CN106350113B - 用于处理烃进料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于处理烃进料的方法。本发明涉及用于处理含氢气和包含C1至C4烃类的烃类的烃进料的方法。该方法使用两个使气相和液相再接触的步骤，其中至少一个再接触步骤在使气态物流和液体物流逆流接触的塔(30、40)中进行。

Description

用于处理烃进料的方法
技术领域
本发明涉及处理来自石油或石油化学品的转化或精炼单元的流出物的领域，所述流出物含氢气以及烃类例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、含5至11个碳原子（表示为C5-C11）的烃馏分和通常少量的任选较重质的烃类例如含12至30个碳原子（C12 - C30）或更多个碳原子的烃类。
具体地，本发明涉及处理来自具有汽油范围馏程的馏分（基本含6至11个碳原子）的催化重整或芳构化的流出物，这可用于提供芳族重整产品、富含氢气的气体和基本包含含三或四个碳原子的烃类（丙烷和/或丙烯和/或丁烷和/或丁烯类和/或丁二烯和它们的混合物）的液化石油气（或“LPG”）。在催化重整流出物中存在C3和C4烃类，这主要与相伴脱氢反应发生的加氢裂化反应相关联。
本发明还可应用于脱氢流出物，例如丁烷或戊烷，或更高级烃类，例如基本包含含10至14个碳原子的烃类的馏分，该烃类的烯烃在下游用于生产直链烷基苯。
根据本发明的方法还可应用于所有烃馏分例如石脑油、汽油、煤油、轻瓦斯油、重瓦斯油、真空馏出物或减压渣油的加氢处理（和/或加氢脱硫和/或加氢脱金属和/或全部或选择性氢化）。更一般来说，本发明可应用于包含氢气、轻质烃类（甲烷和/或乙烷）、C3和C4烃类以及较重质烃类的任何流出物。
背景技术
已知现有技术文件US 4 673 488公开了用于从获自烃进料转化反应的含氢气的反应流出物中回收轻质烃类的方法，其包括：
· 将包含C5 +烃类、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和氢气的部分冷凝的流出物通入气液分离区中，该气液分离区包括至少两个气液分离器且在其中进行至少一个气液再接触步骤；
· 将气液分离区之后获得的流出物分离成富含氢气的气体物流和液体烃物流；
· 以使得回收重质烃物流、塔顶蒸气和塔顶液体的方式，将该液体烃物流通入包括至少一个分馏塔的分馏区中；和
· 将该塔顶蒸气物流的一部分再循环至所述气液分离区。
还已知文件FR 2 873 710，其描述了用于处理包含液体烃相和富含氢气的气相的烃进料的方法，其中：
a) 将该进料分离成液体和气体，
b) 压缩该气体的至少一部分，然后使其与所述液体的至少一部分以使得回收液体和富含氢气的气体的方式接触，
c) 然后分馏获自步骤b)的液体，以至少获得：基本不含LPG和较轻质产物的稳定化的液体、基本包含LPG的轻质液体流出物和至少部分再循环的气态物流，
d) 且其中使获自步骤a)或步骤c)的气态物流的至少一种与获自步骤a)或b)的非稳定化的液体逆流接触。然后将该非稳定化的液体过冷至低于其在接触压力下的泡点至少10℃。
对于重整产品（或根据本发明的其它稳定化的液体）而言，术语“稳定化的”表示已蒸馏以消除主要部分的，且通常基本所有的含4个或更少碳原子（C4 -）的化合物的重整产品（或其它液体）。
本发明的一个目的是提供可用于使氢气和C3和C4烃类的回收率最大化的一种可替代方法。
发明内容
因此，本发明涉及用于处理烃进料的方法，所述烃进料含氢气和包含C1至C4烃类的烃类，其中：
a) 将所述烃进料分离成气相和含烃类的液相(4)；
b) 通过在-20℃至60℃的温度下使所述液相与获自步骤c)的气相接触进行第一再接触步骤，然后将所述再接触混合物分离成富含氢气的第一气态流出物和第一液体烃流出物；
c) 通过在-20℃至60℃的温度下使第一液体烃流出物与获自步骤a)的气相和获自步骤f)的再循环气体接触进行第二再接触步骤，然后将所述再接触混合物分离成第二气态流出物和第二液体烃流出物；
d) 压缩第二气态流出物，并将所述第二气态流出物作为气相送至步骤b);
e) 以使得分离气态塔顶馏分和包含含多于4个碳原子的烃类的液体底部馏分的方式，在分馏塔中分馏获自步骤d)的第二液体烃流出物；
f) 将获自步骤e)的气态塔顶馏分冷凝，并将主要含C3和C4烃类的液相和气相分离并将所述气相再循环至步骤c)，
其中至少步骤b)或步骤c)在使所述气态物流和液体物流进行逆流接触的塔中进行。
本发明人已确立，使用两个再接触步骤的方法，其中液相和气相在两个再接触步骤之间逆向移动且其中再接触步骤之一在具有液相和气相在塔中的逆流移动的再接触（或吸收）塔中运行；该方法改进包含于经处理的烃进料中的氢气和C3和C4烃类（称为LPG馏分的馏分）的回收率并因此可提供具有提高的纯度的富含氢气的气体。
术语“再接触”表示可借助具有吸收能力的液相用于提取包含于气相中的化合物的操作，其通过使这两个相接触。例如，再接触可通过将液相和气相在管线中混合以直接接触或在专用于所述单一操作的再接触装置中进行。
根据本发明的方法可通过不同方式进行。根据第一实施方案，步骤b)在使液相与气相逆流接触的再接触塔中进行且步骤c)包括在管线中接触和使用分离器罐进行的分离。
根据第二实施方案，步骤c)在使第一液体烃流出物与获自步骤a)的气相和获自步骤f)的再循环气体逆流接触的再接触塔中进行且步骤b)包括在管线中接触和使用分离器罐进行的分离。
根据第三实施方案，步骤b)和c)在使气态物流和液体物流逆流接触的塔中进行。
优选地，在步骤b)中，在1.5至4.5 MPa的压力下进行接触。
优选地，在步骤c) 中，在0.8至3 MPa的压力下进行接触。
优选地，步骤b)在-10℃至10℃的温度下进行。这一实施方案通常使用冷却装置例如制冷装置。
优选地，步骤c)在20℃至50℃的温度下进行。
附图说明
本发明的进一步特征和优点将从仅以非限制性举例说明的方式给出并参考所附附图的以下说明中变得明显，其中：
· 图1是根据现有技术的方法的流程图；
· 图2是根据第一实施方案的根据本发明方法的流程图；
· 图3是根据第二实施方案的根据本发明方法的流程图；
· 图4是根据第三实施方案的根据本发明方法的流程图。
类似元件通常由相同的附图标记表示。
通过该方法处理的烃进料是例如来自催化重整单元的流出物、脱氢流出物例如丁烷或戊烷，或更高级烃类，例如基本包含含10至14个碳原子的烃类的馏分，该烃类的烯烃在下游用于生产直链烷基苯（通常称为LAB）。
根据本发明的方法还可应用于来自任何烃馏分例如石脑油、汽油、煤油、轻瓦斯油、重瓦斯油、真空馏出物或减压渣油的加氢处理单元（加氢脱硫、加氢脱金属、全部或选择性氢化）的流出物。更一般来说，其可应用于包含氢气、轻质烃类（甲烷和/或乙烷）、LPG（丙烷和/或丁烷）以及较重质烃类的任何流出物。
优选地，根据本发明的方法可用于处理获自催化重整单元的流出物。
图1显示根据现有技术用于处理烃进料的方法的流程图。
将包含含氢气的气相和烃相（包含C1、C2、C3和C4烃类）的进料经由管线1送至气液分离装置2，该气液分离装置可以是本领域技术人员已知的气液分离器罐。
分离装置2允许分别从所述装置2的顶部和底部回收气相3和液体烃相4。如图1中所示，可以将主要含有氢气和轻质C1、C2、C3和C4烃类的顶部气相3分成两个物流5和6。将物流5作为再循环气体再循环至处于上游的反应单元，例如催化重整单元。使用压缩机7将气体物流6压缩至0.8至3 MPa的压力。优选地，将气体6送至分离罐以在压缩之前分离任何痕量的液体烃类。
获自分离器罐2的液体烃相4经历第一再接触步骤，所述第一再接触步骤由使所述液体烃相与已使用压缩机9压缩的气相8接触构成。该气相在1.5至4.5 MPa的压力下。气相8获自如下所述的第二再接触步骤。如图1中所示，第一再接触步骤通过在管线中混合液相4和气相8的直接接触来进行。然后使用装置10将该气/液混合物冷却至-20℃至60℃的温度并送至在气相8的压力，即1.5至4.5 MPa下运行的分离器罐11。
取决于目标温度，冷却装置可为空气交换器或水交换器或制冷装置。
分离器罐11分离出经由管线12从该方法排出的富含氢气的气态流出物和经由管线13送至第二再接触步骤的液体烃流出物。
将液体烃相4送至第一再接触步骤，且在第二再接触步骤中处理气相6，而将在第一再接触步骤中产生的液体流出物送至第二再接触步骤且获自第二再接触步骤的气态流出物用于第一再接触步骤中。因此。该方法被设计为所谓的“逆流”方法，其中获自分离器罐2的液体烃相4与获自分离器罐2的气相6反向地移动。如可在图1中看出，将在用于再接触和气/液分离的第一步骤结束时获得的液体流出物送至第二再接触步骤，所述第二再接触步骤使用压缩气相6和源自如下所述的稳定化塔的回流罐的再循环气相14。液相13和气相6、14通过在管线中混合接触并使用冷却装置15例如空气交换器或水交换器或制冷装置冷却至-20℃至60℃的温度。第二再接触步骤在压缩气体6的压力，即0.8至3 MPa下进行。将气/液混合物转移至分离器罐16，配置其用于分离含氢气和C1-C2烃类的气态流出物和主要包含含3个和多于3个碳原子的烃类（C3 +馏分）和少量轻质C1和C2烃类的液体流出物。参考图1，以使得提供如上所述与液体烃相4接触（第一逆流再接触步骤）的压缩气体8的方式，通过压缩机9压缩经由管线17从分离器罐16取出的含氢气和C1-C2烃类的气态流出物。
在第二再接触和分离步骤结束时获得液体烃流出物18，再接触步骤的最终产物，其经历稳定化步骤以回收液化石油气（C3和C4烃类）和含5个或多于5个碳原子的稳定化的烃馏分（C5 +馏分）。
加热该液体流出物18，然后将其送至稳定化单元。该稳定化单元包括底部配备有循环管道的蒸馏塔19，该循环管道配有包括再沸器（未示出）和稳定化的液体流出物的排出管道20的再循环回路。将来自该塔的塔顶气体移入与冷凝系统连接的管道21中，所述冷凝系统包括塔顶气体冷却装置22和回流罐23。在回流罐23中分离的冷凝液体经由管线24排出并分成两个物流，一个物流经由管线25再循环至塔19，而未再循环的互补物流经由管线26作为LPG物流从该方法排出。未冷凝并包含C3和C4烃类和C1-C2烃类的从回流罐23的顶部取出的残余气体经由管线14排出，并再循环至如上所述使用液体流出物13（获自第一再接触步骤）的第二再接触步骤。从蒸馏塔19的底部回收的稳定化的液体流出物20有利地用于供给间接热交换器系统27、28以在液体流出物18进入蒸馏塔19之前将其预热。该热集成因此可用于减少必须供给再沸器以运行蒸馏塔19的热能。
图2是基于图1流程图的根据本发明的方法的第一实施方案的流程图 ，且其中用于再接触和分离液相与气相的第二步骤在再接触（或吸收）塔30中运行。再接触塔30可包括筛板或泡罩塔板或任何其它接触板或甚至可填充有结构化或非结构化填充元件（鲍尔环、拉西环等）。例如，该塔可具有5至15个，优选7至10个理论分离板。
将获自分离器罐11的液体流出物13送至塔30的顶部，而将包含压缩气相6和源自稳定化塔的回流罐的再循环气相14的气态混合物送至所述塔30的底部，以进行逆流接触并以便分别从该塔塔顶和底部回收含氢气和C1-C2烃类的气态流出物17和液体烃流出物18。如可在图2中看出，液体烃相4通过可为空气交换器或水交换器或制冷装置的冷却装置15冷却。再接触步骤在-20℃至60℃，优选-10℃至10℃的温度下和在0.8至3 MPa的压力下运行。
使用使具有低含量氢气和轻质C1和C2烃类的未稳定化的液体烃相13逆流接触的塔30意味着包含于蒸气相中的残余烃类可被液相吸收。从塔30的底部回收的液体烃流出物是供给稳定化塔19的烃物流，而将来自塔顶30的含氢气和残余烃类（基本为C1和C2）的气体流出物17送至压缩机9以供应1.5至4.5 MPa压力下的压缩气体8。
根据本发明，所述第一再接触步骤通过使压缩气体8与获自分离器罐2的液体烃相4接触而在管线中进行。优选地，在-20℃至60℃（优选-10℃至10℃）的温度下进行接触。为此，在管线中进行的气/液混合通过冷却装置10冷却。将该冷却的混合物送至分离器罐11以分离出含C1和C3烃类的富含氢气的气体12和再循环至在塔30中进行的第二再接触步骤的液体烃流出物13。
在蒸馏塔19中使流出物18稳定化的步骤与参考图1所述的步骤类似。
图3代表本发明方法的另一个实施方案，其与图1的不同点在于使用具有液相和气相的逆流流动以进行用于再接触和分离该液相和气相的第一步骤的再接触塔40。
如可在图3中看出，将从分离器罐2收集的液体烃相4和压缩气相8分别送至塔40的顶部和底部。在注入塔40的顶部之前，使用装置41将液体烃相4冷却至-20℃至60℃，优选-10℃至10℃的温度。在塔中在对应于压缩气体8的压力，即1.5至4.5 MPa的压力下进行再接触。
将还含C1和C2烃类的富含氢气的气体12从塔40的顶部取出，而将液体烃相13送至第二再接触步骤，其中该液体烃相与由压缩气相6和获自稳定化塔19的回流罐23的再循环气体14混合所产生的气态物流接触。如图3中所示，通过在管线中混合在-20℃至60℃的温度下进行液相和气相的接触。为了达到所提到的再接触温度，在热交换器15中冷却该气/液混合物。代替图3的流程图，在从再接触塔40底部取出的液体烃相13比离开热交换器15的气态混合物具有更低的温度的情况下，所述液体烃相13在交换器15下游与气体混合物接触。
根据本发明，将冷却至-20℃至60℃的温度的气/液混合物引入分离器罐中，所述分离器罐分离分别供给压缩机9和稳定化塔19的气态流出物17和液体流出物18。
在蒸馏塔19中使流出物18稳定化的步骤与参考图1所述的步骤相似。
图4是使用两个再接触塔40、30以分别进行第一和第二再接触和分离步骤的另一实施方案。
如图4中所示，再接触塔40的底部供有获自再接触塔30的压缩气态物流和供有液体烃物流，所述液体烃物流为源自用于通过分离器罐2将经处理的进料1分离的步骤的液体烃相4。根据本发明，将经由塔40的底部排出的液体烃流出物13送至第二再接触步骤，在第二再接触步骤中使其在塔30中与在交换器15中冷却的气态混合物6和14逆流接触。将经历稳定化步骤的液体烃流出物18从再接触塔30取出，这使得能提供C3和C4烃物流和稳定化的烃馏分。在蒸馏塔19中使流出物18稳定化的步骤与参考图1所述的步骤类似。
关于气态流出物17，如在前述实施方案中的情况那样，将其压缩然后冷却，然后供给塔40以使其与冷却的液体烃相4逆流接触。
具体实施方式
实施例1（对比）
这一实施例举例说明图1的方法，其中进行两个在管线中再接触步骤，每个再接触步骤之后是使用分离器罐的气/液分离步骤。
经处理的烃进料是获自催化重整单元的反应流出物，且其组成在下表1中给出：
表1
组成(kg/h)
H2 7200
C1 1540
C2 2540
C3 4660
支链C4 2840
直链C4 2860
C5+ 178360
总量Kg/h 200000
在分离器罐2中在大约40℃的温度和大约0.33 MPa的压力下处理进料，以提供液体烃相4和气相6。
第一再接触步骤通过将获自第二再接触步骤的压缩至3.3 MPa压力的气态物流与液体烃相4混合而在管线中进行。将气/液混合物冷却至0℃的温度，然后在分离罐11中分离，这提供富含氢气的气体12和液体流出物13。
第二再接触步骤也通过将压缩至1.67 MPa压力的气相6与获自稳定化塔19的回流罐的再循环气体14和从第一再接触步骤的分离器罐11取出的液体流出物13在管线中混合而运行。气/液接触在43℃的温度下进行，并将该混合物送至分离器罐16。将液体烃流出物18作为进料送至稳定化塔，运行所述稳定化塔以分离含C3和C4烃类的塔顶气体21和包含含多于4个碳原子的烃类的稳定化的液体底部馏分20。将塔顶气体21在1.6 MPa压力和43℃温度下运行的回流罐中以使得提供含LPG（C3和C4烃类）的液体物流24的方式冷凝。
实施例2 （根据本发明）
这一实施例是基于图3的流程图，其中用于再接触和气/液分离的第一步骤使用包括9个理论分离板的再接触塔40进行。
经处理的进料与实施例1中相同；其组成在表1中给出。
再接触塔40在塔顶供有冷却至0℃温度的液体烃相4，且在底部供有压缩至3.3MPa且温度为0℃的气态混合物。
第二再接触步骤通过将压缩至1.6 MPa压力的气相6与获自稳定化塔19的回流罐的再循环气体14在管线中混合，然后将该混合物冷却至43℃温度来运行。然后将该冷却的气态混合物与从塔40的底部取出的温度为大约12℃的液体烃流出物接触。将该冷的气/液混合物（大约25℃）送至气/液分离器16。
表2提供通过实施例1和2的方法产生的各种物流的氢气、LPG和重整产品的回收百分比。
表2
实施例1（图1） 实施例2（图3）
气体(12)中氢气的回收率 100.0重量% 100.0重量%
物流(12)中氢气的纯度 93.6（摩尔%） 95.3（摩尔%）
物流(26)中C<sub>3</sub>和C<sub>4</sub>烃类的回收率 52.9重量% 82.1重量%
物流(20)中C<sub>5</sub><sup>+</sup>烃类的回收率 99.7重量% 99.7 重量%
将可看出，使用至少一个采用逆流接触塔的再接触步骤的本发明方法以使得这些烃类不再与富含氢气的气体一起排出的方式显著改进C3和C4烃类（LPG）的回收百分比；这基本意味着，物流12中氢气的纯度提高。

Claims (8)

1.用于处理烃进料的方法，所述烃进料含氢气和包含C1至C4烃类的烃类，其中：
a) 将所述烃进料分离成气相(6)和含烃类的液相(4)；
b) 通过在-20℃至60℃的温度下使所述液相与获自步骤d)的气相(8)接触进行第一再接触步骤，然后将所述再接触混合物分离成富含氢气的第一气态流出物(12)和第一液体烃流出物(13)；
c) 通过在-20℃至60℃的温度下使第一液体烃流出物(13)与获自步骤a)的气相(6)和获自步骤f)的再循环气体(14)接触进行第二再接触步骤，然后将所述再接触混合物分离成第二气态流出物(17)和第二液体烃流出物(18)；
d) 压缩第二气态流出物(17)，并将所述第二气态流出物作为气相(8)送至步骤b);
e) 以使得分离气态塔顶馏分(21)和包含含多于4个碳原子的烃类的液体底部馏分(20)的方式，在分馏塔(19)中分馏获自步骤c)的第二液体烃流出物(18)；
f) 将获自步骤e)的气态塔顶馏分(21)冷凝，并将主要含C3和C4烃类的液相(24)和气相(14) 分离和将所述气相（14）再循环至步骤c)，
其中至少步骤b)或步骤c)在使所述气态物流和液体物流逆流接触的塔(30、40)中进行。
2.根据权利要求1的方法，其中步骤b)在使所述液相与气相逆流接触的再接触塔(40)中进行，且其中步骤c)包括在管线中接触和使用分离器罐进行的分离。
3.根据权利要求1的方法，其中步骤c)在使所述第一液体烃流出物与获自步骤a)的气相和获自步骤f)的再循环气体逆流接触的再接触塔(30)中进行，且其中步骤b)包括在管线中接触和使用分离器罐进行的分离。
4.根据权利要求1的方法，其中步骤b)和c)在使所述气态物流和液体物流逆流接触的塔中进行。
5.根据权利要求1-4任一项的方法，其中在步骤b)中，在1.5至4.5 MPa的压力下进行接触。
6.根据权利要求1-4任一项的方法，其中在步骤c)中，在0.8至3 MPa的压力下进行接触。
7.根据权利要求1-4任一项的方法，其中步骤b)在-10℃至10℃的温度下进行。
8.根据权利要求1-4任一项的方法，其中步骤c) 在20℃至50℃的温度下进行。
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