TWI790441B - 於烷基化反應器中彈性生產汽油及航空燃料 - Google Patents

於烷基化反應器中彈性生產汽油及航空燃料 Download PDF

Info

Publication number
TWI790441B
TWI790441B TW109117159A TW109117159A TWI790441B TW I790441 B TWI790441 B TW I790441B TW 109117159 A TW109117159 A TW 109117159A TW 109117159 A TW109117159 A TW 109117159A TW I790441 B TWI790441 B TW I790441B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fraction
reaction zone
alkylation reaction
gasoline
alkylation
Prior art date
Application number
TW109117159A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202108549A (zh
Inventor
劉贊
賈桂琳 麥迪娜 巴利瓦
馬瑞斯 柯爾佩斯侯克
羅曼 勒穆瓦納
馬努基 索姆
Original Assignee
美商拉莫斯科技有限公司
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 美商拉莫斯科技有限公司 filed Critical 美商拉莫斯科技有限公司
Publication of TW202108549A publication Critical patent/TW202108549A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI790441B publication Critical patent/TWI790441B/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/32—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/004—Multifunctional apparatus for automatic manufacturing of various chemical products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/56—Addition to acyclic hydrocarbons
    • C07C2/58—Catalytic processes
    • C07C2/62—Catalytic processes with acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • 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
    • C10G29/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
    • C10G29/20—Organic compounds not containing metal atoms
    • C10G29/205—Organic compounds not containing metal atoms by reaction with hydrocarbons added to the hydrocarbon oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/06—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for spark ignition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
    • 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
    • C10G2400/02—Gasoline
    • 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
    • C10G2400/08—Jet fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0407—Specifically defined hydrocarbon fractions as obtained from, e.g. a distillation column
    • C10L2200/0415—Light distillates, e.g. LPG, naphtha
    • C10L2200/0423—Gasoline
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0407—Specifically defined hydrocarbon fractions as obtained from, e.g. a distillation column
    • C10L2200/043—Kerosene, jet fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2270/00—Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02—Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • C10L2270/023—Specifically adapted fuels for internal combustion engines for gasoline engines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2270/00—Specifically adapted fuels
    • C10L2270/04—Specifically adapted fuels for turbines, planes, power generation

Abstract

經由C4及C5烯烴的烷基化以彈性生產汽油及航空燃料之系統及方法。

Description

於烷基化反應器中彈性生產汽油及航空燃料
本發明揭露之具體實施例係關於烯烴與異烷烴於硫酸觸媒存在下的烷基化。更具體地，本發明的具體實施例係有關最大化汽油、航空燃料或溶劑的產量之彈性烷基化系統及操作方案。
異烷烴-烯烴的烷基化製程為生產具高辛烷值之高度支鏈化烴的關鍵途徑。烷基化係藉由令異烷烴(例如，異丁烷或異戊烷)與烯烴於酸觸媒(例如，氟化氫、硫酸、離子液體或固體酸觸媒)的存在下反應而完成。由於烷基化產物之硫、烯烴及芳香烴的含量低，其已被用作汽油池中的優質摻合成分。然而，隨著航空燃料相對於汽油之需求不斷增加，為烷基化單元找到用於生產航空燃料之新用途為經濟的。
烷基化製程涉及複雜的反應化學。烷基化製程之主要反應步驟包含烯烴活化、烯烴加成、氫化物(hydride)轉移、聚合作用/低聚合作用、氫(hydrogen)轉移、裂解及異構化。複雜的反應化學促成碳數廣泛分佈之產物。典型的烷基化產物具有C5至C14之碳數，而汽油及航空燃 料的碳數分佈重疊於C9至C14的範圍，故烷基化製程具有共同生產汽油及航空燃料之潛力。
本發明開發一種異烷烴-烯烴的烷基化系統及方法，以彈性改變所生產之汽油與航空燃料的比例。
在一態樣中，本發明揭露的具體實施例係有關用於彈性生產汽油及航空燃料之系統。該系統可包含烷基化反應區，其包含一或多個反應器，且該一或多個反應器係用於使C4烯烴、C5烯烴、C6烯烴、C4-C5烯烴或C4-C6烯烴與C4-C6異烷烴於硫酸烷基化觸媒的存在下進行反應，以產生烴流出物及廢酸流。流線(flow line)可供應C4烯烴至該烷基化反應區。流線亦可供應C5烯烴至該烷基化反應區。另一流線可供應新鮮的酸烷基化觸媒至該烷基化反應區。可設置去異丁烷器以分離該烴流出物為異丁烷餾分、正丁烷餾分及C5+餾分。可設置去異戊烷器以分離該C5+餾分為異戊烷餾分及C6+餾分。此外，可設置分離器以分離該C6+餾分為輕烷化物頂部餾分及重烷化物底部餾分。來自該烷基化反應區的產物混合物之彈性可經由以下提供：(i)用於再循環該異丁烷餾分至該烷基化反應區、回收該異丁烷餾分以作為異丁烷產物以及再循環該異丁烷餾分的一部份至該烷基化反應區且回收該異丁烷餾分的一部份以作為異丁烷產物之流動系統；(ii)用於再循環該異戊烷餾分至該烷基化反應區、回收該異戊烷餾分以作為異戊烷產物以及再循環該異戊烷餾分的一部份至該烷基化反應區且回收該異戊烷餾分的一部份以作為異戊烷產物之流動系統；以及(iii)用 於再循環該輕烷化物餾分至該烷基化反應區、回收該輕烷化物以作為輕烷化物產物以及再循環該輕烷化物餾分的一部份至該烷基化反應區且回收該輕烷化物餾分的一部份以作為輕烷化物產物之流動系統。於一具體實施例中，該系統可復包含用於提供C6烯烴至該烷基化反應區之流線。
在另一態樣中，本發明的具體實施例係有關用於彈性生產汽油及航空燃料之系統。該系統可包含烷基化反應區，其包括一或多個反應器，且該一或多個反應器係用於使C4烯烴、C5烯烴、C6烯烴、C4-C5烯烴或C4-C6烯烴與異烷烴於硫酸烷基化觸媒的存在下進行反應，以產生烴流出物及廢酸流。流線可供應C4烯烴至該烷基化反應區。流線亦可供應C5烯烴至該烷基化反應區。另一流線可供應新鮮的酸烷基化觸媒至該烷基化反應區。可設置去異丁烷器以分離該烴流出物為異丁烷餾分、正丁烷餾分及C5+餾分。可設置去異戊烷器以分離該C5+餾分為異戊烷餾分及C6+餾分。此外，可設置分離器以分離該C6+餾分為輕烷化物頂部餾分及重烷化物底部餾分。在該烷基化反應區中生產汽油或航空燃料的彈性可藉由以下提供：(i)用於再循環該異丁烷餾分至該烷基化反應區、回收該異丁烷餾分以作為異丁烷產物以及再循環該異丁烷餾分的一部份至該烷基化反應區且回收該異丁烷餾分的一部份以作為異丁烷產物之流動系統；(ii)再循環該異戊烷餾分至該烷基化反應區、回收該異戊烷餾分以作為異戊烷產物以及再循環該異戊烷餾分的一部份至該烷基化反應區且回收該異戊烷餾分的一部份以作為異戊烷產物之流動系統；以及(iii)控制系統，其配置為調整該C4烯烴、C5烯烴、再循環之異丁烷餾分及再循環之異戊烷餾分之 各者至該烷基化反應區的流速(flow rate)，以選擇性增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。
在另一態樣中，本發明的具體實施例係有關用於彈性生產汽油及航空燃料之方法。該方法可包含將異烷烴與烯烴(例如，包含C4及/或C5烯烴)饋入包含一或多個反應器之烷基化反應區，且該一或多個反應器係用於使C4-C5烯烴與該異烷烴於硫酸烷基化觸媒的存在下進行反應，以產生烴流出物及廢酸流。該烴流出物可分離成異丁烷餾分、正丁烷餾分及C5+餾分，且該C5+餾分可進一步分離成異戊烷餾分及C6+餾分。該C6+餾分可分離成輕烷化物頂部餾分及重烷化物底部餾分。該方法亦可包含交替地：增加烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例；以及減少烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例。
於一具體實施例中，前述交替地增加及減少烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可包含調整該C4烯烴、該C5烯烴、異丁烷之再循環餾分、異戊烷之再循環餾分及輕烷化物之再循環餾分之各者至該烷基化反應區的流速。前述交替地增加及減少烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可額外或替換地包含調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器的一或多個反應溫度，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。於另一具體實施例中，前述交替地增加及減少烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可額外或替換地包含調整新鮮酸觸媒至該烷基化反應區中的該一或多個反應器的流速，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。於又一具體實施例中，前述交替地增加及減少烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可額外或替換地包含調整該烷基化反 應區中的該一或多個反應器之操作條件，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。於再一具體實施例中，前述交替地增加烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可包含回收該C5+餾分以作為汽油產物餾分。
藉由適當改變進料、再循環之異丁烷及異戊烷的組成以及改變操作條件，可控制反應路徑以最大化氫化物轉移(烷基化)或最大化烯烴聚合作用、低聚合作用及/或裂解反應。本發明之系統及方法提供前述的彈性，而允許操作員調節烷基化製程，以最大化汽油、最大化航空燃料或以中間比例共同生產(co-produce)汽油及航空燃料，從而符合市場需求及/或最大化收益。
依據下列的說明及所附的申請專利範圍，本發明之其它態樣及優點將為顯而易見。
10:烷基化反應區；烷基化反應器
10A:C4烷基化反應器
10B:C5烷基化反應器
12:原態烯烴
12A:原態C4烯烴進料
12B:原態C5烯烴進料
14:異烷烴
16:流線；烴流出物
18:流線；廢酸；廢酸流
20:酸進料；酸烷基化觸媒
22:去異丁烷器
24:異丁烷餾分
26:正丁烷餾分
28:C5+餾分
30:去異戊烷器
32:異戊烷餾分
34:C6+餾分
36:分離器
38:輕烷化物頂部餾分
40:重烷化物底部餾分
42:流線；異丁烷餾分
44:流線；異丁烷餾分；淨產物
46:流線；異戊烷餾分
48:異戊烷餾分
50:流線；輕烷化物餾分；輕烷化物餾分的一部份
52:輕烷化物餾分的一部份；輕烷化物產物
54:流線
100:烷基化區；烷基化反應器
100a:區段
100b:區段
102:接觸結構
104:烯烴
106:異烷烴
108:硫酸
120:烴餾分
122:廢酸餾分
124:廢酸餾分的一部份
126:廢酸餾分
140:蒸氣
142:壓縮器
144:烴餾分
150:第一部份
152:第二部份
圖1係示出根據本發明揭露的具體實施例之烯烴種類及異烷烴種類對於產物分布的影響之圖表。
圖2係示出根據本發明揭露的具體實施例之彈性烷基化方法及系統在航空燃料產量的變化之圖表。
圖3至6係示出根據本發明的具體實施例之系統的簡化製程流程圖。
圖7係示出根據本發明的具體實施例之用於烷基化反應區之烷基化反應系統。
圖8及9係示出根據本發明的具體實施例之用於生產航空燃料及汽油之方法的測試結果。
本發明的具體實施例係有關經由異烷烴-烯烴烷基化以彈性生產汽油及航空燃料。烷基化反應可在烷基化反應區中進行，該烷基化反應區可包含一或多個烷基化反應器。該(多個)烷基化反應器可為使用液體酸烷基化觸媒(例如氫氟酸或硫酸)促成烷基化之任何類型的反應器。該(多個)烷基化反應器可為垂直或水平，且其可具有靜態或非靜態的混合裝置。當烷基化反應器系統包含複數反應器，烴流可為並聯或串聯，且酸觸媒可為並聯或串聯注入該反應器。
用於彈性生產汽油及航空燃料之系統亦可包含分離塔，該分離塔包含去異丁烷器、去異戊烷器及烷化物分離器。該去異丁烷器的目的在於分離異丁烷、正丁烷及C4+烴。該去異戊烷器係用於自C5+烴分離異戊烷；依據操作模式(汽油、航空燃料或共同生產模式)，可再循環該異戊烷至該烷基化反應區。該分離器係用於分離整個烷化物為輕烷化物及重烷化物。該輕烷化物用於或加工為溶劑、機車汽油摻合原料或航空汽油摻合原料，該重烷化物可作為航空燃料池之摻合成份。依據操作模式，可再循環其中包含的一些輕烷化物或異已烷回到該烷基化反應區。
本發明之系統可利用多達三種手段以調整汽油及航空燃料的相對產量。本發明之系統及方法控制汽油與航空燃料的比例之第一種手段係調整烯烴種類。如圖1所示，對於特定之異烷烴，C4烯烴與異丁烯或 異戊烷進行烷基化傾向比C5烯烴產生更多的C8產物。C5烯烴與異丁烯或異戊烷進行烷基化導致航空燃料類的產物產率較高。
本發明之系統及方法控制汽油與航空燃料的比例之第二種手段係調整異烷烴的種類。如圖1所示，對於特定的烯烴種類，相較於使用異丁烷進行烷基化，使用異戊烷傾向產生較重的烴。因此，一種調整汽油及航空燃料的產量之非常有效的方法係藉由調整去異丁烷器及去異戊烷器的運作，以控制再循環的異丁烷及異戊烷。於最大化汽油產量模式，可最大化異丁烷的再循環，且異戊烷可作為淨產物而移除。在此情形下，氫轉移反應提高，造成更多異戊烷產生以及較高含量的C8。反之，於最大化航空燃料產量模式，因為較高濃度的異戊烷會抑制氫轉移反應，異丁烷可作為淨產物而移除，同時盡可能再循環多量的異戊烷，從而導致更多C9+烴產生。此外，異己烷的再循環亦可增加較重烴的產量，而導致較高產量的航空燃料。
本發明之系統及方法控制汽油與航空燃料的比例之第三種手段係調整操作條件，該操作條件包含酸強度(於液體酸烷基化的情形中)、溫度、空間速度(space velocity)、再循環之異丁烷/烯烴的比例及混合強度。對於特定之烯烴及異烷烴類型，較低的酸強度、較高的溫度、較高的空間速度、較低的異烷烴/烯烴(I/O)比例和較低的混合強度會造成較多的C9+產量，因而最大化航空燃料的產量。如圖2所示，根據本發明之具體實施例，藉由改變該操作條件，可大幅增加航空燃料類(330至580℉/165至305℃)中之烴的產量。
如前所述，本文之系統及方法可經由烷基化彈性調整或最佳化汽油及航空燃料的產量。圖3係示出根據本發明的具體實施例之烷基化系統的簡化製程流程圖。如圖3中所示，根據本發明的具體實施例之彈性 生產汽油及航空燃料之系統可包含烷基化反應區10，且該烷基化反應區10係包含一或多個烷基化反應器，當使用二或多個反應器時，該反應器可為串聯及/或並聯。該(多個)烷基化反應器可用於使C4-C5烯烴與異烷烴於酸烷基化觸媒的存在下反應，以產生烴流出物及廢酸流。於不同具體實施例中，可供應C4烯烴、C5烯烴及/或C6烯烴至該烷基化反應區。
C4-C6烯烴可以一或多個原態(crude)烯烴12流提供，例如，該原態烯烴12流係包含C4烯烴流、C5烯烴流、或混合的C4/C5烯烴流。原態C4烯烴流及原態C5烯烴流可包含烯烴及烷烴的混合物。該混合物所含的烯烴可包含正烯烴、異烯烴或其混合物。烷烴可包含例如C4烷烴(正丁烷、異丁烷)、C5烷烴(正戊烷、新戊烷及異戊烷)或其混合物。於一具體實施例中，可替換或額外地供應高純度異烷烴14，例如，異丁烷或異戊烷的進料。於另一具體實施例中，可分開供應該烯烴及異烷烴。於一具體實施例中，含C4烯烴之進料可具有大於50wt%之C4烯烴。於一具體實施例中，含C5烯烴之進料可具有大於50wt%之C5烯烴。
舉例而言，烷基化反應可使用硫酸或氫氟酸進行催化。於一具體實施例中，硫酸的濃度可為超過80重量百分比，於另一具體實施例中係超過88重量百分比，於又一具體實施例中係超過96重量百分比。烷基化方法包含在烷基化反應區10的一或多個反應器中，使異烷烴與烯烴於酸觸媒的存在下進行反應。該反應之產物接著在該烷基化反應區中分離，以回收富烴(hydrocarbon-rich)相及富酸(acid-rich)相。於其它操作中，該富烴相可視需要進一步在該烷基化反應區中處理，以從烴相中移除硫酸酯，並產生烴流出物16，該烴流出物16可包含未反應之異烷烴及烷化物產物。
可再循環該富酸相的一部份至相同的烷基化反應器，以維持該反應器中所欲的酸濃度。剩餘的酸可作為廢酸餾分回收，且其可被遞送至該烷基化反應區中的不同反應器(酸級聯)或其可經由用於廢酸回收的流線18進行回收。此外，可提供新鮮的酸進料20以維持反應器在所欲的酸濃度。舉例來說，饋入該烷基化反應區的硫酸可包含新鮮及/或再循環的硫酸。於一具體實施例中，進入該烷基化反應器的硫酸相濃度可維持在滴定之濃度低於99.8重量百分比強度硫酸/水混合物或更低。於另一具體實施例中，硫酸可維持在滴定之濃度範圍為20至96重量百分比的硫酸/水混合物；於又一具體實施例中，滴定之濃度為25至75重量百分比的硫酸/水混合物；以及於再一具體實施例中，滴定之濃度為30至70重量百分比的硫酸/水混合物。可以注意的是，這些例子中的酸相係由硫酸、硫酸酯、ASO(酸可溶解油，acid soluble oils)及水組成。酸相不包含大量的水，通常為0至5重量%，為了敘述酸含量，術語「滴定」係用於表示具有相同酸度的硫酸/水混合物，應理解的是本發明使用的酸混合物於化學成分上更複雜。酸度的測量可使用例如METTLER DL-77或METTLER T-90滴定器進行測量。
因此，於各種具體實施例中，除了於該烷基化反應區中進料至該烷基化反應器中的廢酸或再循環之酸以外，亦可饋入新鮮的酸。可控制新鮮酸流、再循環至烷基化反應器之回收酸的部份及遞送至另一個烷基化區或至酸回收之廢酸的部份的流速，以在各個烷基化反應器中達成理想或最佳的酸強度。於一具體實施例中，舉例而言，該烷基化反應區可包含C4烷基化反應器及C5烷基化反應器。可控制酸的再循環、新鮮的酸及酸級聯使C4烷基化反應器中的硫酸可維持在滴定之濃度範圍為87至95重 量百分比的硫酸/水混合物，同時C5烷基化反應器中的硫酸可維持在滴定之濃度範圍為80至95重量百分比的硫酸/水混合物。
經由流線16回收的烷基化產物可接著分離為汽油類成分及較重的烷化物產物。根據本發明的具體實施例之系統可包含用於分離該烴流出物16為異丁烷餾分24、正丁烷餾分26、及C5+餾分28的去異丁烷器22。該系統亦可包含用於分離該C5+餾分28為異戊烷餾分32及C6+餾分34之去異戊烷器30。亦可提供分離器36以分離該C6+餾分34為輕烷化物頂部餾分38及重烷化物底部餾分40。
根據本發明的具體實施例，提供流動系統以實現彈性生產航空燃料及汽油。可提供一種流動系統，係用於經由流線42再循環該異丁烷餾分24至該烷基化反應區，經由流線44回收該異丁烷餾分以作為異丁烷產物，以及再循環該異丁烷餾分42的一部份至該烷基化反應區且回收該異丁烷餾分44的一部份以作為異丁烷產物。此外，可提供一種流動系統，係用於經由流線46再循環該異戊烷餾分32至該烷基化反應區，回收該異戊烷餾分48以作為異戊烷產物，以及再循環該異戊烷餾分46的一部份至該烷基化反應區且回收該異戊烷餾分48以作為異丁烷產物。再者，可提供一種流動系統，係用於經由流線50再循環輕烷化物頂部餾分38至該烷基化反應區，回收該輕烷化物以作為輕烷化物產物52，以及再循環輕烷化物餾分的一部份50至該烷基化反應區且回收輕烷化物餾分的一部份52以作為輕烷化物產物。再循環之輕烷化物或其一部份可引入己烯及/或異已烷至反應區，該己烯及/或異已烷可反應產生更高分子量的烷化物。
亦可提供一種控制系統(未繪示)，例如，用於控制或操作閥門和工廠的其它方面之數位控制系統或類似處理作業及控制軟體及硬體。根據本發明的具體實施例之控制系統可配置為調整原態烯烴12(C4烯 烴及C5烯烴)、再循環之異丁烷餾分42、再循環之異戊烷餾分46及再循環之該輕烷化物餾分50之各者至該烷基化反應區10的流速，以選擇性增加或減少該烷基化反應區10中產生的汽油與航空燃料類烴之比例及回收的汽油與航空燃料類烴的比例。
於一具體實施例中，該控制系統進一步配置為調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器之反應溫度，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。該控制系統可進一步配置為調整新鮮酸觸媒至該烷基化反應區中的該一或多個反應器的流速，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。再者，該控制系統可額外或替換地配置成調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器之操作條件，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例，舉例而言，該操作條件可選自酸強度、溫度、空間速度、混合強度、再循環之異丁烷與烯烴的比例及再循環之異戊烷與烯烴的比例之一或多者。
該系統亦可包含用於回收該C5+餾分以作為汽油產物餾分的流線54。如前所述，圖3中所示之系統可用於有效且有效率地改變經由烷基化所產生之汽油與航空燃料的比例之方法，以視需要符合市場要求。彈性生產汽油及航空燃料之方法可包含將異烷烴14及包含C4及/或C5烯烴的原態烯烴12饋入包含一或多個反應器之烷基化反應區10，該一或多個反應器係用於使C4-C5烯烴於酸烷基化觸媒20存在下與異烷烴反應，以產生烴流出物16及廢酸流18。該烴流出物16可接著分離成異丁烷餾分24、正丁烷餾分26及C5+餾分28。該C5+餾分28可分離成異戊烷餾分32及C6+餾分34。再者，該C6+餾分34可分離成輕烷化物頂部餾分38及重烷化物底部餾分40。
本文之方法亦可包含交替地(i)增加該烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例以及(ii)減少該烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例。舉例而言，該交替地增加及減少該烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可包含調整原態烯烴12(其可分為C4烯烴及C5烯烴之饋料)、再循環之異丁烷餾分42、再循環之異戊烷餾分46及再循環之各者至該烷基化反應區的流速。於一具體實施例中，該交替地增加及減少該烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可包含調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器之反應溫度，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。於一具體實施例中，該交替地增加及減少該烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可包含調整新鮮酸觸媒至該烷基化反應區中的該一或多個反應器的流速，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油對航空燃料類烴的比例。額外或替換地，該交替地增加及減少該烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例可包含調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器之操作條件，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例，其中，該操作條件係選自酸強度、空間速度、混合強度、再循環之異丁烷與烯烴的比例及再循環之異戊烷與烯烴的比例之一或多者。
於一具體實施例中，該交替地增加該烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例包括經由如流線54回收該C5+餾分或其一部份以作為汽油產物餾分。於回收全部的C5+餾分以作為產物的具體實施例中，可暫時關閉該去異戊烷器30和該分離器36及相關流動流體。當欲增加航空燃料的產量時，所述系統(去異戊烷器30、分離器36及相關流動流體)重新上線。於本具體實施例中，該控制系統可進一步配置為分別在增加/最大化該汽油產物餾分或減少/最小化該汽油產物餾分時關閉及啟動該去異戊烷器及該分離器。
於一具體實施例中，對於每個烷基化反應區，總反應器進料(原態烯烴、異烷烴及再循環之烴)中，烯烴與異烷烴之莫耳比可為介於約1：1.5至約1：30的範圍，例如，約1：5至約1：15。亦可使用較低的烯烴與異烷烴之比例。該(多個)烷基化反應器中總再循環之異烷烴與烯烴的比例可為介於1：1至20：1的範圍。
對於最大化汽油的產量，總再循環之異烷烴流中的異丁烷濃度可為介於80%至100%的範圍。該反應器的溫度可為介於例如-10至50的範圍。於一具體實施例中，C4烯烴及/或C5烯烴的烷基化可為介於約-7至約38的範圍。
對於最大化航空燃料的產量，總再循環之異烷烴流中的異丁烷濃度可為介於0至80%的範圍。該烷基化反應器的操作溫度可與最大化汽油時相同或較高。同樣地，酸強度可與最大化汽油時相同或較低，空間速度可與最大化汽油時相同或較高。
於一具體實施例中，例如圖4至6所集體繪示，C4富烯烴進料及C5富烯烴進料係於分離的、專用的反應器中進行。圖4至6的製程方案係整體性的，其中，圖4係示出最大化汽油模式中的C4/C5烷基化製程方案，圖5係示出最大化航空燃料模式中的C4/C5烷基化製程方案，圖6係示出共同生產模式中的C4/C5烷基化製程方案。烷基化反應區10可包含C4烷基化反應器10A及C5烷基化反應器10B，且可包含原態C4烯烴進料12A及原態C5烯烴進料12B。圖4至6係示出於各別模式下運作之烴流動流體及操作系統，然而，整體系統可類似於圖3所示的系統，其特定設備或流線係為離線(off-line)。雖然沒有繪示酸流，但其係類似於圖3所示及敘述者。
請參閱圖4，係本發明之C4/C5烷基化方法於最大化汽油產量的方案之具體實施例的簡化流程圖，其中，相同的元件符號代表相同部件。於最大化-汽油模式，如圖4所示，僅再循環異丁烷餾分24/42。相較於航空燃料或共同生產模式，C4/C5烷基化反應器10A/10B兩者中的操作條件可以較低的空間速度、較低的溫度、較高的酸強度及較高的異丁烷/烯烴(I/O)比例為目標。去戊烷器30及分離器36在最大化汽油模式中為離線。
請參閱圖5，係本發明之C4/C5烷基化方法於最大化航空燃料產量之具體實施例的簡化流程圖，其中，相同元件符號代表相同部件。於最大化-航空燃料模式，如圖5所示，再循環之異戊烷餾分32/46應為最大化。異丁烷應從該系統回收以作為淨產物44。為滿足終點(FBP)需求，可能需要(42，圖5中未示出)以控制重質(heavies)的濃度，以符合終點(FBP)要件。關於整體操作條件，相較於汽油生產模式，兩者反應器均較佳為較高的空間速度、較高的溫度、較低的酸強度及較低的再循環I/O比例。
請參閱圖6，係本發明之C4/C5烷基化方法於共同生產汽油及航空燃料方案之具體實施例的簡化流程圖，其中，相同元件符號代表相同部件。於共同生產模式，如圖6所示，因為相較於C5烷基化，C4烷基化傾向生成具有較高辛烷值的烷化物，異丁烷餾分42較佳係再循環至C4烷基化反應器，異戊烷餾分46較佳係再循環至C5反應器。使C4烯烴與異丁烷反應，同時使C5烯烴與異戊烷反應，可使烯烴和異烷烴的特定反應化學最佳貨幣化(monetarize)。此外，於共同生產模式中，相較於C4反應器，C5反應器較佳係於更高的溫度及較低的酸強度下操作。
可提供與新鮮的異烷烴14之進料、再循環之異烷烴(異丁烷餾分42/異戊烷餾分46/輕烷化物餾分50)及原態烯烴(原態烯烴12/原態C4烯烴進料12A/原態C5烯烴進料12B)相關的流動系統以混合各個餾分、C4烯烴或異烷烴至C5反應器的進料、C5烯烴或異烷烴至C4反應器的進料或其它組合，以為產物製造提供更多彈性。
關於圖4至6所敘述之C4/C5烷基化方法的具體實施例可包含於C4反應器中的酸強度介於87%至95%的範圍內及於C5反應器中的酸強度介於80%至95%的範圍內。異烷烴可再循環至C4及C5反應器兩者。
兩反應器中總再循環之異烷烴與烯烴的比例可為介於1：1至20：1的範圍。於最大化-汽油模式，回到兩反應器的總再循環異烷烴中的異丁烷濃度係介於80%至100%的範圍。於最大化-航空燃料模式，回到兩反應器的總再循環異烷烴中的異丁烷濃度係介於0至80%的範圍。於航空燃料模式下的操作溫度可與汽油模式相同或較高。同樣，於航空燃料模式下的酸強度可與汽油模式相同或較低，且空間速度可與汽油模式相同或較高。
於共同生產模式，回到C4反應器的總再循環異烷烴中的異丁烷濃度可為介於80%至100%的範圍，回到C5反應器的總再循環異烷烴中的異丁烷濃度可為介於0至80%的範圍。C4反應器可具有相同或高於C5反應器的酸強度，且C4反應器可具有相同或低於C5反應器的溫度。
請參閱圖7，係示出根據本發明之一個或多個具體實施例之烷基化區的簡化流程圖。烷基化區可包含反應區及分離區。例如，烷基化區100可包含頂部反應區段100a及底部分離區段100b。接觸結構102可 位於頂部的區段100a，以促成烯烴104、異烷烴106及硫酸108的緊密接觸。
如上所述，可維持烷基化區100中的條件，使得至少一部份或全部的烯烴與異烷烴反應而形成烷化物。舉例而言，接著可藉由傾析(decanting)反應混合物至較低的區段100b來分離所得反應混合物，以回收包含烷化物、未反應之異烷烴和任何未反應之烯烴之烴餾分120(當其存在)以及廢酸餾分122或部份廢酸餾分122。
如果使用接觸結構，其可位於該烷基化反應器100的頂部區段100a，使硫酸、異烷烴及烯烴進料流接觸。於一具體實施例中，本發明所述之具體實施例中使用的接觸結構或分器(dispersers)可包含至少50百分比之空隙；於另一具體實施例中，至少60百分比之空隙；於另一具體實施例中，至少70百分比之空隙；於另一具體實施例中，至少80百分比之空隙；以及，於又一具體實施例中，高達99百分比之空隙。舉例而言，於一具體實施例中，接觸結構可包含多絲(multi-filament)組件及結構元件，如共織金屬絲網(wire mesh)、分散器或其它適合的接觸結構。例如，可使用第6,774,275號美國專利所述的接觸結構，其作為參考文獻併入本發明中。
於一具體實施例中，脈衝流動型態(pulse flow regime)亦可使用於烷基化反應器100的反應區。脈衝的特徵在於大的質量及熱轉移速率。增加接觸結構的濕潤性及平行流動之細流(rivulet)之間的連續混合，可減少流體的不良分布。此外，可減少局部熱點的形成，以促成本質上較安全之製程。脈衝可連續帶動停滯的液體滯留(holdup)直到其停滯性消失的程度。由於停滯的滯留表示全部液體滯留的10至30百分比之全 部液體阻塞處於滴流(trickle flow)操作，脈衝流動型態的動態特性可藉由例如改進徑向混合以提升反應器效能。
如上所述，可將回收自烷基化區的廢酸餾分122之一部份或全部饋入其它烷基化區(未示出)。於一具體實施例中，亦可再循環該廢酸餾分122的一部份124至相同的烷基化反應器100，以維持第一烷基化反應器100中所欲的酸濃度。可回收剩餘的酸以作為廢酸餾分126，其可被遞送至不同的反應器或被回收以作為廢酸回收。
此外，反應的熱可能產生一些蒸氣140，其可予以移除。視需要，這些蒸氣可例如藉由使用壓縮器142進行凝結或壓縮，並且與回收的液體烴餾分120結合以形成烴餾分144。於一具體實施例中，回收的烴餾分144可分為傳送至下游烷基化區或產物回收區之第一部份150及可再循環至相同的烷基化反應器100之第二部份152，以維持所欲的烯烴進料濃度及/或控制溫度。
實施例
於實驗工廠之測試運轉中，可使用流體觸媒裂解(FCC)C4餾分(cut)及異丁烷作為進料，其方法類似於至圖3中所繪示的製程。可調整操作條件以改變產物分布。藉由仔細選擇分餾點(cut point)，以蒸餾整個烷化物為輕烷化物及重烷化物。如圖8所示，該重烷化物具有航空燃料類中的沸騰範圍。該輕烷化物可作為航空汽油或機車汽油之摻合組成。圖9提供輕烷化物及重烷化物的碳數分布。顯見，大部份的C11+產物於蒸餾之後進入重烷化物。
於測試運轉中，利用改變操作條件以獲得不同的航空燃料產量。隨著航空燃料的產量提高，輕烷化物的烷化物品質(辛烷值)傾向於降低，且整體酸消耗傾向於提高。因此，為了最大化收益或符合市場需求， 依據烯烴種類及汽油與航空燃料之間的價格差異，存在共同生產汽油及航空燃料的最佳條件。
如前所述，本文之具體實施例提供用於彈性生產汽油及航空燃料之系統及方法。相較於直接摻合C5烯烴至汽油池中，由於C5烷基化可降低整體雷氏蒸氣壓(RVP)，增加體積產率(volume yield)和辛烷值，對C5烷基化的興趣日益增長。同時，C5烷基化所操作的酸強度較低，因而允許酸從現有的C4烷基化反應器級聯到C5反應器。有利的是，本發明之具體實施例提供針對最大化汽油產率、最大化航空燃料或兩者的最佳共同生產之各種目標共同生產C4烯烴及C5烯烴的製程方案。
雖然本發明包含有限數量的具體實施例，受益於本發明揭露內容的所屬技術領域中具有通常知識者應能理解的是，可設計不脫離本發明之範圍下的其它具體實施例。因此，本發明之範圍僅受限於附隨的申請專利範圍。
10:烷基化反應區；烷基化反應器
12:原態烯烴
14:異烷烴
16:流線；烴流出物
18:流線；廢酸；廢酸流
20:酸進料；酸烷基化觸媒
22:去異丁烷器
24:異丁烷餾分
26:正丁烷餾分
28:C5+餾分
30:去異戊烷器
32:異戊烷餾分
34:C6+餾分
36:分離器
38:輕烷化物頂部餾分
40:重烷化物底部餾分
42:流線；異丁烷餾分
44:流線
46:流線；異戊烷餾分
48:異戊烷餾分
50:流線；輕烷化物餾分；輕烷化物餾分的一部份
52:輕烷化物餾分的一部份；輕烷化物產物
54:流線

Claims (20)

  1. 一種用於彈性生產汽油及航空燃料之系統，係包括：烷基化反應區，包括一或多個反應器，且該一或多個反應器係用於使烯烴與異烷烴於硫酸烷基化觸媒的存在下反應，以產生烴流出物及廢酸流，該烯烴包括C4-C6烯烴之至少一者，且該異烷烴包括C4-C6異烷烴；用於提供C4烯烴至該烷基化反應區之流線；用於提供C5烯烴至該烷基化反應區之流線；用於提供新鮮酸烷基化觸媒至該烷基化反應區之流線；去異丁烷器，係用於分離該烴流出物為異丁烷餾分、正丁烷餾分及C5+餾分；去異戊烷器，係用於分離該C5+餾分為異戊烷餾分及C6+餾分；分離器，係用於分離該C6+餾分為輕烷化物頂部餾分及重烷化物底部餾分；用於再循環該異丁烷餾分至該烷基化反應區、回收該異丁烷餾分以作為異丁烷產物以及再循環該異丁烷餾分的一部份至該烷基化反應區且回收該異丁烷餾分的一部份以作為異丁烷產物之流動系統；用於再循環該異戊烷餾分至該烷基化反應區、回收該異戊烷餾分以作為異戊烷產物以及再循環該異戊烷餾分的一部份至該烷基化反應區且回收該異戊烷餾分的一部份以作為異戊烷產物之流動系統；用於再循環該輕烷化物之餾分至該烷基化反應區、回收該輕烷化物之餾分以作為輕烷化物產物以及再循環該輕烷化物之餾分的一部份再循環至該烷基化反應區且回收該輕烷化物之餾分的一部份以作為輕烷化物產物之流動系統。
  2. 如請求項1所述之系統，復包括用於提供C6烯烴至該烷基化反應區之流線。
  3. 如請求項1或2所述之系統，復包括控制系統，其係配置為調整該C4烯烴、C5烯烴、再循環之異丁烷餾分、再循環之異戊烷餾分及再循環之該輕烷化物餾分之各者至該烷基化反應區的流速，以選擇性增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。
  4. 如請求項3所述之系統，其中，該控制系統係進一步配置為調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器之反應溫度，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。
  5. 如請求項3所述之系統，其中，該控制系統係進一步配置為調整新鮮酸烷基化觸媒至該烷基化反應區中的該一或多個反應器的流速，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。
  6. 如請求項3所述之系統，其中，該控制系統係進一步配置為調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器之操作條件，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例，其中，該操作條件選自酸強度、溫度、空間速度、混合強度、再循環之異丁烷與烯烴之比例及再循環之異戊烷與烯烴的比例之一或多者。
  7. 如請求項3所述之系統，復包括用於回收該C5+餾分以作為汽油產物餾分之流線。
  8. 一種用於彈性生產汽油及航空燃料之方法，係包括：將異烷烴與包含C4及/或C5烯烴之烯烴饋入烷基化反應區，該烷基化反應區包括一或多個反應器，且該一或多個反應器係用於使該C4-C5烯烴與該異烷烴於硫酸烷基化觸媒存在下反應，以產生烴流出物及廢酸流；分離該烴流出物為異丁烷餾分、正丁烷餾分及C5+餾分； 分離該C5+餾分為異戊烷餾分及C6+餾分；分離該C6+餾分為輕烷化物頂部餾分及重烷化物底部餾分；將該輕烷化物頂部餾分之一部分作為再循環之輕烷化物餾分饋入該烷基化反應區；以及交替地：增加所生產之烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例；以及減少所生產之烷化物中汽油與航空燃料類烴的比例；其中，交替地增加及減少包括調整該再循環之輕烷化物餾分之流速。
  9. 如請求項8所述之方法，復包括再循環該異丁烷餾分至該烷基化反應區，以及再循環該異戊烷餾分至該烷基化反應區，且其中，該交替地增加及減少復包括調整該C4烯烴、該C5烯烴、該再循環之異丁烷餾分及該再循環之異戊烷餾分之各者至該烷基化反應區的流速。
  10. 如請求項8所述之方法，其中，該交替地增加及減少復包括調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器中的一或多個之反應溫度，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。
  11. 如請求項8所述之方法，其中，該交替地增加及減少復包括調整該新鮮硫酸烷基化觸媒至該烷基化反應區中的該一或更多反應器的流速，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例。
  12. 如請求項8所述之方法，復包括再循環該異丁烷餾分至該烷基化反應區，以及再循環該異戊烷餾分至該烷基化反應區，且其中，該交替地增加及減少復包括調整該烷基化反應區中的該一或多個反應器之操作條件，以增加或減少該烷基化反應區中產生的汽油與航空燃料類烴的比例，其中，該操作條件選自酸強度、溫度、空間速度、混合強度、該再循環之異丁烷與烯烴的比例及該再循環之異戊烷與烯烴的比例之一或多者。
  13. 如請求項8所述之方法，其中，該交替地增加復包括回收該C5+餾分以作為汽油產物餾分。
  14. 一種用於彈性生產汽油及航空燃料之方法，係包括：將異烷烴與包含C4及/或C5烯烴之烯烴饋入烷基化反應區，該烷基化反應區包括一或多個反應器，且該一或多個反應器係用於使該C4-C5烯烴與該異烷烴於硫酸烷基化觸媒存在下反應，以產生烴流出物及廢酸流；將該烴流出物饋入分離區並分離該烴流出物為異丁烷餾分、正丁烷餾分及C5+餾分；操作該烷基化反應區以產生具有第一汽油與航空燃料比之烴流出物；以及操作該烷基化反應區以產生具有第二汽油與航空燃料比之烴流出物；其中，操作該烷基化反應區以產生具有第二汽油與航空燃料比之該烴流出物包括：分離該C5+餾分以回收異戊烷餾分及C6+餾分；以及分離該C6+餾分為輕烷化物餾分及重烷化物餾分；將該異戊烷餾分及該輕烷化物餾分之至少一部分之各者饋入該烷基化反應區。
  15. 如請求項14所述之方法，其中，該操作該烷基化反應區以產生具有第一汽油與航空燃料比之烴流出物包括操作該烷基化反應區以最大化汽油產率；以及其中，該操作該烷基化反應區以產生具有第二汽油與航空燃料比之烴流出物包括操作該烷基化反應區以最大化航空燃料產率。
  16. 如請求項14所述之方法，復包括操作該烷基化反應區以產生具有第三汽油與航空燃料比之烴流出物，該第三汽油與航空燃料比介於該第一汽油與航空燃料比及該第二汽油與航空燃料比之間。
  17. 如請求項15所述之方法，其中，該操作該烷基化反應區以最大化汽油產率包括：將異丁烷餾分饋入該烷基化反應區；以及回收該C5+餾分以作為產物；其中，該操作該烷基化反應區以最大化航空燃料產率包括：回收異丁烷餾分之至少一部分作為產物。
  18. 如請求項14所述之方法，其中，該分離區包括用於分離該烴流出物以回收該異丁烷餾分、該正丁烷餾分及該C5+餾分之第一分離系統；用於分離該C5+餾分為該異戊烷餾分及該C6+餾分之去異戊烷器；以及用於分離C6+餾分為該輕烷化物餾分及該重烷化物餾分之分離器；其中：去異戊烷器及該分離器之至少一者在操作該烷基化反應區期間為離線，以最大化汽油產率。
  19. 如請求項18所述之方法，復包括啟動該去異戊烷器及該分離器，以自操作該烷基化反應區以最大化汽油產率改變為操作該烷基化反應區以最大化航空燃料產率。
  20. 如請求項19所述之方法，復包括關閉該去異戊烷器及該分離器，以自操作該烷基化反應區以最大化航空燃料產率改變為操作該烷基化反應區以最大化汽油產率。
TW109117159A 2019-05-24 2020-05-22 於烷基化反應器中彈性生產汽油及航空燃料 TWI790441B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962852744P 2019-05-24 2019-05-24
US62/852,744 2019-05-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202108549A TW202108549A (zh) 2021-03-01
TWI790441B true TWI790441B (zh) 2023-01-21

Family

ID=73441938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109117159A TWI790441B (zh) 2019-05-24 2020-05-22 於烷基化反應器中彈性生產汽油及航空燃料

Country Status (13)

Country Link
US (2) US11511256B2 (zh)
EP (1) EP3976739A4 (zh)
JP (1) JP7339363B2 (zh)
KR (1) KR20220024172A (zh)
CN (1) CN111978978B (zh)
BR (1) BR112021023407A2 (zh)
CA (1) CA3141649C (zh)
EA (1) EA202193204A1 (zh)
MX (1) MX2021014208A (zh)
SG (1) SG11202112991XA (zh)
TW (1) TWI790441B (zh)
WO (1) WO2020242961A1 (zh)
ZA (1) ZA202109638B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11724972B2 (en) * 2021-12-15 2023-08-15 Uop Llc Combined process for alkylation of light olefins using ionic liquid catalysts

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090306448A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Catalytic Distillation Technologies Gasoline alkylate rvp control
CN103361121A (zh) * 2012-04-05 2013-10-23 中国石油天然气股份有限公司 一种高辛烷值汽油调和组分的生产方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2264447A (en) * 1939-04-13 1941-12-02 Standard Oil Dev Co Production of motor fuel
US2438456A (en) * 1942-08-21 1948-03-23 Standard Oil Dev Co Hydrocarbon conversion
US3657377A (en) 1970-01-19 1972-04-18 Chevron Res Jet fuel production
US4658073A (en) * 1985-09-23 1987-04-14 Mobil Oil Corporation Control system for multistage chemical upgrading
US5648586A (en) * 1993-12-17 1997-07-15 Atlantic Richfield Company Alkylation with separate alkylation of isobutane with pentenes
US6858770B2 (en) * 2001-08-21 2005-02-22 Catalytic Distillation Technologies Paraffin alkylation
US6774275B2 (en) 2001-08-21 2004-08-10 Catalytic Distillation Technologies Pulse flow reaction
FR2862311B1 (fr) * 2003-11-14 2008-05-30 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'essences a haut indice d'octane a partir d'une coupe c5/c6 utilisant une unite de separation par menbrane
US7919664B2 (en) 2008-07-31 2011-04-05 Chevron U.S.A. Inc. Process for producing a jet fuel
US7919663B2 (en) * 2008-07-31 2011-04-05 Chevron U.S.A. Inc. Process for producing a low volatility gasoline blending component and a middle distillate
US8455708B2 (en) 2010-03-17 2013-06-04 Chevron U.S.A. Inc. Flexible production of alkylate gasoline and distillate
US8487154B2 (en) * 2010-03-17 2013-07-16 Chevron U.S.A. Inc. Market driven alkylation or oligomerization process
US8431764B2 (en) 2011-04-13 2013-04-30 Uop Llc Para-xylene-separation with aluminosilicate X-type zeolite compositions with low LTA-type zeolite
US20130066130A1 (en) 2011-09-12 2013-03-14 Chevron U.S.A. Inc. Ionic liquid catalyzed alkylation processes & systems
US9302199B2 (en) * 2012-07-31 2016-04-05 Chevron U.S.A. Inc. Alkylation process with recycle of hydrogen and recovery of hydrogen chloride
JP5957126B1 (ja) 2015-06-24 2016-07-27 日本電信電話株式会社 秘密計算装置、秘密計算方法、およびプログラム
CA3054985C (en) 2017-03-01 2022-03-01 Albemarle Europe Srl Alkylation process with improved octane number
US10301233B2 (en) * 2017-07-03 2019-05-28 Chevron U.S.A. Inc. Natural gas liquid upgrading by ionic liquid catalyzed alkylation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090306448A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Catalytic Distillation Technologies Gasoline alkylate rvp control
CN103361121A (zh) * 2012-04-05 2013-10-23 中国石油天然气股份有限公司 一种高辛烷值汽油调和组分的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7339363B2 (ja) 2023-09-05
CA3141649A1 (en) 2020-12-03
CN111978978B (zh) 2023-01-03
EP3976739A1 (en) 2022-04-06
SG11202112991XA (en) 2021-12-30
CA3141649C (en) 2023-12-12
US20200368709A1 (en) 2020-11-26
US20230054650A1 (en) 2023-02-23
EP3976739A4 (en) 2023-06-07
JP2022532940A (ja) 2022-07-20
CN111978978A (zh) 2020-11-24
ZA202109638B (en) 2022-08-31
BR112021023407A2 (pt) 2022-01-04
EA202193204A1 (ru) 2022-03-03
TW202108549A (zh) 2021-03-01
WO2020242961A1 (en) 2020-12-03
US11511256B2 (en) 2022-11-29
KR20220024172A (ko) 2022-03-03
MX2021014208A (es) 2022-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6194625B1 (en) Alkylation by controlling olefin ratios
EP2227517B1 (en) Ionic liquid catalyst alkylation using split reactant streams
US8728301B2 (en) Integrated butane isomerization and ionic liquid catalyzed alkylation processes
US8153854B2 (en) Gasoline alkylate RVP control
TW200800852A (en) Paraffin alkylation process
US5583275A (en) Alkylation of olefins utilizing mixtures of isoparaffins
TWI790441B (zh) 於烷基化反應器中彈性生產汽油及航空燃料
US4367356A (en) Process for the production of gasoline from C4 hydrocarbons
US11643373B1 (en) Integrated reactor for ionic liquid alkylation using bio-ethylene feedstock
US5841014A (en) Alkylation by controlling olefin ratios
RU2186829C1 (ru) Способ получения высокооктанового бензина и устройство для его реализации (варианты)
US2416395A (en) Alkylation process
WO2019060219A1 (en) ALKYLATION WITH MIXTURES OF OLEFINS
US3985823A (en) Isoparaffin-olefin alkylation with HF alkylation and isomerization in a soaking zone
US2435402A (en) Production of motor fuels
JP4286536B2 (ja) 異性化法
US20170144141A1 (en) Selectivity of ionic liquid alkylation
US20160168053A1 (en) Integrated process for normal paraffin alkylation
US10858299B2 (en) Reverse acid and hydrocarbon cascading in alkylation
US20230183150A1 (en) Combined process for alkylation of light olefins using ionic liquid catalysts
US11155757B2 (en) Isomerization process using feedstock containing dissolved hydrogen
US4426544A (en) Power recovery in motor fuel alkylation process
US4677245A (en) Novel motor fuel alkylation process
WO2008085609A1 (en) Treatment of olefin feed to paraffin alkylation
RU2385856C2 (ru) Способ получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов