EA023049B1

EA023049B1 - Способ получения реформата с ультранизким содержанием бензола с использованием каталитической дистилляции

Info

Publication number: EA023049B1
Application number: EA201170429A
Authority: EA
Inventors: Монтри Вичайлак; Первис К. Хо; Мартинус Й. Алмеринг; Арвидс Джудзис; Уиллиброрд А. Гротен; Лоуренс А. мл. Смит; Юнцян Сюй
Original assignee: Каталитик Дистиллейшн Текнолоджиз
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2016-04-29
Also published as: EA201170429A1; MY162505A; WO2010027987A3; WO2010027987A2; US20100063334A1; US9315741B2; TWI429741B; TW201016836A

Abstract

В изобретении рассматривается способ снижения концентрации бензола в углеводородном потоке, причем способ включает в себя фракционирование реформата с образованием фракции бензольного концентрата, содержащей бензол и другие C-углеводороды, и фракции тяжелых соединений, содержащей С-углеводороды; и гидрогенизацию фракции бензольного концентрата с образованием углеводородной фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Рассмотренные здесь варианты относятся в общем плане к способу снижения содержания или удаления бензола из углеводородного потока, такого как бензиновая фракция. Более конкретно, рассмотренные здесь варианты относятся к удалению бензола из потока реформата.

Предпосылки создания изобретения

Одним общим способом, давно используемым нефтеперерабатывающей промышленностью для обогащения сырой нафты до высокооктанового бензина, является каталитический реформинг. В каталитическом реформинге сырую нафту, имеющую интервал кипения от примерно 46 до 177°С (115-350°Р), пропускают через катализатор благородного металла на глиноземном носителе при повышенных температурах (примерно 493-565°С (920-1050°Р)) и среднем давлении (примерно 2-39 бар, примерно 15-550 фунт/кв.дюйм, примерно 200-3900 кПа). Катализатор преобразует структуры углеводородов, содержащихся в сырой нафте, путем удаления водорода и перегруппировки структуры молекулы, с тем чтобы улучшить октановое число нафты. Однако увеличение октанового числа также снижает объем жидкости нафты, т.к. увеличивается плотность.

Из-за множественности соединений в сырой нафте фактические реакции, которые имеют место в каталитическом реформинге, являются многочисленными. Однако частью многих продуктов реакции являются арил-соединения или ароматические соединения, каждые из которых показывают высокие октановые числа. Получаемые арил-соединения зависят от исходных материалов, которые в нефтеперерабатывающей промышленности регулируются интервалом кипения используемой нафты и источником сырой нефти. Преобразованный продукт из способа каталитического реформинга обычно называется реформатом и часто разделяется на две фракции традиционными дистилляциями - легкий реформат, имеющий интервал кипения около 46-121°С (около 115-250°Р), и тяжелый реформат, имеющий интервал кипения около 121-177°С (около 250-350°Р). Арил-соединения в каждой фракции, таким образом, зависят от их точек кипения. Низкокипящие, или легкие, арил-соединения, например бензол, толуол и ксилол, содержатся в легком реформате, а высококипящие арил-соединения содержатся в тяжелом реформате. В других случаях легкий реформат может содержать только бензол или только бензол и толуол в зависимости от любой ниже по потоку переработки потока.

Потребность в более чистом и безопасном транспортировании топлив возрастает ежегодно. Два главных источника бензинового сырья, включающие реформинг и каталитический крекинг, создают как проблему соответствия строгим экологическим нормам, так и некоторую опасность для здоровья. Например, легкий реформат обычно содержит неприемлемо высокие уровни бензола, известного канцерогена.

Для удаления бензола из реформатных потоков и других бензиновых фракций в США и других странах требуются очистители. Различные варианты удаления бензола из таких потоков могут включать в себя дистилляцию, экстракцию, гидрогенизацию, алкилирование и переалкилирование. Однако благодаря ограниченному количеству бензола, содержащемуся в нереформатных потоках, может быть неэкономичным для неинтегрированного очистителя извлекать бензол из различных бензиновых фракций, таких как нафта, полученная, например, в установке каталитического крекинга со взвешенным катализатором ((ККВК) (РОС)).

Экстракция бензола требует дорогостоящих капиталовложений в необходимое оборудование и наличия потребителя бензольного продукта, ни одно из указанного неосуществимо для небольшого неинтегрированного очистителя. Кроме того, хотя можно экстрагировать бензол из бензинового резервуара технологией фракционирования, такая технология является непредпочтительной, потому что точка кипения бензола является слишком близкой к точке кипения некоторых более желательных органических компонентов, включая С₆ парафины и изопарафины. Моноалкилатные ароматические соединения (моноалкилаты), такие как толуол, ксилолы и этилбензол, являются более желательными для бензиновой смеси, в противоположность бензолу, поскольку они являются менее нежелательными как со стороны экологии, так и с точки зрения безопасности. Кроме того, толуол, ксилолы и этилбензол каждый имеет более высокий октановый показатель, чем бензол.

Альтернативно, бензол из реформата может быть удален путем гидрогенизации. Однако неселективная гидрогенизация ароматических соединений, таких как бензол и толуол, в реформатном потоке дает в результате сниженный октановый показатель и, таким образом, снижает общую ценность топлива.

Обычно очистители имеют тенденцию предотвращения поступления бензола в бензиновую смесь. Например, как указано выше, легкий реформат может быть подвергнут удалению ароматических соединений экстракцией из растворителя. Однако это удаляет весь ароматический материал, не только бензол. Одним способом предотвращения введения бензола в бензиновый резервуар является удаление предшественников (метилциклопентана и изогексана) из загрузки в установки каталитического реформинга. Это не решает проблему потоков, которые содержат бензол, а также более тяжелые ароматические соединения, такие как толуол и ксилолы. Более тяжелые ароматические соединения вносят значительный вклад в октановый общий ресурс, и до настоящего времени не найдено, что являются вредными для экологии.

Патент США № 5773670 рассматривает способ гидрогенизации ароматических соединений в нефтяном потоке. Однако подобно экстракции растворителем способ не является избирательным только для

- 1 023049 бензола. Патент США № 5856602 рассматривает гидрогенизацию ароматических соединений в углеводородном потоке с использованием дистилляционного колонного реактора, где размещение каталитического слоя и работа дистилляционной колонны регулирует, какие ароматические соединения остаются в каталитическом слое для гидрогенизации. Патент США № 6187980 рассматривает способ гидрогенизации бензола до циклогексана в дистилляционном колонном реакторе, в котором, по существу, чистый бензол используется в качестве питания реактора.

Гидрогенизация бензола в патенте США № 5856602 может быть проведена при рассмотренных давлениях менее 120 фунт/кв.дюйм (827 кПа) и температурах примерно 65-204°С (150-400°Р). Такой способ может обеспечить выделение концентрированного потока бензола из реформата и селективную гидрогенизацию в единичной установке. В такой установке активность катализатора может быть увеличена путем увеличения рабочего давления колонны до увеличенного давления и парциального давления водорода. Может быть желательно, чтобы такое увеличение каталитической активности отвечало, например, возрастающим строгим требованиям к концентрации бензола в бензине.

К сожалению, работа колонны при высоких давлениях обуславливает более высокие температуры кипения, т.к. отношение показателей летучести бензола и толуола становится меньше. Слишком высокое давление будет также вызывать более высокие температуры кипения остатков колонны и может требовать пламенного нагревателя. Другим недостатком является то, что водородное питание в колонне должно разбавляться водяным паром в степени, требуемой для более высокой скорости флегмы. Указанные недостатки могут вызывать увеличение требований к катализатору, и требования к катализатору могут быть значительными, особенно, когда требование к содержанию бензола составляет менее 0,1 или 0,2 мас.%.

Соответственно еще имеется значительная потребность в технике в экономичных способах снижения уровней бензола в нефтеперерабатываемых потоках, таких как ниже 0,1 или 0,2 мас.% без использования избыточного количества катализатора.

Краткое описание изобретения

В одном аспекте рассмотренные здесь варианты относятся к способу снижения концентрации бензола в углеводородном потоке, причем способ содержит фракционирование реформата с образованием фракции концентрата бензола, содержащей бензол и другие С₆-углеводороды, и фракции тяжелых соединений, содержащей С₇+-углеводороды; и гидрогенизацию фракции концентрата бензола с образованием углеводородной фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола.

В другом аспекте рассмотренные здесь варианты относятся к способу снижения концентрации бензола в углеводородном потоке, причем способ содержит подачу реформата, содержащего бензол, компоненты легче бензола и компоненты тяжелее бензола, в первую дистилляционную колонну; фракционирование реформата с образованием фракции тяжелых соединений, содержащей С₇+-углеводороды; извлечение фракции тяжелых соединений, содержащей С₇+-углеводороды, из первой дистилляционной колонны в качестве первой фракции остатков; выведение фракции, содержащей бензол, из дистилляционной колонны; подачу фракции, содержащей бензол и водород, в реактор гидрогенизации, имеющий по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрогенизации; взаимодействие бензола и водорода в присутствии катализатора гидрогенизации с конверсией по меньшей мере части бензола в циклогексан; и извлечение фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола.

В другом аспекте рассмотренные здесь варианты относятся к способу снижения концентрации бензола в углеводородном потоке, причем способ содержит подачу водорода и реформата, содержащего бензол, компоненты легче бензола и компоненты тяжелее бензола, в первую каталитическую дистилляционную реакторную систему, содержащую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрогенизации; одновременно в первой каталитической дистилляционной реакторной системе взаимодействие бензола и водорода в присутствии катализатора гидрогенизации с конверсией по меньшей мере части бензола в циклогексан; и фракционирование реформата с образованием фракции, содержащей непрореагировавший бензол и другие С6-углеводороды, и фракции тяжелых соединений, содержащей С₇+-углеводороды; извлечение фракции тяжелых соединений из первой каталитической дистилляционной реакторной системы в качестве первой фракции остатков; выведение фракции, содержащей бензол и другие С₆-углеводороды, из каталитической дистилляционной реакторной системы; подачу водорода и фракции, содержащей бензол и другие С6-углеводороды, в реактор гидрогенизации, имеющий по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрогенизации; взаимодействие бензола и водорода в присутствии катализатора гидрогенизации с конверсией по меньшей мере части бензола в циклогексан; и извлечение углеводородной фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола.

Другие аспекты и преимущества будут видны из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородных потоков в соответствии с рассмотренными здесь вариантами.

На фиг. 2 представлена упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или уда- 2 023049 ления бензола из углеводородных потоков в соответствии с другими рассмотренными здесь вариантами.

На фиг. 3 представлена упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородных потоков в соответствии с другими рассмотренными здесь вариантами.

На фиг. 4 представлена упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородных потоков в соответствии с другими рассмотренными здесь вариантами.

На фиг. 5а и 5Ь представлены упрощенные технологические схемы способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородных потоков в соответствии с другими рассмотренными здесь вариантами.

Подробное описание изобретения

В одном аспекте варианты, рассмотренные здесь, относятся к способам снижения содержания или удаления бензола в углеводородном потоке. Более конкретно, варианты, рассмотренные здесь, относятся к способам снижения содержания или удаления бензола из реформатного потока разделением и обработкой выбранной части реформатного потока. Рассмотренные здесь способы преимущественно разделяют и обрабатывают выбранные части углеводородного питания, а именно фракцию, содержащую бензол. Такие бензолсодержащие фракции могут включать в себя С₆-фракцию, С₅-С₆-фракцию и другие. Бензолсодержащая фракция может быть затем обработана со снижением содержания или удаления бензола, содержащегося в ней. Желаемые разделение и обработка могут быть осуществлены различными комбинациями дистилляции, каталитической дистилляции и реакторов с неподвижным слоем.

В объеме данной заявки термин каталитическая дистилляционная реакторная система означает устройство, в котором каталитическая реакция и разделение продуктов имеют место, по меньшей мере, частично одновременно. Устройство может содержать традиционный каталитический дистилляционный колонный реактор, где одновременно имеют место реакция и дистилляция при температуре кипения, или дистилляционная колонна объединена по меньшей мере с одним побочным реактором, где последний может работать как жидкофазный реактор или реактор при температуре кипения. Хотя обе описанные традиционные каталитические дистилляционные реакторные системы могут быть предпочтительными по сравнению с традиционной жидкофазной реакцией с последующими разделениями, каталитический дистилляционный колонный реактор может иметь преимущества сниженного числа частей, сниженного капиталовложения, увеличенной производительности катализатора на фунт (кг) катализатора, эффективного теплоотвода (тепло реакции может быть поглощено в теплоте выпаривания смеси) и возможности смещающегося равновесия. Могут также использоваться дистилляционные колонны с перегородками, где по меньшей мере одна секция колонны с перегородками содержит каталитическую дистилляционную структуру, и считаются здесь каталитическими дистилляционными реакторными системами.

Может быть желательно снизить содержание или удалить бензол из любого числа потоков нефтепереработки. Подходящими для использования в настоящем способе являются любые комплексные потоки нефтепереработки, содержащие незначительное количество бензола, в которых должно быть и может быть снижено содержание бензола гидрогенизацией. Термин комплексные потоки нефтепереработки предназначен означать обычные потоки жидкого продукта, находящиеся в нефтепереработке из установок для коксования, ККВК-установок, реформинг-установок, установок для гидроочистки, установок для коксования замедленного действия, дистилляционных колонн и т.д., потоки которых содержат ряд химических компонентов, главным образом, углеводородов, имеющих широкий интервал температуры кипения. Углеводородным питанием в рассмотренных здесь способах может быть бензолсодержащая фракция, которая кипит в бензиновом интервале кипения, включая реформат, ККВК-бензин, пентан/гексан из установки для коксования, нафту из установки для коксования, бензин прямого прогона, пиролизный бензин и смеси, содержащие два или более указанных потоков. В некоторых вариантах реформатные потоки могут быть недистиллированными, так как реформатный поток подается прямо из реформинг-установки в описанные здесь способы. Такие бензиновые фракции обычно имеют нормальную температуру кипения в интервале от 0 до 260°С, как определено дистилляцией по ΆδΤΜ Ό86. Питание указанного типа включает в себя легкую нафту, обычно имеющую интервал кипения от примерно С6 до 165°С (330°Р); нафту полного интервала, обычно имеющую интервал кипения от примерно С₅ до 215°С (420°Р); тяжелые фракции нафты, кипящие в интервале от примерно 125 до 210°С (260-412°Р); или тяжелые бензиновые фракции, кипящие в интервале от примерно 165 до 260°С (330-500°Р). Обычно бензиновое топливо перегоняют в интервале от примерно комнатной температуры до 260°С (500°Р). В некоторых вариантах указанные потоки могут быть обработаны для удаления серы, азота и других нежелательных компонентов. Для удобства каждый из указанных различных комплексных потоков нефтепереработки будет называться здесь как реформат.

Реформатные фракции для использования в вариантах способов гидрогенизации, описанных здесь, могут включать в себя С3-С9 и высшие углеводороды. Например, потоки нефтепереработки могут быть разделены фракционной дистилляцией с извлечением некоторой фракции для дальнейшей переработки. Легкая фракция нафты является одним таким потоком нефтеперерботки, и поскольку такая фракция часто содержит соединения, которые являются очень близкими по точкам кипения, разделение является неточным. Легкая фракция нафты нефтепереработки является ценной как источник изоолефинов (например, 1С5- и 1С₅-соединений) для получения простого эфира реакцией с этанолом. Так, например, С₅-поток

- 3 023049 может содержать С₄-соединения и до С₈-соединений и выше. Указанные компоненты могут быть насыщенными (алканы), ненасыщенными (моноолефины, включая изоолефины) и полиненасыщенными (например, диолефины). Кроме того, компонентами могут быть любой или все из различных изомеров отдельных соединений. Такая смесь может легко содержать 150-200 компонентов. В рассмотренных здесь вариантах могут быть использованы другие углеводородные потоки с С₃-С₉ углеродных атомов.

В некоторых вариантах бензиновые фракции могут включать в себя С₄-фракцию, которая может включать в себя С₃-С₅ или высшие углеводороды (т.е. С+). В других вариантах бензиновые фракции могут включать в себя С₅-фракцию, которая может включать в себя С₄-С₈ или высшие углеводороды, включая олефины. В других вариантах бензиновые фракции могут включать в себя С₆-фракцию, которая может включать в себя С₄-С₉ или высшие углеводороды, включая олефины. В других вариантах бензиновые фракции могут включать в себя С₅-фракцию, которая может включать в себя С₄, С₅, С₆ и С₇+ углеводороды, где смесь содержит олефиновые соединения. Описанные выше потоки могут включать в себя С₄-С₇потоки, ККВК-бензин, пиролизный бензин, бензин из установки для коксования и другие потоки нефтепереработки, имеющие подобные свойства.

Насыщенные соединения, содержащиеся в описанных выше бензиновых фракциях, могут включать в себя среди других, например, различные изомеры бутана, различные изомеры пентана и различные изомеры гексана. Олефиновые соединения, содержащиеся в описанных выше бензиновых фракциях, могут включать в себя среди других, например, изобутилен и другие изомеры бутилена, различные изомеры пентена, различные изомеры гексена и различные изомеры гептена. Ароматические соединения, которые могут содержаться в описанных выше бензиновых фракциях, могут включать в себя бензол, толуол, ксилолы, этилбензол, кумолы и другие различные производные бензола, такие как полиалкилированный бензол (этилметилбензол, диэтилбензол и т.д.).

В соответствии с некоторыми вариантами легкий реформат может включать в себя комплексный ароматикусодержащий поток, содержащий незначительное количество бензола, полученный в реформинг-установке и обычно имеющий интервал температуры кипения 15-104°С (60-220°Р). В таких случаях концентрация бензола потоков, содержащих легкие ароматические соединения, может находиться в интервале от примерно 1 до 40 об.% в некоторых вариантах, в интервале от примерно 2 до 30 об.% в других вариантах и в интервале от примерно 5 до 25 об.% в еще других вариантах.

В некоторых вариантах в качестве питания способа может быть использован реформат полного интервала кипения. В таких случаях реформат обычно имеет интервал температуры кипения 15-104°С (60220°Р), а концентрация бензола в потоке, содержащем ароматические соединения полного интервала кипения, может находиться в интервале от примерно 1 до 20 об.% в некоторых вариантах, в интервале от примерно 2 до 15 об.% в других вариантах и в интервале от примерно 3 до 10 об.% в еще других вариантах. Концентрация олефинов в реформатных потоках может быть различной и может находиться в интервале от 0 до 20 об.% олефина, в интервале от 0 до 10 об.% в других вариантах и в интервале от 0 до 5 об.% в еще других вариантах.

Хотя удаление бензола является первоочередной целью способов, рассмотренных здесь, также может быть желательно ограничить насыщение других олефинов, содержащихся в углеводородном питании, а также других ароматических соединений, содержащихся в питании. В других вариантах углеводородные потоки, содержащие бензол, могут также содержать соединения, которые могут отрицательно воздействовать на характеристики катализатора, такие как диены, ацетилены и другие вредные вещества, которые могут отравлять катализаторы, используемые здесь, или давать в результате образование избыточного полимера на поверхности катализатора. Рассмотренные здесь варианты могут обеспечить одно или более из следующего: сниженное олефиновое насыщение, сниженное насыщение толуола и высокомолекулярных ароматических соединений, увеличенный срок службы катализаторов и сниженные затраты, связанные с обработкой потоков питания для удаления каталитических ядов и других вредных веществ.

Любой катализатор, используемый для гидрогенизации бензола, может быть использован в рассмотренных здесь способах. Среди металлов, известных для катализирования реакции гидрогенизации, находятся платина, рений, кобальт, молибден, никель, вольфрам и палладий. Например, катализатор гидрогенизации может включать в себя, по существу, любой катализатор, способный катализировать гидрогенизацию бензола до циклогексана. Такой катализатор может включать в себя, например, металл группы VIII, который может быть нанесен на пористый неорганический оксидный носитель. Металлы группы VIII Периодической системы элементов, такие как платина и палладий, могут использоваться в качестве главного каталитического компонента, в отдельности или с промоторами и модификаторами, такими как палладий/золото, палладий/серебро и кобальт/цирконий. Такие катализаторы могут быть нанесены на носитель, такой как глинозем, огнеупорный кирпич, пемза, углерод, смола, кремнезем, алюмосиликат, такой как цеолит, или подобное. Обычно коммерческие формы катализатора используют оксиды указанных металлов на носителе. Оксид либо восстанавливается до активной формы восстановителем перед использованием, либо восстанавливается в процессе использования водородом в питании. Отдельные примеры катализаторов гидрогенизации, используемых в вариантах здесь, включают в себя платину на глиноземе и платину на цеолите с глиноземным связующим, вводимым для прочности. Подходящие цео- 4 023049 литы включают в себя среди других X, Υ, файязит, морденит и синтетические алюмосиликаты.

При использовании в каталитической дистилляционной реакторной системе для облегчения фракционирования и каталитической активности описанные выше катализаторы могут быть получены в форме дистилляционной структуры. Каталитическая дистилляционная структура должна быть способна действовать как катализатор и среда массопереноса. Катализатор должно быть подходяще нанесен на носитель и расположен в колонне, чтобы действовать как каталитическая дистилляционная структура.

В некоторых вариантах катализатор содержится в структуре, как рассмотрено в патенте США № 5730843, который поэтому приводится в качестве ссылки. В других вариантах один или более описанных выше катализаторов могут содержаться во множестве труб из проволочной сетки, закрытых на любом конце, и лежать поперек листа ткани из проволочной сетки, такой как туманоуловительная проволока. Лист и трубы затем скатывают в рулон для загрузки в дистилляционный колонный реактор. Данный вариант описан, например, в патенте США № 5431890, который поэтому приводится в качестве ссылки. Другие используемые каталитические дистилляционные структуры рассматриваются в патентах США №№ 4302356, 4443559, 4731229, 5073236, 5431890, 5266546 и 5730843, каждый из которых приводится в качестве ссылки.

Рассмотренные здесь способы преимущественно выделяют и обрабатывают выбранные части углеводородного питания, а именно фракцию, содержащую бензол. Такие бензолсодержащие фракции могут включать в себя среди других С₆-фракцию, С₅-С₆-фракцию и С₄-С₆-фракцию. Бензолсодержащая фракция может быть затем обработана для снижения содержания или удаления бензола, содержащегося в ней. Желаемые разделение и обработка могут быть осуществлены различными комбинациями дистилляции, каталитической дистилляции и реакторов с неподвижным слоем.

Рассмотренные здесь способы могут включать в себя любое число реакторов, включая каталитические дистилляционные реакторные системы, как с восходящим потоком, так и с нисходящим потоком. Использование каталитических дистилляционных реакторных систем может предотвратить контактирование катализатора с загрязнителями и тяжелыми каталитическими ядами. Кроме того, чистая гидрогенизированная флегма может непрерывно промывать каталитическую зону. Указанные факторы объединяются с обеспечением длительного срока службы катализатора. Тепло реакции выпаривает жидкость, и получаемый пар конденсируется в конденсаторе верхнего погона с обеспечением дополнительной флегмы. Естественный температурный профиль в колонне фракционирования дает фактически изотермический каталитический слой в большей степени, чем увеличение температуры, типичное для традиционных реакторов с неподвижным слоем.

Другие реакторы, используемые в вариантах, рассмотренных здесь, могут включать в себя традиционные реакторы с неподвижным слоем, реакторы при температуре кипения и реакторы с пульсирующим потоком, где водородный поток и углеводородный поток могут быть попутными или противоточными. Реакторы при температуре кипения и с пульсирующим потоком могут также обеспечить непрерывную промывку катализатора в дополнение к улавливанию по меньшей мере части тепла реакции через выпаривание, обеспечивая улучшенный температурный профиль реактора по сравнению с традиционными реакторами с неподвижным слоем.

Различные схемы способа относительно селективной сепарации и обработки углеводородных потоков, содержащих бензол, описаны по отношению к фиг. 1-4 ниже.

Что касается теперь фиг. 1, на ней показана упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородного потока согласно вариантам, рассмотренным здесь. Селективная гидрогенизация бензола согласно вариантам, рассмотренным здесь, может быть осуществлена при подаче водорода 6 и бензолсодержащего реформата 8 в каталитическую дистилляционную реакторную систему 10, имеющую по меньшей мере одну реакционную зону 12, содержащую катализатор гидрогенизации, где по меньшей мере одна реакционная зона 12 расположена в верхней части каталитической дистилляционной реакторной системы.

Бензолсодержащий реформат 8 может содержать компоненты легче бензола, бензол и компоненты тяжелее бензола. Водород 6 и бензолсодержащий реформат 8 могут подаваться в каталитическую дистилляционную реакторную систему 10 в положении ниже реакционной зоны 12, так что С₆ и более легкие компоненты, включая бензол, могут перегоняться вверх в реакционную зону. С₇ и более тяжелые компоненты, включая толуол, могут перегоняться вниз без контактирования или с минимизацией контактирования С₇+ ароматических соединений с катализатором гидрогенизации в реакционной зоне 12. По меньшей мере часть бензола и водород могут затем взаимодействовать с образованием циклогексана.

Работа каталитической дистилляционной колонны должна быть такой, чтобы в реакционных зонах достигались условия реакции, подходящие для гидрогенизации бензола. Дистилляционный колонный реактор работает при таком давлении, что реакционная смесь кипит в слое катализатора. Каталитическая дистилляционная реакторная система 10 может работать при давлении верхнего погона в интервале 1-25 бар (100-2500 кПа) (около 0-350 фунт/кв.дюйм), таком как 18,3 бар (1830 кПа) или менее (250 фунт/кв.дюйм или менее) в некоторых вариантах и 3,4-9,3 бар (340-930 кПа) (35-120 фунт/кв.дюйм) или 6,5-9,3 бар (650-930 кПа) (80-120 фунт/кв.дюйм) в других вариантах. Температуры в каталитической дистилляционной реакторной системе 10 могут быть в интервале от 38 до 260°С (100-500°Р) в некоторых

- 5 023049 вариантах; от 65 до 204°С (150-400°Р) в других вариантах; от 93 до 191°С (200-375°Р) в других вариантах и от 127 до 138°С (260-280°Р) -в еще других вариантах, каждая при необходимом парциальном давлении водорода, таком как в интервале от примерно 0,01 до примерно 4,8 бар (1-480 кПа) (0,1-70 фунт/кв.дюйм) в некоторых вариантах, от примерно 0,1 до примерно 3,5 бар (10-350 кПа) (1-50 фунт/кв.дюйм) в других вариантах и от примерно 0,2 до примерно 2,1 бар (20-210 кПа) (от 3 до примерно 30 фунт/кв.дюйм) еще в других вариантах. В указанных условиях бензол выдерживается в каталитической зоне гидрогенизации достаточное время для получения конверсии бензола выше 50 мас/%, обычно выше 80 мас.%, но может быть такой низкой, как 10 мас.%. Массовая часовая объемная скорость ((МЧОС)(^Н8У)) питания, под которой здесь понимается единица массы питания в час, поступающего в реакционную дистилляционную колонну, на единицу массы катализатора в каталитических дистилляционных структурах, может варьироваться в очень широких пределах в условиях других параметров, например от примерно 0,1 до примерно 35. Давление верхнего погона колонны варьируется в зависимости от температуры реакции и должно поддерживаться так, чтобы получить желаемый С₆/С₇-срез для селективной гидрогенизации бензола.

Каталитическая дистилляционная реакторная система 10 может включать в себя традиционные тарелки или набивку как выше, так и ниже реакционной зоны 12, обеспечивая разделение компонентов питания. С₇ и более тяжелые компоненты могут извлекаться из каталитической дистилляционной колонной реакторной системы 10 как первая фракция остатков 14.

В некоторых вариантах легкая фракция, такая как С₃-, С₄-, С₄-С₅- или С₄-С₆-фракция, может быть извлечена из каталитической дистилляционной колонны реакторной системы 10 как первая фракция верхнего погона 16 вместе с любым непрореагировавшим водородом. Фракция верхнего погона 16 затем может быть охлаждена и, по меньшей мере, частично конденсирована, где получаемые жидкая и паровая фазы могут быть разделены в барабане 18. Водород и неконденсированные легкие соединения, такие как метан, этан и другие легкие углеводородные побочные продукты, могут быть извлечены по трубопроводу 20. Конденсированные жидкости могут быть возвращены в колонну как общая флегма по трубопроводу 22.

В других вариантах часть конденсированных жидкостей может быть извлечена как фракция верхнего погона по трубопроводу 23. Например, С₄- или С₅- и более легкие углеводороды, отделенные от водорода в барабане 18, могут быть извлечены и дополнительно переработаны отдельно от С6-фракции, когда колонна 10 работает при парциальном кипячении. Извлечение С₄- или С₅- и более легкой фракции в качестве фракции верхнего погона может быть желательно, например, для минимизации гидрогенизации легких олефинов, содержащихся в таких фракциях.

С6- и более легкие углеводороды могут быть выведены из каталитической дистилляционной реакторной системы 10 как боковой погон 24. Боковой погон 24 может содержать С₆- и более легкие компоненты, такие как в случае общего кипячения, или могут содержать выбранную часть С6- и более легких компонентов в случае парциального кипячения. В некоторых вариантах боковой погон 24 может содержать С6-фракцию, содержащую, главным образом, С6-компоненты. В других вариантах боковой погон 24 может дополнительно содержать С₅-, С₄- и/или С₃-соединения в зависимости от композиции питания и желаемой композиции бокового погона.

Боковой погон 24 может затем подаваться во вторую каталитическую дистилляционную реакторную систему 26, имеющую по меньшей мере одну реакционную зону 28, содержащую катализатор гидрогенизации. Боковой погон 24 может быть введен во вторую каталитическую дистилляционную реакторную систему 26 выше каталитического слоя 28, а водород может быть подан в каталитическую дистилляционную реакторную систему 26 в положении ниже реакционной зоны 28, так что С6- и более легкие компоненты, включая бензол, могут перегоняться вниз в реакционную зону, а водород может отгоняться вверх противотоком к потоку бензола. Условия гидрогенизации в каталитической дистилляционной реакторной системе 26 являются подобными условиям в каталитической дистилляционной реакторной системе 10. После гидрогенизации по меньшей мере части бензола фракция легкого реформата, имеющая сниженную концентрацию бензола, может быть извлечена из каталитической дистилляционной реакторной системы 26 как вторая фракция остатков по трубопроводу 32.

Непрореагировавший водород может быть извлечен из каталитической дистилляционной реакторной системы 26 как вторая фракция верхнего погона по трубопроводу 34. В некоторых вариантах водород в фракции верхнего погона 34, будучи при высоком давлении, может быть подан в каталитическую дистилляционную реакторную систему 10 по трубопроводу 6, может быть объединен с рециклированным водородом, извлеченным по трубопроводу 20, и сжат компрессором 36. Свежий водород может быть также подан в каталитическую дистилляционную реакторную систему 10, например, по трубопроводу 38. Таким образом, водород может эффективно использоваться и рециклироваться в систему с минимальной нагрузкой компрессора. Кроме того, рециклирование фракции верхнего погона 34 может позволить использование единственной головной конденсаторной системы, снижая капитальные и рабочие затраты, связанные с увеличенным количеством частей.

Что касается фиг. 2, на ней показана упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородных потоков согласно рассмотренным здесь вариантам, где

- 6 023049 подобные цифры представляют подобные части. В данном варианте бензолсодержащий боковой погон 24 может быть подан в реактор с нисходящим потоком при температуре кипения 40, имеющий по меньшей мере одну реакционную зону гидрогенизации 42, содержащую катализатор гидрогенизации. Водород может быть введен в реактор при температуре кипения 40 по трубопроводу 44 и может течь противотоком по отношению к углеводородному питанию по трубопроводу 24.

Условия гидрогенизации бензола до циклогексана в реакторе с нисходящим потоком 40 могут включать в себя температуры в интервале от примерно 93 до примерно 288°С (примерно 200-550°Р) и давления в интервале от 11,4 до 42,4 бар (1140-4240 кПа) (150-600 фунт/кв.дюйм) в некоторых вариантах. В других вариантах температуры могут находиться в интервале от примерно 121 до примерно 160°С (примерно 250-320°Р), и давления могут находиться в интервале от 14,8 до 18,3 бар (1480-1830 кПа) (200-250 фунт/кв.дюйм). Бензол и водород могут взаимодействовать в присутствии катализатора гидрогенизации с конверсией по меньшей мере части бензола в циклогексан. Выходящий поток реактора, извлеченный по трубопроводу 46, может быть охлажден и отделен с помощью выпарного аппарата или испарительного барабана 48. Водород и неконденсированные легкие соединения могут быть возвращены в каталитическую дистилляционную реакторную систему 10 по трубопроводу 50. Легкий реформат, имеющий сниженное содержание бензола, может быть извлечен по трубопроводу 52, часть которого может быть возвращена в реактор 40 для поддержания достаточного увлажнения катализатора. Как и в случае варианта, показанного на фиг. 1, вариант, показанный на фиг. 2, может обеспечить использование единственной системы верхнего погона для извлечения и рециклирования легких соединений и водорода.

Хотя варианты, описанные выше в отношении фиг. 1 и 2, включают в себя фракционирование и гидрогенизацию в начальной каталитической дистилляционной реакторной системе, преимущества отделения бензолсодержащей фракции, такой как С₆-фракция, могут быть также реализованы с использованием традиционной дистилляционной колонны. Кроме того, гидрогенизация бензола, как описано выше в отношении фиг. 1 и 2, обычно осуществляется после прохождения реформатного питания через защитный слой для удаления каталитических ядов и других компонентов, ухудшающих характеристики катализатора. Когда указанный защитный слой обрабатывает все реформатное питание, защитный слой обычно является очень большим. Как описано ниже, варианты, рассмотренные здесь, могут позволить значительно снизить размер защитного слоя, когда защитный слой должен удалять каталитические яды только из части всего реформатного питания.

Что касается фиг. 3, на ней показана упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородных потоков согласно рассмотренным здесь вариантам, где подобные цифры представляют подобные части. Реформатный поток 60, содержащий бензол, компоненты тяжелее бензола и компоненты легче бензола, может быть подан в дистилляционную колонну 62, имеющую традиционные дистилляционные тарелки и/или структуры. Работа дистилляционной колонны 62 может быть такой, что компоненты тяжелее бензола перегоняются вниз в дистилляционной колонне 62 с отделением тяжелых компонентов от С₆- и легких компонентов, включая бензол. С₇- и тяжелые компоненты могут быть извлечены из дистилляционной колонны 62 как фракция остатков по трубопроводу 64. Компоненты легче бензола могут быть извлечены из дистилляционной колонны 62 как фракция верхнего погона по трубопроводу 66, по меньшей мере часть которой может быть конденсирована и возвращена в дистилляционную колонну 62 как флегма по трубопроводу 68.

Фракция, содержащая бензол, может быть выведена как боковой погон 70 с тарелки достаточно выше питательной тарелки с обеспечением отделения С₇- и тяжелых компонентов от С₆-фракции. Бензол в С6-фракции может быть затем пропущен через защитный слой 72, содержащий цеолиты или другие подходящие адсорбенты, для удаления ацетиленов, диенов и других компонентов, которые могут дать нежелательное отравление катализатора или образование полимерных материалов на поверхности катализатора. В некоторых вариантах два или более защитных слоев могут быть размещены параллельно, позволяя замену или регенерацию защитного слоя при продолжении операции гидрогенизации бензола. Выходящий поток из защитного слоя может быть извлечен по трубопроводу 74 и подан в каталитическую дистилляционную реакторную систему с нисходящим потоком 26, имеющую по меньшей мере одну реакционную зону гидрогенизации 28, как описано по отношению к фиг. 1. В данном варианте каталитическая дистилляционная реакторная система 26 может включать в себя установленную отдельно систему верхнего погона, где непрореагировавший водород и легкие компоненты, извлеченные во фракции верхнего погона 34, могут быть охлаждены теплообменником 76, и полученные жидкая и паровая фазы разделены в барабане 78. Колонна может работать при общем кипячении, возвращая всю часть конденсата в каталитическую дистилляционную реакторную систему 26 по трубопроводу 80. Водород и любые неконденсированные легкие соединения могут быть извлечены по трубопроводу 82, часть которых может быть сжата компрессором 84 и рециклирована в колонну 26 по трубопроводу 86 вместе со свежим водородом, введенным по трубопроводу 88.

Что касается теперь фиг. 4, на ней показана упрощенная технологическая схема способа снижения содержания или удаления бензола из углеводородных потоков согласно рассмотренным здесь вариантам, где подобные цифры представляют подобные части. После разделения традиционной дистилляцией бен- 7 023049 золсодержащий боковой погон 70 может быть пропущен через защитный слой 72 для удаления компонентов, вредных для характеристик катализатора гидрогенизации. Бензол в выходящем потоке защитного слоя 74 может быть затем гидрогенизирован в реакторе с нисходящим потоком с температурой кипения, подобном реактору, описанному в отношении фиг. 2. В данном варианте пар, извлеченный из сепаратора или выпарного аппарата 48 по трубопроводу 50, может быть сжат компрессором 90, где сжатый водород в трубопроводе 92 может быть объединен со свежим водородом и рециклирован в верхнюю часть реактора 40 по трубопроводу 96.

Как указано выше, реформатные потоки могут быть разделены на фракцию, содержащую, главным образом, С₆-углеводороды, или могут быть разделены на фракции, содержащие дополнительные легкие углеводороды, такие как С₅-С₆-фракция или С₄-С₆-фракция. В некоторых вариантах указанные фракции могут быть удалены в качестве бокового погона, как описано выше. В других вариантах различные фракции, такие как С₄-С₆-фракция, могут быть отобраны как полные верхние погоны в начальной фракционной дистилляции, где полные верхние погоны затем подают в реактор гидрогенизации для гидрогенизации бензола.

Например, как показано на фиг. 5а, реформат полного интервала 102 может быть подан в дистилляционную колонну 104. Реформат полного интервала может быть затем фракционирован на фракцию легких соединений, включая С₆- и более легкие компоненты, и фракцию тяжелых соединений, включая С₇и более тяжелые компоненты. Фракция тяжелых соединений может быть извлечена как фракция остатков 106, а фракция легких соединений, включая бензол, может быть извлечена как фракция верхнего погона 108. Фракция верхнего погона может быть затем подана в каталитическую дистилляционную реакторную систему с нисходящим потоком, реактор с нисходящим потоком с температурой кипения или другие реакторы с неподвижным слоем, как описано выше, для гидрогенизации бензола до циклогексана.

В качестве другого примера, как показано на фиг. 5Ь, водород 112 и реформат полного интервала 102 могут быть поданы в каталитическую дистилляционную реакторную систему 116, имеющую по меньшей мере одну реакционную зону 118, содержащую катализатор гидрогенизации. Водород 112 и реформат полного интервала 102 могут быть поданы в каталитическую дистилляционную реакторную систему 116 в положении ниже по меньшей мере одной реакционной зоны 118, так что С₇- и более тяжелые компоненты могут перегоняться вниз, избегая какой-либо гидрогенизации толуола и других ароматических соединений. С₆- и более легкие углеводороды, включая бензол, могут отгоняться вверх, и взаимодействие бензола и водорода в присутствии катализатора гидрогенизации может преобразовать по меньшей мере часть бензола в циклогексан. Фракция тяжелых соединений, содержащая С₇- и более тяжелые углеводороды, может быть извлечена как фракция остатков 120. Фракция легких соединений, содержащая С6- и более легкие углеводороды, может быть извлечена из каталитической дистилляционной реакторной системы 116 как фракция верхнего погона 122, которая затем может быть подана в каталитическую дистилляционную реакторную систему с нисходящим потоком, реактор с нисходящим потоком с температурой кипения или другие реакторы с неподвижным слоем, как описано выше для дополнительной гидрогенизации бензола до циклогексана.

Селективная гидрогенизация бензола согласно вариантам, рассмотренным здесь, таким как способы в соответствии с фиг. 1-5, может эффективно снижать содержание или исключать бензол из фракции легкого реформата, извлекаемой по трубопроводам 32, 52. В некоторых вариантах извлеченная фракция легкого реформата может содержать 250 мас.ч./млн или менее бензола; 200 мас.ч./млн или менее, 100 мас.ч./млн или менее в других вариантах и 50 мас.ч./млн или менее еще в других вариантах. В других вариантах содержание бензола в извлеченной фракции легкого реформата может составлять 25 ч./млн или менее; 20 ч./млн или менее, 15 ч./млн или менее; 10 ч./млн или менее; 5 ч./млн или менее; 2 ч./млн или менее; 1 ч./млн или менее в других вариантах и 0,5 ч./млн или менее в еще других вариантах, где каждая из вышеуказанных фракций берется по массе. В других вариантах бензол может не присутствовать в извлеченной фракции легкого реформата в определяемых пределах.

Как описано выше, реакционные системы, описанные здесь, могут иметь отдельные или интегрированные системы верхнего погона для дистилляционных колонн, каталитических дистилляционных реакторных систем и делителей. Интегрирование может дать в результате меньшее число частей оборудования, таким образом, снижая капитальные затраты. В различных вариантах может быть предпочтительной работа либо интегрированная, либо неинтегрированная на основе капитальных затрат, рабочих затрат и разделений, достигнутых на основе ограничений рабочего давления интегрированных систем верхнего погона.

В различных вариантах разделение или интегрирование реакторов и дистилляционных колонн может обеспечить способность работать каталитической дистилляционной реакторной системы с нисходящим потоком, реактора с нисходящим потоком при температуре кипения или других реакторных систем с неподвижным слоем для гидрогенизации бензола в фракции среднего интервала (С₆-концентрат) при высоких давлениях. Способность работать при высоких давлениях может обеспечить значительное снижение количества катализатора, необходимого для конверсии бензола в циклогексан.

В вариантах, где фракция бензольного концентрата, извлеченная от начального фракционирования, либо каталитической, либо традиционной дистилляции содержит С₅-углеводороды и/или С₄- 8 023049 углеводороды, было установлено, что активность некоторых катализаторов гидрогенизации может быть улучшена по сравнению с ожидаемой для типичной гидрогенизации бензола в С₆-концентрате. В указанных вариантах высокая производительность бензола может быть использована при достижении более 99% конверсии бензола. Такая производительность и конверсия могут быть также достигнуты при использовании менее 10 мол.% избытка водорода в различных вариантах. Может быть извлечен продукт, содержащий менее 0,1 мас.% бензола, и в некоторых вариантах указанный уровень бензола может быть достигнут с минимальной нагрузкой ребойлера и без использования компрессора водородного рецикла. Кроме того, с присутствием С₄- и/или С₅-углеводородов используемая температура реакции может быть ниже, чем для конверсии бензола с восходящим потоком, как описано в отношении колонны 10 на фиг.

1. В качестве отдельного примера производительность катализатора при 14,8 бар (1480 кПа) (200 фунт/кв.дюйм) в каталитической дистилляционной реакторной системе с нисходящим потоком, такой как колонна 26 на фиг. 1, может составлять примерно 0,45 кг/ч преобразованного бензола на 1 кг дисперсного никелевого катализатора (около 1 фунт/ч преобразованного бензола на 1 кг дисперсного никелевого катализатора).

Пример.

Последующие примеры являются производными от технологии моделирования. Хотя работа была выполнена, авторы изобретения не представляют указанные примеры грамматически в прошедшем времени, подчиняясь существующим правилам.

Моделируется способ, подобный способу, показанному на фиг. 1, и ссылочные номера потоков в данном примере относятся к показанным на фиг. 1. Поток реформатного питания 8, содержащий ряд углеводородов (С!-С₁₂), подают в каталитическую дистилляционную колонну 10 ниже слоя катализатора гидрогенизации 12. Толуол, другие С₇- и более тяжелые компоненты (С₈-С₁₂) перегоняются вниз и извлекаются во фракции остатков 14. Бензол и другие легкие углеводороды отгоняются вверх в колонне, где бензол контактирует с катализатором гидрогенизации и, по меньшей мере, частично гидрогенизируется. Непрореагировавший водород и другие легкие компоненты извлекают как фракцию верхнего погона 16, часть которой конденсируется, и колонна работает с общей жидкой флегмой. Бензолсодержащую фракцию 24 выводят из колонны 10 как боковой погон и подают в колонну 26 с нисходящим потоком для дополнительной гидрогенизации бензола. Углеводородную фракцию, имеющую сниженное содержание бензола, извлекают из колонны 26 как фракцию остатков 32. Скорости течения, составы и другие характеристики различных потоков представлены в таблице. Как можно видеть из таблицы, приблизительно половина бензола гидрогенизируется в колонне 10, причем остальной бензол гидрогенизируется в колонне 26 с получением в результате извлеченной фракции легких углеводородов, содержащей 0,01 мас.% (100 ч./млн) бензола, и извлеченной фракции тяжелых углеводородов, содержащей 0,1 мас.% (1000 ч./млн) бензола. Общая конверсия бензола (весь способ) составляет приблизительно 98%, а конверсия в колонне с нисходящим потоком составляет приблизительно 99,9%.

Т аблица

Поток	8	30	14	24	32	38	6

Общая скорость, фунт/ч	74376.71	526.828	54758.02	26398.38	15300.2	1456.512	27818.72
Температура, *Р	358.4286	100	420.8606	234.0121	359.4333	100	174.144
Давление, фунт/кв.дюйм	150	300	99.8	95.2	221.4	220	150
Молекулярная масса	96.75	6.5854	106.7777	79.8994	83.1155	6.5854	29.4321

Общая скорость, кг/ч	33737	239	24838	11974	6940	661	12618
Температура, ’С	181	38	216	112	182	38	79
Давление, бар (кПа)	10,34(1034)	20,69(2069)	6.88 (688)	6,57(657)	15.27 (1527)	15.17 (1517)	10.34 (1034)
Молекулярная масса масса	96.75	6.5854	106.7777	79.8994	83.1155	6.5854	29.4321

% мае.

Водород	0.00	24.80	0.00	0.01	0.00	24.80	3.19
С1-СЗ	0.32	74.16	0.00	0.41	0.42	74.16	19.40
С4’§	2.87	0.96	0.00	2.66	0.19	0.96	20.32
С5'5	6.14	0.09	0.00	27.08	16.22	0.09	34.27
бензол	5.01	0.00	о.ю	6.53	0.01	0.00	1.84
Циклогексан	0.04	0.00	0.23	12.59	24.96	0.00	3.24
С6’$ (ДРУГИЕ)	11.54	0.00	0.05	48.15	54.65	0.00	17.25
Толуол	18.42	0.00	24.89	0.01	0.01	000	0.00
С7’8	9.92	0.00	12.63	2.56	3.55	0.00	0.48
С8-С12 (ДРУГИЕ)	45.73	0.00	62.11	0.00	0.00	0.00	0.00

Всего	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100 00	100.00

кг/ч

Водород	0.0	59.3	0.0	0.7	0.0	163.8	402.3
С1-СЗ	109.0	177.2	0.0	49.5	29.0	489.9	2448.6
С4’з	968.5	2.3	0.0	318.1	12.9	6.3	2563.5
С5'6	2072.2	0.2	0.0	3242.8	1125.5	0.6	4324.3
Бензол	1689.8	0.0	23.7	782.2	0.5	0.0	232.0
Циклогексан	13.8	0.0	57.6	1508.1	1732.5	0.0	409.1
С6'5 (ДРУГИЕ)	3893.1	0.0	11.5	5765.1	3792.9	0.0	2177.3
Толуол	6215.3	0.0	6181.8	0.7	0.6	0.0	0.1
С7’3 (ДРУГИЕ)	3348.3	0.0	3136.6	306.8	246.2	0,0	61.1
С8-С12	15426.5	0.0	15426.5	0.0	0.0	0.0	0.0

Всего	33737	239	24838	11974	6940	661	12618

Как описано выше, рассмотренные здесь варианты могут обеспечить отделение и гидрогенизацию бензола из углеводородного потока. Преимущественно рассмотренные здесь варианты могут обеспечить

- 9 023049 эффективное снижение содержания бензола в реформатном потоке, такое как ниже 1000 мас.ч./млн. В некоторых вариантах отделение и гидрогенизация выбранной части реформатного потока может обеспечить эффективное использование катализатора, что позволяет использовать сниженное количество катализатора на единицу объема общего питания при достижении низких уровней содержания бензола, таких как менее 0,2 или 0,1 мас.% бензола. Аналогично, отделение и гидрогенизация выбранной части реформатного потока может обеспечить сниженный размер защитного слоя благодаря сниженному объему обрабатываемых углеводородов. Кроме того, в результате отделения С₇- и других более тяжелых ароматических соединений гидрогенизация толуола, ксилолов, кумола и других более тяжелых ароматических соединений может быть минимизирована, таким образом, сохраняя указанные высокооктановые ценные компоненты для использования в бензиновом резервуаре.

Хотя рассмотрение включает в себя ограниченное число вариантов, специалисты в данной области техники, имеющие преимущество данного рассмотрения, отметят, что могут быть разработаны другие варианты, которые не отступают от настоящего рассмотрения. Соответственно объем должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ снижения концентрации бензола в углеводородном потоке до уровня содержания бензола менее чем 1000 ч./млн по массе, включающий подачу реформата, содержащего бензол, компоненты легче бензола и компоненты тяжелее бензола, в первую дистилляционную колонну;

фракционирование реформата с образованием фракции, содержащей бензол и другие С₆углеводороды, и фракции тяжелых соединений, содержащей С₇+-углеводороды;

извлечение фракции тяжелых соединений из первой дистилляционной колонны в качестве первой фракции остатков;

вывод фракции, содержащей бензол, из первой дистилляционной колонны;

подачу фракции, содержащей бензол, и водорода в реактор гидрогенизации, имеющий по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрогенизации;

взаимодействие бензола и водорода в присутствии катализатора гидрогенизации с конверсией по меньшей мере части бензола в циклогексан; и извлечение фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола, где реформат дополнительно содержит ацетилены, диены и другие каталитические яды, причем способ дополнительно включает в себя пропускание фракции, содержащей бензол, через защитный слой, содержащий цеолиты, для удаления по меньшей мере части диенов, ацетиленов и других каталитических ядов перед подачей в реактор гидрогенизации.
2. Способ по п.1, в котором реактор гидрогенизации содержит каталитический дистилляционный реактор, причем способ содержит подачу фракции, содержащей бензол, в каталитический дистилляционный реактор в положении выше по меньшей мере одной реакционной зоны;

подачу водорода в каталитический дистилляционный реактор в положении ниже по меньшей мере одной реакционной зоны;

извлечение фракции, содержащей непрореагировавший водород, из каталитического дистилляционного реактора в качестве первой паровой фракции верхнего погона.
3. Способ по п.2, дополнительно содержащий подачу первой паровой фракции верхнего погона в первую дистилляционную колонну.
4. Способ по п.1, в котором реактор гидрогенизации содержит реактор с нисходящим потоком, работающий при температуре кипения реакционной смеси, причем способ содержит подачу водорода и фракции, содержащей бензол, в верхнюю часть реактора с нисходящим потоком, работающего при температуре кипения реакционной смеси;

извлечение из реактора с нисходящим потоком, работающего при температуре кипения реакционной смеси, выходящего потока, содержащего непрореагировавший водород и углеводородную фракцию, имеющую сниженное содержание бензола;

отделение фракции, содержащей непрореагировавший водород, от углеводородной фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола.
5. Способ по п.4, дополнительно содержащий рециклирование по меньшей мере части извлеченной углеводородной фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола, в верхнюю часть реактора с нисходящим потоком, работающего при температуре кипения реакционной смеси.
6. Способ по п.4, дополнительно содержащий извлечение паровой фракции, содержащей непрореагировавший водород; и подачу извлеченной паровой фракции, содержащей непрореагировавший водород, в первую дистилляционную колонну.
7. Способ по п.4, в котором фракция, содержащая бензол, кроме того, содержит по меньшей мере один из С₅- и С₄-углеводородов.
8. Способ по п.7, в котором фракция, содержащая бензол, выводится из первой дистилляционной

- 10 023049 колонны в качестве фракции верхнего погона.
9. Способ по п.1, в котором фракционирование дополнительно содержит образование фракции, которая легче бензольной фракции и которая содержит по меньшей мере один из С₃-, С₄- и С₅углеводородов, причем способ дополнительно содержит извлечение фракции, которая легче бензольной фракции, в качестве жидкой фракции верхнего погона;

возвращение по меньшей мере части жидкой фракции верхнего погона в первую дистилляционную колонну в качестве флегмы.
10. Способ по п.9, в котором фракция, которая легче бензольной фракции, по существу, не содержит бензол.
11. Способ по п.9, дополнительно содержащий возвращение жидкой фракции верхнего погона в первую дистилляционную колонну в качестве общей флегмы.
12. Способ по п.9, в котором фракция, содержащая бензол, выводится из первой дистилляционной колонны в качестве бокового погона.
13. Способ снижения концентрации бензола в углеводородном потоке, включающий подачу водорода и реформата, содержащего бензол, компоненты легче бензола и компоненты тяжелее бензола, в первый каталитический дистилляционный реактор, имеющий по меньшей мере одну первую реакционную зону, содержащую катализатор гидрогенизации;

одновременно в первом каталитическом дистилляционном реакторе взаимодействие бензола и водорода в первой реакционной зоне с конверсией по меньшей мере части бензола в циклогексан; и фракционирование реформата с образованием фракции, содержащей непрореагировавший бензол и другие С₆-углеводороды, и фракции тяжелых соединений, содержащей С₇+-углеводороды;

извлечение непрореагировавшего водорода и легких углеводородов, содержащих по меньшей мере один из С3-, С4- и С5-углеводородов, в качестве фракции верхнего погона из первого каталитического дистилляционного реактора;

конденсирование и отделение легких углеводородов от непрореагировавшего водорода; извлечение непрореагировавшего водорода;

возращение конденсированных легких углеводородов в первый каталитический дистилляционный реактор в качестве общей флегмы, извлечение фракции тяжелых соединений из первого каталитического дистилляционного реактора в качестве первой фракции остатков;

выведение фракции, содержащей бензол и другие С₆-углеводороды, из каталитического дистилляционного реактора в виде бокового погона;

подачу водорода и фракции, содержащей бензол и другие С6-углеводороды, в реактор гидрогенизации, имеющий по меньшей мере одну вторую реакционную зону, содержащую катализатор гидрогенизации;

взаимодействие бензола и водорода во второй реакционной зоне с конверсией по меньшей мере части бензола в циклогексан; и извлечение углеводородной фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола.
14. Способ по п.13, в котором фракция, содержащая бензол, дополнительно содержит С₅- и более легкие углеводороды.
15. Способ по п.14, в котором реформат и водород подают в положении ниже по меньшей мере одной первой реакционной зоны.
16. Способ по п.14, в котором реформат дополнительно содержит ацетилены, диены и другие каталитические яды, причем способ дополнительно содержит пропускание фракции, содержащей бензол, через защитный слой для удаления по меньшей мере части ацетиленов, диенов и других каталитических ядов перед подачей фракции, содержащей бензол, в реактор гидрогенизации.
17. Способ по п.14, в котором реактор гидрогенизации содержит второй каталитический дистилляционный реактор, причем способ содержит подачу фракции, содержащей бензол и другие С6-углеводороды, во второй каталитический дистилляционный реактор в положении выше по меньшей мере одной реакционной зоны;

подачу водорода во второй каталитический дистилляционный реактор в положении ниже по меньшей мере одной реакционной зоны;

извлечение непрореагировавшего водорода из второго каталитического дистилляционного реактора в качестве второй паровой фракции верхнего погона.
18. Способ по п.17, дополнительно содержащий подачу второй паровой фракции верхнего погона в первый каталитический дистилляционный реактор.
19. Способ по п.14, в котором реактор гидрогенизации содержит реактор с нисходящим потоком, работающий при температуре кипения реакционной смеси, причем способ содержит подачу водорода и фракции, содержащей бензол и другие С6-углеводороды, в верхнюю часть реактора с нисходящим потоком, работающего при температуре кипения реакционной смеси;

извлечение выходящего потока, содержащего непрореагировавший водород и углеводородную

- 11 023049 фракцию, имеющую сниженное содержание бензола, из реактора с нисходящим потоком, работающего при температуре кипения реакционной смеси;

отделение фракции, содержащей непрореагировавший водород, от фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола.
20. Способ по п.19, дополнительно содержащий рециклирование по меньшей мере части извлеченной фракции, имеющей сниженную концентрацию бензола, в верхнюю часть реактора с нисходящим потоком, работающего при температуре кипения реакционной смеси.
21. Способ по п.23, дополнительно содержащий извлечение фракции, содержащей непрореагировавший водород; и подачу извлеченной фракции, содержащей непрореагировавший водород, в первый каталитический дистилляционный реактор.

- 12 023049