RU2422422C2 - Method of removing oxygenates from stream of paraffins - Google Patents

Method of removing oxygenates from stream of paraffins Download PDF

Info

Publication number
RU2422422C2
RU2422422C2 RU2009106101/04A RU2009106101A RU2422422C2 RU 2422422 C2 RU2422422 C2 RU 2422422C2 RU 2009106101/04 A RU2009106101/04 A RU 2009106101/04A RU 2009106101 A RU2009106101 A RU 2009106101A RU 2422422 C2 RU2422422 C2 RU 2422422C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paraffins
oxygenates
adsorbent
stream
olefins
Prior art date
Application number
RU2009106101/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009106101A (en
Inventor
Санти КУЛПРАТИПАНДЖА (US)
Санти КУЛПРАТИПАНДЖА
Джеймс У. ПРЕГНИЦ (US)
Джеймс У. ПРЕГНИЦ
Стивен В. СОН (US)
Стивен В. СОН
Брайан К. ГЛОУВЕР (US)
Брайан К. Глоувер
Бипин В. ВОРА (US)
Бипин В. Вора
Original Assignee
Юоп Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юоп Ллк filed Critical Юоп Ллк
Priority to RU2009106101/04A priority Critical patent/RU2422422C2/en
Publication of RU2009106101A publication Critical patent/RU2009106101A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2422422C2 publication Critical patent/RU2422422C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of removing oxygenate from a stream containing 50-99.99 wt % paraffins and 0-50 wt % olefins, which involves the following steps: a) passing a supply stream containing 50-99.99 wt % of one or more starting C10-C15-paraffins, 0-50 wt % olefins and one or more oxygenates through an adsorbent layer which is an exchange alkali or alkali-earth cation of zeolite X in order to remove virtually all said oxygenates; and b) removing paraffin(s) from the adsorbent layer to obtain a clean stream.
EFFECT: use of present method enables to remove a wide range of oxygenates from raw materials, a large portion of which contains C10-C15-paraffins.
4 cl, 2 tbl, 1 ex, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к способу удаления оксигенатов из парафинов или смеси парафинов и олефинов. Настоящее изобретение особенно полезно для удаления оксигенатов из С1015-парафинов или смесей парафинов и олефинов перед использованием указанных парафинов или олефинов или их смесей в последующих процессах или реакциях.The present invention relates to a method for removing oxygenates from paraffins or a mixture of paraffins and olefins. The present invention is particularly useful for removing oxygenates from C 10 -C 15 paraffins or mixtures of paraffins and olefins before using said paraffins or olefins or mixtures thereof in subsequent processes or reactions.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Существует целый ряд промышленных применений парафинов или олефинов или их смесей в диапазоне С1015. В число этих применений входят углеводороды в качестве предшественника н-алкилбензола, который используется для производства н-алкилбензолсульфокислоты, которая является главным поверхностно-активным веществом в производстве моющих средств. Указанные парафины или олефины или их смеси могут быть также использованы в качестве предшественников для превращения их в более ценные виды топлива. В связи с загрязнением, вызываемым увеличением традиционных ископаемых видов топлива, и в связи с тем, что источники нефти иссякают, возникает повышенный интерес к другим источникам энергии. Одним из перспективных источников энергии является синтетическое производство топлив, смазочных материалов и других продуктов из природного газа или угля. Процесс переработки газа в топливо часто называют "газ в жидкое топливо" (GTL) и его часто осуществляют с помощью процесса Фишера-Тропша. Примером может служить US 4973453, который включен в настоящий документ в качестве ссылочного материала. Нормальные парафины и олефины в диапазоне С1015 представляют особенную ценность для указанных выше процессов.There are a number of industrial applications of paraffins or olefins or mixtures thereof in the range of C 10 -C 15 . These applications include hydrocarbons as a precursor to n-alkylbenzene, which is used to produce n-alkylbenzenesulfonic acid, which is the main surfactant in the production of detergents. These paraffins or olefins or mixtures thereof can also be used as precursors to convert them to more valuable fuels. Due to the pollution caused by the increase in traditional fossil fuels, and due to the fact that the sources of oil are running out, there is an increased interest in other sources of energy. One of the promising sources of energy is the synthetic production of fuels, lubricants and other products from natural gas or coal. The process of converting gas to fuel is often referred to as "gas to liquid fuel" (GTL) and is often carried out using the Fischer-Tropsch process. An example is US Pat. No. 4,973,453, which is incorporated herein by reference. Normal paraffins and olefins in the range of C 10 -C 15 are of particular value for the above processes.

Синтетическое производство углеводородов с помощью каталитической реакции синтез-газа хорошо известно и его обычно называют реакцией Фишера-Трошпа. Процесс Фишера-Тропша был изобретен в начале XX века в Германии. Его применяли в промышленном масштабе в Германии во время Второй Мировой Войны и позднее использовали в Южной Африке.The synthetic production of hydrocarbons using a catalytic synthesis gas reaction is well known and is usually called the Fischer-Trochp reaction. The Fischer-Tropsch process was invented at the beginning of the 20th century in Germany. It was used on an industrial scale in Germany during World War II and was later used in South Africa.

Синтез-газ (в основном водород и оксид углерода) получают из угля или природного газа (метана). После этого синтез-газ превращают в жидкие углеводороды. Реакцию Фишера-Тропша для превращения синтез-газа в некоторых случаях описывают в виде следующей общей реакции:Synthesis gas (mainly hydrogen and carbon monoxide) is obtained from coal or natural gas (methane). After that, the synthesis gas is converted into liquid hydrocarbons. The Fischer-Tropsch reaction for converting synthesis gas is in some cases described as the following general reaction:

Figure 00000001
Figure 00000001

Углеводородные продукты, получаемые с помощью реакции Фишера-Тропша, варьируют от метана до высокомолекулярных парафиновых восков, содержащих более 50 атомов углерода.The Fischer-Tropsch hydrocarbon products range from methane to high molecular weight paraffin waxes containing more than 50 carbon atoms.

При проведении реакции используют многочисленные катализаторы, включая активные металлы, такие как железо, кобальт, рутений, рений и т.д., и при этом можно получать как насыщенные, так и ненасыщенные углеводороды. Реакция синтеза очень экзотермична и чувствительна к температуре, в связи с чем для поддержания селективности желаемого углеводородного продукта требуется температурный контроль.When carrying out the reaction, numerous catalysts are used, including active metals such as iron, cobalt, ruthenium, rhenium, etc., and both saturated and unsaturated hydrocarbons can be obtained. The synthesis reaction is very exothermic and temperature sensitive, and therefore temperature control is required to maintain the selectivity of the desired hydrocarbon product.

Используемый в реакции Фишера-Тропша синтез-газ может быть получен из природного газа, газифицированного угля и прочих источников. Для получения синтез-газа (сингаза), используемого в качестве исходного сырья в реакции Фишера-Тропша, применяется целый ряд базовых методов. Многочисленные методологии и системы, используемые для получения синтез-газа, включают частичное окисление, паровой реформинг, автореформинг или автотермальный реформинг. Используют как систему с неподвижным слоем, так и систему с псевдоожиженным слоем.The synthesis gas used in the Fischer-Tropsch reaction can be obtained from natural gas, gasified coal, and other sources. To obtain synthesis gas (syngas), used as a feedstock in the Fischer-Tropsch reaction, a number of basic methods are used. Numerous methodologies and systems used to produce synthesis gas include partial oxidation, steam reforming, autoreforming, or autothermal reforming. Both a fixed bed system and a fluidized bed system are used.

Реакции реформинга являются эндотермичными и для них часто используют никельсодержащий катализатор. Частичное окисление (некаталитическое или каталитическое) включает субстехиометрическое сжигание легких углеводородов, таких как метан, с образованием синтез-газа. Реакция частичного окисления обычно проводится в промышленных масштабах с использованием кислорода высокой степени чистоты.Reforming reactions are endothermic and often use a nickel-containing catalyst for them. Partial oxidation (non-catalytic or catalytic) involves the substoichiometric burning of light hydrocarbons, such as methane, to produce synthesis gas. The partial oxidation reaction is usually carried out on an industrial scale using oxygen of high purity.

В некоторых ситуациях указанные способы получения синтез-газа могут быть объединены с образованием другого способа. До настоящего времени для получения синтез-газа используют также объединение частичного окисления и парового реформинга, известное как автотермальный реформинг, в котором воздух может использоваться как кислородсодержащий газ для реакции частичного окисления. Автотермальный реформинг - объединение частичного окисления и парового реформинга, позволяет использовать экзотермическое тепло частичного окисления в качестве тепла, необходимого для эндотермической реакции парового реформинга. Процесс автотермального реформинга может проводиться в относительно недорогом реакторе из углеродистой стали с огнеупорной футеровкой, благодаря чему, как правило, снижается себестоимость процесса.In some situations, these synthesis gas production methods may be combined to form another method. To date, the synthesis of partial oxidation and steam reforming, known as autothermal reforming, in which air can be used as an oxygen-containing gas for the partial oxidation reaction, is also used to produce synthesis gas. Autothermal reforming - the combination of partial oxidation and steam reforming, allows you to use the exothermic heat of partial oxidation as the heat needed for the endothermic reaction of steam reforming. The autothermal reforming process can be carried out in a relatively inexpensive carbon steel reactor with refractory lining, due to which, as a rule, the cost of the process is reduced.

Процесс Фишера-Тропша для получения парафинов и парафин/олефиновых смесей приводит также к образованию большого разнообразия оксигенатов. Указанные оксигенаты, которые включают в себя альдегиды, кислоты, кетоны и спирты, являются вредными во множестве применений указанных парафинов или олефинов или их смесей. В частности, оксигенаты отравляют катализаторы, используемые для содействия переработке парафина и парафин/олефиновой смеси в желаемые конечные продукты. Для того чтобы парафины или олефины или их смеси перерабатывались без отравления адсорбента/катализатора или причинения какого-либо иного вреда при переработке указанных парафинов или олефинов или их смесей, содержание оксигената должно быть уменьшено от количеств порядка 200-400 ч/млн в необработанном потоке парафинов и/или олефинов до 1 ч/млн или меньше.The Fischer-Tropsch process for producing paraffins and paraffin / olefin mixtures also leads to the formation of a wide variety of oxygenates. These oxygenates, which include aldehydes, acids, ketones and alcohols, are harmful in many applications of these paraffins or olefins or mixtures thereof. In particular, oxygenates poison the catalysts used to facilitate the conversion of paraffin and paraffin / olefin mixture to the desired end products. In order for paraffins or olefins or their mixtures to be processed without poisoning the adsorbent / catalyst or causing any other harm during the processing of these paraffins or olefins or mixtures thereof, the oxygenate content should be reduced by amounts of the order of 200-400 ppm in the untreated paraffin stream and / or olefins up to 1 ppm or less.

Для удаления оксигенатов из парафинов с небольшим количеством атомов углерода, т.е. в среднем около C5, было предложено несколько различных схем адсорбции. Например, в US 6111162 для удаления оксигенированных загрязнителей углеводороды, содержащие от 3 до 8 атомов углерода, обрабатывали адсорбентом, включающим силикагель. В US 5427689 из углеводородов, содержащих 1-10 атомов углерода, удаляли множество полярных веществ, включающих воду, спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, амины, меркаптаны, органические сульфиды и карбоновые кислоты, с использованием сорбентной композиции, включающей борат алюминия и борат циркония. В US 4404118 сообщается об удалении оксигенатов из потока, содержащего С4-углеводороды. Однако до настоящего времени не был предложен способ для достаточного удаления оксигенатов из парафиновой и парафин/олефиновой смеси с большим содержанием атомов углерода (С10-C15), используемых в способе настоящего изобретения. Эти смеси включают от 0 до 50 вес.% олефинов и от 50 до 99 вес.% парафинов. В парафиновой и парафин/олефиновой смесях, получаемых с помощью процесса Фишера-Тропша, присутствуют десятки различных оксигенатных соединений, и для того чтобы использовать указанные парафины и парафин/олефиновую смесь в широком ряду процессов, необходимо иметь общий способ, который был бы пригоден для удаления всех оксигенатных соединений. Соответственным образом, считается, что желательно удаление совместного присутствия указанных соединений из исходной парафиновой и парафин/олефиновой смеси. Кроме того, во многих применениях настоящего изобретения желательно иметь возможность регенерировать адсорбенты, используемые для удаления оксигенатов из исходной парафиновой и парафин/олефиновой смеси. При возможности многократного использования адсорбентов после регенерации слоя адсорбента вместо частой замены слоев можно добиться значительного снижения расходов.To remove oxygenates from paraffins with a small number of carbon atoms, i.e. averaging around C 5 , several different adsorption schemes have been proposed. For example, in US Pat. No. 6,111,162, hydrocarbons containing 3 to 8 carbon atoms were treated with an adsorbent including silica gel to remove oxygenated pollutants. In US 5,427,689, many polar substances, including water, alcohols, esters, aldehydes, ketones, amines, mercaptans, organic sulfides and carboxylic acids, were removed from hydrocarbons containing 1-10 carbon atoms using a sorbent composition comprising aluminum borate and zirconium borate . US 4,404,118 teaches the removal of oxygenates from a stream containing C 4 hydrocarbons. However, to date, no method has been proposed for the sufficient removal of oxygenates from a paraffin and paraffin / olefin mixture with a high content of carbon atoms (C 10 -C 15 ) used in the method of the present invention. These mixtures include from 0 to 50 wt.% Olefins and from 50 to 99 wt.% Paraffins. Dozens of different oxygenate compounds are present in the paraffin and paraffin / paraffin / olefin mixtures obtained by the Fischer-Tropsch process, and in order to use these paraffins and paraffin / olefin mixtures in a wide variety of processes, it is necessary to have a common method that is suitable for removing all oxygenate compounds. Accordingly, it is believed that it is desirable to remove the co-presence of these compounds from the starting paraffin and paraffin / olefin mixture. In addition, in many applications of the present invention, it is desirable to be able to regenerate the adsorbents used to remove oxygenates from the starting paraffin and paraffin / olefin mixture. If it is possible to reuse adsorbents after regeneration of the adsorbent layer, instead of frequently replacing the layers, a significant reduction in costs can be achieved.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Настоящее изобретение включает способ удаления оксигенатов из потока, содержащего от 50 до 99,99 вес.% парафинов и от 0 до 50 вес.% олефинов, включающий пропускание сырьевого потока, содержащего один или более исходных С1015-парафинов и смесь олефинов и один или более оксигенатов, через слой адсорбента с целью удаления по существу всех оксигенатов и получения в качестве продукта парафинов и олефинов (в случае присутствия последних). Уровень оксигенатов ниже уровня, который детектируется с помощью стандартных лабораторных методов, таких как газовая хроматография. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для обеспечения полноты удаления оксигенатных примесей считается необходимым направлять обогащенный парафинами поток на второй слой адсорбента, включающий молекулярное сито. Как правило, для завершения удаления этих примесей из обогащенного парафинами потока используется «зачищающий» слой с размером пор 5 А. Настоящее изобретение особенно полезно при очистке сырьевых потоков для некоторых реакций. Следовые количества оксигенатов могут оказывать вредное воздействие на адсорбент/катализатор. К числу процессов, которые могут быть улучшены в результате удаления оксигенатов, согласно настоящему изобретению относятся дегидрирование нормальных парафинов в олефины и процессы отделения нормальных парафинов от разветвленных и циклических углеводородов. В том случае когда сырье представляет собой смесь парафинов и олефинов, этот поток является подходящим для прямого алкилирования бензола после операции удаления оксигенатов и перед образованием алкилированного бензола. Соответственно, один из вариантов осуществления настоящего изобретения включает процесс дегидрирования нормальных парафинов до олефинов, включающий вначале пропускание потока парафинов, содержащего С1015-парафины, через, по меньшей мере, один адсорбентный слой, содержащий один или более адсорбентов, выбранных из группы, состоящей из силикагеля, активированного оксида алюминия и обменивающего щелочной или щелочно-земельный катион Х-цеолита, где адсорбенты путем адсорбции удаляют из парафинового потока практически все оксигенаты, и затем направление парафинового потока в реактор, содержащий катализатор дегидрирования для превращения, по крайней мере, части парафинового потока в олефины. Другой вариант осуществления настоящего изобретения включает процесс, включающий вначале пропускание потока парафинов, содержащего С1015-парафины, через, по меньшей мере, один адсорбентный слой, содержащий один или более адсорбентов, выбранных из группы, состоящей из силикагеля, активированного оксида алюминия и обменивающего щелочной или щелочно-земельный катион Х-цеолита, где адсорбенты путем адсорбции удаляют из парафинового потока практически все оксигенаты, и последующее направление потока парафинов на слой адсорбента, включающий молекулярное сито с целью отделения из парафинового потока нормальных парафинов.The present invention includes a method for removing oxygenates from a stream containing from 50 to 99.99% by weight of paraffins and from 0 to 50% by weight of olefins, comprising passing a feed stream containing one or more starting C 10 -C 15 paraffins and a mixture of olefins and one or more oxygenates, through an adsorbent bed in order to remove substantially all oxygenates and to obtain paraffins and olefins as a product (if they are present). The level of oxygenates is below the level that is detected using standard laboratory methods, such as gas chromatography. In some embodiments of the present invention, to ensure complete removal of oxygenate impurities, it is considered necessary to direct the paraffin-rich stream to a second adsorbent bed including a molecular sieve. Typically, a “stripping” layer with a pore size of 5 A is used to complete the removal of these impurities from the paraffin-enriched stream. The present invention is particularly useful in the purification of feed streams for certain reactions. Trace amounts of oxygenates can be harmful to the adsorbent / catalyst. Among the processes that can be improved by removing oxygenates according to the present invention are the dehydrogenation of normal paraffins to olefins and the processes of separating normal paraffins from branched and cyclic hydrocarbons. In the case where the feed is a mixture of paraffins and olefins, this stream is suitable for direct alkylation of benzene after the operation to remove oxygenates and before the formation of alkylated benzene. Accordingly, one embodiment of the present invention includes a process for the dehydrogenation of normal paraffins to olefins, comprising first passing a stream of paraffins containing C 10 -C 15 paraffins through at least one adsorbent layer containing one or more adsorbents selected from the group consisting of silica gel, activated alumina and exchanging the alkaline or alkaline-earth cation X-zeolite, where adsorbents by adsorption remove almost all oxygenates from the paraffin stream, and ATEM direction paraffinic stream to a reactor containing a dehydrogenation catalyst to convert at least a portion of the paraffinic stream to olefins. Another embodiment of the present invention includes a process comprising first passing a stream of paraffins containing C 10 -C 15 paraffins through at least one adsorbent layer containing one or more adsorbents selected from the group consisting of silica gel, activated alumina and exchanging the alkaline or alkaline-earth cation X-zeolite, where adsorbents by adsorption remove almost all oxygenates from the paraffin stream, and the subsequent direction of the paraffin stream to the adsorbent bed, including conductive molecular sieve to separate from the paraffin stream of normal paraffins.

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения включает процесс, включающий вначале пропускание потока, содержащего 50-99,99% С1015-парафинов и 0-50% олефинов через, по меньшей мере, один адсорбентный слой, содержащий один или более адсорбентов, выбранных из группы, состоящей из силикагеля, активированного оксида алюминия и обменивающего щелочной или щелочно-земельный катион Х-цеолита, где адсорбенты путем адсорбции удаляют из потока практически все оксигенаты, и затем объединение потока с бензолом и направление полученного потока алкилирования в реактор, содержащий катализатор для превращения, по крайней мере, части олефинов в алкилированный бензол.Another embodiment of the present invention includes a process comprising first passing a stream containing 50-99.99% C 10 -C 15 paraffins and 0-50% olefins through at least one adsorbent layer containing one or more adsorbents, selected from the group consisting of silica gel, activated alumina, and exchanging the alkaline or alkaline-earth cation X-zeolite, where adsorbents remove almost all oxygenates from the stream by adsorption, and then combining the stream with benzene and directing the resulting stream a alkylation to a reactor containing a catalyst for converting at least a portion of the olefins to alkyl benzene.

Краткое описание фигурBrief Description of the Figures

Фиг.1 - демонстрация проскока с сырьем через адсорбент из оксида алюминия по 1000 ч/млн 2-ундеканона, 2-ундеканола, децилового спирта, лауриновой кислоты и 2-додеканола.Figure 1 - demonstration of the slip with the raw material through an adsorbent of aluminum oxide at 1000 ppm of 2-undecanol, 2-undecanol, decyl alcohol, lauric acid and 2-dodecanol.

Фиг.2 - демонстрация проскока с сырьем через силикагелевый адсорбент по 1000 ч/млн 2-ундеканона, 2-ундеканола, децилового спирта, лауриновой кислоты и 2-додеканола.Figure 2 - demonstration of a slip with the feed through a silica gel adsorbent of 1000 ppm of 2-undecanone, 2-undecanol, decyl alcohol, lauric acid and 2-dodecanol.

Фиг.3 - демонстрация проскока с сырьем через другой силикагелевый адсорбент по 1000 ч/млн 2-ундеканона, 2-ундеканола, децилового спирта, лауриновой кислоты и 2-додеканола.Figure 3 - demonstration of a slip with the feed through another silica gel adsorbent of 1000 ppm of 2-undecanone, 2-undecanol, decyl alcohol, lauric acid and 2-dodecanol.

Фиг.4 - демонстрация проскока вместе с сырьем через 13Х-адсорбент по 1000 ч/млн 2-ундеканона, 2-ундеканола, децилового спирта, лауриновой кислоты и 2-додеканола.Figure 4 is a demonstration of the slip along with the feed through a 13X adsorbent of 1000 ppm of 2-undecanone, 2-undecanol, decyl alcohol, lauric acid and 2-dodecanol.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Настоящее изобретение включает способ удаления оксигенатов из смеси парафинов и олефинов или обогащенного парафинами потока, который включает пропускание сырьевого потока, содержащего один или более исходных С1015-парафинов или смесь парафинов и олефинов и один или более оксигенатов, через адсорбентный слой с целью удаления по существу всех оксигенатов; и получение парафинов или смеси парафинов и олефинов. Как правило, смесь парафинов и олефинов, упоминаемая в настоящем документе как обогащенный олефинами поток, содержит до 50 вес.% олефинов, в то время как остальная часть содержит парафины плюс примеси. До 1% смеси парафинов и олефинов или обогащенных парафинами потоков составляют примеси оксигенатов, которые должны быть удалены с помощью настоящего изобретения. В случае обогащенных парафинами потоков потоки обычно включают 99 вес.% парафинов и в некоторых случаях до 99,99 вес.% парафинов. Было обнаружено, что в подобном типичном обогащенном парафинами или обогащенном олефинами парафиновом потоке, произведенном в процессе Фишера-Тропша типа «газ в жидкость», образуется множество углеводородных оксигенатов, включая спирты, альдегиды, кетоны и кислоты. Для того чтобы применять эти парафины или парафины, обогащенные олефинами, без отравления адсорбента/катализатора, который используется в таких процессах, как превращение парафинов в олефины, алкилирование парафинов бензолом и при отделении н-парафинов от других парафинов, необходимо использовать процесс удаления практически всех оксигенатов. В таблице 1 проиллюстрирован обширный список оксигенатов, содержащихся в трех образцах парафинов или обогащенных олефинами парафинов до обработки в процессе настоящего изобретения, все из которых удаляются с помощью способа настоящего изобретения. Все числа выражены в ч/млн.The present invention includes a method for removing oxygenates from a mixture of paraffins and olefins or a paraffin-rich stream, which comprises passing a feed stream containing one or more starting C 10 -C 15 paraffins or a mixture of paraffins and olefins and one or more oxygenates through an adsorbent bed to removing substantially all oxygenates; and obtaining paraffins or a mixture of paraffins and olefins. Typically, a mixture of paraffins and olefins, referred to herein as an olefin-rich stream, contains up to 50 wt.% Olefins, while the rest contains paraffins plus impurities. Up to 1% of a mixture of paraffins and olefins or paraffin-rich streams are oxygenate impurities that must be removed by the present invention. In the case of paraffin-rich streams, the streams typically include 99% by weight of paraffins, and in some cases up to 99.99% by weight of paraffins. It has been found that in such a typical paraffin-rich or olefin-rich paraffin stream produced in a gas to liquid Fischer-Tropsch process, a variety of hydrocarbon oxygenates are formed, including alcohols, aldehydes, ketones and acids. In order to use these paraffins or olefin-rich paraffins without poisoning the adsorbent / catalyst used in processes such as the conversion of paraffins to olefins, the alkylation of paraffins with benzene and the separation of n-paraffins from other paraffins, it is necessary to use the process of removing almost all oxygenates . Table 1 illustrates an extensive list of oxygenates contained in three samples of paraffins or olefin-rich paraffins prior to processing in the process of the present invention, all of which are removed using the method of the present invention. All numbers are expressed in ppm.

Таблица 1Table 1 СоединениеCompound Сырье 1Raw 1 Сырье 2Raw materials 2 Сырье 3Raw materials 3 1-нонанол1 nonanol 1,61,6 12,112.1 3,63.6 2-нонанол2-nonanol <0,4<0.4 1,61,6 1,81.8 1-деканол1-decanol 2,22.2 14,014.0 12,112.1 2-деканол2-decanol 0,40.4 4,54,5 3,33.3 3-деканол3-decanol <0,4<0.4 <0,4<0.4 9,29.2 4-деканол4-decanol 0,30.3 4,24.2 3,13,1 Неизвестные С10-спиртыUnknown C 10 alcohols <0,4<0.4 <0,4<0.4 <0,4<0.4 1-ундеканол1-undecanol 1,61,6 9,09.0 4,34.3 2-ундеканол2-undecanol 1,41.4 4,54,5 3,93.9 3-ундеканол3-undecanol 0,90.9 3,33.3 4,84.8 4-ундеканол4-undecanol 0,60.6 2,12.1 5,25.2 Неизвестные С10-спиртыUnknown C 10 alcohols 0,80.8 3,23.2 5,75.7 1-додеканол1-dodecanol 0,50.5 1,01,0 1,41.4 2-додеканол2-dodecanol 4,64.6 8,08.0 <0,4<0.4 Неизвестные C12-спиртыUnknown C 12 alcohols 6,06.0 15,315.3 <1,0<1.0 1-тридеканол1-tridecanol <0,4<0.4 <0,4<0.4 <0,4<0.4 Неизвестные С13-спиртыUnknown C 13 alcohols 3,13,1 6,76.7 <0,4<0.4 1-тетрадеканол1-tetradecanol <0,4<0.4 <0,4<0.4 <0,4<0.4 Неизвестные С14-спиртыUnknown C 14 alcohols 1,01,0 0,50.5 <0,4<0.4 1-октаналь1-octanal 4,54,5 4,94.9 4,34.3 1-нонаналь1 nonanal 4,24.2 6,76.7 7,77.7 1-деканаль1-decanal 3,93.9 8,38.3 16,916.9 1-ундеканаль1-undecanal 3,03.0 7,27.2 17,117.1 1-додеканаль1-dodecanal <0,6<0.6 1,41.4 <1,0<1.0 1-тридеканаль1-channel <0,5<0.5 <0,5<0.5 <1,0<1.0 2-гептанон2-heptanone 0,70.7 1,61,6 <0,4<0.4 2-октананон2-octananone 1,51,5 3,83.8 <0,4<0.4 2-нонанон2-nonanone 2,42,4 6,66.6 0,60.6 2-деканон2-decanon 3,13,1 10,110.1 2,92.9 2-ундеканон2-undecanon 3,33.3 11,311.3 3,53,5 2-додеканон2-dodecanon 1,61,6 5,75.7 1,01,0 Неизвестные С11-кетоныUnknown C 11 -contains 2,22.2 1,01,0 5,25.2 Неизвестные С12-кетоныUnknown C 12 -contains 1,31.3 5,45,4 6,16.1 бутановая кислотаbutanoic acid 3,33.3 1,21,2 1,61,6 пентановая кислотаpentanoic acid 6,76.7 2,42,4 1,61,6 гексановая кислотаhexanoic acid 10,410,4 3,63.6 3,33.3 гептановая кислотаheptanoic acid 12,812.8 4,54,5 4,34.3 октановая кислотаoctanoic acid 14,314.3 4,74.7 6,76.7 нонановая кислотаnonanoic acid 16,016,0 5,35.3 9,49,4 декановая кислотаdecanoic acid 16,716.7 5,15.1 10,110.1 ундекановая кислотаundecanoic acid 12,012.0 4,04.0 15,415.4 лауриновая кислотаlauric acid 6,66.6 2,42,4 12,612.6

В таблице 2 суммированы все содержащиеся в сырье типы оксигенатов.Table 2 summarizes all types of oxygenates contained in the feed.

Таблица 2table 2 СоединениеCompound Сырье 1Raw 1 Сырье 2Raw materials 2 Сырье 3Raw materials 3 СпиртыAlcohols 25,025.0 90,090.0 58,458.4 АльдегидыAldehydes 15,615.6 28,528.5 46,046.0 КетоныKetones 12,612.6 39,139.1 8,08.0 КислотыAcids 98,898.8 33,233,2 65,065.0

При осуществлении настоящего изобретения обогащенный парафинами или обогащенный олефинами поток парафинов сначала пропускают через адсорбентный слой, содержащий, по меньшей мере, один адсорбент, выбранный из группы, состоящей из силикагеля, активированного оксида алюминия и обменивающего щелочной или щелочноземельный катион Х-цеолита. Соотношение Si/Al2 в Х-цеолите составляет от 2,0 до 3,0. Предпочтительным является Х-цеолит с соотношением Si/Al2, равным 2, 2,3 или 2,5.In the practice of the present invention, a paraffin-rich or olefin-rich paraffin stream is first passed through an adsorbent bed containing at least one adsorbent selected from the group consisting of silica gel, activated alumina and exchanging alkaline or alkaline earth X-zeolite cation. The ratio of Si / Al 2 in X-zeolite is from 2.0 to 3.0. Preferred is X-zeolite with a ratio of Si / Al 2 equal to 2, 2.3 or 2.5.

В дополнение к удалению оксигенатов в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения необходимо удалять соединения, содержащие другие элементы из группы VIB Периодической таблицы элементов. В частности, когда используется низкокачественный конденсат из газовой скважины, содержащий до 0,7 вес.% меркаптанов, сульфидов и дисульфидов, весьма желательно обрабатывать такой поток с целью снижения уровня соединений серы, которые являются вредными для платинового катализатора, используемого для получения н-алкилбензолов, до ниже 5 вес.ч./млн. Соединения серы могут быть удалены путем использования адсорбентов, известных обычному специалисту в данной области техники. Выгодных результатов можно достичь, используя адсорбентный слой, содержащий ADS-102 и адсорбент PEP, который можно получить от UOP LLC, Des Plaines, Иллинойс.In addition to removing oxygenates, in some embodiments of the present invention, it is necessary to remove compounds containing other elements from group VIB of the Periodic Table of the Elements. In particular, when a low-quality condensate is used from a gas well containing up to 0.7% by weight of mercaptans, sulfides and disulfides, it is highly desirable to process such a stream in order to reduce the level of sulfur compounds that are harmful to the platinum catalyst used to produce n-alkylbenzenes up to below 5 parts by weight / million Sulfur compounds can be removed using adsorbents known to those of ordinary skill in the art. Advantageous results can be achieved using an adsorbent bed containing ADS-102 and PEP adsorbent, which can be obtained from UOP LLC, Des Plaines, Illinois.

Адсорбентный слой может быть предназначен исключительно для обработки обогащенного парафинами или обогащенного олефинами парафинового потока, либо же он может быть интегрирован с процессом химической конверсии, в котором используется поток парафинов, с целью осуществления других типов разделения. Специализированным адсорбентным слоем является такой слой, единственной целью которого является удаление оксигенатов из потока парафинов вне зависимости от того, проходит ли через слой только поток парафинов или поток парафинов объединен с потоком, прошедшим процесс химической конверсии, и через слой проходит объединенный поток. В интегрированном адсорбентном слое поток парафинов и прошедший процесс химической конверсии поток объединяют и адсорбентный слой служит для удаления, по меньшей мере, одного компонента в потоке, прошедшем процесс химической конверсии. Например, в процессах для алкилирования и процессе получения алкилбензолов из парафинов парафины дегидрируют, и с целью удаления нежелательных ароматических соединений дегидрированный поток, как правило, пропускают через адсорбентный слой типа цеолита 13Х. В подобных процессах поток парафинов поступает в процесс преимущественно после дегидрирования и до адсорбции воды и ароматических соединений в слое адсорбента.The adsorbent layer may be designed exclusively for processing a paraffin-rich or olefin-rich paraffin stream, or it may be integrated with a chemical conversion process that uses a paraffin stream to effect other types of separation. A specialized adsorbent layer is such a layer, the sole purpose of which is to remove oxygenates from the paraffin stream, regardless of whether only the paraffin stream passes through the layer or the paraffin stream is combined with the chemical conversion stream and the combined stream passes through the layer. In the integrated adsorbent layer, the paraffin stream and the chemical conversion process are combined and the adsorbent layer is used to remove at least one component in the chemical conversion process stream. For example, in the processes for alkylation and the process for producing alkylbenzenes from paraffins, paraffins are dehydrated and, in order to remove undesirable aromatic compounds, the dehydrated stream is usually passed through an adsorbent layer such as 13X zeolite. In such processes, the paraffin stream enters the process mainly after dehydrogenation and before adsorption of water and aromatic compounds in the adsorbent layer.

Будучи специализированным, адсорбентный слой работает, как правило, при температуре от 25 до 60°С и предпочтительно при температуре немного выше окружающей среды (40°С). Хотя и было установлено, что указанный адсорбентный слой снижает уровень оксигената ниже уровня, измеряемого с помощью газовой хроматографии, поскольку же было обнаружено, что в некоторых условиях указанные адсорбентные слои с течением времени удаляют оксигенаты менее эффективно, чтобы гарантировать полное удаление оксигенатов, необходимы дополнительные измерения. В соответствии с этим в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения было установлено, что второй адсорбентный слой, работающий при повышенной температуре от 150 до 200°С и содержащий адсорбент 5 А, удаляет возможно присутствующие остаточные оксигенаты, не удаленные первым слоем. Адсорбентные слои, интегрированные с процессом, в котором используется обогащенный парафинами или обогащенный олефинами поток парафинов, обычно работают в условиях, которые являются подходящими для этого процесса.Being specialized, the adsorbent layer operates, as a rule, at a temperature of from 25 to 60 ° C and preferably at a temperature slightly above ambient (40 ° C). Although it was found that this adsorbent layer reduces the level of oxygenate below the level measured by gas chromatography, since it was found that under certain conditions these adsorbent layers remove oxygenates less efficiently over time to ensure complete removal of oxygenates, additional measurements are required . Accordingly, in preferred embodiments of the present invention, it has been found that a second adsorbent layer operating at an elevated temperature of 150 to 200 ° C. and containing 5 A adsorbent removes possibly present residual oxygenates not removed by the first layer. Adsorbent layers integrated with a process that uses a paraffin-rich or olefin-rich paraffin stream typically operate under conditions that are suitable for the process.

После того как адсорбентные слои исчерпывают свою емкость для удаления оксигенатов из обогащенных парафинами потоков, следует стадия регенерации слоя для удаления с адсорбентного слоя адсорбированных оксигенатов. Через слой при поддержании повышенной температуры пропускают газ или жидкость в течение времени, достаточного для его регенерации путем удаления оксигенатов. В одном из вариантов осуществления процесса регенерации в качестве регенерирующего газа был использован азот при часовой объемной скорости газа 3000 час-1, слой сначала в течение двух часов нагревали до 130°С и затем в течение еще трех часов температуру повышали до 250°С. Могут быть использованы и другие регенерирующие газы или жидкости, такие как участвующие в процессе потоки. Слой можно также регенерировать в соответствии с процедурой, предложенной в US 6225518 В1, полностью включенной в настоящее описание в качестве ссылочного материала. Как правило, вследствие низкой концентрации оксигенатов интегрированный адсорбентный слой регенерируют или замещают в процессе в зависимости от производительности процесса.After the adsorbent layers have exhausted their capacity to remove oxygenates from paraffin-rich streams, a layer regeneration step follows to remove adsorbed oxygenates from the adsorbent layer. A gas or liquid is passed through the layer while maintaining an elevated temperature for a time sufficient to regenerate it by removing oxygenates. In one embodiment of the regeneration process, nitrogen was used as a regenerating gas at a gas hourly space velocity of 3000 h -1 , the layer was first heated to 130 ° C for two hours and then the temperature was raised to 250 ° C for another three hours. Other regenerating gases or liquids, such as those involved in the process, may be used. The layer can also be regenerated in accordance with the procedure proposed in US 6225518 B1, fully incorporated into the present description as a reference material. As a rule, due to the low concentration of oxygenates, the integrated adsorbent layer is regenerated or replaced in the process depending on the productivity of the process.

ПРИМЕРEXAMPLE

Для определения степени удаления оксигенатов из углеводородов проведены лабораторные испытания. Процесс проводится в 20-мл колонке из нержавеющей стали. Колонка устанавливается в закрытый бокс и набивается 20 мл адсорбента. Вначале температуру закрытого бокса повышают до желаемой температуры, которая в этом примере равна 40°С. После стабилизации температуры вводят содержащее оксигенаты углеводородное сырье со скоростью потока 4 час-1. Эффлюент собирают и анализируют на наличие примесных оксигенатов. Испытанное сырье содержало по 1000 ч/млн каждого из пяти типичных содержащихся в керосине оксигенатов: 2-ундеканон, 2-ундеканол, дециловый спирт, лауриновая кислота и 2-додеканол. В случае оксида алюминия, силикатного геля и адсорбентов типа NaX были отмечены очень заметные проскоки. На фиг.1 испытанный в качестве адсорбента оксид алюминия представлял собой сферический активированный оксид алюминия, продаваемый UOP LLC, Des Plaines, Иллинойс, под названием активированный оксид алюминия 9139А. Адсорбент обладает емкостью 21,95 вес.%. На фиг.2 адсорбентом был силикагель Eagle 32-950, продаваемый Eagle Chemical Co, Inc., Mobile, Алабама. Адсорбент обладает емкостью 19,76 вес.%. На фиг.3 использованным адсорбентом был силикагель Grace 408, продаваемый W.R.Grace, Grace Davison division, Колумбия, Мериленд. Адсорбент обладает емкостью 32,33 вес.%. На фиг.4 использован адсорбент Molsiv MRG-E, продаваемый UOP, Des Plaines, Иллинойс. Адсорбент обладает емкостью 23,57 вес.%. На каждой из фигур продемонстрирована значительная емкость этих адсорбентов для оксигенатов, а также резкий проскок после достижения максимальной емкости адсорбента. Отмечено также, что лауриновая кислота прочно связывается адсорбентами во всех четырех случаях.Laboratory tests were performed to determine the degree of removal of oxygenates from hydrocarbons. The process is carried out in a 20 ml stainless steel column. The column is installed in a closed box and filled with 20 ml of adsorbent. Initially, the temperature of the closed box is raised to the desired temperature, which in this example is 40 ° C. After stabilization of the temperature, the hydrocarbon feed containing oxygenates is introduced at a flow rate of 4 h −1 . The effluent is collected and analyzed for the presence of impurity oxygenates. The tested raw materials contained 1000 ppm of each of the five typical oxygenates contained in kerosene: 2-undecanol, 2-undecanol, decyl alcohol, lauric acid and 2-dodecanol. In the case of alumina, silicate gel, and NaX type adsorbents, very noticeable breakthroughs were noted. 1, the alumina tested as an adsorbent was spherical activated alumina sold by UOP LLC, Des Plaines, Illinois, under the name Activated Alumina 9139A. The adsorbent has a capacity of 21.95 wt.%. 2, the adsorbent was Eagle 32-950 silica gel sold by Eagle Chemical Co, Inc., Mobile, Alabama. The adsorbent has a capacity of 19.76 wt.%. 3, the adsorbent used was Grace 408 silica gel sold by WRGrace, Grace Davison division, Columbia, Maryland. The adsorbent has a capacity of 32.33 wt.%. Figure 4 used the adsorbent Molsiv MRG-E, sold by UOP, Des Plaines, Illinois. The adsorbent has a capacity of 23.57 wt.%. Each of the figures shows a significant capacity of these adsorbents for oxygenates, as well as a sharp slip after reaching the maximum capacity of the adsorbent. It was also noted that lauric acid is strongly bound by adsorbents in all four cases.

Claims (4)

1. Способ удаления оксигената из потока, содержащего от 50 до 99,99 вес.% парафинов и от 0 до 50 вес.% олефинов, который включает следующие стадии:
a) пропускание сырьевого потока, содержащего от 50 до 99,99 вес.% одного или более исходных С1015-парафинов, от 0 до 50 вес.% олефинов и одного или более оксигенатов через адсорбентный слой, представляющий собой обменивающий щелочной или щелочноземельный катион Х-цеолита с целью удаления практически всех указанных оксигенатов; и
b) отвод парафина(ов) из адсорбентного слоя с получением очищенного потока.
1. The method of removing oxygenate from a stream containing from 50 to 99.99 wt.% Paraffins and from 0 to 50 wt.% Olefins, which includes the following stages:
a) passing a feed stream containing from 50 to 99.99% by weight of one or more initial C 10 -C 15 paraffins, from 0 to 50% by weight of olefins and one or more oxygenates through an adsorbent alkaline exchange layer or alkaline earth cation X-zeolite in order to remove almost all of these oxygenates; and
b) removing paraffin (s) from the adsorbent layer to obtain a purified stream.
2. Способ по п.1, в котором адсорбентный слой включает NaX-цеолит.2. The method according to claim 1, wherein the adsorbent layer comprises a NaX zeolite. 3. Способ по одному из пп.1 или 2, в котором адсорбентный слой регенерируют, удаляя оксигенаты, при этом регенерация включает нагрев адсорбентного слоя до достаточной температуры и в течение достаточного периода времени, и пропускание регенерирующего газа через адсорбентный слой с целью удаления из указанного адсорбента желаемой части оксигенатов.3. The method according to one of claims 1 or 2, in which the adsorbent layer is regenerated by removing oxygenates, the regeneration includes heating the adsorbent layer to a sufficient temperature and for a sufficient period of time, and passing the regenerating gas through the adsorbent layer to remove from the specified adsorbent of the desired portion of oxygenates. 4. Способ по п.1, в котором после прохождения потока парафинов и олефинов через адсорбентный слой пропускают очищенный поток через второй адсорбентный слой, включающий адсорбент 5 А для дополнительного удаления оксигенатов из очищенного потока. 4. The method according to claim 1, in which, after passing the stream of paraffins and olefins through the adsorbent layer, a purified stream is passed through a second adsorbent layer comprising 5 A adsorbent to further remove oxygenates from the purified stream.
RU2009106101/04A 2006-07-24 2006-07-24 Method of removing oxygenates from stream of paraffins RU2422422C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009106101/04A RU2422422C2 (en) 2006-07-24 2006-07-24 Method of removing oxygenates from stream of paraffins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009106101/04A RU2422422C2 (en) 2006-07-24 2006-07-24 Method of removing oxygenates from stream of paraffins

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009106101A RU2009106101A (en) 2010-08-27
RU2422422C2 true RU2422422C2 (en) 2011-06-27

Family

ID=42798426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009106101/04A RU2422422C2 (en) 2006-07-24 2006-07-24 Method of removing oxygenates from stream of paraffins

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422422C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009106101A (en) 2010-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7576248B2 (en) Process for removal of oxygenates from a paraffin stream
CA2658601C (en) Process for removal of oxygenates from a paraffin stream
EP0083203B1 (en) Method for the regeneration of solid adsorbents used to remove undesired compounds from a hydrocarbon stream
KR100608474B1 (en) Olefin purification by adsorption of acethylenics and regeneration of adsorbent
CA1313939C (en) Desulphurisation by using separation stage for producing concentrate steam having high sulphur compound&#39;s content
JP2010538822A (en) Process for removing residual sulfur compounds from caustic streams
ZA200502095B (en) Process for the removal of oxygen from olefin-containing process streams.
EP0229994B1 (en) Process for the removal of dimethyl ether contained as an impurity in liquid olefinic c3-c5 feeds
CN101374759A (en) Process for removing carbonyl sulphide and hydrogen sulphide from a synthesis gas stream
US6111162A (en) Process for removing oxygenated contaminants from hydrocarbon streams
JP6814729B2 (en) Sodium-containing and alkaline element-doped alumina-based adsorbent for trapping acidic molecules
US20180245006A1 (en) Copper adsorbent for acetylene converter guard bed
PT964904E (en) PURIFICATION OF OLEFINS BY ACETYLENE ADSORCEMENT AND ADSORVENT REGENERATION
JP2591663B2 (en) Method for simultaneous removal of arsenic and carbon oxysulfide from liquid phase unsaturated hydrocarbon fraction
JP2020111566A (en) Process for removing polyunsaturated hydrocarbons from c4 hydrocarbon streams in the presence of mercaptans, disulfides and c5 hydrocarbons
RU2422422C2 (en) Method of removing oxygenates from stream of paraffins
US3186789A (en) Method of removing hydrogen sulfide from gases
EA005967B1 (en) Process for the preparation of hydrocarbons
JP2012206944A (en) Method for removing carbon monoxide (co) and/or carbonyl sulfide (cos) contained in propylene
RU2549569C2 (en) Method for manufacturing regenerated fischer-tropsch synthesis catalyst and hydrocarbon manufacturing method
EA008512B1 (en) Production of linear alkyl benzene
JP2519998B2 (en) Method for producing hydrogen from hydrocarbons
JP2666155B2 (en) Method for producing hydrogen from kerosene fraction
KR20230064182A (en) Integrated Process for Producing BTX and Hydrogen from Shale Gas with Feeding of Carbon Dioxide
US20030105379A1 (en) Treatment of adsorbent to enhance adsorbent capacity for acetylenic compounds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150725