TWI666198B - 從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法 - Google Patents

Abstract

本專利披露了一種用於從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的成本高效方法，其中提取方法使用的部分流體介質無需任何回收方法即可被進一步使用和/或利用精煉廠的低溫廢熱通過蒸餾回收和/或無需任何熱能的方式進行回收，並在直鏈烴提取中進一步使用。本專利中披露的直鏈烴提取方法在流體介質回收時完全無需使用熱能，從而降低傳統提取方法的高運營成本。

Description

從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法

本專利涉及一種用於從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法。

直鏈烴具有多種高價值應用。直鏈烴的一些常見應用包括用作溶劑，以及製備蠟、聚α-烯烴和直鏈烷基苯(LAB)等類似物質的原材料。為滿足對直鏈烴越來越高的需求，各國積極探索並以工業規模方式實踐了多種方法，以加速從原始碳氫化合物原料提取/回收直鏈烴的過程。

現有知識：

基於分子篩的分離方法是商業規模提取直鏈烴(尤其是正鏈烷烴)的優選技術。分子篩可以提供高產量高純度的提取正鏈烷烴。但是，分子篩對正鏈烷烴以外的化合物(如烯烴、硫和氮化合物)的敏感度顯著降低了其對正鏈烷烴的提取效率。因此，使用分子篩需要對碳氫化合物原料進行大量預先處理以在提取正鏈烷烴前去除此類化合物，尤其是原料中含有大量烯烴、硫和氮化合物的情況，如焦化餾出油等。受烯烴、硫和氮化合物嚴格的原料規格的影響，碳氫化合物處理裝置必須包含使用5A類型分子篩的用於分離正鏈烷烴的商用裝置。在碳氫化合物處理過程中，除了去除硫和氮化合物外，烯烴還會 被轉化為對應烷烴。正鏈烷烴(C₁₀-C₁₄)的最常見應用是生產正烯烴，以進一步生產LAB。通過分子篩分離的正鏈烷烴進一步脫氫以生產正烯烴。因此，具有大量正烯烴的碳氫化合物原料在基於分子篩的方法中無法帶來任何附加值。

眾所周知，基於分子篩的方法是在汽相和液相下進行的。歐洲0004619號專利提出一種汽相方法，通過使用5A分子篩吸附劑從碳氫化合物原料中提取正鏈烷烴。汽相提取在低壓高溫條件下進行。儘管汽相分離方法對烯烴、硫和氮化合物較不敏感，但高溫條件帶來的高能量要求和不需要的焦炭形成進一步增加了生產成本。

美國5510564號專利提出一種方法，通過使用5A分子篩吸附劑液相提取直鏈烴。相比汽相提取方法，液相提取通常在壓力明顯更高和溫度明顯更低的條件下進行。液相提取方法的主要缺點是對烯烴、硫和氮化合物的高敏感度。

此外，據報導，提取直鏈烴還需要使用脫蠟助劑，例如美國7728093和7388122號專利中披露的方法。當混合脫蠟助劑的碳氫化合物原料冷卻後，此類助劑會有選擇性地從碳氫化合物原料中結晶直鏈烴。提取方法中使用的脫蠟助劑會保留在晶相中，難以與正鏈烷烴分離。此外，由於結晶溫度低，脫蠟助劑無法結晶較小的正鏈烷烴。

使用薄膜提取直鏈烴的方法也有報導，如美國5107059號專利中披露的方法。上述美國專利提出使用微孔濾膜分離正鏈烷烴與異鏈烷烴。濾膜的一側接觸碳氫化合物混合物，另一側接觸極性溶劑。相比正鏈烷烴極性更強的異鏈烷烴滲透至濾膜另一側的可能性略高。因此，濾膜一側的正鏈烷烴增加，而另一側異鏈烷烴則集中。但是，使用濾膜只能部分分離正鏈烷烴。

除了上述方法外，尿素包合法是從複雜碳氫化合物混合物提取直鏈烴的著名方法。但是，尿素包合法方法的運營成本高於其他商用方 法。溶劑回收系統的高能量要求是運營成本高的一個重要因素。

和基於分子篩的方法不同，尿素包合法方法對碳氫化合物原料中的烯烴、硫和氮化合物具有可耐性；因此它可以被有效地用於從複雜碳氫化合物原料中提取直鏈烴，且無需對碳氫化合物原料進行任何預處理。此外，尿素包合法方法還能同時提取小鏈烴和大鏈烴。在存在6個碳原子以上的直鏈烴情況下，尿素形成六方晶體。四方尿素晶體重排為六方結構，6個尿素分子位於每個單元晶格中。在存在直鏈烴的情況下，由於氧和相鄰尿素分子的NH₂組之間的氫鍵作用，六方尿素晶體形成直徑5.5Å的長平行通道。長鏈直鏈烴會增加氫鍵數量，因此尿素與長鏈直鏈烴的包合物即使在高溫下也非常穩定。小鏈直鏈烴(<C₆)會減少氫鍵數量，使得包合物在25℃以上時不穩定。

美國5847209號專利提出一種尿素包合法方法，用於去除石油提煉餾分中不需要的支鏈產物、芳香族和硫化合物。尿素包合物通過機械剪切被進一步分解為固體尿素和直鏈烴。回收的固體尿素在尿素包合物形成過程中被反復使用。

印度162876號專利提出一種尿素包合法方法，用於從焦化煤油分離直鏈烴。二氯甲烷用作尿素包合物形成的溶劑，水用於分解尿素包合物產物。

此外，美國3247177號專利還提出一種持續方法，用於提取直鏈烴以降低航空燃油的凝固點。上述美國專利中提到的方法使用水作為溶劑；甲基異丁酮作為助劑；烷基苯磺酸鹽作為乳化劑。此外，上述美國專利中提到的方法還使用含有4-20篩孔尺寸顆粒的反應器，從未包合的碳氫化合物尿素溶液中分離尿素包合物。

因此，需要提供一個能夠顯著降低傳統分離直鏈烴方法中的高運營成本的直鏈烴分離方法。

目的：

本專利的一些目的如下： 本專利的一個目的是改善現行技術的一個或多個難題，或至少提供一種有用的替代方式。

本專利的另一個目的是提供一種用於從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法。

本專利還有一個目的是提供一種從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法，在溶劑回收過程中完全無需使用熱能，從而降低傳統提取方法的高運營成本。

本專利還有一個目的是提供一種從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法，其中提取方法中使用的部分溶劑無需任何回收方法即可進一步使用。

本專利還有一個目的是提供一種從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法，其中提取方法中使用的部分溶劑利用精煉廠提供的低溫廢熱通過蒸餾回收。

本專利還有一個目的是提供一種從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法，其中提取方法中使用的部分溶劑無需任何熱能即可回收並在直鏈烴提取中進一步使用。

本專利還有一個目的是提供一種提取直鏈烴的簡單而成本高效的方法，提供高產量高純度的提取直鏈烴。

與隨附圖紙一起閱讀以下說明，可進一步瞭解本專利的其他目的和優勢，這些圖示不限制本專利的範圍。

按照本專利，將提供一種用於從碳氫化合物原料提取直鏈烴的方法，該方法包括以下步驟： i. 混合碳氫化合物原料與尿素漿液，尿素漿液包含至少一種第一次在流體介質中溶解的尿素，其在不斷攪拌下形成包含尿素直鏈烴 包合物的第一次混合物；ii. 過濾第一次混合物，獲得第一次濾液和包含尿素直鏈烴包合物的第一次殘留物；iii. 用第一次清洗介質清洗第一次殘留物，獲得包含尿素直鏈烴包合物的第一次清洗後殘留物；iv. 用至少一種第二次流體介質和至少一種直鏈烴混合物組成的分解介質處理第一次清洗後殘留物，獲得第二次混合物；v. 過濾第二次混合物，獲得第二次濾液和包含固體去包合尿素的第二次殘留物；vi. 用第二次清洗介質清洗第二次殘留物，去除第二次殘留物中的少量碳氫化合物以獲得清洗後的尿素；vii. 將第二次濾液的第一部分再迴圈至方法步驟(iv)，作為分解介質的一部分；Viii. 蒸餾第二次濾液的第二部分，獲得大部分直鏈烴分餾物。

按照本專利，方法步驟(v)中獲得的固體去包合尿素會在方法步驟(i)中被再迴圈和/或再利用。

按照本專利，從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法還包含以下步驟，以回收和再利用所述直鏈烴提取中使用的第一次和第二次流體介質：i. 混合所述尿素直鏈烴包合物與步驟(iii)中清洗第一次殘留物後獲得的第一次清洗介質，獲得合成混合物，在重力下將所述合成混合物分離為頂層和底層；ii. 分離去包合碳氫化合物原料和所述第一次清洗介質構成的頂層，以及多餘尿素漿液和少量未包合碳氫化合物原料構成的底層；iii. 蒸餾所述頂層，回收所述第一次清洗介質和未包合碳氫化合物原料； iv. 將方法步驟(iii)結束時回收的所述第一次清洗介質再迴圈至清洗尿素直鏈烴包合物的方法步驟；v. 將多餘尿素漿液和少量未包合碳氫化合物原料構成的底層再迴圈至尿素直鏈烴包合物形成的方法步驟。

此外，方法步驟(iii)結束時回收的未包合碳氫化合物原料還在其他應用中使用，包括但不局限於加氫處理後與柴油或煤油混合。

按照本專利的一種實現方式，碳氫化合物原料包含C₆至C₆₀碳氫化合物。

按照本專利的一種實現方式，直鏈烴至少是C₆至C₆₀碳氫化合物組中選擇的一種。

按照本專利的一種實現方式，第一次流體介質至少是水、甲醇、丙酮及其混合物組中選擇的一種。

按照本專利的一種實現方式，所述尿素漿液中的尿素量在20%至80%重量百分比之間。

按照本專利的一種實現方式，第二次流體介質至少是甲醇、丙酮、苯、甲苯、戊烷、己烷和庚烷組中選擇的一種。

按照本專利的一種實現方式，所述分解介質中的第二次流體介質量在30%至100%重量百分比之間。

按照本專利的一種實現方式，所述分解介質中的所述直鏈烴量最高可達70%重量百分比。

1‧‧‧直鏈烴

2‧‧‧流

3‧‧‧流

4‧‧‧流

5‧‧‧流

6‧‧‧流

7‧‧‧流

8‧‧‧流

9‧‧‧流

10‧‧‧流

11‧‧‧流

12‧‧‧流

13‧‧‧流

14‧‧‧分解介質第二部分

15‧‧‧分解介質第一部分/第二次流體介質流

16‧‧‧直鏈烴流

17‧‧‧蒸餾流

18‧‧‧流/回收的流體直鏈烴流的少量部分

19‧‧‧流

20‧‧‧第一次分離器容器的入口

21‧‧‧流

22‧‧‧出口

23‧‧‧流

24‧‧‧流

25‧‧‧流

26‧‧‧底層

27‧‧‧流

28‧‧‧流

29‧‧‧底層

30‧‧‧流

31‧‧‧流

C-01‧‧‧蒸餾塔

C-02‧‧‧蒸餾塔

C-03‧‧‧蒸餾塔

E-01‧‧‧熱交換器

E-02‧‧‧熱交換器

F-01‧‧‧筒式篩檢程式

F-02‧‧‧轉筒式篩檢程式

F-03‧‧‧轉筒式篩檢程式

F-04‧‧‧離心機

M-01‧‧‧機械攪拌器

M-02‧‧‧機械攪拌器

M-03‧‧‧機械攪拌器

M-04‧‧‧機械攪拌器

P-01‧‧‧泵

P-02‧‧‧泵

P-03‧‧‧泵

P-04‧‧‧泵設備

P-05‧‧‧泵裝置

P-06‧‧‧泵裝置

P-07‧‧‧泵裝置

P-08‧‧‧泵

P-09‧‧‧泵裝置

P-10‧‧‧泵裝置

P-11‧‧‧泵裝置

R-01‧‧‧反應器

R-02‧‧‧第一次清洗反應器

R-03‧‧‧第二次清洗反應器

R-04‧‧‧去包合物反應器

S-01‧‧‧第一次分離器

S-02‧‧‧第二次分離器

V-01‧‧‧容器

隨附圖紙的圖1介紹按照本專利從碳氫化合物原料提取直鏈烴的方法流程圖。

下述說明和具體實現方式將充分揭示本專利實現方式的一般性質，只要在通用概念範圍內，其他人可以通過應用當前知識很容易地 為各種應用改動和/或調整此類具體實現方式，因而，此類調整和改動不應超出所公開實現方式等同範圍的精神及範疇。應瞭解，本文所採用的措辭和術語僅用於說明，而不作為限制。因此，雖然本專利之實現方式均以優選實現方式說明，但本領域技術人員應瞭解，本專利之實現方式應在此處介紹的實現方式精神及範疇內改動。

相應地，在本專利中通過提供一種用於從碳氫化合物原料提取直鏈烴的方法，其中溶劑以及提取方法中使用的其他反應物以高重量比例大量回收而無需任何熱能，並在進一步提取直鏈烴中再迴圈，可以顯著減少上述已有技術和其他相關參考中確定的從複雜碳氫化合物混合物提取直鏈烴的缺點，如高能量要求、溶劑回收差以及高運營成本。

下面詳細介紹按照本專利從碳氫化合物原料提取直鏈烴的方法： 按照本專利的方法從碳氫化合物原料分離直鏈烴的依據是，不同碳含量的直鏈烴和支鏈烴複雜混合物組成的碳氫化合物原料與尿素混合時會形成尿素直鏈烴包合物。碳氫化合物原料中的直鏈烴有選擇地與尿素形成包合物，並從碳氫化合物原料中分離。

按照本專利方法提取直鏈烴的方法包含以下方法步驟：混合碳氫化合物原料與尿素漿液，形成尿素直鏈烴包合物組成的第一次混合物，其中尿素漿液包含至少在一種第一次流體介質中溶解的尿素；過濾含有尿素直鏈烴包合物的第一次混合物，獲得第一次濾液和包含尿素直鏈烴包合物的第一次殘留物；用第一次清洗介質清洗第一次殘留物，獲得包含尿素直鏈烴包合物的第一次清洗後殘留物；用至少一種第二次流體介質和至少一種直鏈烴混合物組成的分解介質處理第一次清洗後殘留物，獲得第二次混合物，其中分解介質分解包含尿素直鏈烴包合物的第一次清洗後殘留物，獲得幾乎純淨的直鏈烴。

按照本專利，通過在第一次流體介質中均勻混合預先確定重量百分比的尿素，製備此處使用的尿素漿液。尿素通常以20%至80%重量百 分比過量混合。適合製備尿素漿液的第一次流體介質包括從水、甲醇和丙酮組中選擇的至少一種流體介質。

按照本專利的一種實現方式，第一次流體介質是水和甲醇分別以0至30%和70%至100%重量百分比構成的混合物。

尿素漿液在不斷攪動下與至少一種碳氫化合物原料混合，獲得合成漿液。按照預先確定的時間持續攪動合成漿液，獲得尿素直鏈烴包合物。合成漿液的攪動通常在溫度20℃至25℃的大氣壓下完成，時間為20至30分鐘。

用於本專利方法的碳氫化合物原料包含C₆至C₆₀碳氫化合物，包括從輕焦化瓦斯油(LCGO)、超輕焦化瓦斯油(LLCGO)、重焦化瓦斯油(HCGO)、焦化汽油餾分、FCC瓦斯氣、FCC汽油餾分、直餾瓦斯油和直餾汽油餾分組選擇的至少一種碳氫化合物原料。

按照本專利的一種實現方式，碳氫化合物原料是C₈至C₂₂碳氫化合物組成的超輕焦化瓦斯油(LLCGO)。此外，輕焦化瓦斯油包含5%至50%重量百分比的烯烴、0.5%至3%重量百分比的硫和100至1000ppm的氮。

相比傳統方法，按照本專利提取直鏈烴的方法對烯烴、硫和氮化合物有耐受性。因此本專利方法具有無需預處理碳氫化合物原料的優勢。

混合碳氫化合物原料和尿素漿液時，碳氫化合物原料中的直鏈烴與尿素形成固體包合物。一定重量比例的直鏈烴和所有非直鏈烴(支鏈)保持未包合狀態。因此，包含尿素直鏈烴包合物的合成漿液在步驟結束時還包含未包合碳氫化合物和多餘漿液。然後形成的尿素直鏈烴包合物與合成漿液分離。尿素直鏈烴包合物分離通常以過濾或離心方法完成。按照本專利的一種實現方式，合成漿液進行過濾以獲得尿素直鏈烴包合物，並獲得第一次濾液和包含尿素直鏈烴包合物的第一 次殘留物。按照本專利，包含尿素直鏈烴包合物的第一次殘留物包含未包合的碳氫化合物。包含尿素直鏈烴包合物的第一次殘留物進行進一步處理，回收直鏈烴。

然後用第一次清洗介質來清洗包含尿素直鏈烴包合物的第一次殘留物，去除其中的雜質。用於清洗尿素直鏈烴包合物的第一次清洗介質通常包含一種低沸點流體。適合本專利方法的第一次清洗介質示例包括從甲醇、丙酮、苯、甲苯、戊烷、己烷和庚烷組中選擇的至少一種流體介質。按照本專利的一種實現方式，第一次清洗介質為戊烷。 最好在室溫和大氣壓下按照預先確定的時間不斷攪拌，混合第一次清洗介質和尿素直鏈烴包合物。然後對形成的漿液進行過濾或離心，分離清洗後的尿素直鏈烴包合物，並回收用過的第一次清洗介質。本專利的發明人建議多階段清洗尿素直鏈烴包合物，從而最大程度去除其中的雜質。

下一個方法步驟包含去包合步驟，其中直鏈烴從清洗後的尿素直鏈烴包合物中分離。直鏈烴的分離通常通過分解尿素直鏈烴包合物來完成。按照本專利方法，分解包合物通常涉及在分解介質中溶解包合物。本專利的發明人使用具有直鏈烴高溶解能力的流體介質作為分解介質，這一點是優勢。

此處報導的傳統方法主要使用水分解尿素包合物，因為水具有對尿素的高溶解能力。此外，尿素水溶液容易與直鏈烴分離。尿素水溶液包含過量水，需要完全去除後才能再迴圈尿素。但去除過量水需要大量熱能，這樣進一步增加了運營成本。因此，為了消除熱能需求，本專利的發明人使用芳香族流體和流體直鏈烴混合物作為分解尿素直鏈烴包合物的分解介質，這一點是優勢。用於本專利方法的分解介質對直鏈烴的溶解能力高於對尿素的溶解能力。

然後，按照本專利方法，包含尿素直鏈烴包合物的清洗後殘留物 與至少一種第二次流體介質和至少一種直鏈烴混合物構成的分解介質混合。至少一種第二次流體介質包含從水、甲醇、丙酮、苯和甲苯組中選擇的至少一種流體介質。

按照本專利的一種實現方式，分解介質是苯和流體直鏈烴分別以30%至100%和0至70%重量百分比構成的混合物。按照本專利的一種實現方式，苯和流體直鏈烴的重量百分比分別為60%和40%。

與分解介質混合後，包含尿素直鏈烴包合物的第一次殘留物分解為尿素和至少一種直鏈烴。這樣獲得的去包合尿素為固態，並保持在分解介質中不可溶，而從尿素直鏈烴包合物提取的至少一種直鏈烴在分解介質中溶解。按照本專利從碳氫化合物原料提取的直鏈烴為液態或固態，在分解介質中具有不錯的溶解能力。因此去包合步驟結束時獲得的分解介質包含苯和直鏈烴混合物。

然後從分解介質中分離出固態的去包合尿素。從分解介質分離去包合尿素通過離心或真空過濾方法進行。用一種第二次清洗介質進一步清洗分離(過濾第二次殘留物的情況下)後的去包合尿素以去除少量碳氫化合物(如果有)，並再迴圈至尿素直鏈烴包合物形成步驟，與新的碳氫化合物原料形成包合物。

分離固體去包合尿素後回收的分解介質(作為第二次濾液)包含同等額外重量百分比的直鏈烴。分離固體去包合尿素(殘留物)後分解介質中的流體直鏈烴總重量百分比在5%至70%之間。

然後，包含苯和流體直鏈烴的分解介質的第一部分再迴圈至去包合方法步驟，而剩餘第二部分直接送至烷基化反應器，在反應器中苯和流體直鏈烴(如正烯烴)進行反應，形成直鏈烷基苯。或者，第二部分送至蒸餾塔，分別回收從尿素直鏈烴包合物提取的和用於清洗固體去包合尿素的流體直鏈烴。如果使用前一個方法步驟，則無需具備蒸餾塔，從而進一步降低運營成本。但是，在後一個方法步驟中，需 要蒸餾的苯和流體直鏈烴的量非常少。少量回收的流體直鏈烴用於清洗固體去包合尿素，剩餘部分作為最終產物。

分解介質第一部分和第二部分的重量百分比通常分別為30%至100%和0至70%。再迴圈至去包合方法步驟的分解介質第一部分是苯和液態直鏈烴的混合物。

按照本專利，流體直鏈烴包含C₆至C₆₀碳氫化合物。

按照本專利的方法，還包含對直鏈烴提取過程中各個方法步驟使用的第一次和第二次流體介質的回收和再利用。按照本專利方法，清洗第一次殘留物獲得的第一次清洗介質與尿素直鏈烴包合物以及第一次流體介質中溶解的過量尿素混合。然後，獲得的合成混合物送入分離器，將合成混合物分離為頂層和底層。合成混合物的兩層分離工作在重力下完成，無需任何熱能。包含過量尿素的第一次流體介質漿液和少量未包合碳氫化合物的底層再迴圈至尿素直鏈烴包合物形成方法步驟，與新的碳氫化合物原料和再迴圈的固體去包合尿素形成包合物。包含未包合碳氫化合物和第一次清洗介質的頂層被送至維持在低再沸溫度的蒸餾塔內。頂層蒸餾通過塔頂從未包合碳氫化合物中分離大部分第一次清洗介質。頂層蒸餾過程中的熱要求通過低壓(LP)蒸氣或具有100℃至150℃溫度範圍廢熱的各種提煉餾分滿足。由於這些餾分溫度低，並且通常這些餾分通過精煉廠的散熱片冷卻消耗電能，所以從這些餾分回收熱量並不經濟。從蒸餾塔頂部以純淨態回收的第一次清洗介質用作清洗尿素直鏈烴包合物的第一次清洗介質。包含未包合碳氫化合物的底部餾分用作其他應用中的碳氫化合物流，包括但不局限於加氫處理後與柴油或煤油混合。

隨附圖紙的圖1在一個具體實現方式中進一步說明了本專利方法。包含直鏈烴1(如正鏈烷烴和正烯烴)的碳氫化合物原料流送入反應器(R-01)，反應器內包含尿素的水甲醇溶液(水和甲醇混合物代表 第一次流體介質)。反應器(R-01)的溫度維持在20-25℃。尿素溶液與碳氫化合物原料在機械攪拌器(M-01)的不斷攪拌下緊密混合，獲得第一次混合物。一段時間後，尿素和直鏈烴固體包合物產物開始形成。隨著包合物在反應中形成，第一次混合物的粘稠度增加。第一次混合物在反應器(R-01)中的總滯留時間在20-30分鐘之間。之後，包含包合物的第一次混合物通過流2排出，並由泵(P-01)泵吸至耐壓密閉的轉筒式篩檢程式(F-01)進行分離。第一次混合物進行過濾，分離包合物(第一次殘留物)並獲得第一次濾液(或殘液)。這樣獲得的第一次濾液包含未包合碳氫化合物和水甲醇溶液中溶解的過量尿素，通過流4排出。然後第一次濾液送至第一次分離器容器(S-01)的入口(20)。

分離的固體包合物(第一次殘留物)通過流3從筒式篩檢程式(F-01)排出，並通過皮帶(皮帶-1)送至第一次清洗反應器(R-02)，在這裏用第一次清洗介質清洗以去除其中的未包合雜質。清洗後的第一次殘留物可以直接使用。但是，為最大程度去除未包合雜質，本專利發明人建議分兩階段進行清洗和過濾。然而為了減少兩階段清洗中第一次清洗介質的消耗，第一階段清洗通常通過重新使用清洗第一次殘留物後獲得的第一次清洗介質來完成。第一次清洗反應器(R-02)中獲得的包合物通過機械攪拌器(M-02)在室溫和大氣壓下與第一次清洗介質均勻攪拌10分鐘。這些形成的第一次混合物通過流5排出，通過泵(P-02)泵吸至耐壓密閉的轉筒式篩檢程式(F-02)。第一次混合物進行過濾，分離第一階段清洗後的包合物(第一次殘留物)並獲得第一次濾液。第一階段清洗的第一次濾液通過流7從轉筒式篩檢程式(F-02)排出，並送至第一次分離器(S-01)的入口20進行進一步處理。第一階段清洗後的固體包合物(第一次殘留物)通過流6從轉筒式篩檢程式(F-02)排出。流6通過皮帶(皮帶-2)送至第二次清洗反應 器(R-03)。清洗後的包合物(第一次清洗殘留物)在第二次清洗反應器(R-03)中，使用從蒸餾塔C-02和C-03獲得的第一次清洗介質再次清洗10分鐘。清洗後的包合物在第二次清洗反應器(R-03)中通過機械攪拌器(M-03)與第一次清洗介質均勻攪拌。第二次清洗反應器(R-03)中形成的中間混合物通過流8排出，通過泵(P-03)泵吸至耐壓密閉的轉筒式篩檢程式(F-03)。在轉筒式篩檢程式(F-03)中，中間混合物進行過濾，分離固體包合物(中間殘留物)並獲得中間濾液。 中間濾液通過流9從轉筒式篩檢程式(F-03)排出。第一次清洗介質以及新的第一次清洗介質流30通過流31返回第一次清洗反應器(R-02)，用於包合物產物的第一階段清洗。

第二階段清洗後的固體包合物(中間殘留物)通過流10排出轉筒式篩檢程式(F-03)，並通過皮帶(皮帶-3)送至去包合物反應器(R-04)。第二階段清洗後的固體包合物通過機械攪拌器(M-04)與苯和第一次流體直鏈烴(正鏈烷烴和正烯烴)(以下稱分解介質)的熱溶液在去包合物反應器(R-04)中均勻混合。苯和直鏈烴分別以重量百分比60%和40%混合，獲得第一次分解介質。與分解介質混合時，包合物去包合/分解為固體尿素和直鏈烴。由於尿素在分解介質中不可溶，去包合尿素完全保持在固態。固體去包合尿素以及分解介質通過流11排出，並通過泵設備(P-04)泵吸至離心機(F-04)，固體去包合尿素在這裏與分解介質分離。然後用第二次清洗介質(在本案例中，可以是從蒸餾塔(C-01)底部通過流18回收的熱流體直鏈烴)清洗固體去包合尿素，去除所有苯。清洗後的固體尿素(第二次殘留物)通過流13排出，並通過皮帶(皮帶-4)送至反應器(R-01)。清洗後的固體尿素再迴圈，與新的碳氫化合物原料形成包合物。分解介質(第二次濾液)通過流12排出，並在容器(V-01)中回收。分解溶劑(第二次濾液)通過泵裝置(P-05)從容器(V-01)泵吸。來自離心機(F-04) 的分解介質第一部分15經過流19通過泵裝置(P-06)再迴圈至去包合物反應器(R-04)，去包合/分解另一批包合物產物。分解介質第二部分14經過熱交換器(E-02)送至蒸餾塔(C-01)，分別回收去包合物反應器(R-04)中從分解步驟的包合物提取的直鏈烴，和用於清洗固體去包合尿素的直鏈烴。從塔(C-01)底部排出的直鏈烴流16通過泵裝置(P-07)泵吸經過熱交換器(E-02)。回收的流體直鏈烴流16的少量部分18(相當於第三次流體直鏈烴的量)送至離心機(F-04)，用於清洗固體去包合尿素。回收的直鏈烴剩餘部分通過熱交換器(E-02)排出作為最終產物。來自蒸餾塔(C-01)的蒸餾流17與第二次流體介質流15合併，送至去包合物反應器(R-04)。

或者，來自離心機(F-04)的分解介質少量部分直接送至烷基化反應器，將流體直鏈烴(直鏈烯烴)轉化為直鏈烷基苯。如果按照此路線，則無需蒸餾塔(C-01)，因此方法的運營成本降低。

來自轉筒式篩檢程式(F-01)(通過流4獲得)的第一次殘留物和來自轉筒式篩檢程式(F-02)(通過流7獲得)的第一階段清洗第一次清洗介質在第一次分離器(S-01)中混合。然後獲得的合成混合物在重力下分離為兩層。包含水甲醇溶液(尿素漿液)中溶解的過量尿素和少量未包合碳氫化合物的底層通過再迴圈泵(P-08)經過流21再迴圈至反應器(R-01)，與新的碳氫化合物原料和來自離心機(F-04)的再迴圈固體去包合尿素進一步形成包合物。包含第一階段清洗第一次清洗介質和未包合碳氫化合物及一定量甲醇的頂層通過出口22排出。 來自第一次分離器(S-01)的頂層通過泵裝置(P-09)送至第二次分離器(S-02)。在第二次分離器(S-02)中，頂層與少量水(從流23獲得)混合，分離甲醇。這樣獲得的水甲醇混合物類似於反應器(R-01)中形成包合物需要的溶劑，該混合物通過流24排出，通過泵裝置(P-10)泵吸至回收罐(未顯示)，用於補充溶劑損失。無甲醇未包合碳氫化合 物和第一階段清洗第一次清洗介質的混合物通過流25排出，然後通過熱交換器(E-01)送至蒸餾塔(C-02)。混合物蒸餾，在~100℃塔底溫度下回收第一階段清洗第二次溶劑清洗的大部分。在該塔中，本專利發明人嘗試降低底部溫度，這樣可以使用來自精煉廠的低溫廢熱。第一階段清洗的第一次清洗介質從塔(C-02)頂部通過流27以純淨態回收，送至第二次清洗反應器(R-03)進行第一階段清洗後固體包合物的第二階段清洗。包含未包合碳氫化合物和少量第一階段清洗第一次清洗介質的塔(C-02)底層26送至另一個蒸餾塔(C-03)，這裏從塔(C-03)頂部通過流28回收第一階段清洗的剩餘第一次清洗介質。底層29從塔(C-03)底部排出。流27和28合併為流30，送至第二次清洗反應器(R-03)進行第一階段清洗後包合物的第二階段清洗。包含未包合碳氫化合物的流29通過熱交換器(E-01)排出。從熱交換器(E-01)獲得的冷卻後的未包合碳氫化合物流31可以通過泵裝置(P-11)泵吸用於其他應用，包括但不局限於加氫處理後與柴油或煤油混合。

按照本專利提取直鏈烴的方法通常在非常溫和的條件下完成，例如大氣壓附近，溫度<100℃。此外，本專利的方法不需要任何專用和高成本硬體來用於高壓、高溫和高複雜性的方法。這使得就資本支出而言，本專利的方法優於其他商用方法。

按照本專利方法提取的直鏈烴分析純度水準。按照本專利方法從碳氫化合物提取的流體直鏈烴純度不受原料中的烯烴、硫和氮成分影響。實際上，據稱按照本專利方法，提取直鏈烴中的硫和氮成本可減少>95%。

本規格中“包括”一詞或“包含”或“含有”等變化形式將理解為暗示包括所說明要素、整體或步驟、或要素、整體或步驟組，但不排出任何其他要素、整體或步驟、或要素、整體或步驟組。

使用“至少”或“至少一個”表達表示使用一個或多個要素、成分或 數量，專利實現方式中的使用是為實現一個或多個所需目標或結果。

對本規格中包括的文檔、活動、材料、設備、物品或其他的任何討論僅用於為專利提供環境。不視為承認所有這類材料構成了現有技術基礎的一部分，或者是在本出版物優先日期前的其他已存在的專利相關領域的公眾已知知識。

下面的說明中參考非限制性實現方式解釋此處的實現方式及其各種特性和優勢詳細資訊。省略已知組件和加工技術的說明以免不必要地混淆此處的實現方式。此處使用的示例僅用於促進理解操作此處實現方式的方法，並進一步允許熟練該技術的人操作此處實現方式。相應地，示例不應解釋為限制此處實現方式的範圍。

示例1： 在此示例中，使用100%水作為第一次溶劑和分解溶劑。

將90g尿素加入備有機械攪拌器的三頸500ml圓底(RB)燒瓶。將作為第一次流體介質的50g水加入不斷攪動的RB燒瓶中。混合尿素和水時的溫度應在20℃保持20分鐘。之後，將50g碳氫化合物原料，例如超輕焦化瓦斯油(LLCGO)，加入RB燒瓶，持續5分鐘。這樣獲得的合成漿液以400rpm攪拌30分鐘。然後保持合成漿液沉澱約5分鐘不攪拌。 全部合成漿液送至真空過濾裝置，分離固體尿素直鏈烴包合物，並獲得包含未包合LLCGO和水中溶解過量尿素的濾液。接下來，固體包合物與300g戊烷(第一次清洗介質)一起攪拌。將獲得的漿液進行過濾，獲得清洗後的固體包合物(第一次殘留物)和第二次溶劑清洗(第一次濾液)。清洗並乾燥後的固體包合物(第一次殘留物)在50g水(分解介質)中溶解，將包合物分解為直鏈烴和尿素。從分解的尿素溶液中回收0.4g(0.8%重量百分比)直鏈烴。提取的直鏈烴純度為38%。

包含未包合LLCGO、水中溶解的過量尿素的濾液與清洗後第一次清洗介質送至分離器並混合在一起。獲得的合成混合物在重力下分離 為兩層。包含水中溶解過量尿素的底層進一步用於尿素直鏈烴包合物形成。包含清洗後第一次清洗介質和未包合LLCGO的頂層送至蒸餾塔，在100℃塔底溫度下蒸餾。清洗後第一次清洗介質從蒸餾塔頂部以純淨態回收。作為底部流獲得的未包合LLCGO用於其他應用，如與柴油或煤油混合的碳氫化合物原料。

示例-2： 在此示例中，使用甲醇作為第一次溶劑，水作為分解溶劑。

將90g尿素加入備有機械攪拌器的三頸500ml的RB燒瓶中。將150g甲醇(第一次溶劑)加入不斷攪動的RB燒瓶。混合尿素和甲烷時的溫度應保持在20℃並持續20分鐘。之後，加入50g的LLCGO，持續5分鐘。 這樣獲得的合成漿液以400rpm攪拌30分鐘。然後漿液保持沉澱約5分鐘不攪拌，之後送至真空過濾裝置，分離固體尿素直鏈烴包合物(殘留物)，並獲得包含未包合LLCGO和甲醇中溶解過量尿素的濾液。固體包合物與作為第一次清洗介質的300g戊烷攪拌，過濾獲得清洗後的固體包合物和清洗後的第一次清洗介質。乾燥清洗後的固體包合物。然後乾燥後的固體包合物在50g水(分解介質)中溶解，將包合物分解為尿素溶液和直鏈烴。從分解的尿素溶液中回收10.65g(21.3%重量百分比)直鏈烴。提取的直鏈烴純度為96.8%。

濾液(包含未包合LLCGO和甲醇中溶解的過量尿素)與清洗後的第一次清洗介質在分離器中混合。獲得的合成混合物在重力下分離為兩層。底層包含甲醇中溶解的過量尿素和未包合碳氫化合物，而頂層包含戊烷(清洗介質)、甲醇和未包合的LLCGO。在此示例中，由於兩層的不當分離，底層中的未包合LLCGO的量較多，頂層中的甲醇量較多。頂層送至蒸餾塔，在100℃塔底溫度下蒸餾以去除甲醇和戊烷。 從蒸餾塔底部獲得的未包合LLCGO用作其他應用中的碳氫化合物原料，包括但不局限於加氫處理後與柴油或煤油混合。

示例3： 在此示例中，使用甲醇和水混合物作為第一次溶劑，水作為分解溶劑。

將90g尿素加入備有機械攪拌器的三頸500ml的RB燒瓶中。將140g甲醇和10g水(甲醇和水溶液用作第一次溶劑)加入不斷攪拌的RB燒瓶。燒瓶溫度應保持在20℃並持續20分鐘。然後將50g的LLCGO加入漿液5分鐘。將獲得的合成漿液以400rpm攪拌30分鐘。之後，漿液保持沉澱5分鐘不攪拌，送至真空過濾裝置，分離固體尿素直鏈烴包合物(第一次殘留物)，並獲得包含未包合LLCGO和水甲醇中溶解的過量尿素的第一次濾液。接下來，固體包合物與300g戊烷(第二次溶劑)一起攪拌。這樣獲得的漿液進行過濾，獲得清洗後的固體包合物和第一次清洗介質。清洗後的固體包合物乾燥並溶解在50g水中。從分解的尿素溶液中回收10.1g(20.2%重量百分比)直鏈烴。提取的直鏈烴純度為97%。

包含未包合LLCGO、水和甲醇溶液中溶解的過量尿素的濾液與清洗後第一次清洗介質送至分離器並混合在一起。然後獲得的合成混合物在重力下分離為兩層。包含水和甲醇溶液中溶解的過量尿素的底層進一步用於尿素直鏈烴包合物形成。包含第二次溶劑清洗和未包合LLCGO及少量甲醇的頂層送至另一個分離器，與水混合以分離甲醇。 不含甲醇的頂層送至蒸餾塔，在100℃塔底溫度下蒸餾。從蒸餾塔頂部回收純淨態的第二次溶劑清洗(戊烷)。作為底部流獲得的未包合LLCGO用作其他應用的碳氫化合物原料，例如加氫處理後與柴油或煤油混合。

示例4： 在此示例中，使用甲醇和水混合物作為第一次流體介質，苯和提取直鏈烴混合物作為分解介質。

將90g尿素加入備有機械攪拌器的三頸500ml的RB燒瓶中。將140g 甲醇和10g水(甲醇和水溶液用作第一次溶劑)加入不斷攪拌的RB燒瓶。燒瓶溫度應保持在20℃並持續20分鐘。然後將50g的LLCGO加入漿液5分鐘。這樣獲得的合成漿液以400rpm攪拌30分鐘。保持合成漿液沉澱約5分鐘不攪拌。全部合成漿液送至真空過濾裝置，分離固體尿素直鏈烴包合物(殘留物)，並獲得包含未包合LLCGO和甲醇水溶液中溶解的過量尿素的濾液。接下來，固體包合物與300g戊烷(第一次清洗介質)一起攪拌。這樣獲得的漿液進行過濾，獲得清洗後的固體包合物(第二次殘留物)和用過的第一次清洗介質。清洗後的固體包合物乾燥並與190g分解溶劑(114g苯和76g流體直鏈烴溶液)混合，然後在密閉容器中水浴加熱至90℃。間歇晃動獲得的漿液。快速過濾熱漿液，分離固體尿素，並獲得分解介質中溶解的直鏈烴。固體尿素從包含額外重量分數直鏈烴的分解介質中分離，用正戊烷清洗以回收所有苯和流體直鏈烴。然後對包含苯和至少一種直鏈烴的分解介質進行蒸餾，回收相當於從尿素直鏈烴包合物提取量的流體直鏈烴。分離苯後，回收10.5g(21%重量百分比)的額外流體直鏈烴(總共86.5g)。流體直鏈烴純度為97%。

包含未包合LLCGO、水和甲醇溶液中溶解的過量尿素的濾液與用過的第一次清洗介質送至分離器並混合在一起以獲得合成混合物。合成混合物在重力下分離為兩層。包含水和甲醇溶液中溶解的過量尿素的底層進一步用於尿素直鏈烴包合物形成。包含用過的第一次清洗介質和未包合LLCGO及少量甲醇的頂層送至另一個分離器，與水混合以分離甲醇。包含用過的第一次清洗介質和未包合LLCGO的無甲醇頂層送至蒸餾塔，在100℃塔底溫度下蒸餾。從蒸餾塔頂部回收純淨態的用過的第一次清洗介質(戊烷)。作為底部流獲得的未包合LLCGO用作其他應用的碳氫化合物原料，例如加氫處理後與柴油或煤油混合。

表-1顯示對碳氫化合物原料和通過尿素包合法方法提取的流體直 鏈烴(正鏈烷烴和正烯烴(nPnO))的分析。

表-2提供碳氫化合物原料和通過尿素包合法方法回收的nPnO的詳細碳氫化合物分析(DHA)。示例1、2、3和4中的方法使用的碳氫化合物原料包含24.44%的總nPnO。提取產物中的總nPnO為96.6%。

在示例1、3和4中，包含濾液(未包合LLCGO和第一次溶劑中溶解的過量尿素)和用過的第一次清洗介質的合成混合物不需要任何蒸餾來分離第一次溶劑中溶解的過量尿素與未包合LLCGO。未包合LLCGO比第一次流體介質(水/水甲醇溶液)對用過的第一次清洗介質(戊烷)更具親和力，在用過的第一次清洗介質中提取。因此，包含提取的未包合LLCGO和水/水甲醇尿素溶液的用過的第一次清洗介質不相混，其合成混合物在重力下分離為兩層，無需任何熱能。包含水/水甲醇尿素溶液的底層直接再迴圈以包合新的碳氫化合物原料。

在示例1、2和3中，去除分解溶劑(水)的能量要求非常高，而在示例4中，去除介質(苯+nPnO混合物)的能量要求顯著降低，如果直接將苯和nPnO混合物送至烷基化，還可進一步降低。

表3給出每噸nPnO的產量、純度和能量要求比較。

表-3：示例1-4的產量、純度和能量要求比較

因此，示例-4獲得高產量高純度的nPnO所需要的能量最少。

技術進步：

本專利涉及“一種用於從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法”，具有以下技術進步。

●從碳氫化合物原料提取直鏈烴的簡單且有成本效益的方法。

所提及的各種物理參數、尺寸或數量的數值僅為近似值，可能比本專利範圍的實際參數、尺寸或數量的賦值高/低，除非在具體的說明書中另有說明。

上述具體實現方式的說明充分揭示了本專利實現方式的一般性質，只要在通用概念範圍內，其他人可以很容易地通過應用當前知識為各種應用情況改動和/或調整此類具體實現方式。此類調整和改動不應超出所公開實現方式等同範圍的精神及範疇。應瞭解，本文所採用的措辭 和術語僅用於說明，而不作為限制。因此，雖然本專利之實現方式均以優選實現方式說明，但本領域技術人員應瞭解，本專利之實現方式應在此處介紹的實現方式的精神及範疇內進行改動。

Claims (7)

1. 一種從碳氫化合物原料中提取直鏈烴的方法，所述方法包括以下步驟：i. 混合碳氫化合物原料與尿素漿液，所述尿素漿液包含至少一種在第一次流體介質中溶解的尿素，在不斷攪拌下形成包含尿素直鏈烴包合物的第一次混合物；ii. 過濾所述第一次混合物，獲得第一次濾液和包含所述尿素直鏈烴包合物的第一次殘留物；iii. 用第一次清洗介質清洗所述第一次殘留物，獲得包含所述尿素直鏈烴包合物的第一次清洗後殘留物；iv. 用至少一種第二次流體介質和至少一種直鏈烴混合物組成的分解介質處理所述第一次清洗後殘留物，獲得第二次混合物；v. 過濾所述第二次混合物，獲得第二次濾液和包含固體去包合尿素的第二次殘留物；vi. 用第二次清洗介質清洗所述第二次殘留物，去除所述第二次殘留物中的少量碳氫化合物以獲得清洗後的尿素；vii. 將所述第二次濾液的第一部分再迴圈至方法步驟iv，作為所述分解介質的一部分；viii. 蒸餾所述第二次濾液的第二部分，獲得大部分直鏈烴分餾物；ix. 混合所述尿素直鏈烴包合物與步驟iii中清洗所述第一次殘留物後獲得的所述第一次清洗介質，獲得合成混合物，在重力下將所述合成混合物分離為頂層和底層；x. 分離去包合碳氫化合物原料和所述第一次清洗介質構成的頂層，以及多餘尿素漿液和少量未包合碳氫化合物原料構成的底層；xi. 蒸餾所述頂層，回收所述第一次清洗介質和未包合碳氫化合物原料；xii. 將方法步驟iii結束時回收的所述第一次清洗介質再迴圈至清洗尿素直鏈烴包合物的方法步驟；xiii. 將多餘尿素漿液和少量未包合碳氫化合物原料構成的底層再迴圈至尿素直鏈烴包合物形成的方法步驟；其中該第一次流體介質是從水與甲醇所組成群組中選擇的至少一種；其中該尿素漿液中的尿素量在20%至80%重量百分比之間；及其中該第二次流體介質是苯。
2. 如請求項1之方法，其中碳氫化合物原料包含C₆至C₆₀碳氫化合物。
3. 如請求項1之方法，其中直鏈烴至少是從C₆至C₆₀碳氫化合物組中選擇的一種。
4. 如請求項1之方法，其中所述分解介質中所述至少一種第二次流體介質的量在30%至100%重量百分比之間。
5. 如請求項1之方法，其中所述分解介質中所述直鏈烴的量最多為70%重量百分比。
6. 如請求項1之方法，其中方法步驟v中獲得的固體去包合尿素將再迴圈至方法步驟i。
7. 如請求項1之方法，其中方法步驟iii結束時回收的未包合碳氫化合物原料還將在其他應用中使用，包括但不局限於在加氫處理後與柴油或煤油混合。