RU2613581C2 - Способы и установки для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных ароматическими соединениями потоках - Google Patents
Способы и установки для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных ароматическими соединениями потоках Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613581C2 RU2613581C2 RU2015128260A RU2015128260A RU2613581C2 RU 2613581 C2 RU2613581 C2 RU 2613581C2 RU 2015128260 A RU2015128260 A RU 2015128260A RU 2015128260 A RU2015128260 A RU 2015128260A RU 2613581 C2 RU2613581 C2 RU 2613581C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- aromatic
- toluene
- zone
- saturation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
- C07C5/13—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation with simultaneous isomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
- C07C5/10—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of aromatic six-membered rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C13/00—Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
- C07C13/02—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
- C07C13/08—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring
- C07C13/10—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring with a cyclopentane ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C13/00—Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
- C07C13/02—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
- C07C13/16—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a six-membered ring
- C07C13/18—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a six-membered ring with a cyclohexane ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
- C07C15/02—Monocyclic hydrocarbons
- C07C15/06—Toluene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/29—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton changing the number of carbon atoms in a ring while maintaining the number of rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/367—Formation of an aromatic six-membered ring from an existing six-membered ring, e.g. dehydrogenation of ethylcyclohexane to ethylbenzene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/06—Gasoil
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу повышения концентрации диметилциклопентана в обогащенном ароматическими соединениями потоке, имеющем исходную концентрацию ароматических соединений 60% мас. Способ включает в себя подачу обогащенного ароматическими соединениями потока в реактор; насыщение в зоне насыщения реактора ароматических соединений, содержащихся в обогащенном ароматическими соединениями потоке, водородом и над некислотным катализатором с образованием алкилциклогексана; изомеризацию в зоне изомеризации реактора более чем около 30% мас. алкилциклогексана с образованием диметилциклопентана; и дегидрирование в зоне дегидрирования реактора остаточного алкилциклогексана с образованием потока водорода и с образованием ароматических соединений в потоке продукта, при этом поток продукта содержит менее чем около 25% мас. ароматических соединений и диметилциклопентан; направление потока водорода от зоны дегидрирования в зону насыщения; и удаление потока продукта из реактора. Использование предлагаемого способа позволяет снизить уровень ароматики в углеводородных потоках при сохранении высокого октанового числа. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Область техники изобретения в целом относится к способам и установкам для образования потоков низкоароматических высокооктановых продуктов из обогащенных ароматическими соединениями потоков и, в частности, относится к способам и установкам для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных толуолом потоках.
Уровень техники
Ароматические соединения, такие как бензол и толуол, являются естественными компонентами сырой нефти и многих нефтепродуктов. Ароматические соединения добавляют в компаундированный бензин для повышения октанового числа бензина, например, октанового числа по исследовательскому методу (RON). Однако из-за вредного биологического и экологического воздействия ароматических соединений введены стандарты для регулирования их содержания в топливе, таком как бензин. Например, некоторые стандарты могут ограничивать концентрации ароматических соединений в бензине до не более 35% мас. В то же время, стандарты на топливо по-прежнему требуют высоких октановых чисел бензина.
Спрос на дистилляты, используемые в качестве топлива, повышается, и по прогнозам продолжит интенсивный рост. В частности, потребление дизельного топлива и средних дистиллятов по прогнозам будет являться главной движущей силой роста потребления нефти в следующем десятилетии. Промышленное производство дистиллятов преимущественно поддерживается процессами гидрокрекинга, а не флюид-каталитическим крекингом (FCC). Растущий спрос на дизельное топливо и другие дистилляты привел к строительству нефтеперерабатывающих заводов, которые полагаются на установки гидрокрекинга, разработанные с возможностью максимального увеличения производства дистиллятов, а не на установки флюид-каталитического крекинга. Кроме того, новые нефтеперерабатывающие заводы часто полностью лишены установок флюид-каталитического крекинга.
Смешивание обогащенных ароматическими соединениями потоков с другими углеводородными потоками при переработке бензиновых топливных смесей легко осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах с установками флюид-каталитического крекинга, поскольку процесс флюид-каталитического крекинга является источником умеренно высокооктановой и умеренно ароматической смеси для компенсации добавления ароматических соединений. Однако, на нефтеперерабатывающих заводах, которые полагаются на установки гидрокрекинга и лишены установок флюид-каталитического крекинга, соотношение потоков риформата тяжелой нафты, обогащенных ароматическими соединениями, к потокам изомеризата легкой нафты, лишенных ароматических соединений, образующихся при гидрокрекинге, оказывается слишком высоким, чтобы обеспечить рентабельное компаундирование бензина с требуемыми низкими уровнями ароматических соединений и высокими октановыми числами. Например, нафта бензинового диапазона, которая поступает из установок первичной переработки нефти и установок гидрокрекинга, обычно имеет отношение риформата тяжелой нафты (С7+) к изомеризату легкой нафты (С5 и С6), составляющее 2:1. Риформат тяжелой нафты обычно имеет концентрацию толуола 70-75% мас. Несмотря на то, что тяжелую нафту и легкую нафту можно смешивать с достижением минимальных требований по октановому числу, такие смеси, как правило, не могут удовлетворять требуемой низкой концентрации ароматических соединений.
Таким образом, существует растущая потребность на нефтеперерабатывающих заводах, которые не имеют установок флюид-каталитического крекинга, а также на других перерабатывающих установках, в технологических возможностях, которые снижают уровни толуола в бензиновых смесях. Кроме того, существует растущая потребность на этих нефтеперерабатывающих заводах в технологических возможностях, которые повышают октановое число в бензиновых смесях. Способ, который одновременно снижает уровни толуола и позволяет избежать значительного понижения октанового числа, будет обеспечивать источник дополнительного производства бензина.
В связи с этим, желательно предложить новые способы и установки для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных ароматическими соединениями потоках. Желательно также предложить способы и установки для переработки углеводородных потоков в бензиновые смеси. К тому же, желательно предложить такие способы и установки, которые работают экономично. Кроме того, другие желательные признаки и характеристики станут ясны из последующего подробного описания и прилагаемой формулы изобретения, рассматриваемых вместе с сопровождающими чертежами и вышеизложенным описанием области уровня техники.
Раскрытие изобретения
Предложены способы и установки для повышения концентрации алкилциклопентанов в обогащенном ароматическими соединениями потоке и способы переработки углеводородов. В одном иллюстративном варианте осуществления способ повышения концентрации алкилциклопентанов в обогащенном ароматическими соединениями потоке включает в себя насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке с образованием метилциклогексана. Кроме того, способ включает в себя изомеризацию метилциклогексана с образованием алкилциклопентанов. В способе осуществляется дегидрирование остаточного метилциклогексана с образованием ароматических соединений в потоке продукта. Поток продукта содержит ароматические соединения и алкилциклопентаны.
В другом варианте осуществления предложен способ переработки углеводородов. Способ переработки углеводородов включает обеспечение обогащенного толуолом потока. Кроме того, способ включает превращение толуола в обогащенном толуолом потоке в метилциклогексан. В данном способе часть метилциклогексана превращается в алкилциклопентаны.
В другом варианте осуществления предложена установка для повышения концентрации алкилциклопентанов в обогащенном толуолом потоке. Установка включает в себя зону насыщения, выполненную с возможностью приема обогащенного толуолом потока и насыщения в нем толуола с образованием насыщенного потока, содержащего толуол и метилциклогексан. Установка также включает в себя зону изомеризации, выполненную с возможностью приема насыщенного потока и изомеризации в нем метилциклогексана с образованием изомеризованного потока, содержащего толуол, метилциклогексан и алкилциклопентаны. Установка также включает в себя зону дегидрирования, выполненную с возможностью приема изомеризованного потока и дегидрирования в нем метилциклогексана с образованием потока продукта, содержащего толуол и алкилциклопентаны.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления способов и установок для повышения концентраций алкилциклопентанов в потоках углеводородов будут описаны ниже вместе со следующими чертежами, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые элементы, и где:
на фиг. 1 представлена принципиальная схема варианта осуществления установки и способа повышения концентраций алкилциклопентанов в потоках углеводородов, включающая в себя зону насыщения, зону изомеризации и зону дегидрирования в соответствии с вариантом осуществления; и
на фиг. 2 представлена принципиальная схема варианта осуществления установки и способа повышения концентраций алкилциклопентанов в потоках углеводородов, включающая в себя объединенную зону насыщения/изомеризации и зону дегидрирования в соответствии с вариантом осуществления.
Осуществление изобретения
Нижеследующее подробное описание носит чисто иллюстративный характер и не имеет целью ограничивать способы и установки для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных ароматическими соединениями потоках. Кроме того, не существует намерения быть связанным какой-либо теорией, представленной в предыдущем описании уровня техники или в нижеследующем подробном описании.
В данном описании предложены способы и установки для переработки углеводородов, и в частности, для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных ароматическими соединениями потоках. Способы и установки позволяют получать потоки углеводородного продукта с низкими уровнями ароматических соединений, как например, не более 35% мас. ароматических соединений, одновременно достигая высоких октановых чисел, таких как RON 95. Низкая концентрация ароматических соединений и высокое октановое число достигается с помощью превращения части ароматических соединений в высокооктановые алкилциклопентаны с повышением концентрации алкилциклопентанов в бензиновой смеси при одновременном уменьшении концентрации ароматических соединений. В иллюстративном варианте осуществления часть ароматических соединений превращается в диметилциклопентан, поскольку диметилциклопентан имеет необычно высокое октановое число по сравнению с другими соединениями С7. В некоторых вариантах осуществления часть содержания толуола превращается в высокооктановые алкилциклопентаны с повышением концентрации алкилциклопентанов в бензиновой смеси при одновременном уменьшении концентрации толуола.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, установка 10 для повышения концентраций алкилциклопентанов в потоках углеводородов принимает и перерабатывает углеводородный поток 12 или сырье с образованием потока 14 продукта, содержащего ароматические соединения, например толуол и алкилциклопентаны.
Установка 10 включает в себя зону 16 переработки, зону 18 насыщения, зону 20 изомеризации и зону 22 дегидрирования. Как показано, зона 16 переработки принимает углеводородный поток 12. Подходящие углеводородные потоки 12 включают газоконденсатный бензин, прямогонную нафту и рафинированное сырье. Зона 16 переработки может содержать установку фракционирования, установку гидрокрекинга, установку риформинга или другую технологическую установку, которая образует обогащенный ароматическими соединениями поток 30, такой как обогащенный толуолом поток. Например, установка 16 переработки может быть установкой фракционирования для фракционного разделения обогащенного ароматическими соединениями потока 30 из каталитического риформата. Или зона 16 переработки может включать в себя установку экстракции толуола, образующую обогащенный толуолом поток 30, хотя такая установка может быть неэкономичной для целей, описанных в данном документе. Используемые в данном описании выражения «обогащенный ароматическими соединениями» и «обогащенный толуолом» не подразумевают какой-либо минимальной концентрации ароматических соединений или толуола в указанном потоке, кроме как превышающей нулевое значение. В связи с этим, выражения «обогащенный ароматическими соединениями» и «обогащенный толуолом» могут интерпретироваться в данном описании как «содержащий ароматические соединения» и «содержащий толуол». Однако экономичное использование установки и способа предусмотрено как поддерживающее более высокие концентрации ароматических соединений или, в частности, концентрации толуола. В некоторых вариантах осуществления обогащенный ароматическими соединениями поток может содержать свыше 70% мас. ароматических соединений (исходя из общей массы потока 30), как например, 80-85% мас. ароматических соединений. Аналогичным образом, обогащенный толуолом поток может содержать свыше 70% мас. толуола (исходя из общей массы потока 30), как например, 80-85% мас. толуола.
Как показано на фиг. 1, обогащенный ароматическими соединениями поток 30 поступает в зону 18 насыщения. В зоне 18 насыщения двойные связи (или ароматические связи) в толуоле или других ароматических соединениях насыщаются или гидрируются водородом в ходе переработки. С этой целью приводимая в качестве примера зона 18 насыщения включает в себя реактор насыщения, который содержит неподвижный слой катализатора для активации насыщения/гидрирования толуола или других ароматических соединений. В иллюстративном варианте осуществления зона 18 насыщения включает в себя некислотный катализатор, который поддерживает почти исключительное превращение толуола или других ароматических соединений в метилциклогексан, а не в алкилциклопентаны. Известные катализаторы насыщения/гидрирования могут использоваться в данном процессе. Например, может использоваться катализатор Н-8. Подходящие катализаторы насыщения/гидрирования будут обеспечивать функцию металла для активации переноса водорода без какой-либо существенной кислотной функции, которая привела бы к нежелательному крекингу. Композиции катализатора насыщения/гидрирования могут содержать металлы группы платины, олово, никель или кобальт и молибден на подходящем огнеупорном неорганическом оксидном носителе, таком как оксид алюминия. Оксид алюминия может быть безводным гамма-оксидом алюминия с высокой степенью чистоты. Термин «металлы группы платины» относится к благородным металлам, исключая серебро и золото, которые выбирают из группы, состоящей из платины, палладия, германия, рутения, родия, осмия и иридия. Такие катализаторы насыщения/гидрирования будут обеспечивать удовлетворительное насыщение ароматических соединений в рабочих условиях, включающих температуры от 250 до 320°С. Приводимый в качестве примера катализатор насыщения/гидрирования представляет собой катализатор на основе благородных металлов, который является селективным и не имеет выраженных побочных реакций. При использовании подходящего катализатора насыщения/гидрирования не происходит крекинга углеводородов и образования кокса на катализаторе насыщения/гидрирования со снижением активности.
Зона 18 насыщения выполнена с возможностью насыщения или гидрирования толуола или других ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке 30 с помощью водорода из потока 31 водорода с образованием циклогексанов. В частности, зона 18 насыщения выполнена с возможностью частичного насыщения обогащенного ароматическими соединениями потока 30 путем насыщения или гидрирования в нем части толуола или других ароматических соединений в циклогексаны. В ходе приводимого в качестве примера процесса насыщения/гидрирования толуол превращается в метилциклогексан, как проиллюстрировано ниже
Как показано на фиг. 1, водород 31 подается непосредственно в зону 18 насыщения; однако, также предусматривается возможность объединения водорода 31 с обогащенным ароматическими соединениями потоком 30 перед зоной 18 насыщения. В иллюстративном варианте осуществления обеспечивается небольшой избыток водорода 31 выше стехиометрического уровня. Для процесса насыщения/гидрирования толуола требуется три моля водорода на каждый моль насыщенного толуола. В пределах зоны 18 насыщения двойные связи в толуоле в обогащенном ароматическими соединениями потоке 30 насыщаются водородом 31 при умеренных условиях протекания процесса. В результате насыщения ароматических связей толуол превращается в метилциклогексан. Поскольку равновесие толуол-метилциклогексан сильно зависит от температуры и давления, условия реакции насыщения/гидрирования должны тщательно подбираться и контролироваться. Процесс насыщения/гидрирования является в высокой степени экзотермическим, и большую теплоту реакции, связанную с насыщением/гидрированием толуола, регулируют, чтобы контролировать рост температуры в зоне 18 насыщения.
Поскольку реакция насыщения является в высокой степени экзотермической, высвобождение тепла может требовать специальной обработки. Например, зона 18 насыщения может включать в себя последовательные ступени с межступенчатым охлаждением. В качестве альтернативы, в зоне 18 насыщения может использоваться рециркулят/разбавитель для регулирования тепла. Или в зоне 18 насыщения может использоваться реактор насыщения с регулированием температуры, такой как реактор с жидкостным охлаждением, реактор-парогенератор или другие известные системы.
В зоне насыщения, использующей более одного реактора насыщения, работающих последовательно, в частности, в зонах насыщения, использующих соединенные последовательно реакторы адиабатического насыщения, как правило, будет необходимо регулировать рост температуры в каждом слое катализатора, чтобы избежать образования участков местного перегрева и чтобы устранить риск возникновения неконтролируемых изменений температуры. Как правило, невыгодно работать со слишком высокой температурой на выходе из слоя катализатора, поскольку высокие температуры на выходе часто приводят к увеличению образования побочных продуктов. Один из способов регулирования повышения температуры в слое катализатора адиабатического реактора заключается в рециркуляции жидкого продукта для поглощения тепла. Другой способ заключается в повышении количества водорода в циркулирующем газе или в предоставлении возможности инертным газам, таким как азот, накапливаться в рециркулирующем газе. В этом случае дополнительный газ действует как теплопоглотитель, для поглощения теплоты экзотермической реакции. Однако, размер каналов для газа и размер газового рециркуляционного компрессора должны быть увеличены, чтобы позволить повышенный расход газа, и капитальные затраты завода возрастут. Использование нескольких последовательных адиабатических реакторов с инжектированием холодных порций газа между реакторами представляет собой другое решение. Охлаждение между слоями является другим способом ограничения роста температуры в слое катализатора в адиабатическом режиме.
В результате частичного насыщения обогащенного ароматическими соединениями потока 30 зона 18 насыщения образует насыщенный поток 32, содержащий толуол или другие ароматические соединения и метилциклогексан. В иллюстративном варианте осуществления достигается высокое насыщение толуола или других ароматических соединений, такое как 90% или более. В других вариантах осуществления может быть достигнуто более низкое насыщение, в частности, в тех случаях, когда нужно сохранить максимальное октановое число.
На фиг. 1 насыщенный поток 32 поступает в зону 20 изомеризации. Зона 20 изомеризации выполнена с возможностью изомеризации метилциклогексана в насыщенном потоке 32 с образованием алкилциклопентанов. В частности, часть метилциклогексана изомеризуется над катализатором в алкилциклопентаны. Например, от 30 до 40% мас. метилциклогексана может быть превращено в алкилциклопентаны. В иллюстративном варианте осуществления метилциклогексан изомеризуется в диметилциклопентан по реакции
Хотя показан 1,1-диметилциклопентан, могут образовываться и другие диметилциклопентаны. Образование алкилциклопентанов благоприятно протекает при высоких температурах, таких как свыше 200°С. Рабочие условия в зоне 20 изомеризации выбирают таким образом, чтобы максимально увеличить образование алкилциклопентанов из вводимых в зону изомеризации метилциклогексанов, и могут быть подобраны для максимального увеличения образования диметилциклопентанов или одного конкретного диметилциклопентана. Рабочие условия в зоне 20 изомеризации зависят от различных факторов, включающих без ограничения, интенсивность подачи и тип катализатора, и специалисты в данной области техники легко смогут определить подходящие рабочие условия в зоне 20 изомеризации для максимального увеличения образования алкилциклопентанов в целом и диметилциклопентанов в частности в результате изомеризации метилциклогексана.
Катализатор изомеризации может быть обычным катализатором изомеризации парафинов или металлсодержащим катализатором с более низкой кислотностью. Например, катализатор изомеризации может содержать металл группы VIII, такой как платина или палладий, на носителе из пористого неорганического оксида, например, оксида алюминия, диоксида кремния/оксида алюминия или алюмосиликата, такого как цеолит. Подходящие катализаторы изомеризации содержат сульфатированный диоксид циркония, платину на хлорированном оксиде алюминия и платину на цеолите. Подходящие цеолиты включают фожазит, морденит и синтетические алюмосиликаты.
В результате изомеризации в зоне 20 изомеризации образуется изомеризованный поток 34, содержащий алкилциклопентаны, толуол или другие ароматические соединения и метилциклогексан. В иллюстративном варианте осуществления изомеризованный поток 34 содержит не более 35% мас. остаточного метилциклогексана.
Как показано на фиг. 1, изомеризованный поток 34 поступает в зону 22 дегидрирования. Зона 22 дегидрирования выполнена с возможностью дегидрирования остаточного метилциклогексана в изомеризованном потоке 34 с образованием толуола по реакции:
Данная реакция осуществляется над катализатором, таким как монофункциональный катализатор дегидрирования. Могут использоваться моно- и биметаллические платиновые катализаторы. Реакция дегидрирования является эндотермической, и подведение тепла может осуществляться за счет теплообмена с потоками из зоны насыщения 18. Во время дегидрирования, по существу, весь метилциклогексан превращается в толуол. Кроме того, поток 36 водорода образуется и выходит из зоны 22 дегидрирования. Поток 36 водорода может быть рециркулирован для использования в качестве потока 31 водорода, поступающего в зону 18 насыщения.
В результате стадии дегидрирования в зоне 22 дегидрирования образуется поток 14 продукта, содержащий алкилциклопентаны, такие как диметилциклопентан, и толуол или другие ароматические соединения. Поток 14 продукта также может содержать остаточный метилциклогексан. Как описано в данном документе, поток 14 продукта содержит повышенную концентрацию алкилциклопентанов по сравнению с обогащенным ароматическими соединениями потоком 30. Например, поток 14 продукта может содержать свыше 30% мас. алкилциклопентанов, как например, свыше 50% мас. алкилциклопентанов, или, например, свыше 60% мас. алкилциклопентанов. В иллюстративном варианте осуществления поток 14 продукта содержит 65% мас. алкилциклопентанов и 35% мас. толуола или других ароматических соединений. Такой поток имеет октановое число (RON) 95 и соответствует стандарту бензина с содержанием ароматических соединений не более 35% мас. Конечно, точный состав потока 14 продукта зависит от состава обогащенного ароматическими соединениями потока 30 и от условий обработки в зоне 18 насыщения, зоне 20 изомеризации и зоне 22 дегидрирования, которые можно регулировать, чтобы достичь желаемой концентрации толуола или других ароматических соединений и алкилциклопентана. Тем не менее, установка 10 и способ, описанные в данном документе, могут обеспечить экономичное получение потока 14 продукта, подходящего для использования в качестве бензина с требуемым низким содержанием ароматических соединений, таким как менее 35% мас., и высоким октановым числом, как например, выше 90 или 95. В варианте осуществления, при исходном содержании X толуола или других ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке, установка и способ могут сформировать поток продукта с содержаниями 0,65Х диметилциклопентана и 0,35Х толуола или других ароматических соединений.
На фиг. 2 проиллюстрирован вариант установки 10 для повышения концентрации алкилциклопентанов в обогащенном ароматическими соединениями потоке. На фиг. 2 зона 16 переработки также образует обогащенный ароматическими соединениями поток 30 из углеводородного потока. Детали зоны 16 переработки здесь не описаны, но зона 16 переработки может включать в себя любую установку переработки углеводородов, которая образует обогащенный ароматическими соединениями поток, такую как установка гидрокрекинга, установка риформинга или установка экстракции толуола или ароматических соединений.
Как показано, объединенная зона 50 насыщения/изомеризации принимает обогащенный ароматическими соединениями поток 30 и поток 31 водорода. Объединенная зона 50 насыщения/изомеризации содержит бифункциональный катализатор, который катализирует одновременно процесс насыщения/гидрирования толуола или других ароматических соединений с образованием метилциклогексана и процесс изомеризации метилциклогексана в алкилциклопентаны, такие как диметилциклопентан. Как показано, объединенная зона 50 насыщения/изомеризации образует изомеризованный поток 34. В иллюстративном варианте осуществления объединенная зона 50 насыщения/изомеризации образует изомеризованный поток 34, содержащий 65% мас. алкилциклопентанов, таких как диметилциклопентан, и 35% мас. метилциклогексана и толуола или других ароматических соединений.
Как показано на фиг. 2, изомеризованный поток 34 поступает в зону 22 дегидрирования. Зона 22 дегидрирования выполнена с возможностью дегидрирования остаточного метилциклогексана в изомеризованном потоке 34 над катализатором с образованием толуола. Примером катализатора является монофункциональный катализатор дегидрирования. Могут использоваться моно- и биметаллические платиновые катализаторы. Реакция дегидрирования является эндотермической, и подведение тепла может осуществляться за счет теплообмена с потоками из зоны насыщения 18. Во время дегидрирования по существу весь метилциклогексан превращается в толуол. Кроме того, поток 36 водорода образуется и выходит из зоны 22 дегидрирования. Поток 36 водорода может быть рециркулирован для использования в. качестве потока 31 водорода, поступающего в объединенную зону 50 насыщения/изомеризации.
В результате стадии дегидрирования в зоне 22 дегидрирования образуется поток 14 продукта, содержащий алкилциклопентаны, такие как диметилциклопентан, и толуол. Поток 14 продукта также может содержать остаточный метилциклогексан. Как описано в данном документе, поток 14 продукта содержит повышенную концентрацию алкилциклопентанов по сравнению с обогащенным ароматическими соединениями потоком 30. Например, поток 14 продукта может содержать свыше 30% мас. алкилциклопентанов, как например, свыше 50% мас. алкилциклопентанов, или, например, свыше 60% мас. алкилциклопентанов. В иллюстративном варианте осуществления поток 14 продукта содержит 65% мас. алкилциклопентанов и 35% мас. толуола. Такой поток имеет октановое число 95 и удовлетворяет стандарту бензина с содержанием ароматических соединений не более 35% мас. Конечно, точный состав потока 14 продукта зависит от состава обогащенного ароматическими соединениями потока 30 и от условий обработки в объединенной зоне 50 насыщения/изомеризации и зоне 22 дегидрирования, которые можно регулировать, чтобы достичь желаемой концентрации толуола или других ароматических соединений и алкилциклопентана. Как описано, установка 10 и способ могут обеспечить экономичное получение потока 14 продукта, подходящего для использования в качестве бензина с требуемым низким содержанием ароматических соединений и высоким октановым числом.
Согласно приведенному здесь описанию предложены установка и способ для повышения концентрации алкилциклопентанов в обогащенном ароматическими соединениями потоке. В иллюстративных вариантах осуществления описаны установка и способ для повышения концентрации диметилциклопентана в обогащенном ароматическими соединениями потоке. Описанные выше установка и способ особенно хорошо подходят для образования потока бензинового продукта, который имеет одновременно низкий уровень ароматических соединений, такой как менее 35% мас., и высокое октановое число, такое как по меньшей мере 95.Хотя, по меньшей мере, один иллюстративный вариант осуществления был представлен в предшествующем подробном описании, следует принимать во внимание, что существует большое количество вариантов. Следует также понимать, что иллюстративный вариант осуществления или иллюстративные варианты осуществления являются только примерами, и не предназначены для ограничения объема, применимости или конфигурации заявленного объекта изобретения каким бы то ни было образом. Скорее, вышеизложенное подробное описание снабдит специалистов подходящей последовательностью действий для реализации иллюстративного варианта или вариантов осуществления. При этом предполагается, что различные изменения могут быть сделаны в функции и компоновке элементов, описанных в иллюстративном варианте осуществления, без отклонения от объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения.
Конкретные варианты осуществления
Хотя ниже следует описание в связи с конкретными вариантами осуществления, следует понимать, что данное описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Первый вариант осуществления изобретения представляет собой способ повышения концентрации алкилциклопентанов в обогащенном ароматическими соединениями потоке, включающий в себя насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке с образованием алкилциклогексана; изомеризацию алкилциклогексана с образованием алкилциклопентанов; и дегидрирование остаточного алкилциклогексана с образованием ароматических соединений в потоке продукта, при этом поток продукта содержит ароматические соединения и алкилциклопентаны. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке с образованием алкилциклогексана включает в себя насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке над некислотным катализатором с образованием алкилциклогексана. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором изомеризация алкилциклогексана с образованием алкилциклопентанов включает в себя изомеризацию алкилциклогексана с образованием диметилциклопентана. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке с образованием алкилциклогексана и изомеризация алкилциклогексана с образованием алкилциклопентанов включает в себя одновременное насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке и изомеризацию алкилциклогексана над бифункциональным катализатором с образованием алкилциклопентанов. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором дегидрирование остаточного алкилциклогексана с образованием ароматических соединений в потоке продукта включает в себя дегидрирование остаточного алкилциклогексана над монофункциональным катализатором дегидрирования. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя фракционирование обогащенного ароматическими соединениями потока при использовании каталитического риформата. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором обогащенный ароматическими соединениями поток имеет исходную концентрацию ароматических соединений 60% мас. и в котором дегидрирование остаточного алкилциклогексана с образованием ароматических соединений в потоке продукта образует поток продукта, содержащий менее 25% мас. ароматических соединений. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя фракционирование обогащенного ароматическими соединениями потока с использованием каталитического риформата, в котором обогащенный ароматическими соединениями поток содержит по меньшей мере 15% мас. толуола, при этом толуол насыщается в обогащенном ароматическими соединениями потоке с образованием метилциклогексана, и в котором остаточный метилциклогексан дегидрируется с образованием толуола в потоке продукта. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором дегидрирование остаточного метилциклогексана с образованием толуола в потоке продукта образует поток продукта с октановым числом (RON) по меньшей мере 90. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором дегидрирование остаточного метилциклогексана с образованием толуола в потоке продукта образует поток продукта с октановым числом (RON) по меньшей мере 95.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ переработки углеводородов, включающий в себя обеспечение обогащенного толуолом потока; превращение толуола в обогащенном толуолом потоке в метилциклогексан; и превращение части метилциклогексана в алкилциклопентаны. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором превращение части метилциклогексана в алкилциклопентаны включает в себя превращение более 30% мас. метилциклогексана в алкилциклопентаны. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором превращение части метилциклогексана в алкилциклопентаны включает в себя селективное превращение более чем 30% мас. метилциклогексана в диметилциклопентан. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором превращение толуола в обогащенном толуолом потоке в метилциклогексан и превращение части метилциклогексана в алкилциклопентаны включает в себя одновременное насыщение толуола в обогащенном толуолом потоке и изомеризацию метилциклогексана над бифункциональным катализатором с образованием диметилциклопентана. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором превращение толуола в обогащенном толуолом потоке в метилциклогексан включает в себя насыщение толуола в обогащенном толуолом потоке над некислотным катализатором. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором превращение части метилциклогексана в алкилциклопентаны включает в себя изомеризацию части метилциклогексана с образованием диметилциклопентана. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя превращение оставшейся части метилциклогексана в толуол, при этом превращение оставшейся части метилциклогексана в толуол включает в себя дегидрирование оставшейся части метилциклогексана над монофункциональным катализатором дегидрирования. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя превращение оставшейся части метилциклогексана в толуол, в котором обогащенный толуолом поток содержит 60% мас. толуола и имеет исходное содержание X толуола, и в котором превращение оставшейся части метилциклогексана в толуол формирует поток, содержащий 0,65Х алкилциклопентанов и 0,35Х толуола. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя превращение оставшейся части метилциклогексана в толуол, в котором превращение оставшейся части метилциклогексана в толуол образует поток толуола и алкилциклопентанов, имеющий октановое число по меньшей мере 95.
Claims (12)
1. Способ повышения концентрации диметилциклопентана в обогащенном ароматическими соединениями потоке, имеющем исходную концентрацию ароматических соединений 60 мас.%, включающий в себя:
- подачу обогащенного ароматическими соединениями потока в реактор;
- насыщение в зоне насыщения реактора ароматических соединений, содержащихся в обогащенном ароматическими соединениями потоке, водородом и над некислотным катализатором с образованием алкилциклогексана;
- изомеризацию в зоне изомеризации реактора более чем около 30 мас.% алкилциклогексана с образованием диметилциклопентана; и
- дегидрирование в зоне дегидрирования реактора остаточного алкилциклогексана с образованием потока водорода и с образованием ароматических соединений в потоке продукта, при этом поток продукта содержит менее чем около 25 мас.% ароматических соединений и диметилциклопентан;
- направление потока водорода от зоны дегидрирования в зону насыщения; и
- удаление потока продукта из реактора.
2. Способ по п. 1, в котором насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке с образованием алкилциклогексана и изомеризация алкилциклогексана с образованием диметилциклопентана включает в себя одновременное насыщение ароматических соединений в обогащенном ароматическими соединениями потоке и изомеризацию алкилциклогексана над бифункциональным катализатором с образованием диметилциклопентана.
3. Способ по п. 1, в котором дегидрирование остаточного алкилциклогексана с образованием ароматических соединений в потоке продукта включает в себя дегидрирование остаточного алкилциклогексана над монофункциональным катализатором дегидрирования.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя фракционирование обогащенного ароматическими соединениями потока с использованием каталитического риформата.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя фракционирование обогащенного ароматическими соединениями потока с использованием каталитического риформата, в котором обогащенный ароматическими соединениями поток содержит по меньшей мере 15 мас.% толуола, при этом толуол насыщается в обогащенном ароматическими соединениями потоке с образованием метилциклогексана, и в котором остаточный метилциклогексан дегидрируется с образованием толуола в потоке продукта.
6. Способ по п. 7, в котором дегидрирование остаточного метилциклогексана с образованием толуола в потоке продукта образует поток продукта с октановым числом (RON) по меньшей мере 90.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/715,838 US20140171702A1 (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Methods and apparatuses for increasing alkyl-cyclopentane concentrations in aromatic-rich streams |
| US13/715,838 | 2012-12-14 | ||
| PCT/US2013/070241 WO2014092928A1 (en) | 2012-12-14 | 2013-11-15 | Methods and apparatuses for increasing alkyl-cyclopentane concentrations in aromatic-rich streams |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015128260A RU2015128260A (ru) | 2017-01-19 |
| RU2613581C2 true RU2613581C2 (ru) | 2017-03-17 |
Family
ID=50931665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015128260A RU2613581C2 (ru) | 2012-12-14 | 2013-11-15 | Способы и установки для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных ароматическими соединениями потоках |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140171702A1 (ru) |
| EP (1) | EP2931685B1 (ru) |
| ES (1) | ES2703054T3 (ru) |
| RU (1) | RU2613581C2 (ru) |
| TR (1) | TR201819391T4 (ru) |
| WO (1) | WO2014092928A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10294430B1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-05-21 | Uop Llc | Integrated process for production of gasoline |
| US10301558B1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-05-28 | Uop Llc | Integrated process for production of gasoline |
| US10829703B2 (en) * | 2018-09-29 | 2020-11-10 | Uop Llc | Process for producing a naphtha stream |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3287253A (en) * | 1965-12-20 | 1966-11-22 | Standard Oil Co | Process for reforming a naphtha fraction in three stages to produce a high octane gasoline |
| RU2001117836A (ru) * | 1998-12-01 | 2003-06-27 | Филлипс Петролеум Компани | Изомеризация углеводородов |
| EP1598411A1 (en) * | 2004-05-18 | 2005-11-23 | Haldor Topsoe A/S | Process for production of high-octane gasoline |
| US20060183952A1 (en) * | 2005-02-16 | 2006-08-17 | Catalytic Distillation Technologies | Process for the removal of benzene from gasoline streams |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2426870A (en) * | 1942-09-26 | 1947-09-02 | Standard Oil Dev Co | Process for simultaneously dehydrogenating naphthenes and hydrogenating olefins |
| US5350504A (en) * | 1992-12-18 | 1994-09-27 | Mobil Oil Corporation | Shape selective hydrogenation of aromatics over modified non-acidic platinum/ZSM-5 catalysts |
| US6140547A (en) * | 1998-12-01 | 2000-10-31 | Phillips Petroleum Company | Isomerization of hydrocarbons |
| CA2628361C (en) * | 2007-05-18 | 2012-08-07 | Uop Llc | Isomerization of benzene-containing feedstocks |
| CN102741201A (zh) * | 2010-02-05 | 2012-10-17 | 埃克森美孚化学专利公司 | 脱氢方法 |
-
2012
- 2012-12-14 US US13/715,838 patent/US20140171702A1/en not_active Abandoned
-
2013
- 2013-11-15 EP EP13861871.5A patent/EP2931685B1/en not_active Not-in-force
- 2013-11-15 TR TR2018/19391T patent/TR201819391T4/tr unknown
- 2013-11-15 ES ES13861871T patent/ES2703054T3/es active Active
- 2013-11-15 WO PCT/US2013/070241 patent/WO2014092928A1/en active Application Filing
- 2013-11-15 RU RU2015128260A patent/RU2613581C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3287253A (en) * | 1965-12-20 | 1966-11-22 | Standard Oil Co | Process for reforming a naphtha fraction in three stages to produce a high octane gasoline |
| RU2001117836A (ru) * | 1998-12-01 | 2003-06-27 | Филлипс Петролеум Компани | Изомеризация углеводородов |
| EP1598411A1 (en) * | 2004-05-18 | 2005-11-23 | Haldor Topsoe A/S | Process for production of high-octane gasoline |
| US20060183952A1 (en) * | 2005-02-16 | 2006-08-17 | Catalytic Distillation Technologies | Process for the removal of benzene from gasoline streams |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2931685A4 (en) | 2016-07-27 |
| RU2015128260A (ru) | 2017-01-19 |
| US20140171702A1 (en) | 2014-06-19 |
| EP2931685B1 (en) | 2018-09-26 |
| TR201819391T4 (tr) | 2019-01-21 |
| WO2014092928A1 (en) | 2014-06-19 |
| ES2703054T3 (es) | 2019-03-06 |
| EP2931685A1 (en) | 2015-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7692052B2 (en) | Multi-zone process for the production of xylene compounds | |
| CN103459564B (zh) | 提高苯和甲苯产量的方法 | |
| RU2696489C2 (ru) | Способы и установки для изомеризации углеводородов | |
| EP2809749B1 (en) | Catalytic reforming process and system for producing reduced benzene gasoline | |
| CA2825115C (en) | Naphtha isomerisation on three catalytic reaction zones inside a distillation column | |
| Kuchar et al. | Paraffin isomerization innovations | |
| US9029618B2 (en) | Integrated hydrogenation/dehydrogenation reactor in a platforming process | |
| RU2611625C2 (ru) | Способы и установки для получения потоков высокооктановых продуктов с низким содержанием ароматических соединений | |
| US9206362B2 (en) | Catalytic reforming process with dual reforming zones and split feed | |
| RU2613581C2 (ru) | Способы и установки для повышения концентраций алкилциклопентанов в обогащенных ароматическими соединениями потоках | |
| US10240097B2 (en) | Methods and apparatuses for an integrated isomerization and platforming process | |
| US20160168488A1 (en) | Integrated processes and systems for reforming and isomerizing hydrocarbons | |
| US20150175505A1 (en) | Methods and systems for isomerizing paraffins | |
| US7910070B2 (en) | Process for reducing benzene concentration in reformate | |
| US10294430B1 (en) | Integrated process for production of gasoline | |
| US20100145118A1 (en) | Process for Reducing Benzene Concentration in Reformate | |
| US9035118B2 (en) | Integrated hydrogenation/dehydrogenation reactor in a platforming process | |
| US5763713A (en) | Process for the isomerization of benzene containing feed streams | |
| US4551228A (en) | Method for improving reformer yield selectivity | |
| US10301558B1 (en) | Integrated process for production of gasoline | |
| US5962755A (en) | Process for the isomerization of benzene containing feed streams | |
| US20230183584A1 (en) | Process for naphtha aromatization using a multi-stage fluidized system | |
| JP7133623B2 (ja) | 芳香族化の前の抽出による芳香族化合物の製造方法 | |
| RU2272828C1 (ru) | Способ каталитического риформинга бензиновых фракций | |
| WO2014099043A1 (en) | Zeolite catalyst for hydroisomerization of light paraffins to produce high octane gasoline |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201116 |