CN108699455A - 将裂解气的处理与c5烃的利用相结合的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于处理裂解气的方法和系统。方法包括在加氢处理C₆+流之前使裂解气脱戊烷以产生C₅流和C₆+流，用以将裂解气的处理与异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯的生产相结合。系统包括添加在裂解气加氢处理单元之前的脱戊烷塔。

Description

将裂解气的处理与C5烃的利用相结合的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月31日提交的美国临时专利申请第62/316,045号的优先权，该临时专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

所公开的主题涉及与裂解气处理相结合的用于回收C₅烃的方法和系统。

背景技术

裂解气，也称为热裂解气，可以在各种炼油工艺的裂解炉中形成。裂解气可包括烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、环烷烃、烷基芳烃和/或多环芳烃。在裂解炉中形成后，可以通过一个或多于一个分馏塔对裂解气进行蒸馏以除去较轻的烃。

可以从裂解气中分离C₅烃，同时将烯烃转化为烷烃。所分离的C₅流可以作为原料返回裂解炉。该方法可导致某些C₅烃(例如异戊二烯和环戊二烯)转化为可能价值较低的化学品，例如异戊烷和环戊烷。

因此，仍然需要改进的技术用以将裂解气的处理与包括异戊二烯和环戊二烯在内的C₅烃的利用相结合。

发明内容

所公开的主题提供了用于从裂解气中回收异戊二烯、间戊二烯和环戊二烯的方法和系统。

在某些实施方案中，处理裂解气的方法可包括使裂解气脱戊烷以产生C₅流和C₆+流并使C₆+流与第一催化剂相接触以形成一种或多于一种的加氢处理产物。实例方法还可以包括分离C₅流以形成产物流和抽余物流。该方法还可包括使抽余物流与第二催化剂相接触以产生烷烃。在某些情况下，可将裂解气流、C₅流、和/或C₆+流在与第一和/或第二催化剂相接触之前引入到脱硫单元(例如，脱硫吸附床、胺处理单元等)中或与之相接触以从这些物流中除去含硫化合物(例如，硫醇、二硫化碳、硫化氢等)。从这些物流中除去含硫化合物可有助于保护第一和/或第二催化剂免于失活。在优选的情况下，脱硫单元可以正好位于C₅流和/或C₆+流分别进入氢化反应器/单元或加氢处理反应器/单元之前。

在某些实施方案中，第一和/或第二催化剂是氢化催化剂。例如第二催化剂可以是C₅或C₄/C₅氢化催化剂。

在某些实施方案中，产物流可包括异戊二烯、间戊二烯和/或双环戊二烯。

在某些实施方案中，该方法还可以包括使加氢处理产物脱辛烷以形成苯、甲苯和/或二甲苯流以及C₉+烃流。该方法还可以包括裂解烷烃以产生原料。

本文公开的主题还提供了用于处理裂解气的方法，该方法可包括使裂解气脱戊烷以产生C₅流和C₆+流。实例方法还可以包括使C₆+流与第一催化剂相接触以形成加氢处理产物并分离C₅流以形成产物流和抽余物流。此外，该方法还可包括分离抽余物流以形成C₄抽余物流和C₅抽余物流并使C₅抽余物流与第二催化剂相接触以产生烷烃。

在某些实施方案中，第二催化剂是C₅氢化催化剂。

本发明公开的主题还提供了用于处理裂解气的系统，该系统可包括：第一蒸馏塔，其被配置成分离裂解气以产生C₅流和C₆+流；和加氢处理单元，其与第一蒸馏塔连接，该加氢处理单元被配置成加氢处理C₆+流以形成一种或多于一种的加氢处理产物。实例系统还可以包括：第二蒸馏塔，其与加氢处理单元连接，该第二蒸馏塔被配置成产生苯、甲苯和/或二甲苯流以及C₉+烃流；以及分离单元，其与第一蒸馏塔连接，该分离单元被配置为产生C₅抽余物流和异戊二烯、戊间二烯、环戊二烯流。该系统还可包括氢化反应器，该氢化反应器与分离单元连接，其可包括将C₅抽余物流转化为烷烃的催化剂。在某些方面，该系统还可包括至少一个、两个、三个或三个以上的脱硫单元(例如，脱硫吸附床、胺处理单元等)以从裂解气流、C₅流和/或C₆+流除去含硫化合物(例如，硫醇、二硫化碳、硫化氢等)。例如，脱硫单元可以连接到分离单元和氢化反应器并位于二者之间。可替代地，或附加地，脱硫单元可连接到第一蒸馏塔和加氢处理单元并位于二者之间。更进一步地，脱硫单元可以与第一蒸馏塔连接以使在进入第一蒸馏塔之前首先处理裂解气以除去(例如，减少)含硫化合物。

在某些实施方案中，第一蒸馏塔是脱戊烷塔。

第二蒸馏塔可以是脱辛烷塔，氢化反应器可以是三床深度氢化反应器。

附图说明

图1描绘了根据所公开主题的一个示例性实施方案的用于从裂解气中回收异戊二烯、戊间二烯和双环戊二烯的方法。

图2描绘了根据所公开主题的另一个示例性实施方案的用于从裂解气中回收异戊二烯、戊间二烯和双环戊二烯的系统。

具体实施方式

本文公开的主题提供了用于从裂解气中回收C₅烃的方法和系统。本文公开的主题还提供了用于从裂解气中回收异戊二烯和环戊二烯的方法。出于说明而非限制的目的，图1是根据所公开主题的非限制性实施方案的示例性方法的示意图。

在某些实施方案中，用于从裂解气中回收异戊二烯和环戊二烯的方法100包括使裂解气脱戊烷以产生C₅流和C₆+流。本文公开的主题的裂解气可以源于各种来源，例如其他化学过程，例如乙烯生产或石脑油、丁烷或瓦斯油的裂解。裂解气可包括烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、环烷烃、烷基芳烃和多环芳烃。例如，裂解气可包括环戊二烯和/或双环戊二烯。

如本文所用，术语“约”或“近似”意指在如本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受误差范围内，这将部分取决于如何测量或确定该值，即，测量系统的局限性。例如，“约”可以表示给定值的至多20％、至多10％、至多5％、或至多1％的范围。

在某些实施方案中，该方法可包括将C₅流从裂解气中分离101。在某些实施方案中，可以通过蒸馏，即在分馏塔中，从裂解气中回收C₅馏分。蒸馏塔可以是脱戊烷塔。C₅馏分可包括脂肪烃和芳烃，例如戊烷、戊烯、戊炔、环戊烷、环戊烯和/或环戊二烯。在某些实施方案中，还回收含有C₆+烃的物流，例如通过蒸馏来进行。

在某些实施方案中，该方法还可以包括使C₆+烃流与第一催化剂相接触以形成加氢处理产物102。例如，C₆+流可以与催化剂相接触，例如在加氢处理反应器中进行。在某些实施方案中，催化剂是本领域已知的任何氢化催化剂。在某些实施方案中，催化剂可包括负载在氧化铝上的镍、铂和/或钯等。在某些实施方案中，可将C₆+烃流在与第一催化剂接触之前引入到脱硫单元(例如，脱硫吸附床、胺处理单元等)或与之相接触以从物流中除去含硫化合物(例如，硫醇、二硫化碳、硫化氢等)。在某些实施方案中，该方法还可以包括例如在蒸馏塔中从加氢处理产物中回收苯、甲苯和/或二甲苯。该蒸馏塔可以是脱辛烷塔。在某些实施方案中，该方法还可以包括从加氢处理产物中回收C₉+烃，例如在蒸馏塔中进行。该蒸馏塔可以是相同的脱辛烷塔，并且可以在约80℃至约200℃的温度和约1巴至约10巴的压力下操作。

在某些实施方案中，方法100还可以包括分离C₅流以形成产物流和抽余物流103。例如，可以通过分离从C₅流中回收产物流，即在分离单元中通过一系列分离以回收产物流，所述分离包括但不限于萃取蒸馏。所述产物流可包括化学品如异戊二烯、戊间二烯和环戊二烯。在某些实施方案中，环戊二烯二聚成双环戊二烯(DCPD)。

在某些实施方案中，抽余物流包括剩余的C₅和/或C₄烃。在某些实施方案中，可以从抽余物流中回收C₄烃，例如在加氢处理反应器中进行。C₄烃可以再循环到裂解炉中。作为替代，在其他实施方案中，C₄烃未与抽余物流分离且该抽余物流与第二催化剂相接触以产生烷烃104。在某些实施方案中，可将抽余物流在与第二催化剂接触之前引入到脱硫单元(例如，脱硫吸附床、胺处理单元等)中或与之相接触以从物流中除去含硫化合物(例如，硫醇、二硫化碳、硫化氢等)。在某些实施方案中，第二催化剂是C₄/C₅氢化催化剂。氢化催化剂可包括但不限于，在氧化铝载体上的镍、钯和铂等。在某些实施方案中，进一步处理烷烃以获得原料，例如在裂解炉中进行。

本文公开的主题还提供了用于处理裂解气的系统。该系统可包括一个或多于一个的蒸馏塔，例如脱戊烷塔和/或脱辛烷塔，以及一个或多于一个的可包括一种或多于一种催化剂的反应器。出于说明而非限制的目的，图2是根据所公开主题的非限制性实施方案的示例性系统的示意图。

在某些实施方案中，用于从裂解气中回收双环戊二烯的系统200包括裂解气流201。为了保留C₅高价值化学品，脱戊烷塔202置于加氢处理反应器204之前，C₅烃在顶流从脱戊烷塔中的裂解气的C₆+烃中分离。脱戊烷塔可以是蒸馏塔。尽管未在图2中示出，在某些实施方案中，脱硫单元可以与脱戊烷塔202连接以使裂解气在进入脱戊烷塔202之前首先得到处理以除去(例如，减少)含硫化合物。此外或可替代地，脱硫单元可以连接至脱戊烷塔202和加氢处理反应器204，在C₆流203进入加氢处理反应器204之前从其中除去(例如，减少)含硫化合物。

脱戊烷塔的底流作为C₆+烃203移除。在某些实施方案中，将脱戊烷塔的顶流与用于分离C₅流的分离单元208连接以从物流中回收异戊二烯、间戊二烯和环戊二烯213。在某些实施方案中，将环戊二烯213二聚成双环戊二烯(DCPD)作为最终产物。在某些实施方案中，分离单元208还连接至氢化反应器210，用于在C₄再循环212回到裂解炉211之前分离C₅流的残余物(称为萃余物)209。在某些实施方案中，反应器210包括催化剂。在其他实施方案中，催化剂可以是C₄氢化催化剂或C₄/C₅氢化催化剂，其能够氢化混合C₄-C₅烃的抽余物流。在某些实施方案中，反应器210是三床深度氢化反应器，其将所有烃转化为烷烃。尽管未在图2中示出，在某些实施方案中，脱硫单元可以连接到分离单元208和氢化反应器210并置于其间，以在C₅流进入氢化反应器210之前从其中除去(例如，减少)含硫化合物。在某些实施方案中，该反应器210的出口流可以连接至裂解炉211，不再需要另一个脱戊烷塔。

本文使用的“连接”是指通过本领域已知的任何手段将系统组件连接到另一个系统组件。用于连接两个或两个以上系统组件的连接类型可取决于系统的规模和可操作性。例如但不限于，系统的两个或两个以上组件的连接可包括一个或多于一个的接头、阀门、配件、联管节、输送管线或密封元件。接头的非限制性实例包括螺纹接头、软钎焊接头、熔焊接头、压缩接头和机械接头。配件的非限制性实例包括连接管件、缩径管件、联合管件、三通管件、四通管件和法兰式管件。阀门的非限制性实例包括闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、针阀和止逆阀。

在某些实施方案中，系统200包括从脱戊烷塔底部203提取的裂解气的C₆+烃的处理。在某些实施方案中，脱戊烷塔底部连接至包含催化剂的裂解气加氢处理单元204。在其他实施方案中，裂解气加氢处理单元204可与脱辛烷塔连接以分离C₉+烃流206和苯、甲苯和/或二甲苯流207。脱辛烷塔可以是蒸馏塔。

用于本文公开主题的蒸馏塔，例如脱戊烷塔或脱辛烷塔，可以是本领域已知适用于分馏的任何类型。一个或多于一个的蒸馏塔可适用于连续蒸馏或间歇蒸馏。一个或多于一个的蒸馏塔可以与一个或多于一个的冷凝器和一个或多于一个的再沸器连接。一个或多于一个的蒸馏塔可以是多级塔或填料塔，并且可以包括塔板、塔盘和/或填充材料。一个或多于一个的蒸馏塔可以连接一个或多于一个的输送管线。一个或多于一个的蒸馏塔可由任何合适的材料制成，该材料包括但不限于铝、不锈钢、碳素钢、衬玻璃材料、聚合物基材料、镍基金属合金、钴基金属合金或其组合。本发明公开的系统可进一步包括附加组件和附件，该附加组件和附件包括但不限于一个或多于一个的排气管、旋风分离器、产物排出管、反应区、加热元件和一个或多于一个的测量附件。一个或多于一个的测量附件可以是本领域普通技术人员已知的任何合适的测量附件，其包括但不限于pH计、流量监测器、压力指示器、压力变送器、温度传感器保护套管、温度指示控制仪、气体测定器、分析仪和黏度计。组件和附件可以位于系统内的各个位置。

本公开主题的方法和系统提供优于某些现有技术的优势。示例性优势包括由于节省了额外的脱戊烷塔而降低了投资和分离能源消耗。另外，由于从C₅流中分离出高价值化学物质，氢化反应器所需的氢气则较少。此外，当C₄/C₅氢化催化剂是可以进行深度氢化的三床氢化反应器时，再循环到裂解炉的C₄/C₅烃完全氢化并因而在裂解炉中形成焦炭的倾向较低。来自加氢处理反应器的C₅烃流的移出也使裂解气反应器的处理能力减负约25-40％，这使得芳烃装置使用相同的反应器单元处理更多的芳烃。本发明公开的主题的另一个益处是在裂解气加氢处理单元之后使用的相同的脱戊烷塔可以在不变的情况下用于上游。本发明公开的主题的又一个益处是C₄/C₅氢化反应器可以是可进行C₅不饱和烃深度氢化的3级反应器。这与通常使用一级或两级反应器以避免氢化芳族产物的裂解气氢化不同。C₅和C₄烃的深度氢化确保仅将烷烃再循环到裂解炉中。这减少了裂解管中的焦炭形成并且提供了更长的循环时间。

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除了所描述和要求保护的各实施方案之外，所公开的主题还涉及具有本文公开和要求保护的特征的其他组合的其他实施方案。因此，本文给出的特定特征可以在所公开的主题的范围内以其他方式彼此组合，使得所公开的主题包括本文公开的特征的任何合适的组合。已经出于说明和描述的目的给出了所公开主题的特定实施方案的前述描述。其并非旨在穷举所公开的主题或将所公开的主题限制于所公开的那些实施方案。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所公开主题的精神或范围的情况下，可以对所公开主题的系统和方法进行各种修改和改变。因此，所公开的主题旨在包括在所附权利要求的范围内的修改和改变及其等同项。

Claims (16)

1.一种处理裂解气的方法，该方法包括：

a)使裂解气脱戊烷以产生C₅流和C₆+流；

b)使C₆+流与第一催化剂相接触以形成一种或多于一种的加氢处理产物；

c)分离C₅流以形成产物流和抽余物流；以及

d)使抽余物流与第二催化剂相接触以产生烷烃。

2.根据权利要求1所述的方法，其中第一催化剂和/或第二催化剂包括氢化催化剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中第二催化剂包括C₅或C₄/C₅氢化催化剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中产物流包含异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯。

5.根据权利要求1所述的方法，其中C₆+流的接触还包括使加氢处理产物脱辛烷以形成苯、甲苯和/或二甲苯流和C₉+烃流。

6.根据权利要求1所述的方法，其中抽余物流的接触还包括裂解烷烃以产生原料。

7.根据权利要求1所述的方法，其还包括使抽余物流在接触步骤d)之前与脱硫单元相接触以从所述抽余物流中除去含硫化合物。

8.根据权利要求1所述的方法，其还包括使C₆+流在接触步骤b)之前与脱硫单元接触以从所述C₆+流中除去含硫化合物。

9.一种处理裂解气的方法，该方法包括：

a)使裂解气脱戊烷以产生C₅流和C₆+流；

b)使C₆+流与第一催化剂相接触以形成加氢处理产物；

c)分离C₅流以形成产物流和抽余物流；

d)分离抽余物流以形成C₄抽余物流和C₅抽余物流；以及

e)使C₅抽余物流与第二催化剂相接触以产生烷烃。

10.根据权利要求9所述的方法，其中第二催化剂包括C₅氢化催化剂。

11.一种用于处理裂解气的系统，该系统包括：

a)第一蒸馏塔，其被配置成分离裂解气以产生C₅流和C₆+流；

b)加氢处理单元，其与第一蒸馏塔连接，其被配置成加氢处理C₆+流以形成一种或多于一种的加氢处理产物；

c)第二蒸馏塔，其与加氢处理装置连接，其被配置成产生苯、甲苯和/或二甲苯流和C₉+烃流；

d)分离单元，其与第一蒸馏塔连接，其被配置成产生C₅抽余物流和异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯流；以及

e)氢化反应器，其与分离单元连接，其包括催化剂以将C₅抽余物流转化为烷烃。

12.根据权利要求11所述的系统，其中第一蒸馏塔包括脱戊烷塔。

13.根据权利要求11所述的系统，其中第二蒸馏塔包括脱辛烷塔。

14.根据权利要求11所述的系统，其中氢化反应器包括三床深度氢化反应器。

15.根据权利要求11所述的系统，其还包括脱硫单元，该脱硫单元连接到所述分离单元和所述氢化反应器并位于二者之间。

16.根据权利要求11所述的系统，其还包括脱硫单元，该脱硫单元连接到所述第一蒸馏塔和所述加氢处理单元并位于二者之间。