JP2022504662A - アルキレートコンプレックスの異性化ゾーン - Google Patents
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Abstract
前異性化ゾーンを含むアルキル化プロセスが記載されている。１００％のｎ－ブタン又はフィールドブタンを、異性化ゾーンにおいて６０重量％のイソブタン及び４０重量％のｎ－ブタンのブレンドに変換することができる。このブレンドは、全てのタイプのアルキル化ゾーンへの供給物として使用することができる。これは、脱水素化ゾーン及びアルキル化ゾーンが常に同じ供給物で動作するように、供給物組成を安定化させる。
【選択図】図２
【選択図】図２
Description
パラフィンのオレフィンへの変換のためのプロセスは、パラフィンストリームを高選択性触媒上に通過させることを含み、パラフィンは、対応するオレフィンに脱水素される。脱水素反応は、供給原料の損失を最小化するように選択された動作条件下で達成される。
典型的なプロセスは、反応条件下でパラフィン供給原料を脱水素触媒と接触させる反応器（例えば、径方向流動、固定床、流動床など）の使用を伴う。本プロセスは、ポリマーの形成に使用されるモノマーとして使用されるオレフィンを生成するために、又は可塑剤として、又はアルキルベンゼン（ＬＡＢ）の生成用のオレフィンを生成するためにＣ１０～Ｃ１４の範囲のパラフィンの脱水素化のために、洗浄性アルコール又はオレフィンスルホン酸塩を生成するためにＣ１２～Ｃ１７の範囲のパラフィンの脱水素化のために、及びメチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）又はアルキレートガソリンの生成のためのＣ４オレフィンを生成するために、Ｃ２～Ｃ１７の範囲のパラフィンの脱水素化を含む。
Ｃ４ベースの脱水素ユニットを使用して、下流のアルキル化ユニットに送ることができるＣ４オレフィン含有ストリームを生成することができる。一例として、高オクタンアルキレートは高オクタンガソリンと同義であるため、硫酸のアルキル化は、ｎ－ブテン及びイソブタンによるアルキル化がイソブチレン及びイソブタンによるアルキル化よりも高オクタンアルキレートを生成するため、供給原料としてＣ４オレフィンを好む。典型的には、オレフィンは、外部から購入されるか、又は内部精製所ストリーム内に存在する。供給原料の価格及び供給原料の入手性の最近の変化は、最初に脱水素化プロセスを使用してオレフィンを生成し、続いてアルキル化することに関心を生み出している。
概要及び詳細な説明
ブテン及びブタジエンは、一般的な製品で使用されるゴム、ポリマー、及び他の材料の重要な化学的前駆体である。Ｎ－ブテン及びイソブチレンもまた、ガソリンのブレンドプールに使用することができるアルキレートの生成にも使用される。
ブテン及びブタジエンは、一般的な製品で使用されるゴム、ポリマー、及び他の材料の重要な化学的前駆体である。Ｎ－ブテン及びイソブチレンもまた、ガソリンのブレンドプールに使用することができるアルキレートの生成にも使用される。
アルキレートを形成するためのＣ４オレフィンのアルキル化は、アルキル化プロセスで実行される。硫酸（ＳＡ）アルキル化、フッ化水素酸（ＨＦ）アルキル化、及びイオン性液体（ＩＬ）アルキル化が挙げられるが、これらに限定されない、いくつかのタイプのアルキル化が利用可能である。使用される方法に応じて、好ましいオレフィン供給原料は変化する。例えば、ＨＦアルキル化のための好ましいオレフィン供給原料は、イソブチレン供給原料であり、ＳＡアルキル化のための好ましい供給原料は、ｎ－ブテン供給原料である。
先行技術の構成（図１）に示されるプロセス構成では、好ましいオレフィンが下流のアルキル化ユニットへの供給物として生成されるように、脱水素化ゾーンへの供給原料を選択することができる。図１に示されるプロセス構成は、下流のアルキル化ユニットがＳＡアルキル化ユニットであるときに構成され得る方法を示す。このプロセス構成は、ＳＡアルキル化ユニットの好ましい供給原料である最大ｎ－ブテンを生成する。しかしながら、これは、追加の機器（異性化ゾーンに関連付けられた供給物脱イソブタナイザなど）及びコンプレックス用の追加ユーティリティを必要とする。これは、オクタンバレル収率（生成されたアルキレートのオクタン×バレルとして定義される）を最大化しない。また、異性化ゾーンに関連付けられた脱イソブタナイザは、様々な新鮮なブタン供給原料組成に対応するために特大にする必要がある場合があるため、新鮮なブタン供給原料組成に対して柔軟性がない。
ブタン異性化ゾーンなどの前異性化ゾーンを含むプロセスでは、１００％のｎ－ブタン又はフィールドブタンを、イソメレートと称される６０重量％のイソブタン及び４０重量％のｎ－ブタンのブレンドに変換することができる。このブレンドは、上記の供給原料の選好にもかかわらず、全てのタイプのアルキル化ゾーンに好適なオレフィン生成物を生成する脱水素化ゾーンへの供給物として使用することができる。前異性化ゾーンは加えて、コンプレックスへの供給物純度のいかなる変化にもかかわらず、脱水素化ゾーン及びアルキル化ゾーンが常に同じ供給物で動作するように、供給物組成を安定化させる。
この構成は、供給物脱イソブタナイザ塔の必要性を除去するので、有利である。更に、脱水素化ゾーンは、イソブタン、イソブテン、ｎ－ブタン、及びｎ－ブテンを生成物としてもたらし、ｎ－ブタン以外は全てアルキル化ゾーンで反応するので、供給物中のより低いｎ－ブタン濃度は、より少ないｎ－ブタンが未反応でアルキル化ゾーンを通過することを意味し、ｎ－ブタンのリサイクル及び処理を最小化する。また、システム内のｎ－ブタンが少ないため、アルキル化ゾーンの脱イソブタナイザに送られる供給物が少なくなる。
この位置における異性化ゾーンの配置はまた、異性化ゾーンは、アルキル化施設内でストリームがどのように処理されるかによって影響を受けないため、任意のタイプのアルキル化ゾーンとの一体化のための最良の選択肢を表す。加えて、この選択肢は、イソブタン及びｎ－ブタンの熱分解速度の差に起因して、脱水素化ゾーン内のオレフィンに対するＣ４保持率が高いことが予想される。最後に、アルキル化供給物前処理セクションは、ブテン－１からブテン－２への異性化能力の有無にかかわらず、選択的水素化ゾーンを介して、より有利な供給原料を提供するように動作することができる。
いくつかの実施形態では、蒸留塔は、異性化ゾーンの下流に追加され、脱水素化ゾーンに送られる前に異性化ゾーン内で生成された任意の微量の重質物を除去する。また、新鮮なブタン供給物内のいかなるＣ５’も、アルキレートプールに直接送ることができるという利点も提供する。蒸留塔はまた、アルキル化ゾーン内の脱ブタナイザ塔での不調が発生した場合に、Ｃ８＋タイプの物質が脱水素化ゾーンに入ることを防止する。
本発明の一態様は、脱水素及びアルキル化のためのプロセスである。１つの実施形態では、プロセスは、ｎ－ブタンを含む炭化水素ストリームを異性化ゾーンに通過させて、６０重量％のイソブタン及び４０重量％のｎ－ブタンを含む異性化ゾーン生成物ストリームを生成することを含む。異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させて、混合ブテン、イソブタン、及びｎ－ブタンを含む脱水素化ゾーン生成物ストリームを生成し、混合ブテンは、６０重量％のイソブテン及び４０重量％のｎ－ブテンを含む。脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させて、アルキル化ゾーン生成物ストリームを生成する。アルキル化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させて、イソブタンストリーム、ｎ－ブタンストリーム、及びアルキレート生成物ストリームを生成する。Ｎ－ブタンストリームを異性化ゾーンに通過させる。
いくつかの実施形態では、分離ゾーンは、脱イソブタナイザ及び脱ブタナイザを備え、アルキル化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させることは、アルキル化ゾーン生成物ストリームを脱イソブタナイザに通過させて、イソブタンストリーム及び脱ブタブタナイザボトムストリームを生成することと、脱イソブタナイザボトムストリームを脱ブタナイザに通過させて、ｎ－ブタンストリーム及びアルキレート生成物ストリームを生成することと、を含む。
いくつかの実施形態では、分離ゾーンは蒸留塔を備え、アルキル化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させることは、アルキル化ゾーン生成物ストリームを蒸留塔に通過させて、イソブタンストリーム、ｎ－ブタンストリーム、及びアルキレート生成物ストリームを生成することを含む。
いくつかの実施形態では、異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させることは、異性化ゾーン生成物ストリームを蒸留塔に通過させて蒸留オーバーヘッドストリーム及び蒸留ボトムストリームを生成することと、蒸留オーバーヘッドストリームを脱水素化ゾーンに通過させることと、を含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、蒸留ボトムストリームを分離ゾーンに通過させることを更に含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、蒸留オーバーヘッドストリームをアルキル化ゾーンに通過させることを更に含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、イソブタンストリームをアルキル化ゾーンに通過させることを更に含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、イソブタンストリームの一部分を脱水素化ゾーンに通過させることを更に含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、異性化ゾーン生成物ストリームの一部分をアルキル化ゾーンに通過させることを更に含む。
いくつかの実施形態では、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させることは、脱水素化ゾーン生成物ストリームを選択的水素化ゾーンに通過させて、選択的水素化ゾーン生成物ストリームを生成することと、選択的水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させることと、を含む。
いくつかの実施形態では、選択的水素化ゾーンは、重量ベースで８対１より大きい２－ブテン対１－ブテンの比率を生成するように操作される。
いくつかの実施形態では、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させることは、脱水素化ゾーン生成物ストリームを脱水素化分別ゾーンに通過させて、軽質ストリーム、重質ストリーム、及び脱水素化分別生成物ストリームを生成することと、脱水素化分別生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させることと、を含む。
いくつかの実施形態では、アルキル化ゾーンは、硫酸アルキル化ゾーン、又はフッ化水素酸アルキル化ゾーン、又はイオン性液体アルキル化ゾーンである。
いくつかの実施形態では、プロセスは、ｎ－ブタンストリームの一部分を第２の異性化ゾーンに通過させて第２の異性化ゾーン生成物ストリームを生成することと、第２の異性化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させることと、を更に含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、分離ゾーンサイドカットストリームを第３の異性化ゾーンに通過させて、第３の異性化ゾーン生成物ストリームを生成することと、第３の異性化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させることと、を更に含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、プロセスの少なくとも１つのパラメータを感知し、その感知から信号若しくはデータを生成すること、信号を生成して送信すること、又はデータを生成して送信すること、のうちの少なくとも１つを更に含む。
いくつかの実施形態では、炭化水素ストリームは、重量基準で少なくとも５０％のｎ－ブタン、又は重量基準で少なくとも６０％のｎ－ブタン、又は重量基準で少なくとも７０％のｎ－ブタン、又は重量基準で少なくとも８０％のｎ－ブタン、又は重量基準で少なくとも９０％のｎ－ブタンを含む。
本発明の別の態様は、脱水素化及びアルキル化のためのプロセスである。一実施形態では、プロセスは、ｎ－ブタンを含む炭化水素ストリームを異性化ゾーンに通過させて、６０重量％のイソブタン及び４０重量％のｎ－ブタンを含む異性化ゾーン生成物ストリームを生成することを含む。異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させて、混合ブテン、イソブタン、及びｎ－ブタンを含む脱水素化ゾーン生成物ストリームを生成し、混合ブテンは、６０重量％のイソブテン及び４０重量％のｎ－ブテンを含む。脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させて、アルキル化ゾーン生成物ストリームを生成する。アルキル化ゾーン生成物ストリームを脱イソブタナイザに通過させて、イソブタンストリーム及び脱イソブタナイザボトムストリームを生成する。脱イソブタナイザボトムストリームを脱ブタナイザに通過させて、ｎ－ブタンストリーム及びアルキレート生成物ストリームを生成する。
いくつかの実施形態では、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させることは、脱水素化ゾーン生成物ストリームを選択的水素化ゾーンに通過させて、選択的水素化ゾーン生成物ストリームを生成することと、選択的水素化ゾーン生成物ストリームを脱水素化分別ゾーンに通過させて脱水素化分別生成物ストリームを生成することと、脱水素化分別生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させることと、を含む。
いくつかの実施形態では、異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させることは、異性化ゾーン生成物ストリームを蒸留塔に通過させて蒸留オーバーヘッドストリーム及び蒸留ボトムストリームを生成することと、蒸留オーバーヘッドストリームを脱水素化ゾーンに通過させることと、を含む。
ゾーンに「ストリームを通過させる」とは、ストリームの少なくとも一部分をゾーンに、ストリーム全体まで、通過させることを意味する（例えば、１０％超、２０％超、３０％超、４０％超、又は５０％超、又は６０％超、又は７０％超、又は８０％超、又は９０％超）。ストリームは、ゾーンに直接送られてもよく、又は指定されたゾーンに送られる前に、他のゾーンを通して送られてもよい。ゾーンに「ストリームの一部分を通過させる」とは、ゾーンにストリーム全体未満を通過させることを意味する（例えば、９０％未満、８０％未満、７０％未満、６０％未満、又は５０％未満、又は４０％未満、又は３０％未満、又は２０％未満、又は１０％未満）。
図１は、硫酸タイプのアルキル化ゾーンのためのｎ－ブテンの生成を最大化するための先行技術のプロセス構成の一例を図示する。この構成は、炭化水素ストリーム８を脱水素化ゾーン１０に通過させて、オレフィンを含む第１のプロセスストリーム１２を生成することからなる。脱水素化ゾーン１０は、Ｈ２（図示せず）を含む生成物ストリームを加えて生成する。第１のプロセスストリーム１２は、脱水素化分別ゾーン１８（必要に応じて）に渡される。脱水素化分別ゾーン１８は、オーバーヘッドストリーム２０、ボトムストリーム２８、及び生成物ストリーム２２を生成する。生成物ストリーム２２をアルキル化ゾーン２６に通過させ、アルキレート及び未反応のＣ４パラフィン化合物を含むアルキレート生成物ストリーム２９を生成し、これは、第１の脱イソブタナイザ３０に渡される。いくつかの実施形態では、脱水素化分別ゾーン１８は必要とされない場合がある。
脱イソブタナイザ３０は、アルキル化ゾーン２６に送り戻されるオーバーヘッドイソブタン含有ストリーム３２と、脱ブタナイザ３６に渡される脱イソブタナイザボトムストリーム３４と、を生成する。脱ブタナイザ３６は、アルキレートを含むボトムストリーム３８及び第２の脱イソブタナイザ４２又は異性化ゾーン５０のいずれかに渡されるオーバーヘッドストリーム４０を生成する。第２の脱イソブタナイザ４２はまた、ストリーム４８のブタンを受け取り、アルキル化ゾーン２６に渡されるイソブタン含有オーバーヘッドストリーム９と、Ｃ５＋を含むボトムストリーム４６と、一部を異性化ゾーン５０に送ることができるサイドカットストリーム４４と、を生成する。異性化ゾーン５０に送られるストリーム４４の量は、異性化ゾーン５０に直接送られるストリーム４０の量に依存する。ストリーム４４の残りの流れは、脱水素化ゾーン１０に入るｎ－ブタン含有ストリーム８になる。異性化ゾーン５０は、第２の脱イソブタナイザ４２に送り戻されるストリーム５２を生成する。
例示的な実施形態では、アルキル化ゾーン２６は、脱プロパナイザ（図示せず）を含み得、主にＣ３炭化水素を含むＣ３－ストリームが、ライン２１で回収され、ブタン供給物８に戻され、続いて脱水素化ゾーン１０に渡され得る。また、任意選択的に、Ｃ３－パージストリームは、ライン２５で取り出されてもよい。
代替の例示的な実施形態では、アルキル化ゾーン２６は、脱プロパナイザを含まなくてもよく、主にＣ３及びＣ４炭化水素を含むＣ４－ストリームが、ライン２１で回収され、ブタン供給物８に戻され、続いて脱水素化ゾーン１０に渡され得る。また、任意選択的に、Ｃ４－パージストリームは、ライン２５で取り出されてもよい。また、任意選択的に、Ｃ４－ストリーム２３は、第２の脱イソブタナイザ４２に再循環され得る。
図２～図４に図示する実施形態では、２つの別個の脱イソブタナイザは必要とされない。
図２に図示するプロセス１００では、ブタン供給物ストリーム１０５は、ｎ－ブタンを含む。ブタン供給物ストリーム１０５は、異性化ゾーン１１０に供給され、ここでブタは、６０重量％のイソブタンと４０重量％のｎ－ブタンとの混合物を含む異性化流出物１１５に異性化される。
異性化流出物１１５は、主異性化ストリーム１２０及び小さなバイパス異性化ストリーム１２５（必要に応じて）に分割される。主異性化ストリーム１２０は、脱水素化ゾーン１３０に渡される。脱水素化ゾーン１３０は、Ｈ２（図示せず）を含む生成物ストリームを生成する。脱水素化ゾーン１３０は、脱水素生成物ストリーム１３５を生成し、それは選択的水素化ゾーン１４０に送られて、選択的水素化生成物ストリーム１４５を生成し、それは脱水素化分別ゾーン１５０に送られる。いくつかの実施形態では、選択的水素化ゾーン１４０及び脱水素化分別ゾーン１５０は必要とされない場合がある。
脱水素化分別ゾーン１５０は、オーバーヘッドストリーム１５２、ボトムストリーム１５４、及びバイパス異性化ストリーム１２５と共にアルキル化ゾーン１６０に渡される生成物ストリーム１５５を生成する。
アルキル化ゾーン１６０は、アルキレート及び未反応のＣ４化合物を含むアルキル化生成物ストリーム１６５を生成し、これは、脱イソブタナイザ１７０に渡される。
脱イソブタナイザ１７０は、アルキル化ゾーン１６０に送り戻されるオーバーヘッドイソブタン含有ストリーム１７５、及び脱イソブタナイザボトムストリーム１８０を生成する。いくつかの実施形態では、オーバーヘッドストリーム１７５の一部分は、再循環されて、主異性化ストリーム１２０（図示せず）と組み合わされ得る。
脱イソブタナイザボトムストリーム１８０は、脱ブタナイザ１８５に渡され、これは、アルキレートを含むボトムストリーム１９０と、送り戻されて、ブタン供給物ストリーム１０５と組み合わされるオーバーヘッドストリーム１９５と、を生成する。
いくつかの実施形態では、脱イソブタナイザ１７０からのサイドカット２００は、第２の異性化ゾーン２０５に送られ、これは、脱イソブタナイザ１７０に送り戻される生成物ストリーム２１０を生成する。いくつかの実施形態では、脱ブタナイザ１８５からのオーバーヘッドストリーム１９５の一部分２１５は、第３の異性化ゾーン２２０に送られ、これは、脱イソブタナイザ１７０に送り戻されるストリーム２２５を生成する。いくつかの実施形態では、第２の異性化ゾーン２０５及び第３の異性化ゾーン２２０の両方が存在する。
例示的な実施形態では、アルキル化ゾーン１６０は、脱プロパナイザ（図示せず）を含み得、主にＣ３炭化水素を含むＣ３－ストリームが、回収されてブタン供給物ストリーム１０５に戻されてもよい（図示せず）。また、任意選択的に、Ｃ３－パージストリームは、取り出されてもよい（図示せず）。
代替の例示的な実施形態では、アルキル化ゾーン１６０は、脱プロパナイザを含まなくてもよく、主にＣ３及びＣ４炭化水素を含むＣ４－ストリームが、回収されて主異性化ストリーム１２０に戻されてもよい（図示せず）。また、任意選択的に、Ｃ４－パージストリームは、取り出されてもよい（図示せず）。
一実施形態では、異性化ゾーン１１０、２０５、２２０は、当該技術分野において既知のように、１つ以上の反応器、乾燥機、ストリッパ塔、メークアップガス圧縮機などを含み得る。
一実施形態では、選択的水素化領域１４０は、当該技術分野において既知のように、１つ以上の水素化反応器、ストリッパ塔、及び／又はメークアップガス圧縮機（図示せず）を含み得る。
一実施形態では、脱水素化ゾーン１３０は、当該技術分野において既知のように、１つ以上の脱水素化反応器、焼成加熱器、熱交換器、急冷塔、圧縮機、極低温分離システム、処理システム、燃料ガス調製システム、軽留分回収、吸着システム、分別塔（図示せず）、触媒処理／再生機器を含み得る。
一実施形態では、アルキル化ゾーン１６０は、当該技術分野において既知のように、１つ以上のアルキル化反応器、熱交換器、圧縮機、分離システム、処理システム、軽留分回収、分別塔（図示せず）を含み得る。
上記のライン、導管、ゾーン、デバイス、容器、周囲環境、ゾーン又は同様のいずれも、センサ、測定デバイス、データ捕捉デバイス、又はデータ送信デバイスを含む１つ以上の監視構成要素を装備し得る。監視構成要素からの信号、プロセス、又は状態測定値、並びにデータを使用して、プロセス機器内、その周囲、及びその上の状況を監視することができる。監視構成要素によって生成又は記録された信号、測定値、及び／又はデータは、プライベート若しくはパブリック、一般的若しくは特定的、直接若しくは間接的、有線若しくは無線、暗号化若しくは非暗号化、及び／又はそれらの組み合わせ（複数可）であってもよい１つ以上のネットワーク又は接続を介して収集、処理、及び／又は送信されてもよい。本明細書は、この点において限定することを意図するものではない。図は、上記を２５０としてカテゴリー的に示す。
監視構成要素によって生成又は記録された信号、測定値、及び／又はデータは、１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムに送信されてもよい。コンピューティングデバイス又はシステムは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、１つ以上のコンピューティングデバイスに１つ以上の工程を含み得るプロセスを実行させる、コンピュータ可読命令を記憶するメモリと、を含み得る。例えば、１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上の監視構成要素から、プロセスに関連付けられた機器の少なくとも一部に関連するデータを受信するように構成されてもよい。１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムは、データを分析するように構成されてもよい。データの分析に基づいて、１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムは、本明細書に記載される１つ以上のプロセスの１つ以上のパラメータに対する１つ以上の推奨される調整を決定するように構成されてもよい。１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムは、本明細書に記載される１つ以上のプロセスの１つ以上のパラメータに対する１つ以上の推奨される調整を含む暗号化又は非暗号化データを送信するように構成されてもよい。図は、上記を２５０としてカテゴリー的に示す。
図３に示すプロセス３００では、ｎ－ブタンを含むブタン供給物ストリーム３０５は、異性化ゾーン３１０に供給され、ここでブタンは、６０重量％のイソブタンと４０重量％のｎ－ブタンとの混合物を含む異性化流出物３１５に異性化される。
異性化流出物３１５は、蒸留塔３２０に送られ、ここで、Ｃ４－炭化水素を含む蒸留オーバーヘッドストリーム３２５と、Ｃ５＋炭化水素を含む蒸留ボトムストリーム３３０とに分離される。
蒸留オーバーヘッドストリーム３２５は、主ストリーム３３５と、メイクアップ（必要な場合）イソブタンストリーム３４０に分割される。主ストリーム３３５は、脱水素化ゾーン３４５に渡される。脱水素化ゾーン３４５は、脱水素生成物ストリーム３５０を生成し、それは選択的水素化ゾーン３５５に送られて、選択的水素化生成物ストリーム３６０を生成し、それは脱水素化分別ゾーン３６５に送られる。いくつかの実施形態では、選択的水素化ゾーン３５５及び脱水素化分別ゾーン３６５は必要とされない場合がある。
脱水素化分別ゾーン３６５は、オーバーヘッドストリーム３６７、ボトムストリーム３６９、メークアップイソブタンストリーム３４０と共にアルキル化ゾーン３７５に渡される及び生成物ストリーム３７０を生成する。
アルキル化ゾーン３７５は、アルキレート及び未反応のＣ４化合物を含むアルキル化生成物ストリーム３８０を生成し、これは、脱イソブタナイザ３８５に渡される。
脱イソブタナイザ３８５は、アルキル化ゾーン３７５に送り戻されるオーバーヘッドイソブタン含有ストリーム３９０、及び脱イソブタナイザボトムストリーム３９５を生成する。いくつかの実施形態では、オーバーヘッドストリーム３９０の一部分は、再循環されて、主ストリーム３３５（図示せず）と組み合わされ得る。
脱イソブタナイザボトムストリーム３９５及び蒸留ボトムストリーム３３０は、脱ブタナイザ４００に渡され、これは、アルキレートを含むボトムストリーム４０５と、送り戻されて、ブタン供給物ストリーム３０５と組み合わされるｎ－ブタンを含むオーバーヘッドストリーム４１０と、を生成する。
いくつかの実施形態では、脱イソブタナイザ３８５からのサイドカット４１５は、第２の異性化ゾーン４２０に送られ、これは、脱イソブタナイザ３８５に送り戻される生成物ストリーム４２５を生成する。いくつかの実施形態では、脱ブタナイザ４００からのオーバーヘッドストリーム４１０の一部分４３０は、第３の異性化ゾーン４３５に送られ、これは、脱イソブタナイザ３８５に送り戻されるストリーム４４０を生成する。いくつかの実施形態では、第２の異性化ゾーン４２０及び第３の異性化ゾーン４３５の両方が存在する。
上述のように、例示的な実施形態では、アルキル化ゾーン３７５は、脱プロパナイザ（図示せず）を含み得、主にＣ３の炭化水素を含むＣ３－ストリームが、回収されてブタン供給物ストリーム３３５に戻されてもよい（図示せず）。また、任意選択的に、Ｃ３－パージストリームは、取り出されてもよい（図示せず）。
代替の例示的な実施形態では、アルキル化ゾーン３７５は、脱プロパナイザを含まなくてもよく、主にＣ３及びＣ４炭化水素を含むＣ４－ストリームが、回収されて主ストリーム３３５に戻されてもよい（図示せず）。また、任意選択的に、Ｃ４－パージストリームは、取り出されてもよい（図示せず）。
異性化ゾーン３１０、４２０、４３５、選択的水素化ゾーン３５５、脱水素化ゾーン３４５、及びアルキル化ゾーン３７５は、当該技術分野において既知であるように、上記の機器を含むことができる。
プロセス３００は、２５０として上記のような監視構成要素などを含み得る。
図２又は図３のいずれかに示されるプロセスは、図４に示すように、別個の塔ではなく、組み合わされた脱イソブタナイザ／脱ブタナイザ塔を含むことができる（同様の参照番号は、同様の構成要素及びストリームを指す）。
この構成では、アルキル化生成物ストリーム３８０は、組み合わされた塔４５０に送られる。組み合わされた塔４５０は、オーバーヘッドイソブタン含有ストリーム３９０、及びアルキレートを含むボトムストリーム４０５を生成する。
ｎ－ブタンを含むサイドカット４５５は、送り戻されて、ブタン供給物ストリーム３０５と組み合わされる。いくつかの実施形態では、サイドカットストリーム４５５の一部分４６０は、第２の異性化ゾーン４６５に送られ、これは、塔４５０に送り戻される生成物ストリーム４７０を生成する。
従来のフロースキームと本発明との間の差異を実証するために、市販のプロセスシミュレータ（Ａｓｐｅｎ又はＵｎｉｓｉｍなど）を使用してケーススタディを厳密にシミュレーションした。シミュレーションにより、コンプレックスの各セクションとコンプレックス材料バランスとの相対比較が可能となった。シミュレーションの基礎として、正確な同じ量のブタン供給物を採用した。この研究の目的のために、示されている正味のオクタンバレルが、ブタン供給物を使用して排他的に生成されるように、Ｃ５＋材料は除外された。最後に、この分析では硫酸アルキル化を想定した。シミュレーションの結果を表１に示す。
表１の結果は、全ての比較が先行技術に対する相対モルベースで行われるように正規化されている。供給物脱イソブタナイザ（ＤＩＢ）塔は、完全に除去されている。脱水素化セクションは、ほぼ同じ量のオレフィンが生成されるため、従来のフロースキームとほぼ同じサイズである。アルキル化反応器及びアルキル化ＤＩＢへの供給物は、これらのセクションへの供給物に含まれるｎ－ブタンが少ないため、従来のフロースキームよりも実質的に小さい。１つの驚くべき結果は、調査オクタン価（ＲＯＮ）がわずかに低いことが予想される場合であっても、脱水素化セクションにおける選択性が改善されているため、本発明のフロースキームでは全体的なオクタンバレル収率が高いことである。アルキル化ゾーンは、全体的により少ない供給物を処理するため、コンプレックスのアルキル化ゾーンは、より低い資本コストを有すると予想され、動作コストがより低くなることが予想される。したがって、本発明は、より少ない資本投資及びより低い動作コストでより多くのオクタンバレルを生成する。
本発明は、現在好ましい実施形態と考えられているもので説明されてきたが、本発明は、開示される実施形態に限定するものではなく、添付の特許請求の範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図することを理解されたい。
特定の実施形態
以下を特定の実施形態と併せて説明するが、この説明は、前述の説明及び添付の特許請求の範囲を例示するものであり、限定するものではないことが理解されるであろう。
以下を特定の実施形態と併せて説明するが、この説明は、前述の説明及び添付の特許請求の範囲を例示するものであり、限定するものではないことが理解されるであろう。
本発明の第１の実施形態は、脱水素化及びアルキル化のためのプロセスであって、ｎ－ブタンを含む炭化水素ストリームを異性化ゾーンに通過させて、６０重量％のイソブタン及び４０重量％のｎ－ブタンを含む異性化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させて、混合ブテン、イソブタン及びｎ－ブタンを含む脱水素化ゾーン生成物ストリームを生成する工程であって、混合ブテンが、６０重量％のイソブテン及び４０重量％のｎ－ブテンを含む、工程と、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させて、アルキル化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、アルキル化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させて、イソブタンストリーム、ｎ－ブタンストリーム、及びアルキレート生成物ストリームを生成する工程と、ｎ－ブタンストリームを異性化ゾーンに通過させる工程と、を含む、プロセス。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、分離ゾーンは、脱イソブタナイザ及び脱ブタナイザを含み、アルキル化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させる工程が、アルキル化ゾーン生成物ストリームを脱イソブタナイザに通過させて、イソブタンストリーム及び脱イソブタナイザボトムストリームを生成する工程と、脱イソブタナイザボトムストリームを脱ブタナイザに通過させて、ｎ－ブタンストリーム及びアルキレート生成物ストリームを生成する工程と、を含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、分離ゾーンが蒸留塔を含み、アルキル化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させる工程が、アルキル化ゾーン生成物ストリームを蒸留塔に通過させてイソブタンストリーム、ｎ－ブタンストリーム、及びアルキレート生成物ストリームを生成する工程を含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させる工程は、異性化ゾーン生成物ストリームを蒸留塔に通過させて、蒸留オーバーヘッドストリーム及び蒸留ボトムストリームを生成する工程と、蒸留オーバーヘッドストリームを脱水素化ゾーンに通過させる工程と、を含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、蒸留ボトムストリームを分離ゾーンに通過させることを更に含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、蒸留オーバーヘッドストリームをアルキル化ゾーンに通過させることを更に含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、イソブタンストリームをアルキル化ゾーンに通過させることを更に含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、イソブタンストリームの一部分を脱水素化ゾーンに通過させることを更に含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、異性化ゾーン生成物ストリームの一部分をアルキル化ゾーンに通過させることを更に含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させる工程は、脱水素化ゾーン生成物ストリームを選択的水素化ゾーンに通過させて、選択的水素化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、選択的水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させる工程と、を含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、選択的水素化ゾーンは、重量ベースで８対１より大きい２－ブテン対１－ブテンの比率を生成するように操作される。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させる工程が、脱水素化ゾーン生成物ストリームを脱水素化分別ゾーンに通過させて、軽質ストリーム、重質ストリーム、及び脱水素化分別生成物ストリームを生成する工程と、脱水素化分別生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させる工程と、を含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、アルキル化ゾーンが、硫酸アルキル化ゾーン、又はフッ化水素酸アルキル化ゾーン、又はイオン性液体アルキル化ゾーンである。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、ｎ－ブタンストリームの一部分を第２の異性化ゾーンに通過させて、第２の異性化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、第２の異性化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させる工程と、を更に含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、分離ゾーンサイドカットストリームを第３の異性化ゾーンに通過させて、第３の異性化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、第３の異性化ゾーン生成物ストリームを分離ゾーンに通過させる工程と、を更に含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、プロセスの少なくとも１つのパラメータを感知し、その感知から信号若しくはデータを生成すること、信号を生成して送信すること、又はデータを生成して送信すること、のうちの少なくとも１つを更に含む。本発明の実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、炭化水素ストリームが、重量基準で少なくとも５０％のｎ－ブタンを含む。
本発明の第２の実施形態は、脱水素化及びアルキル化のためのプロセスであって、ｎ－ブタンを含む炭化水素ストリームを異性化ゾーンに通過させて、６０重量％のイソブタン及び４０重量％のｎ－ブタンを含む異性化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させて、混合ブテン、イソブタン、及びｎ－ブタンを含む脱水素化ゾーン生成物ストリームを生成する工程であって、混合ブテンが、６０重量％のイソブテン及び４０重量％のｎ－ブテンを含む、工程と、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させてアルキル化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、アルキル化ゾーン生成物ストリームを脱イソブタナイザに通過させてイソブタンストリーム及び脱イソブタナイザボトムストリームを生成する工程と、脱イソブタナイザボトムストリームを脱ブタナイザに通過させてｎ－ブタンストリーム及びアルキレート生成物ストリームを生成する工程と、を含む、プロセス。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第２の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、脱水素化ゾーン生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させる工程は、脱水素化ゾーン生成物ストリームを選択的水素化ゾーンに通過させて、選択的水素化ゾーン生成物ストリームを生成する工程と、選択的水素化ゾーン生成物ストリームを脱水素化分別ゾーンに通過させて脱水素化分別生成物ストリームを生成することと、脱水素化分別生成物ストリームをアルキル化ゾーンに通過させることと、を含む。本発明の一実施形態は、本段落の先行する実施形態から本段落の第２の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであって、異性化ゾーン生成物ストリームを脱水素化ゾーンに通過させる工程は、異性化ゾーン生成物ストリームを蒸留塔に通過させて、蒸留オーバーヘッドストリーム及び蒸留ボトムストリームを生成する工程と、蒸留オーバーヘッドストリームを脱水素化ゾーンに通過させる工程と、を含む。
更に説明することなく、前述の説明を用いて、当業者が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明を最大限に利用し、本発明の本質的な特性を容易に確認でき、本発明の様々な変更及び修正を行い、様々な使用及び条件に適合させることができると考えられる。したがって、先行する好ましい特定の実施形態は、単なる例示として解釈されるべきであり、いかなるようにも本開示の残りを限定するものではなく、添付の特許請求の範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図するものである。
上記では、全ての温度は摂氏度で記載され、全ての部及び百分率は、別途記載のない限り、重量基準である。
Claims (10)
- 脱水素化及びアルキル化のためのプロセスであって、
ｎ－ブタンを含む炭化水素ストリーム（３０５）を異性化ゾーン（３１０）に通過させて、６０重量％のイソブタン及び４０重量％のｎ－ブタンを含む、異性化ゾーン生成物ストリーム（３１５）を生成する工程と、
前記異性化ゾーン生成物ストリーム（３１５）を脱水素化ゾーン（３４５）に通過させて、混合ブテン、イソブタン、及びｎ－ブタンを含む、脱水素化ゾーン生成物ストリーム（３５０）を生成する工程であって、前記混合ブテンが、６０重量％のイソブテン及び４０重量％のｎ－ブテンを含む、工程と、
前記脱水素化ゾーン生成物ストリーム（３５０）をアルキル化ゾーン（３７５）に通過させて、アルキル化ゾーン生成物ストリーム（３８０）を生成する工程と、
前記アルキル化ゾーン生成物ストリーム（３８０）を分離ゾーンに通過させて、イソブタンストリーム（３９０）、ｎ－ブタンストリーム（４１０）、及びアルキレート生成物ストリーム（４０５）を生成する工程と、
前記ｎ－ブタンストリーム（４１０）を前記異性化ゾーン（３１０）に通過させる工程と、を含む、プロセス。 - 前記分離ゾーンが、脱イソブタナイザ（３８５）及び脱ブタナイザ（４００）を含み、前記アルキル化ゾーン生成物ストリーム（３８０）を前記分離ゾーンに通過させる工程が、
前記アルキル化ゾーン生成物ストリーム（３８０）を前記脱イソブタナイザ（３８５）に通過させて、前記イソブタンストリーム（３９０）及び脱イソブタナイザボトムストリーム（３９５）を生成する工程と、
前記脱イソブタナイザボトムストリーム（３９５）を前記ブタナイザ（４００）に通過させて、前記ｎ－ブタンストリーム（４１０）及び前記アルキレート生成物ストリーム（４０５）を生成する工程と、を含む、請求項１に記載のプロセス。 - 前記分離ゾーンが、蒸留塔（４５０）を含み、前記アルキル化ゾーン生成物ストリーム（３８０）を前記分離ゾーンに通過させる工程が、
前記アルキル化ゾーン生成物ストリーム（３８０）を前記蒸留塔（４５０）に通過させて、前記イソブタンストリーム（３９０）、前記ｎ－ブタンストリーム（４５５）、及び前記アルキレート生成物ストリーム（４０５）を生成する工程を含む、請求項１に記載のプロセス。 - 前記異性化ゾーン生成物ストリーム（３１５）を前記脱水素化ゾーン（３４５）に通過させる工程が、
前記異性化ゾーン生成物ストリーム（３１５）を蒸留塔（３２０）に通過させて、蒸留オーバーヘッドストリーム（３２５）及び蒸留ボトムストリーム（３３０）を生成する工程と、
前記蒸留オーバーヘッドストリーム（３２５）を前記脱水素化ゾーン（３４５）に通過させる工程と、を含む、請求項１又は２に記載のプロセス。 - 前記脱水素化ゾーン生成物ストリーム（３５０）を前記アルキル化ゾーン（３７５）に通過させる工程が、
前記脱水素化ゾーン生成物ストリーム（３５０）を選択的水素化ゾーン（３５５）に通過させて、選択的水素化ゾーン生成物ストリーム（３６０）を生成する工程と、
前記選択的水素化ゾーン生成物ストリーム（３６０）を前記アルキル化ゾーン（３７５）に通過させる工程と、を含む、請求項１又は２に記載のプロセス。 - 前記選択的水素化ゾーン（３５５）が、重量ベースで８対１よりも大きい２－ブテン対１－ブテンの比率を生成するように操作される、請求項５に記載のプロセス。
- 前記脱水素化ゾーン生成物ストリーム（３５０）を前記アルキル化ゾーン（３７５）に通過させる工程が、
前記脱水素化ゾーン生成物ストリーム（３５０）を脱水素化分別ゾーン（３６５）に通過させて、軽質ストリーム（３６７）、重質ストリーム（３６９）、及び脱水素化分別生成物ストリーム（３７０）を生成する工程と、
前記脱水素化分別生成物ストリーム（３７０）を前記アルキル化ゾーン（３７５）に通過させる工程と、を含む、請求項１又は２に記載のプロセス。 - 前記ｎ－ブタンストリーム（４１０）の一部分（４３０）を第２の異性化ゾーン（４３５）に通過させて、第２の異性化ゾーン生成物ストリーム（４４０）を生成する工程と、
前記第２の異性化ゾーン生成物ストリーム（４４０）を前記分離ゾーンに通過させる工程と、を更に含む、請求項１又は２に記載のプロセス。 - 分離ゾーンサイドカットストリーム（４１５）を第３の異性化ゾーン（４２０）に通過させて、第３の異性化ゾーン生成物ストリーム（４２５）を生成する工程と、
前記第３の異性化ゾーン生成物ストリーム（４２５）を前記分離ゾーンに通過させる工程と、を更に含む、請求項１又は２に記載のプロセス。 - 前記プロセスの少なくとも１つのパラメータを感知し、前記感知から信号若しくはデータを生成すること、
信号を生成して送信すること、又は、
データを生成して送信すること、のうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１又は２に記載のプロセス。
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