EA016950B1

EA016950B1 - Обработка олефинового сырья для алкилирования парафинов

Info

Publication number: EA016950B1
Application number: EA200970676A
Authority: EA
Inventors: Уилльям М. мл. Кросс
Original assignee: Каталитик Дистиллейшн Текнолоджиз
Priority date: 2007-01-08
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2012-08-30
Also published as: EG25216A; WO2008085609A1; UA93932C2; US20080164139A1; AU2007342224A1; MY144952A; US7781634B2; EA200970676A1; AU2007342224B2

Abstract

Предлагается способ удаления ароматических соединений из олефинового сырья для алкилирования парафинов серной кислотой путем подачи олефинсодержащего углеводородного потока и потока разбавленных алкилатов, полученных при алкилировании парафинов, в зону перегонки, удаление непрореагировавшего материала из указанного углеводородного потока в качестве головного продукта и удаление потока более концентрированного алкилированного продукта и части указанных ароматических соединений в качестве кубового продукта, результатом этого является улучшенный способ алкилирования.

Description

Уровень техники Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к алкилированию парафинового углеводородного сырья, где олефин реагирует с изобутаном с получением алкилированного продукта. В частности, изобретение относится к способу получения олефинового сырья удалением ароматических компонентов и к связанному с этим способу алкилирования.

Родственная информация

Алкилирование представляет собой реакцию парафина, обычно изопарафинов, с олефином в присутствии сильной кислоты, что дает парафины, например, с более высоким октановым числом, чем у исходных материалов, и которые кипят в диапазоне газойлей. В переработке нефти эта реакция обычно является реакцией С₃-С₅-олефина с изобутаном.

При алкилировании в переработке нефти в качестве катализаторов наиболее широко используются фтористо-водородная или серная кислоты. Для алкилирования, катализуемого серной кислотой, предпочтительны способы каталитического алкилирования при низкой температуре или холодной кислотой, так как при этом побочные реакции сводятся к минимуму. В традиционном способе реакция проводится в реакторе, где углеводородные реагенты диспергированы в непрерывной кислотной фазе. Ввиду того, что холодный кислотный способ продолжает оставаться предпочтительным, выдвигались различные предложения для улучшения реакции.

По мере того как технические требования к бензину все больше будут ограничивать количество олефинов, ароматических соединений и давление паров компонентов, в составе бензина будут постоянно требоваться высоко изопарафиновых компонентов смеси со сниженным давлением паров, таких как алкилаты. По мере внедрения таких требований нефтепереработчики будут дополнительно проводить конверсию потоков более тяжелых олефинов, таких как потоки С5-олефинов, полученных крекингом в псевдоожиженном слое, чтобы соответствовать будущим требованиям к бензину, и они будут нуждаться в средстве для эффективного отделения ароматических компонентов, таких как бензол, толуол и ксилолы (ВТХ), которые могут присутствовать в этом более тяжелом олефиновом сырье. Кроме того, некоторые виды С₄-олефинового сырья, образующегося при дегидрировании бутанов, могут содержать ароматические соединения. Если их не удалить, эти ароматические загрязнители образуют алкилсульфоновые кислоты, иногда называемые алкилсульфонатами. Так как они вызывают дополнительный расход кислоты, побочные продукты могут привести к существенным проблемам с установками, находящимися ниже, такими как промывка едкой щелочью, так как при этом будет образовываться стабильный ПАВ (алкилсульфонат натрия).

Суть изобретения

Вкратце, настоящее изобретение представляет собой способ удаления ароматических соединений из олефинового сырья для кислотного алкилирования парафинов, включающий подачу олефинсодержащего углеводородного потока и потока разбавленного алкилированного продукта с процесса алкилирования парафинов в зону перегонки, удаление непрореагировавшего материала из указанного углеводородного потока в качестве головного продукта и удаление потока более концентрированного алкилированного продукта и части указанных ароматических соединений в качестве кубового продукта.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - упрощенная блок-схема настоящего изобретения с использованием С₄-олефинов;

фиг. 2 - упрощенная блок-схема настоящего изобретения с использованием С₅-олефинов из фракции легкой крекинг-нафты.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к способу удаления ароматического компонента из сырьевого потока для алкилирования с одновременным фракционированием потока, содержащего разбавленный алкилат. Настоящее изобретение может применяться, например, для удаления ВТХ из олефинов, использующихся как сырье для алкилирования. По существу, изобретение дает средство, с помощью которого загрязнители серной кислоты, такие как бензол, толуол и ксилол, могут быть удалены из олефинового сырья. Описывается также средство для удаления более тяжелых компонентов горючего из олефинсодержащего сырья для алкилирования, причем более тяжелые компоненты горючего могут присутствовать в олефиновом сырье или могут получаться при фракционировании олефинового сырья.

Для целей удаления ароматики и отделения легких изопарафинов от алкилатсодержащего потока применяется обычная ректификационная колонна. Алкилатсодержащий поток, поступающий в эту колонну в качестве сырья, поступает с установки алкилирования. Продукт, отбираемый сверху этой колонны, идет на установку алкилирования, которая может быть той же или другой установкой алкилирования. Кубовый продукт ректификации собирают и используют как компонент смеси для бензина или фракционируют далее, чтобы получить отдельные компоненты бензиновой смеси.

Целью изобретения является обеспечение средства для простого отделения более тяжелых компонентов из потока олефинового сырья, использующегося для алкилирования. В предшествующем уровне техники обычно используются две колонны для получения алкилированного продукта и предварительной обработки олефинового сырья для алкилирования. Настоящее изобретение обеспечивает оба дейст

- 1 016950 вия, используя единственную колонну, и, по существу, дает меньшие капиталовложения для стабильного увеличения мощности алкилирования при условии, что имеется оборудование, которое может справиться с образованием головных компонентов, которые установка алкилирования не может превратить в продукты типа С₅₊ или С₆₊.

Фракционированные потоки С₅-С₆ легкой крекинг-нафты (ЬСЫ) типично содержат приблизительно 0,3 вес.% бензола, который нужно удалить. Выгода от удаления ароматики из сырья заключается в том, что если ее не удалить, эти вредные для алкилирования примеси вызовут дополнительный расход кислоты и, таким образом, более высокие эксплуатационные расходы для нефтепереработчика. Например, если такие ароматические загрязнители, как бензол, останутся в сырье для алкилирования парафинов серной кислотой, то они образуют сульфоновые кислоты, иногда называемые алкилсульфонатом (бензол превращается в С₆Н₅8О₃Н). Присутствие сульфоновых кислот за установкой алкилирования может вызвать существенные проблемы с установками, например установкой промывки едкой щелочью, так как они образуют стабильный ПАВ (алкилсульфонат натрия). Поэтому такие ароматические соединения до настоящего времени обычно удаляли, требуя обязательного фракционирования выше по технологической схеме. В настоящем изобретении этот этап был объединен с извлечением и концентрированием разбавленного алкилата с процесса алкилирования.

В случае, если необходимо дополнительное алкилирование С₅-олефинов, полученных каталитическим крекингом в псевдоожиженном слое, чтобы уменьшить суммарную упругость паров по Рейду в компаундированном бензине, разбавленный продукт алкилирования с существующей установки алкилирования С₄, содержащий существенную долю изобутана, может быть отведен из существующего деизобутанизатора и использован как сырье в пентаноотгонной колонне или стриппинг-колонне удаления С₅, а новое олефиновое сырье С₅-С₆ фракции ЬСЫ может вводиться в общий депентанизатор как сырье (поток, содержащий С5-олефины). Составной С5-материал может выпариваться сверху, и полученный головной поток направляют на установку алкилирования, где разбавленный продукт (головной продукт) посылается на существующий деизобутанизатор и бутаноотгонную колонну. Новое С₅-сырье не содержит ВТХ, и дополнительные мощности на отгонку деизобутана не требуются (ВТХ были удалены снизу).

Поток разбавленного алкилата может подаваться в точке ввода, которая выше или ниже той, где вводится сырьевой поток, содержащий олефины, в зависимости от условий подачи и от того, какая из этих подач требует больше транспортировки жидкости, чтобы обеспечить удаление рассматриваемых тяжелых компонентов (например, ВТХ).

Для случая потока олефинов из ЬСЫ основную часть С₄-олефинов можно получить как часть головного потока с депентанизатора, чтобы использовать как сырье для алкилирования в различных установках алкилирования. Желательно также удалить бензол из этого сырья, что осуществляется на этапе фракционирования, в котором ЬСЫ вводится в верхней точке питания, а поток разбавленного алкилата вводится в нижней точке питания депентанизатора. Кубовым продуктом до этой операции является смесь алкилата и С₆ фракции ЬСЫ.

С₄-сырье для дегидрирования, содержащее в основном изобутан и изобутилен, часто содержит примерно 0,3 вес.% всех ароматических соединений. Ароматика представляет собой побочный продукт реакции дегидрирования. Удаление этих ароматических соединений существенно для снижения расхода кислоты установкой алкилирования. Это сырье может быть очищено от ароматики, чтобы получить хорошее сырье для последующего алкилирования (головной продукт фракционирования), одновременно получая в качестве кубового продукта алкилированный продукт. В этом случае для проведения этого разделения могла бы применяться стриппинг-колонна для отгонки С4, деизопентанизатор или бутаноотгонная колонна.

Фиг. 1 иллюстрирует в целом способ алкилирования для алкилирования изобутана, который включает в себя подачу изобутана (1) и С₄-олефинов (2), содержащихся в головных продуктах бутаноотгонной колонны, в реактор алкилирования, где изобутан реагирует с С4-олефинами с образованием разбавленного алкилированного продукта, содержащего алкилат, который может включать изооктан и непрореагировавший изобутан и следовые количества С₄-олефинов; и подачу разбавленного алкилированного продукта на бутаноотгонную колонну; согласно настоящему изобретению способ улучшен благодаря подаче потока С4-олефинов, содержащего ароматические соединения, на бутаноотгонную колонну; удаление алкилированного продукта и ароматических соединений из бутаноотгонной колонны как кубовый продукт; удаление потока С4, по существу, не содержащего ароматических соединений, из бутаноотгонной колонны как головной продукт; подачу головного продукта в реактор алкилирования.

На фиг. 1 показано алкилирование паров изо-С₄= (изобутилен) с изобутаном для получения алкилата. Как показано, изобутан входит на алкилирование по линии 101. Свежий изо-С₄=, содержащий небольшие количества ароматических соединений, как описано выше, по линии 102 подается на ректификационную колонну 20, которая может быть стриппинг-колонной отгонки С4 или деизопентанизатором, но которая показана здесь как бутаноотгонная колонна. Изобутан и изобутилен реагируют в реакторе 10 в присутствии концентрированной серной кислоты с образованием разбавленного алкилированного продукта, который удаляют по линии 103 и подают на бутаноотгонную колонну 20, где С₄ (как непрореагировавшие изобутан и изобутилен, так и свежий С4) удаляются по линии 105 как головной продукт для

- 2 016950 возврата в реактор 10. Алкилированный продукт, вместе со всеми С₆ и более тяжелой ароматикой, удаляется из бутаноотгонной колонны как кубовый продукт по линии 106. Так как разбавленный алкилат содержит незначительные количества кислотных соединений из реактора, малая доля изобутиленов может при фракционировании прореагировать сама с собой с образованием димеров, или диизобутилена. Эта реакция своим побочным продуктом на самом деле полезна, помогая повысить октановое число в алкилатной смеси кубового продукта, так как алкилирование с изобутиленами не дает столько октаналкилата, как нормальные бутены.

При желании можно димеризовать больше изобутиленов в бутаноотгонной колонне (добавляя перегонную структуру, содержащую катализатор димеризации) или в отдельном реакторе димеризации (не показан) перед реактором 10 алкилирования. Типичным катализатором димеризации является АМВЕКЬУ8Т 15® производства Койт & Наа§. Применение этого катализатора для данной цели в реакторе типа перегонной колонны описано в патенте υδ 4215011, настоящим введенном ссылкой. Если дополнительный изобутилен димеризуется в депентанизаторе, диизобутилен будет выходить вместе с кубовыми продуктами. Если применяется более ранний по схеме реактор димеризации, диизобутилен будет подаваться в реактор 10 алкилирования и реагировать с изобутаном, как раскрывается в патенте υδ 6774275, включенном сюда в качестве ссылки.

В некоторых случаях специалист по нефтепереработке может захотеть использовать С₅-олефины, содержащиеся в потоке легкой нафты, полученной каталитическим крекингом в псевдоожиженном слое (ЪСИ), чтобы уменьшить давление паров полученного алкилата. Как отмечается выше, такой поток может содержать до 0,30 вес.% ароматики. В этом случае мог бы подойти двухстадийный способ алкилирования с реактором первой стадии, использующим обычные С4-олефины с непрореагировавшим изобутаном, включенным последовательно с реактором второй стадии, использующим С5-олефины. Такой способ изображен на фиг. 2. В реактор 10 первой стадии подается изобутан по линии 101 и С4-олефины (или нормальный бутен, или изобутилен) по линии 102. Они реагируют друг с другом в реакторе 10 в присутствии концентрированной серной кислоты, и поток, выходящий из реактора, направляется на изобутаноотгонную колонну (не показана), откуда поток разбавленного алкилата извлекается как кубовый продукт, который подается на депентанизатор 30 по линии 103. Легкая крекинг-нафта по линии 104 подается параллельно в депентанизатор, где С₅ и более легкий материал отбираются по линии 105 как головной продукт. С6 и более тяжелый материал в легкой крекинг-нафте, включая любую ароматику, отбираются по линии 106 как кубовый продукт вместе с алкилированным продуктом.

С5 и более легкие головные продукты содержат непрореагировавший изобутан, и оба могут подаваться на реактор алкилирования второй стадии (не показан), где изобутан реагирует с С5-олефинами в присутствии концентрированной серной кислоты с образованием разбавленного С₅-алкилата (типично разветвленного С₄-алкана). Разбавленный С₅-алкилат вместе со всем непрореагировавшим изобутаном обрабатывается в бутаноотгонной колонне (не показана), причем головные продукты из бутаноотгонной колонны подаются на изобутаноотгонную колонну (не показана), где извлекают С4 и возвращают в первый реактор 10 или реактор второй стадии (не показан).

Claims

1. Способ удаления ароматических соединений из олефинового сырья, используемого для алкилирования парафинов, включающий подачу углеводородного потока, содержащего олефины и ароматические соединения, и потока разбавленного алкилированного продукта, включающего алкилат и непрореагировавший материал, полученного при алкилировании парафинов, в зону перегонки; удаление непрореагировавшего материала в качестве головного продукта и удаление потока алкилированного продукта и части указанных ароматических соединений в качестве кубового продукта.

2. Способ по п.1, где указанное олефиновое сырье включает С₄-олефины, а указанный разбавленный алкилат включает изооктан.

3. Способ по п.2, где указанный поток С₄-олефинов включает изобутилен, часть указанного изобутилена димеризуется в диизобутилен в указанной зоне перегонки и указанный диизобутилен удаляют в виде кубового остатка вместе с концентрированным алкилированным продуктом и ароматическими соединениями.

4. Способ по п.1, где указанное олефиновое сырье включает С₅-олефины, а указанный разбавленный алкилат включает изооктан.

5. Способ алкилирования изобутана, включающий:

(a) подачу изобутана (1) и С4-олефинов (2), содержащихся в головном продукте бутаноотгонной колонны, в реактор алкилирования, где изобутан реагирует с С4-олефинами, образуя разбавленный алкилированный продукт, включающий алкилат и непрореагировавший изобутан;

(b) подачу разбавленного алкилированного продукта на бутаноотгонную колонну;

(c) подачу потока С₄-олефинов, включающего ароматические соединения, на бутаноотгонную колонну;

(ά) удаление потока С₄, по существу, не содержащего ароматических соединений, из бутаноотгон

- 3 016950 ной колонны в качестве головного продукта;

(е) удаление алкилированного продукта и ароматических соединений из бутаноотгонной колонны в качестве кубового продукта и (ί) подачу головного продукта в реактор алкилирования.

6. Способ по п.5, причем указанный поток Сд-олефинов содержит изобутилен, часть указанного изобутилена димеризуется в диизобутилен в указанной бутаноотгонной колонне и указанный диизобутилен удаляют в качестве кубового остатка вместе с алкилированным продуктом и ароматическими соединениями.

7. Способ по п.5, причем указанный поток Сд-олефинов содержит изобутилен и диизобутилен.