
流出物204可离开第一异构化反应器200。流出物204可分离成第一部分208和第二部分216。部分208和216的相对量可由第二温度指示控制器224中的设置点确定，其又可调节阀212和220以安置这些阀以控制部分208和216的量。一般而言，第一部分208通过第一阀212，然后通过热结合进料-流出物交换器160，由此冷却。第二部分216可在与第一部分208再结合形成第二进料234以前通过第二阀220。可将第二进料234供入下游反应器230，特别是第二异构化反应器240中。
第二异构化反应器240可独立地包含催化剂并可类似于上述第一异构化反应器200操作。优选第二异构化反应器240可在约90至约180℃，优选约104至约175℃的温度下操作。
来自第二异构化反应器240的第二流出物244可分离成第三部分248和第四部分256。第三温度指示控制器264可测量第三进料284的温度并与设置点对比。第三温度指示控制器264可向第三阀252和第四阀260提供信号以控制阀的位置并调整第三部分248和第四部分256的相对量。第三部分248可在与通过第四阀260的第四部分256结合以前通过中温结合进料-流出物交换器140。第三部分248和第四部分256可结合形成第三进料284。
第三进料284可供入第三异构化反应器280中。第三异构化反应器280可独立地包含催化剂并类似于上述第一异构化反应器200操作。优选第三异构化反应器280可在约90至约160℃的温度下操作。
第三流出物288可分离成第五部分292和第六部分300。手指示控制器(hand indicator controller)308可用于调整第五阀296和第六阀304的位置以控制第五部分292和第六部分300的相对量。一般而言，阀296和304的位置可通过在冷结合进料-流出物交换器120中加热进料110所希望的加热量确定。第五部分292可在与通过第六阀304的第六部分300结合以前供入冷结合进料-流出物交换器120中。第五部分292和第六部分300结合可形成流出物312。
通常，加工流出物312以将所需异构化产物与氢气、轻馏分、较低辛烷值异构化产物和环己烷加具有7个或更多碳原子的重质烃分离。
通常使用稳定塔将轻气体和丁烷从产物流中除去。一个典型的稳定塔公开于例如US 5,453,552中。通过稳定塔分离的至少一部分流出物312可进入汽油池中混合以制备发动机燃料。
在分离期间，第二温度指示控制器224和第三温度指示控制器264可发送信号以分别控制第一阀212和第二阀220以及第三阀252和第四阀260。控制器224和264的设置点可取决于催化剂的条件和进料110的组成设置。通常，第一异构化反应器200中的催化剂可随时间过去而被毒害，否则的话失活。因而，第一异构化反应器200中的温度可通过将来自异构化反应器200和240的一种或多种流出物204和244中的至少一部分208和/或248输送通过交换器140和160而升高。作为一个实例，在例如装置停机以后最初起动异构化区100以后，第一异构化反应器200的温度可以为约120至约180℃，第二异构化反应器240可以为约100至约160℃，第三异构化反应器280可以为约100至约160℃。在装置停机以例如置换催化剂以前的运转结束时，至少一些异构化反应器的温度可提高。作为一个实例，第一异构化反应器200的温度可以为约160至约210℃，第二异构化反应器240可以为约120至约180℃，且第三异构化反应器280可以为约100至约160℃。
没有进一步描述，相信本领域技术人员可使用先前的描述，最完整运转度地使用本发明。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 (10)

1.控制异构化区中的温度的方法，其包括：
使各进料通过第一、第二和第三异构化反应器，其中使来自第一和第二异构化反应器的一部分流出物通过各交换器以控制下游反应器中的温度。
2.根据权利要求1的方法，其中将来自第一异构化反应器的第一流出物分离成第一部分和第二部分，其中第一部分通过换热器中的热结合进料-流出物交换器并在进入第二异构化反应器以前与第二部分再结合作为第二进料。
3.根据权利要求2的方法，其进一步包括通过进入第二异构化反应器的第二进料的温度控制第一和第二部分的量。
4.根据权利要求1或2的方法，其中将来自第二异构化反应器的第二流出物分离成第三部分和第四部分，其中第三部分通过交换器中的中温结合进料-流出物交换器并在进入第三异构化反应器以前与第四部分再结合作为第三进料。
5.根据权利要求4的方法，其进一步包括通过进入第三异构化反应器的第三进料的温度控制第三和第四部分的量。
6.根据权利要求1、2或3的方法，其中第一异构化反应器的第一进料包含一种或多种正C5-C6烃。
7.根据权利要求1、2或3的方法，其中第一异构化反应器在约90至约235℃的温度下操作，第二异构化反应器在约90至约180℃的温度下操作，第三异构化反应器在约90至约160℃的温度下操作。
8.根据权利要求1、2或3的方法，其进一步包括将氯化铂氧化铝催化剂和硫酸化氧化锆催化剂中的至少一种供入第一、第二和第三异构化反应器中。
9.根据权利要求3的方法，其进一步包括提供温度指示控制器以通过改变第一和第二部分的相对量而控制进入第二异构化反应器中的第二进料的温度。
10.根据权利要求1、2或3的方法，其进一步包括使来自第三异构化反应器的第三流出物的至少一部分进入汽油池中混合以制备发动机燃料。
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