CN104736505A - 用于从烃进料分离直链己烷料流的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于从包含非支化C4-C7烃的烃进料分离直链己烷料流的方法和装置。在一个实施方案中，从包含非支化的C4-C7烃的烃进料分离直链己烷料流的方法包括使所述烃进料在氢气的存在下进行异构化以制备异构化烃料流，所述异构化烃料流含有支化烃和直链己烷。将这种异构化烃料流至少分离成含支化烃的异构化物产物料流和含己烷的残液料流，所述含己烷的残液料流包含直链己烷。将直链己烷料流从至少一部分的含己烷的残液料流分离出来，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。将直链己烷料流作为独立的产物料流分离。

Description

用于从烃进料分离直链己烷料流的方法和装置
在先申请的优先权
本申请要求2012年10月16日递交的美国申请No.13/653,191的优先权。
技术领域
本发明的技术领域总体涉及用于从烃进料分离直链己烷料流的方法和装置，更尤其涉及用于获得具有低苯含量的直链己烷料流的方法和装置。
背景
直链己烷也称为正己烷或n-己烷，是一种有价值的用于许多工业应用的产品。例如，直链己烷作为溶剂用于从种子提取烹饪油，用于清洁和脱脂许多物品，以及用于织物生产中。直链己烷也作为溶剂用于从生物质制备生物燃料。但是，从包含直链己烷、其它C6烷烃和苯的常规烃源料流充分分离直链己烷是有挑战性的，尤其当直链己烷要用于食品级应用时，其中不希望存在甚至少量的组分例如苯，例如份/百万份(ppm)水平。
包含直链己烷的烃进料通常进行精制工艺以获得高辛烷值产品，用于包含在燃料例如汽油中。常规精制工艺的一个例子是直链烃在异构化阶段中在氢气和重整催化剂的存在下进行异构化，从而形成异构化的烃进料，其具有比烃进料更高的支化烃含量。支化烃通常具有比相应直链烃更高的辛烷值，所以是用于包含在燃料中的有价值产品。在异构化期间的平衡条件通常导致在异构化烃料流中存在直链和环状烃以及直链和环状烃的支化异构化物。因为直链和环状烃降低了异构化烃料流的辛烷值并且可以进一步异构化，所以已经知道各种技术用于从非支化烃分离支化烃，其中非支化烃在要异构化的循环料流中与新鲜烃进料一起循环。例如，已经知道使用吸附剂床进行吸附，其比支化或环状烃优先吸附直链烃，从而从异构化烃料流分离出直链烃，从吸附床解吸直链烃以形成循环料流，并且使循环料流返回到异构化阶段，从而与新鲜料流一起进行异构化。也知道使用例如脱异己烷塔来进行分馏，从而从具有比直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷更低沸点的烃分离直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷。直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷一般在循环料流中返回异构化阶段。将直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷循环到异构化阶段的操作使得具有用于包含在汽油中的更高辛烷值的烃的工艺产率最大化。但是，包含直链己烷、环状烃和/或单甲基支化戊烷的循环料流仍然含有较大量的化合物混合物。所以，循环料流是一种所希望的用于异构化阶段的进料，但本身不是所希望的终产物。
因此，希望提供新的用于从烃进料分离直链己烷料流的方法和装置。还希望提供用于从烃进料分离直链己烷料流的方法和装置，其能获得高纯度的直链己烷，其具有足够低水平的苯从而能用于食品级别的应用中。此外，本发明的其它所希望的特征和特性将从随后的本发明详细描述和所附权利要求体现，结合考虑附图以及本发明的背景。
发明简述
提供了用于从包含非支化的C4-C7烃的烃进料分离直链己烷料流的方法和装置。在一个实施方案中，从包含非支化的C4-C7烃的烃进料分离直链己烷的方法包括使所述烃进料在氢气的存在下进行异构化以制备异构化烃料流，所述异构化烃料流含有支化烃和直链己烷。将这种异构化烃料流至少分离成含支化烃的异构化物产物料流和含己烷的残液(raffinate)料流，所述含己烷的残液料流包含直链己烷。将直链己烷料流从至少一部分的含己烷的残液料流分离出来，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。将直链己烷料流作为独立的产物料流分离。
在另一个实施方案中，从包含非支化C4-C7烃的烃进料分离直链己烷料流的方法包括使所述烃进料在氢气的存在下和在包含异构化催化剂的异构化阶段中进行异构化以制备异构化烃料流，所述异构化烃料流含有支化烃和直链己烷。将这种异构化烃料流在异构化物分离阶段中至少分离成含支化烃的异构化物产物料流和含己烷的残液料流，所述含己烷的残液料流包含直链己烷，并且所述异构化物分离阶段与异构化阶段以流体方式连通。将含己烷的残液料流分成循环料流和回收料流。将直链己烷料流在己烷分离阶段中从回收料流分离出来，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流，所述己烷分离阶段是与异构化物分离阶段不同的，并且与异构化物分离阶段以流体方式连通。将循环料流返回到异构化阶段，并且将直链己烷料流作为独立的产物料流分离。
在另一个实施方案中，异构化装置包括异构化单元，其用于接收含有非支化的C4-C7烃的烃进料，和用于将烃进料异构化以制备异构化烃料流。异构化物分离单元是与异构化单元以流体方式连通的，其用于接收异构化烃料流，并且用于将异构化烃料流分离成异构化物产物料流和含己烷的残液料流。直链己烷分离单元是与来自异构化物分离单元的含己烷的残液料流以流体方式连通的，用于接收含己烷的残液料流，用于从至少一部分的含己烷的残液料流分离出直链己烷料流，和用于将直链己烷料流作为独立产物料流分离。
附图简述
下面将结合附图描述本发明，其中相似的数字代表相似的元件，其中：
图1是异构化装置的一个实施方案的流程示意图，包括异构化区、异构化物分离区以及己烷分离区；
图2是异构化装置的另一个实施方案的流程示意图，包括异构化区、异构化物分离区以及己烷分离区；
图3是异构化装置的另一个实施方案的流程示意图，包括异构化区、包含吸附单元的异构化物分离区以及包含分馏单元的己烷分离区；
图4是异构化装置的另一个实施方案的流程示意图，包括异构化区、包含吸附单元的异构化物分离区以及包含分馏单元的己烷分离区；
图5是异构化装置的另一个实施方案的流程示意图，包括异构化区、包含分馏单元的异构化物分离区以及包含吸附单元的己烷分离区；
图6是异构化装置的另一个实施方案的流程示意图，包括异构化区、包含分馏单元的异构化物分离区以及包含第二分馏单元的己烷分离区；和
图7是异构化装置的另一个实施方案的流程示意图，包括异构化区、包含分馏单元的异构化物分离区以及包含第二分馏单元的己烷分离区。
发明详述
以下详细描述仅仅是示例性，并且不限制本发明或其应用和用途。此外，并不受限于在上文背景或以下详细描述中提到的任何理论的限制。
这里提供用于从烃进料分离直链己烷料流的方法和装置。这些方法和装置能获得直链己烷料流，其含有足够低含量的苯，例如小于或等于3ppm，从而能用于食品级应用中。这种低含量的苯是可能的，因为直链己烷料流最后从处于异构化阶段下游的含己烷的残液料流分离出来，其中在烃进料中存在的任何苯被氢化，使得在含己烷的残液料流中存在尽可能少的苯。在这里使用的术语“含己烷的残液料流”表示这样的烃料流，其具有直链己烷含量并且从所希望的在异构化阶段中制备的支化烃分离出来。在这里使用的术语“支化烃”包括饱和或不饱和的具有一个或多个叔碳原子或季碳原子的烃，而“非支化烃”不具有叔碳原子或季碳原子(即，所有碳原子与一个或两个其它碳原子连接)。在实施方案中，支化烃和非支化烃分别是支化的链烷和非支化的链烷。各种分离技术则可以用于从含己烷的残液料流分离出直链己烷料流，如下文详述，且不需要考虑直链己烷料流的苯污染。直链己烷料流作为独立的产物料流分离出来，其是与在本文所述方法和装置中制备的其它异构化物产物和残液料流分开的，并且独立地应用于本文所述方法和装置之外的应用中，例如用于食品级应用中。
在一个实施方案中，如图1所示，提供烃进料12，其中在异构化装置10的异构化阶段14中使烃进料12进行异构化。合适的烃进料12包括具有包含非支化C4-C7烃的烃级分的那些，即正链烷烃和环状烷烃。在一个实施方案中，在烃进料12中的大部分烃具有5或6个碳原子。在这里，烃进料12表示烃的新鲜来源，并且不包括来自可以从单元操作提供的循环料流或已贫化己烷的残液料流的烃，所述单元操作是位于异构化阶段14的下游，如下文详述。在一个实施方案中，烃进料12富含非支化的C4-C7烃，这意味着所述烃进料12具有至少10重量％的非支化C4-C7烃。合适的烃进料12的例子包括具有大部分的具有4-6个碳原子的烷烃的烃料流，其中仅仅存在残余量的其它烃。这是使用的“残余”表示这些量是处于或低于对于所述方法而言的分离阈值，并且此量通常是小于或等于1重量％，基于所述组合物计。其它有用的烃进料12包括天然汽油，直馏石脑油，天然气凝析油，萃余液，重整产品，开采的丁烷，以及具有蒸馏端点为77℃的直馏馏出物。在其它实施方案中，烃进料12也可以含有不饱和烃，具有多于7个碳原子的烃，以及环状烃。
也如图1所示，氢气16与烃进料12混合。在一个实施方案中，氢气16与烃进料12在将烃进料12供入异构化阶段14中的异构化单元18之前混合。但是，也可以理解的是，氢气16可以与烃进料12单独地加入异构化单元18中。在一个实施方案中，氢气16的供应量使得在没有氢气循环的情况下提供在来自异构化阶段14的所得异构化烃料流20中的氢气16与烃之间的比率是小于或等于0.10，这提供了充足过量的氢气16以确保被引入异构化阶段14的任何不饱和烃能合适地被饱和。虽然在异构化阶段14中的烃异构化期间没有消耗纯氢气，但是异构化阶段14具有与裂解、歧化以及烯烃和芳族物质饱和相关的氢气16的净消耗，并且过量的氢气16确保足量的氢气16存在于异构化阶段14中以能发生上述反应。
参见图1，烃进料12在异构化阶段14中在氢气16的存在下进行异构化，以制备异构化烃料流20，所述异构化烃料流20含有支化烃和直链己烷。这里所述的异构化阶段14包括一个或多个异构化装置10，在此装置中进行非支化烃的异构化，并且此装置包括用于将被引入异构化阶段14中的非支化烃异构化的异构化催化剂，从而制备支化烃，这些支化烃包含在异构化烃料流20中。合适的异构化催化剂是本领域公知的。异构化催化剂可以是无定形的(例如基于无定形无机氧化物)、结晶的(例如基于结晶无机氧化物)，或它们的混合物。含有结晶无机氧化物的异构化催化剂一般含有无定形的基体或连接料。结晶的无机氧化物可以是分子筛或非分子筛，或是分子筛和非分子筛的混合物。分子筛可以是沸石或非沸石类型的，或可以使用沸石和非沸石的混合物。异构化催化剂可以包括在丝光沸石上的铂，在氧化铝上的氯化铝，以及在硫酸化或钨酸化金属氧化物上例如氧化锆的铂。异构化催化剂可以包括铂族金属，例如铂，其是在氯化氧化铝基底上的，例如无水γ-氧化铝。在异构化催化剂中存在的氯化物组分在本领域中称为“合并氯化物”，可以以2-10重量％的量存在，例如5-10重量％，基于异构化催化剂的总重量计。
在一个实施方案中且如图1所示，异构化阶段14包括异构化单元18，其中放置异构化催化剂(未显示)，用于接收烃进料12和用于将烃进料12异构化以制备异构化烃料流20。虽然图1仅仅显示了单个异构化单元18，但是应当理解的是可以在异构化阶段14中使用多个异构化单元18。本领域公知的和可以用于本发明方法和装置10中的异构化单元18包括固定床体系，移动床体系，流化床体系，或间歇型体系。当与异构化催化剂接触时，烃进料12可以处于液相、混合液-气相或气相中。合适的具有分离器和循环气体压缩器的异构化阶段、不具有分离器和循环气体压缩器的异构化阶段、以及不包含氢气循环的异构化阶段是本领域公知的，并且适合用于本文所述的方法和装置10中。
选择在异构化阶段14内的操作条件以从这里加入的非支化烃尽可能多地制备支化烃。在异构化阶段14中的操作条件取决于各种因素，包括但不限于进料严格性和催化剂类型，并且本领域技术人员能够确认在异构化阶段14中的合适操作条件以尽可能多地制备支化烃。在一个实施方案中，当使用氯化氧化铝和硫酸化氧化锆异构化催化剂时，在异构化阶段14内的温度可以是90-225℃。在另一个实施方案中，当使用沸石类型的异构化催化剂时，在异构化阶段14内的温度可以是90-290℃。异构化阶段14可以保持在宽范围的压力下，例如100kPa至10MPa，或0.5-4MPa。所有烃向异构化阶段14的进料速率也可以在宽范围内变化，例如液体小时空速为0.2-25体积烃/每小时每体积的异构化催化剂，例如0.5-15hr-1。
异构化烃料流20被至少分离成包含支化烃的异构化物产物料流22和含己烷的残液料流24，所述含己烷的残液料流24包含直链己烷。与含己烷的残液料流24相比，异构化物产物料流22包含较高含量的支化烃，并且应当理解的是，异构化产物料流22和含己烷的残液料流24可以分别包含除支化烃和直链己烷之外的额外化学物质，如下文所述。在一个实施方案中且如图1所示，异构化烃料流20在异构化物分离阶段26中进行分离，所述异构化物分离阶段26与异构化阶段14以流体方式连通。这里所述的异构化物分离阶段26表示异构化装置10中的阶段，其用于接收异构化烃料流20并从中分离出异构化物产物料流22。在一个实施方案中，在烃进料12的异构化操作和异构化烃料流20的分离操作之间不存在插入的分离或补充阶段的情况下，异构化烃料流20被分离成异构化物产物料流22和含己烷的残液料流24。在其它实施方案中，额外的分离或补充阶段(未显示)可以处于异构化阶段14和异构化物分离阶段26之间。
参见图1，异构化物分离阶段26包括异构化物分离单元28，其用于分离异构化烃料流20。虽然图1仅仅显示单个异构化物分离单元28，但是应当理解的是可以在异构化物分离阶段26中使用多个异构化物分离单元28。异构化物分离阶段26可以使用各种类型的分离单元28和技术以分离异构化烃料流20。在一个实施方案中，异构化烃料流20还包含直链戊烷，并且通过从异构化烃料流20吸附直链戊烷和直链己烷进行分离，从而形成含己烷的残液料流24，其是与异构化物产物料流22分开的。在实施方案中，吸附是在液相或气相中进行的，并且可以使用任何类型的现有吸附单元，例如摆动床、模拟移动床，或者其他用于使得吸附剂材料与异构化烃料流20接触的元件，并且用解吸剂材料将直链烃从吸附剂材料解吸。摆动床、移动床和模拟移动床吸附单元的操作原理是本领域中公知的。
基本上任何的具有选择性吸附直链烃的能力的吸附剂材料可以用于吸附单元中。合适的本领域公知和可商购的吸附剂包括结晶材料，包括分子筛、活性炭、活性粘土、硅胶、活化氧化铝等。通常，吸附剂含有分散在无定形无机基体或连接料材料中的结晶材料，这些基体或连接料材料具有通道或空隙以使液体到达结晶材料。各种合成和天然的连接料材料是可以得到的，例如金属氧化物、粘土、氧化硅、氧化铝、硅铝酸盐、氧化硅-氧化锆、氧化硅-氧化钍、氧化硅-氧化铍、氧化硅-氧化钛、氧化硅-氧化铝-氧化钍、氧化硅-氧化铝-氧化锆，它们的混合物等，以及粘土类型的连接料是合适的。
合适的可以用于从吸附剂材料解吸直链烃的解吸剂包括C4-C6正烷烃，例如正丁烷、正戊烷和正己烷，它们可以从处于异构化物分离阶段26外部的来源提供，或者可以通过回收在异构化物分离阶段26内的解吸剂来提供。除了解吸剂之外，解吸剂料流可以还含有至多30重量％、例如至多5重量％的非正烷烃，例如支化烷烃，和芳族化合物。
对于吸附条件没有限制，其可以取决于进行吸附的阶段。在一个实施方案中，吸附在液相中在60-200℃的温度下进行，例如100-180℃，和在足以保持液相的压力下进行，例如大气压至3551kPa，或从大气压至1482kPa。在一个实施方案中，解吸条件包括与用于吸附条件相同的温度和压力范围。
在另一个实施方案中，参见图5和6，异构化烃料流20通过在分馏单元328中分馏来分离，从而制备异构化物产物料流22和含己烷的残液料流24。在一个实施方案中，分馏单元328是单个分馏塔，其作为脱异己烷器操作。这种脱异己烷器的普遍设计和操作是本领域技术人员公知的。在分馏单元328中，异构化烃料流20被分馏成在分馏顶部中的异构化物产物料流22，分馏塔底料流34，以及在分馏侧取料中的含己烷的残液料流24。下面将详细描述分馏单元328的其它特征以及如何在分馏单元328中进行分馏。
异构化物产物料流22和含己烷的残液料流24中的具体内容物取决于所用的具体异构化物分离阶段26。例如，当分馏用于异构化物分离阶段26中时，异构化物产物料流22是作为分馏塔顶料流分馏的，并且包含具有小于或等于6个碳原子的支化烃和具有小于或等于5个碳原子的直链烃，而支化烃的存在量高于在含己烷的残液料流24中的支化烃的量。例如在一个实施方案中，支化烃在异构化物产物料流22中的存在量是至少50重量％，基于异构化物产物料流22的总重量计。在此实施方案中，含己烷的残液料流24包含直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷，其中直链己烷的存在量是至少10重量％，例如10-20重量％，基于含己烷的残液料流24的总重量计。也在此实施方案中，含己烷的残液料流24在分馏侧取料中分馏，其可以处于液相中。除了也存在于含己烷的残液料流24中的组分之外，分馏塔底料流34一般还包含具有比在含己烷的残液料流24中的组分更高的沸点的烃异构化物，并且分馏塔底料流34可以处于液相中。作为另一个例子，当吸附操作用于异构化物分离阶段26中时，异构化物产物料流22被分离成在异构化物产物料流22中包含环状和支化烃，以及含己烷的残液料流24被分离成包含直链烃，其中仅仅残余量的环状和支化烃按照吸附限度存在于含己烷的残液料流24中。
参见图1，直链己烷料流36从至少一部分的含己烷的残液料流24分离出来，例如在己烷分离阶段38中，所述己烷分离阶段38是与异构化物分离阶段26不同的，并且与异构化物分离阶段26以流体方式连通，从而制备直链己烷料流36和已贫化己烷的残液料流40。这里所述的己烷分离阶段38表示在异构化装置10中的阶段，其用于接收含己烷的残液料流24并且用于制备直链己烷料流36和已贫化己烷的残液料流40。已贫化己烷的残液料流40具有比直链己烷料流36中更低含量的直链己烷。在一个实施方案中，己烷分离阶段38包括至少一个直链己烷分离单元39，其与来自异构化物分离单元28的含己烷的残液料流24以流体方式连通，用于接收含己烷的残液料流24。如上所述，各种分离技术可以用于从含己烷的残液料流24分离直链己烷料流36，并且具体分离技术可以取决于含己烷的残液料流24的内容物。例如，当含己烷的残液料流24包含直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷时，可以采用吸附以从环状烃和单甲基支化戊烷分离直链己烷料流36。环状烃和单甲基支化戊烷存在于已贫化己烷的残液料流40中。吸附可以按照与上述相同的方式进行，其中直链己烷分离单元39是吸附单元。残余量的环状烃和单甲基支化戊烷可以根据吸附限度保留在直链己烷料流36中。或者，当含己烷的残液料流24基本上不含环状烃和单甲基支化戊烷、但是包含各种直链烃例如直链戊烷和直链己烷时，分馏可以用于从在含己烷的残液料流24中的直链戊烷分离出直链己烷，在这种情况下直链己烷分离单元39是第二分离单元。在此实施方案中，直链戊烷在塔顶戊烷料流中作为已贫化己烷的残液料流40回收，并且直链己烷料流36作为第二分馏塔底料流回收。已贫化己烷的残液料流40可以循环到异构化阶段14，或可以作为独立的残液产物料流处理(未显示)。当已贫化己烷的残液料流40被循环到异构化阶段14时，烃进料112和已贫化己烷的残液料流40在异构化阶段14中进行异构化。
从含己烷的残液料流24分离出的直链己烷料流36是作为独立的产物料流37分离的。尤其是，直链己烷料流36是作为从本文所述方法和装置获得的独立的产物料流37提供的，并且没有循环用于所述方法和装置内。但是在具体实施方案中，根据关于直链己烷料流36纯度的具体应用要求，直链己烷料流36进一步提纯以提高其中直链己烷的浓度。
根据本发明方法制备的直链己烷料流36可以具有至少50重量％的己烷含量，基于直链己烷料流36的总重量计。在一个实施方案中，直链己烷料流36的己烷含量是52-99重量％，并且具有小于3ppm的苯含量，这足够纯以使得直链己烷料流36能用于食品级应用中。也应当理解的是，在直链己烷料流36中的更高直链己烷含量可以通过使用本文所述的方法和装置实现，例如己烷含量为65-99重量％，或90-99重量％，基于直链己烷料流36的总重量计。
现在将参考图2-7描述用于从烃进料12分离直链己烷料流36的方法和异构化装置的各种具体实施方案。如上所述，将直链己烷料流36从至少一部分的含己烷的残液料流24分离出来。在一个实施方案中且如图2所示，烃进料12在氢气16的存在下在异构化装置110的异构化阶段14中进行异构化，并且异构化烃料流20按照上述方式在异构化物分离阶段26中被分离成至少异构化物产物料流22和含己烷的残液料流24。但是，含己烷的残液料流24被分成循环料流42和回收料流44，并且将直链己烷料流36从回收料流44分离出来。这里所述的“回收”料流44表示在直链己烷料流36中最后回收直链己烷的料流，并且“循环”料流42被最后循环返回到异构化阶段14。在此实施方案中，将直链己烷料流36从回收料流44以任何上述方式分离出来。包含非支化烃的循环料流42是现有异构化单元中常见的，其中将非支化烃从支化烃分离出来，从而使得工艺产率最大化。在此实施方案中，烃进料12和循环料流42在异构化阶段14中进行异构化。虽然图2显示了循环料流42在异构化阶段14中与烃进料12合并，但是应当理解的是本文所述的方法和装置并不限于烃进料12和循环料流42混合的位置，并且烃进料12和循环料流42可以在异构化单元18本身中混合。
在其它实施方案中且如图3和4所示，烃进料12在异构化装置210、310的异构化阶段14中在氢气16的存在下进行异构化，如上所述。但是，在这些具体实施方案中，异构化物分离阶段26包括吸附单元128、228，它们比支化和环状烃更优先吸附直链烃，其中图3总体显示了在异构化装置210中的液相吸附单元128，图4总体显示了在异构化装置310中的气相吸附单元228。通过从异构化烃料流20吸附直链烃而分离异构化烃料流20，从而形成与异构化物产物料流22分开的含己烷的残液料流24。在图3和4所示的实施方案中，含己烷的残液料流24被分成循环料流42和回收料流44，如上述关于图2的实施方案所述，并且将直链己烷料流36从回收料流44分离出来。在图3和4的实施方案中，因为异构化烃料流20通过吸附被分离，所以含己烷的残液料流24基本上不含环状烃和单甲基支化戊烷，但是残余水平的环状烃和单甲基支化戊烷可以根据吸附限度存在。含己烷的残液料流24包含各种直链烃，例如直链戊烷和直链己烷。己烷分离阶段38包括第二分馏单元139，其有效地用于从直链戊烷显著分离直链己烷，其中直链戊烷在塔顶戊烷料流中作为已贫化己烷的残液料流40回收，直链己烷料流36作为底部料流回收。应当理解的是，由于分馏不足，直链己烷料流36可以含有残余量的直链戊烷。在图3和4的实施方案中，已贫化己烷的残液料流40返回异构化阶段14，并且烃进料12、已贫化己烷的残液料流40和循环料流42在异构化阶段14中进行异构化。
在其它实施方案中且如图5和6所示，烃进料12在异构化装置410、510的异构化阶段14中在氢气16的存在下进行异构化，如上所述。但是，在这些具体实施方案中，异构化物分离阶段26包括分馏单元328，用于分馏异构化烃料流20以制备异构化物产物料流22和含己烷的残液料流24。更具体而言，在图5和6的实施方案中，异构化烃料流20进行分馏以提供在分馏顶部中的异构化物产物料流22，分馏底部料流34，以及在分馏侧取料中的含己烷的残液料流24。在此实施方案中，异构化物产物料流22包含具有小于或等于16个碳原子的支化烃以及具有小于或等于5个碳原子的直链烃。具体而言，异构化物产物料流22通常含有戊烷和二甲基丁烷。在分馏侧取料中分离的含己烷的残液料流24包含直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷。应当理解的是，由于分离的有效性不足，残余量的各种烃可以存在于相应料流22、24中，并且完全分离是几乎不可能的。在一个实施方案中，含己烷的残液料流24包含10-20％的直链己烷，基于含己烷的残液料流24的总重量计，所述含己烷的残液料流中的其余部分主要是甲基戊烷、环己烷和甲基环戊烷，以及残余量的二甲基丁烷和庚烷。虽然在图5和6中没有显示，但是分馏侧取料通常在异构化烃料流20的供入点50之下的塔板位置收集。由于在分馏单元328中的分馏，所以用于分馏侧取料的分割点52通常保持在比2,3-二甲基丁烷和环己烷的沸点更低且比2-甲基戊烷的沸点更高的温度。仅仅窄的沸点差异用于分离2,3-二甲基丁烷和2-甲基戊烷，并且用于分馏侧取料的分割点52的位置使得能够分离2,3-二甲基丁烷和2-甲基戊烷，但是2,3-二甲基丁烷一般保留在分馏侧取料中被分离的含己烷的残液料流24中。具有比直链和环状己烷和单甲基戊烷更高沸点的烃是从分馏单元328在分馏底部料流34中取出，但是环己烷通常也存在于分馏底部料流34中。具有比直链和环状己烷和单甲基戊烷更高沸点的烃的例子包括具有至少7个碳原子的烃。
在图5和6所示的实施方案中，含己烷的残液料流24被分成循环料流42和回收料流44，如上文关于图2的实施方案所述，并且将直链己烷料流36从回收料流44分离出来。在图5的实施方案中，直链己烷料流36在包括第二吸附单元239的异构化装置410的己烷分离阶段38中从回收料流44分离出来，从而制备直链己烷料流36和已贫化己烷的残液料流40。因为在此实施方案中在含己烷的残液料流24中基本上不存在直链戊烷(除了残余量之外)，以及因为第二吸附单元239比支化和环状烃更优先吸附直链烃，所以经由吸附从回收料流44分离直链己烷的操作能有效地获得直链己烷料流36。已贫化己烷的残液料流40包含环状烃和单甲基支化的戊烷，其从直链己烷分离出来。在图5的实施方案中，已贫化己烷的残液料流40返回异构化阶段14。在此实施方案中，已贫化己烷的残液料流40、烃进料12和循环料流42在异构化阶段14中进行异构化。在图6的实施方案中，将直链己烷在包括第二吸附单元139的异构化装置510的己烷分离阶段38中从回收料流44分离出来，这将回收料流44分离成作为分馏顶部料流的直链己烷料流36和作为分馏底部料流的已贫化己烷的残液料流40。如上所述，在实施方案中，2,3-二甲基丁烷通常保留在分馏侧取料中分离的含己烷的残液料流24中。在图6的己烷分离阶段38中分馏含己烷的残液料流24之后，2,3-二甲基丁烷也通常存在于直链己烷料流36中，并且可以进行额外的分馏以从2,3-二甲基丁烷进一步分离直链己烷。在图6所示的实施方案中，已贫化己烷的残液料流40与从异构化烃料流20分离出来的异构化物产物料流22合并。循环料流42返回异构化阶段14，并且烃进料12和循环料流42在异构化阶段14中进行异构化。
在如图7所示的另一个实施方案中，烃进料12在另一个异构化装置610的异构化阶段14中在氢气16的存在下进行异构化，如上所述，并且异构化烃料流20进行分馏以提供在分馏顶部中的异构化物产物料流22、分馏底部料流34和在侧取料中的含己烷的残液料流24，如上文关于图5和6所述。但是，代替如图5和6所示异构化装置410和510中所进行的分开含己烷的残液料流24的操作，将全部的含己烷的残液料流24在如图6所述的包括第二分馏单元139的己烷分离阶段38中分离，从而制备直链己烷料流36和已贫化己烷的残液料流40。同样在此实施方案中，用于分馏侧取料的切割点152处于异构化烃料流20进入分馏单元328的供入点150之上的位置。与图6所示异构化装置不同的是，将直链己烷料流36从第二分馏单元139的底部取出，并且已贫化己烷的残液料流40作为塔顶料流从第二分馏单元139取出。在此实施方案中，已贫化己烷的残液料流40返回到在异构化物分离阶段26中的分馏单元328。因此，在此实施方案中，已贫化己烷的残液料流40是在异构化烃料流20的存在下在异构化物分离阶段26的分馏单元328中进行分馏，以使在分馏顶部中的异构化物产物料流22中的2,3-二甲基丁烷的产率最大化。以与含己烷的残液料流24分开的方式，含非支化烃的第二循环料流54可以在异构化物分离阶段26中的另一个分馏侧取料中进行分馏，这是与含己烷的残液料流24分开的。第二循环料流54返回异构化阶段14，并且烃进料12和第二循环料流54在异构化阶段14中进行异构化。
具体实施方案
虽然下文结合具体实施方案进行描述，但是应当理解的是此描述是用于说明，并不限制在先描述和所附权利要求的范围。
本发明的第一个实施方案是一种从包含非支化C4-C7烃的烃进料分离直链己烷料流的方法包括使所述烃进料在氢气的存在下进行异构化以制备异构化烃料流，所述异构化烃料流含有支化烃和直链己烷；将异构化烃料流至少分离成含支化烃的异构化物产物料流和含己烷的残液料流，所述含己烷的残液料流包含直链己烷；将直链己烷料流从至少一部分的含己烷的残液料流分离出来，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流；并且将直链己烷料流作为独立的产物料流分离。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中分离直链己烷料流的操作包括将含己烷的残液料流分成循环料流和回收料流，和其中将直链己烷料流从回收料流分离出来。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中烃进料的异构化操作包括使烃进料和循环料流进行异构化。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中烃进料的异构化操作包括使烃进料和已贫化己烷的残液料流进行异构化。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中含己烷的残液料流还包含直链戊烷，和其中异构化烃料流的分离操作包括从异构化烃料流吸附直链戊烷和直链己烷，从而形成与异构化物产物料流分开的含己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中从至少一部分的含己烷的残液料流分离直链己烷料流的操作包括使至少一部分的含己烷的残液料流进行分馏，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中异构化烃料流的分离操作包括使异构化烃料流进行分馏，从而制备异构化物产物料流和含己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中异构化烃料流的分馏操作包括将异构化烃料流分馏成在分馏顶部中的异构化物产物料流、分馏底部料流以及在分馏侧取料中的含己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中从至少一部分的含己烷的残液料流分离直链己烷料流的操作包括从至少一部分的含己烷的残液料流吸附直链己烷，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中从至少一部分的含己烷的残液料流分离直链己烷料流的操作包括使至少一部分的含己烷的残液料流进行分馏，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中还包括使已贫化己烷的残液料流在异构化烃料流的存在下进行分馏。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中异构化烃料流的分馏操作还包括将异构化烃料流分馏成在另一个侧取料中的含非支化烃的循环料流，其是与含己烷的残液料流分开的；并且其中烃进料的异构化操作包括使烃进料和循环料流进行异构化。本发明的一个实施方案是此段所述第一个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中还包括使已贫化己烷的残液料流和异构化物产物料流合并。
本发明的第二个实施方案是一种从包含非支化C4-C7烃的烃进料分离直链己烷料流的方法，此方法包括使所述烃进料在氢气的存在下和在包含异构化催化剂的异构化阶段中进行异构化以制备异构化烃料流，所述异构化烃料流含有支化烃和直链己烷；将异构化烃料流在异构化物分离阶段中至少分离成含支化烃的异构化物产物料流和含己烷的残液料流，所述含己烷的残液料流包含直链己烷，并且所述异构化物分离阶段与异构化阶段以流体方式连通；将含己烷的残液料流分成循环料流和回收料流；将直链己烷料流在己烷分离阶段中从回收料流分离出来，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流，所述己烷分离阶段是与异构化物分离阶段不同的，并且与异构化物分离阶段以流体方式连通；将循环料流返回到异构化阶段；并且将直链己烷料流作为独立的产物料流分离。本发明的一个实施方案是此段所述第二个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中还包括使已贫化己烷的残液料流返回异构化阶段，和其中烃进料的异构化操作包括使烃进料、循环料流和已贫化己烷的残液料流进行异构化。本发明的一个实施方案是此段所述第二个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中异构化物分馏阶段包括吸附单元，其比支化和环状烃优先吸附直链烃，其中含己烷的残液料流还包含直链戊烷，和其中异构化烃料流的分离操作包括从异构化烃料流吸附直链戊烷和直链己烷，从而形成与异构化物产物料流分开的含己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第二个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中己烷分离阶段包括第二分馏单元，和其中直链己烷料流的分离操作包括将含己烷的残液料流分馏成作为顶部戊烷料流的已贫化己烷的残液料流以及作为第二分馏底部料流的直链己烷料流。本发明的一个实施方案是此段所述第二个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中异构化物分离阶段包括分馏单元，其中含己烷的残液料流包含直链己烷、环状烃和单甲基支化戊烷，其中异构化物产物料流含有具有小于或等于6个碳原子的支化烃以及具有小于或等于5个碳原子的直链烃，和其中异构化烃料流的分离操作包括将异构化烃料流分馏成在分馏顶部中的异构化物产物料流、分馏底部料流和在分馏侧取料中的含己烷的残液料流。本发明的一个实施方案是此段所述第二个实施方案中的一个、任何或所有在先实施方案，其中己烷分离阶段包含吸附单元，其比支化和环状烃优先吸附直链烃，并且其中直链己烷料流的分离操作包括从至少一部分的含己烷的残液料流吸附直链己烷，从而制备直链己烷料流以及含有环状烃和单甲基支化戊烷的已贫化己烷的残液料流。
虽然在本发明的上述详细描述中已经体现了至少一个示例性实施方案，但是应当理解的是可以存在许多变体。还应当理解的是，这些一个或多个示例性实施方案仅仅是示例，并不以任何方式限制本发明的范围、应用性或构造。相反，上述详细描述将向本领域技术人员提供方便的实施本发明实施方案的指导。应当理解的是，在不偏离本发明所附权利要求范围的情况下可以对所述示例性实施方案中的元素功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种从包含非支化C4-C7烃的烃进料分离直链己烷料流的方法，此方法包括：
使所述烃进料在氢气的存在下进行异构化以制备异构化烃料流，所述异构化烃料流含有支化烃和直链己烷；
将异构化烃料流至少分离成含支化烃的异构化物产物料流和含己烷的残液料流，所述含己烷的残液料流包含直链己烷；和
将直链己烷料流从至少一部分的含己烷的残液料流分离出来，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流；和
将直链己烷料流作为独立的产物料流分离。
2.权利要求1的方法，其中分离直链己烷料流的操作包括将含己烷的残液料流分成循环料流和回收料流，和其中将直链己烷料流从回收料流分离出来。
3.权利要求1的方法，其中含己烷的残液料流还包含直链戊烷，和其中异构化烃料流的分离操作包括从异构化烃料流吸附直链戊烷和直链己烷，从而形成与异构化物产物料流分开的含己烷的残液料流。
4.权利要求3的方法，其中从至少一部分的含己烷的残液料流分离直链己烷料流的操作包括使至少一部分的含己烷的残液料流进行分馏，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。
5.权利要求1的方法，其中异构化烃料流的分离操作包括使异构化烃料流进行分馏，从而制备异构化物产物料流和含己烷的残液料流。
6.权利要求5的方法，其中异构化烃料流的分馏操作包括将异构化烃料流分馏成在分馏顶部中的异构化物产物料流、分馏底部料流以及在分馏侧取料中的含己烷的残液料流。
7.权利要求6的方法，其中从至少一部分的含己烷的残液料流分离直链己烷料流的操作包括从至少一部分的含己烷的残液料流吸附直链己烷，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。
8.权利要求6的方法，其中从至少一部分的含己烷的残液料流分离直链己烷料流的操作包括使至少一部分的含己烷的残液料流进行分馏，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流。
9.权利要求1的方法，其中：
烃进料的异构化操作包括使所述烃进料在氢气的存在下和在包含异构化催化剂的异构化阶段中进行异构化以制备异构化烃料流；
异构化烃料流的分离操作包括将异构化烃料流在异构化物分离阶段中至少分离成含支化烃的异构化物产物料流和含己烷的残液料流，所述含己烷的残液料流包含直链己烷，并且所述异构化物分离阶段与异构化阶段以流体方式连通；和
其中此方法还包括：
将含己烷的残液料流分成循环料流和回收料流；
将直链己烷料流在己烷分离阶段中从回收料流分离出来，从而制备直链己烷料流和已贫化己烷的残液料流，所述己烷分离阶段是与异构化物分离阶段不同的并且与异构化物分离阶段以流体方式连通；和
将循环料流返回到异构化阶段。
10.一种异构化装置，其包括：
异构化单元，其用于接收含有非支化C4-C7烃的烃进料，和用于将所述烃进料进行异构化以制备异构化烃料流；
与异构化单元以流体方式连通的异构化物分离单元，其用于接收异构化烃料流，并且用于将异构化烃料流分离成异构化物产物料流和含己烷的残液料流；和
直链己烷分离单元，其是与来自异构化物分离单元的含己烷的残液料流以流体方式连通的，用于接收含己烷的残液料流，用于从至少一部分的含己烷的残液料流分离出直链己烷料流，和用于将直链己烷料流作为独立的产物料流分离。
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