Способы и установки для изомеризации углеводородов
Изобретение относится к способу изомеризации углеводородов, включающему в себя: обеспечение первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие от 5 до 7 атомов углерода; разделение на фракции первого углеводородного сырья с образованием первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода и содержащего бензол, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода; контактирование первого отделенного потока с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с образованием промежуточного потока, содержащего циклогексан; изомеризацию указанного промежуточного потока в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации в первой зоне изомеризации с образованием первого изомеризованного потока; причем перед изомеризацией промежуточного потока указанный промежуточный поток пропускают в первый испарительный барабан для выделения головного потока первого испарительного барабана, содержащего бутан и более легкокипящие углеводороды и газы; и изомеризацию второго отделенного потока в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации во второй зоне изомеризации с образованием второго изомеризованного потока, причем первая зона изомеризации является отдельной от второй зоны изомеризации и первые условия изомеризации отличаются от вторых условий изомеризации. Изобретение также относится к устройству. Изобретение позволяет осуществлять раздельную и эффективную изомеризацию. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Данная заявка испрашивает приоритет по заявке США № 14/696799, которая была подана 26 апреля 2015, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Область техники изобретения в целом относится к способам и установкам для изомеризации углеводородов. В частности, область техники относится к способам и установкам для раздельной изомеризации потока, содержащего C5 и С6 углеводороды, и потока, содержащего C7 углеводороды.
Уровень техники
Углеводородные потоки перерабатывают посредством различных технологических операций для получения различных типов топлива, промышленных сырьевых материалов, которые используются при получении других соединений или продуктов, и продуктов на нефтяной основе. Производство бензина является особенно важным промышленным процессом, включающим переработку углеводородов с помощью различных технологических операций, включающих изомеризацию и каталитический риформинг. Риформинг углеводородов подходит для превращения парафинов в ароматические соединения в присутствии катализаторов на основе благородных металлов. Ароматические соединения обеспечивают высокое октановое число и, таким образом, являются желательными компонентами в бензине. Изомеризация эффективна для превращения линейных углеводородов в разветвленные углеводороды, которые имеют более высокое октановое число, чем линейные соединения, но более низкое октановое число, чем ароматические соединения. Изомеризованные потоки (или изомеризат) по существу не содержат ароматических соединений, тогда как потоки риформинга (или риформат) обычно содержат большие количества ароматических соединений (например, по меньшей мере 50% масс.).
Во время переработки поток углеводородов обычно разделяется на различные потоки, исходя из числа атомов углерода соединений в каждом потоке. Углеводороды, имеющие 7 или более атомов углерода, обычно подвергают риформингу, поскольку риформинг обычно приводит к более высокому октановому числу, чем изомеризация этих углеводородов. Углеводороды, имеющие 5 или 6 атомов углерода, обычно подвергают изомеризации.
Современные спецификации на бензин обычно накладывают ограничения на содержание ароматических веществ. Ограничения на содержание ароматических веществ ограничивает количество риформата, которое может быть компаундировано в бензин. Поскольку нефтеперерабатывающие заводы, как правило, производят значительно больше углеводородов, имеющих 7 или более атомов углерода, обычно имеется слишком много полученного риформата относительно изомеризата для случаев, когда ароматические соединения сильно ограничены в бензине. Углеводороды, имеющие 7 атомов углерода, не могут быть эффективно изомеризованы с углеводородами, имеющими 5 или 6 атомов углерода, поскольку углеводороды, имеющие 7 атомов углерода, подвергаются крекингу в условиях, необходимых для эффективной изомеризации углеводородов, имеющих 5 или 6 атомов углерода.
Соответственно, желательно создать установки и способы для изомеризации углеводородов, которые позволяют углеводородам, имеющим 5 или 6 атомов углерода, и углеводородам, имеющим 7 атомов углерода, подвергаться раздельной и эффективной изомеризации. Кроме того, другие желательные признаки и характеристики настоящего изобретения станут ясны из последующего подробного описания изобретения и прилагаемой формулы изобретения, рассматриваемых вместе с сопровождающими чертежами и данным описанием уровня техники изобретения.
Раскрытие изобретения
Различные варианты осуществления, рассматриваемые в настоящем описании, относятся к способам и установкам для изомеризации углеводородов. Иллюстративные варианты осуществления, раскрытые в настоящем описании, предполагают раздельную изомеризацию углеводородов, имеющих 5 или 6 атомов углерода, и углеводородов, имеющих 7 атомов углерода.
В варианте осуществления способ изомеризации углеводородов включает обеспечение первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие от 5 до 7 атомов углерода. Первое углеводородное сырье разделяют на фракции с образованием первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода и содержащего бензол, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода. Первый отделенный поток приводят в контакт с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с образованием промежуточного потока, содержащего циклогексан. Указанный промежуточный поток изомеризуют в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации с образованием первого изомеризованного потока. Второй отделенный поток изомеризуют в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации с образованием второго изомеризованного потока.
В другом варианте осуществления способ изомеризации углеводородов включает обеспечение первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие от 5 до 7 атомов углерода. Первое углеводородное сырье разделяют на фракции с образованием первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода и содержащего бензол, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода. Первый отделенный поток приводят в контакт с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с образованием промежуточного потока, содержащего циклогексан. Головной поток первого испарительного барабана, содержащий бутан и более легкокипящие углеводороды и газы, отделяют из указанного промежуточного потока в первом испарительном барабане, с образованием результирующего кубового потока первого испарительного барабана. Результирующий кубовый поток первого испарительного барабана изомеризуют в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации с образованием первого изомеризованного потока. Второй отделенный поток изомеризуют в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации с образованием второго изомеризованного потока. Головной поток второго испарительного барабана, содержащий бутан и более легкокипящие углеводороды и газы, отделяют из второго изомеризованного потока во втором испарительном барабане, с образованием кубового потока второго испарительного барабана. Первый изомеризованный поток и кубовый поток второго испарительного барабана подвергают стабилизации с образованием первого изомеризованного стабилизированного потока и второго изомеризованного стабилизированного потока. Первый изомеризованный стабилизированный поток и второй изомеризованный стабилизированный поток направляют в колонну с разделенным корпусом, содержащую деизогексанизатор и деизогептанизатор, для образования результирующего продукта изомеризации.
В еще одном варианте осуществления установка для изомеризации углеводородов содержит первую установку фракционирования, выполненную с возможностью разделения на фракции первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды с 5-7 атомами углерода, с получением первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода. Реактор насыщения бензола, находящийся в сообщении по текучей среде с первой установкой фракционирования, производящий промежуточный поток, содержащий циклогексан. Первую установку изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с реактором насыщения бензола и выполненную с возможностью приема и изомеризации промежуточного потока в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации, производя первый изомеризованный поток. Вторую установку изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с первой установкой фракционирования, выполняют с возможностью приема и изомеризации второго отделенного потока в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации, для получения второго изомеризованного потока.
Краткое описание чертежей
Различные варианты осуществления будут описаны ниже вместе со следующими чертежами, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые элементы, и где:
на фигуре представлена принципиальная схема способа и установки для изомеризации углеводородов в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Нижеследующее подробное описание носит исключительно иллюстративный характер и не имеет целью ограничить различные варианты осуществления или их применение и использование. Кроме того, не существует намерения быть связанным какой-либо теорией, представленной в предыдущем описании уровня техники или в нижеследующем подробном описании.
В данном описании представлены способы и установки для изомеризации углеводородов. Способы и установки позволяют осуществить раздельную и эффективную изомеризацию первого отделенного потока, который содержит углеводороды, имеющие 5 или 6 атомов углерода, и второго отделенного потока, который содержит углеводороды, имеющие 7 атомов углерода. В частности, первый катализатор изомеризации используется для изомеризации первого отделенного потока с получением первого изомеризованного потока, и второй катализатор изомеризации используется для изомеризации второго отделенного потока с получением второго изомеризованного потока. Первый катализатор изомеризации и второй катализатор изомеризации могут быть разными или же могут быть одного и того же типа или семейства. Первый катализатор изомеризации и второй катализатор изомеризации могут быть хлорированным оксидом алюминия в одних вариантах осуществления, или могут быть катализатором, содержащим диоксид циркония в других вариантах осуществления. Катализаторы на основе хлорированного оксида алюминия обычно требуют осушки потока, подлежащего изомеризации. В данном варианте осуществления может использоваться обычный осушитель перед изомеризацией соответствующих отделенных потоков. В другом примере способы и установки, в которых используются катализаторы изомеризации, не включают осушку подлежащего изомеризации потока. Первый отделенный поток и второй отделенный поток подвергаются различным условиям изомеризации специфическим для углеводородных соединений, содержащихся в соответствующих потоках.
Перед введением в первую зону изомеризации первый отделенный поток приводят в контакт с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с образованием промежуточного потока, содержащего циклогексан. Первый отделенный поток может подаваться с более низкой объемной скоростью и/или при более высоких температурах, чем второй отделенный поток, тем самым сводя к минимуму крекинг углеводородов, содержащих 7 атомов углерода, при этом по-прежнему эффективно изомеризуя углеводороды, имеющие 5 или 6 атомов углерода. Первый изомеризованный поток и второй изомеризованный поток стабилизируют в стабилизаторе с разделенным корпусом. Могут присутствовать и промежуточные технологические операции, такие как разделение жидкость/пар, для первоначального разделения водорода и более легких газов. Стабилизация приводит к образованию легкого потока, который содержит углеводороды, имеющие не более 4 атомов углерода, первого изомеризованного стабилизированного потока и второго изомеризованного стабилизированного потока, содержащих разветвленные углеводороды. Далее первый изомеризованный стабилизированный поток и второй изомеризованный стабилизированный поток подают в колонну с разделенным корпусом, содержащую деизогексанизатор и деизогептанизатор. Дополнительные технологические операции могут быть объединены, как описано более подробно ниже, тем самым максимально увеличивая эффективность обработки и минимизируя затраты, одновременно обеспечивая эффективную изомеризацию С5, С6 и С7 углеводородов.
Вариант осуществления способа изомеризации углеводородов рассматривается со ссылкой на установку и способ 10 изомеризации углеводородов, показанные на фигуре. В соответствии со способом и как показано на фигуре, обеспечивают первое углеводородное сырье 20. Первое углеводородное сырье 20 содержит углеводороды, имеющие 5-7 атомов углерода, а также может содержать разные другие углеводороды, включая углеводороды с 8 или более атомами углерода. Углеводороды, входящие в состав первого углеводородного сырья 20, могут быть ароматическими, алифатическими насыщенными, алифатическими ненасыщенными или циклическими углеводородами. Первое углеводородное сырье 20 обычно обеднено углеводородами, имеющими менее 5 атомов углерода, поскольку такие углеводороды обычно используются в других промышленных процессах. Первое углеводородное сырье 20 может включать свежее сырье, рециркулируемое сырье или побочные продукты переработки других фракций, полученных из нефти. В других вариантах осуществления первое углеводородное сырье 20 может быть фракцией, которая содержит по меньшей мере 95% масс. углеводородов, имеющих только 5-7 атомов углерода.
В соответствии с описанными здесь способами первое углеводородное сырье 20 разделяют на фракции с образованием первого отделенного потока 22 из головной части установки 12 фракционирования, который содержит углеводороды, имеющие от 5 до 6 атомов углерода, и второго отделенного потока 24 из кубовой части установки 12 фракционирования, содержащего углеводороды, имеющие 7 атомов углерода. Фракционирование может проводиться путем обычной перегонки в первой установке 12 фракционирования, которая может включать в себя одну или большее число перегонных колонн, которые выполнены с возможностью разделения на фракции первого углеводородного сырья 20 с образованием первого отделенного потока 22 и второго отделенного потока 24.
В вариантах осуществления первое подаваемое углеводородное сырье 20 разделяют на фракции с получением углеводородов, имеющих от 5 до 6 атомов углерода в первом отделенном потоке 22, по существу исключающим углеводороды, имеющие более 6 атомов углерода. Под выражением «по существу исключающий» подразумевается, что углеводороды, имеющие 7 атомов углерода, могут присутствовать в количествах менее 1% масс. в расчете на общую массу первого отделенного потока 22. Второй отделенный поток 24, отводимый в виде кубового потока, содержащего алифатические и ароматические углеводороды, имеющие 7 атомов углерода, также обычно содержит углеводороды, имеющие 5 или 6 атомов углерода. В одном примере углеводороды, имеющие 5 или 6 атомов углерода, могут присутствовать в количествах менее 0,5% в расчете на общую массу второго отделенного потока 24. В иллюстративном варианте осуществления температура конца кипения TBP второго отделенного потока 24 должна находиться в диапазоне от 107°С до 110°С и не должна превышать 110°С.
Первый отделенный поток 22 пропускается через реактор 26 насыщения бензола. Реактор 26 насыщения бензола выполнен с возможностью насыщения бензола, присутствующего в первом отделенном потоке 22. Первый отделенный поток 22 приводят в контакт с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола в реакторе 26 насыщения бензола с образованием промежуточного потока 28, содержащего циклогексан. Условия насыщения бензола включают температуру от 130°C до 160°C и давление от 15 кг/см2 изб. до 25 кг/см2 изб., предпочтительно от 18 кг/см2 изб. до 22 кг/см2 изб. В разных вариантах осуществления водород может подаваться в желаемом количестве ко входу в реактор 26 насыщения бензола по трубопроводу 30 через клапан, как показано на фигуре. В одном примере водород вводится в виде сухого водорода после прохождения через один или большее число осушителей. Повышение температуры в реакторе 26 насыщения бензола зависит от количества бензола, присутствующего в первом отделенном потоке 22. В соответствии с иллюстративным вариантом осуществления повышение температуры регулируют в диапазоне от 3°С до 5°С с помощью рециркуляции части промежуточного потока 28 (не показано) ко входу реактора 26 насыщения бензола после охлаждения. Кроме того, в иллюстративном варианте осуществления условия насыщения бензола включают температуру на выходе от 130°C до 150°C и давление на выходе от 18 кг/см2 изб. до 20 кг/см2 изб. Примеры катализаторов насыщения бензола включают металлы группы платины, олово или кобальт и молибден на подходящих огнеупорных неорганических оксидных носителях, таких как оксид алюминия. В одном варианте осуществления оксид алюминия является 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.
Промежуточный поток 28 направляется в первый испарительный барабан 32 для выделения головного потока 34 первого испарительного барабана, содержащего бутан и более легкокипящие углеводороды и газы. В иллюстративном варианте осуществления давление в первом испарительном барабане 32 поддерживается за счет двухтактной системы, показанной на фигуре, с использованием водорода, вводимого по трубопроводу 36, через показанный клапан. В одном примере водород вводится в виде сухого водорода после прохождения через один или большее число осушителей. Результирующий кубовый поток 38 из первого испарительного барабана направляется в первую установку 40 изомеризации. Первая установка 40 изомеризации может включать в себя один или большее число реакторов и, соответственно, изомеризация может осуществляться постадийно.
В иллюстративном варианте осуществления, как показано на фигуре, установка 40 изомеризации включает в себя реактор 42 изомеризации первой ступени и реактор 44 изомеризации второй ступени. Первая стадия изомеризации осуществляется в реакторе 42 изомеризации первой ступени. После первой стадии изомеризации первый межступенчатый выходящий поток изомеризации в трубопроводе 48, обменивается теплотой в теплообменнике 50 со вторым отделенным потоком 24. Затем частично охлажденный первый межступенчатый выходящий поток изомеризации переносится по трубопроводу 48 из реактора 42 изомеризации первой ступени в реактор 44 изомеризации второй ступени. После дополнительной изомеризации в реакторе 44 изомеризации второй ступени образуется первый изомеризованный поток 52.
После теплообмена с выходящим потоком в трубопроводе 48 второй отделенный поток 24 направляется во вторую установку 54 изомеризации, которая является отдельной от первой установки 40 изомеризации. Вторая установка 54 изомеризации, находится в сообщении по текучей среде с первой установкой 12 фракционирования и выполнена с возможностью приема и изомеризации второго отделенного потока 24. В одном примере вторая установка 54 изомеризации может включать в себя один или большее число реакторов, и изомеризация может осуществляться постадийно. Второй изомеризованный поток 56 получают из второй установки 54 изомеризации.
Как показано на фигуре, первый отделенный поток 22, после прохождения через реактор 26 насыщения бензола и первый испарительный барабан 32, изомеризуется в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации с образованием первого изомеризованного потока 52, и второй отделенный поток 24 изомеризуется в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации, которые отличаются от первых условий изомеризации, с образованием второго изомеризованного потока 56. В иллюстративном варианте осуществления, показанном на фигуре, водород подается ко входу первой установки 40 изомеризации и второй установки 54 изомеризации, соответственно по трубопроводу 46 и трубопроводу 58, через соответствующие клапаны, как показано на фигуре. Рециркуляция водорода может не потребоваться, поскольку по существу весь водород расходуется в первой установке 40 изомеризации и во второй установке 54 изомеризации. В одном примере водород вводится в виде сухого водорода после прохождения через один или большее число осушителей. В другом примере статические смесители используются на входе первой установки 40 изомеризации и второй установки 54 изомеризации, чтобы обеспечить надлежащее смешивание водорода с жидкой фазой.
Первый катализатор изомеризации и второй катализатор изомеризации могут быть различными, или же они могут быть одним и тем же типом катализатора изомеризации. Первый отделенный поток 22 и второй отделенный поток 24 изомеризуются раздельно, поскольку углеводороды, имеющие 7 атомов углерода, обычно подвергаются крекингу в условиях, которые идеальны для изомеризации углеводородов, имеющих 5 или 6 атомов углерода. Изомеризация второго отделенного потока 24 обычно осуществляется при более низкой температуре и давлении, определенных в абзаце ниже, чем для первого отделенного потока 22, и углеводороды, имеющие 5 или 6 атомов углерода, обычно являются инертными при более низкой температуре и давлении, при которых второй отделенный поток 24 изомеризуется. В вариантах осуществления второй отделенный поток 24 изомеризуется при более высокой объемной скорости, чем объемная скорость первого отделенного потока 22. Хотя конкретные объемные скорости, при которых первый отделенный поток 22 и второй отделенный поток 24 подвергаются изомеризации, могут варьировать в зависимости от множества переменных, включая конкретные используемые катализаторы изомеризации и установки изомеризации, а также температуры изомеризации, типичные значения объемной скорости находятся в диапазоне 0,5-20 ч-1. Первый отделенный поток 22 может изомеризоваться при более низких значениях в пределах указанного выше диапазона, например, от 0,5 до 6, предпочтительно от 1 до 4, а второй отделенный поток 24 может изомеризоваться при более высоких значениях в пределах указанного выше диапазона, например, от 2 до 20, предпочтительно от 5 до 8. Первый отделенный поток изомеризуется при более низких объемных скоростях, чем второй отделенный поток. В дополнение или в качестве альтернативы к разным объемным скоростям, второй отделенный поток 24 может изомеризоваться при более низкой температуре изомеризации, чем температура изомеризации первого отделенного потока 22. Температуры изомеризации также определяются воздействием перечисленных выше переменных, хотя типичные температуры изомеризации находятся в диапазоне от 60°С до 210°C. Первый отделенный поток 22 может изомеризоваться при более высоких значениях в пределах указанного выше диапазона, например, от 130°С до 210°С, и давлении от 28 кг/см2 изб. до 34 кг/см2 изб., а второй отделенный поток 24 может изомеризоваться при более низких значениях в пределах указанного выше диапазона, например, от 100°С до 120°С, и давлении от 20 кг/см2 изб. до 34 кг/см2 изб.
Как указано выше, первый катализатор изомеризации и второй катализатор изомеризации могут быть различными, или же они могут быть катализатором изомеризации одного и того же типа, и могут быть или катализатором, содержащим диоксид циркония, или катализатором на основе хлорированного оксида алюминия. В варианте осуществления хлорированный оксид алюминия используется в качестве первого катализатора изомеризации и второго катализатора изомеризации. В другом варианте осуществления хлорированный оксид алюминия используется в качестве первого катализатора изомеризации, а катализатор, содержащий диоксид циркония, используется в качестве второго катализатора изомеризации. В еще одном варианте осуществления катализатор, содержащий диоксид циркония, используется в качестве первого катализатора изомеризации, а хлорированный оксид алюминия используется в качестве второго катализатора изомеризации. В еще одном варианте осуществления катализатор, содержащий диоксид циркония, используется в качестве первого катализатора изомеризации и второго катализатора изомеризации. В вариантах осуществления катализаторы на основе хлорированного оксида алюминия обычно требуют осушки потока, подлежащего изомеризации; обычный осушитель может использоваться перед изомеризацией соответствующих отделенных потоков. В другом примере способы и установки, в которых используются катализаторы изомеризации, содержащие диоксид циркония, могут быть устойчивы к более высоким уровням воды, серы, азота, и не включают осушку подлежащего изомеризации потока. Кроме того, катализатор, содержащий диоксид циркония, не требует никакого введения хлорида. Это устраняет необходимость использования щелочного скруббера для очистки отходящих газов перед тем, как их можно будет направлять в резервуар для топливного газа нефтеперерабатывающего завода.
Хлорированный оксид алюминия может включать, например, хлорированный алюмоплатиновый катализатор. Оксид алюминия может быть безводным гамма-оксидом алюминия, хотя могут использоваться и другие оксиды алюминия. В дополнение к платине, катализатор изомеризации может необязательно содержать один или большее число металлов из палладия, германия, рутения, родия, осмия и иридия. Катализаторы изомеризации могут содержать 0,1-0,25 % масс. платины, и, необязательно, 0,1-0,25 % масс. одного или большего числа металлов из палладия, германия, рутения, родия, осмия и иридия, в расчете на общую массу катализатора изомеризации. Поскольку катализаторы на основе хлорированного оксида алюминия обычно требуют осушки потока, подлежащего изомеризации, в варианте осуществления, использующем катализатор на основе хлорированного оксида алюминия, соответствующий поток может быть осушен перед изомеризацией с катализатором на основе хлорированного оксида алюминия, и осушка может осуществляться с помощью традиционных способов осушки. Подходящие катализаторы, содержащие диоксид циркония, содержат, например, благородный металл, такой как платина, на сульфатированном или вольфрамированном диоксиде циркония. В одном примере могут использоваться сульфатированный или вольфрамированный диоксид циркония в сочетании с оксидом алюминия, оксидом марганца, оксидом титана и оксидом железа. Гидрирующий компонент может включать в себя одно вещество из платины, палладия, никеля, галлия или цинка. В отличие от хлорированного оксида алюминия катализаторы, содержащие диоксид циркония, не являются такими селективными, как катализаторы на основе хлорированного оксида алюминия, и могут предусматривать рециркуляцию водорода в первую установку 40 изомеризации и во вторую установку 54 изомеризации.
После изомеризации первый изомеризованный поток 52 и второй изомеризованный поток 56 направляют в стабилизатор 66 с разделенным корпусом. В иллюстративном варианте осуществления, как показано на фигуре, второй изомеризованный поток 56 может быть пропущен через второй испарительный барабан 60, и затем кубовый поток 64 второго испарительного барабана направляется в стабилизатор 66 с разделенным корпусом. В иллюстративном варианте осуществления первый испарительный барабан 32 состыкован со вторым испарительным барабаном 60. Предпочтительно первый испарительный барабан 32 пристыкован на второй испарительный барабан 60, как показано на фигуре, и головной поток 62 второго испарительного барабана объединяется с головным потоком 34 первого испарительного барабана.
Как проиллюстрировано, стабилизатор 66 с разделенным корпусом содержит первую сторону 68 и вторую сторону 70. Первая сторона 68 и вторая сторона 70 разделены перегородкой, как показано на фигуре. В одном варианте осуществления перегородка может не доходить до верха стабилизатора 66 с разделенным корпусом. Первая сторона 68 стабилизатора с разделенным корпусом выполнена с возможностью стабилизации первого изомеризованного потока 52, а вторая сторона 70 стабилизатора с разделенным корпусом выполнена с возможностью стабилизации второго изомеризованного потока 56, который остается в кубовом потоке 64 второго испарительного барабана. Соответственно, первый изомеризованный поток 52 направляется к первой стороне 68, а кубовый поток 64 второго испарительного барабана направляется ко второй стороне 70 стабилизатора 66 с разделенным корпусом с получением первого головного потока 72 и второго головного потока 74, впоследствии объединяемых для получения общего головного потока 76, который содержит углеводороды, имеющие не более 4 атомов углерода. Первый изомеризованный стабилизированный поток 78, содержащий разветвленные углеводороды, такие как изогексаны, и второй изомеризованный стабилизированный поток 80, содержащий разветвленные углеводороды, такие как изогептаны, отводятся из кубовой части первой стороны 68 и второй стороны 70, соответственно.
Следует иметь в виду, что общий головной поток 76 также может содержать водород, хотя в случае использования катализатора на основе хлорированного оксида алюминия обычно присутствуют незначительные количества водорода. Кроме того, в вариантах осуществления, в которых используются катализаторы изомеризации на основе хлорированного оксида алюминия, общий головной поток 76 также содержит хлориды. Как показано на фигуре, первый изомеризованный стабилизированный поток 78 и второй изомеризованный стабилизированный поток 80 затем направляют в колонну 82 с разделенным корпусом. Колонна 82 с разделенным корпусом содержит деизогексанизатор 84 и деизогептанизатор 86 на противоположных сторонах перегородки в колонне 82 с разделенным корпусом. Как проиллюстрировано, первый изомеризованный стабилизированный поток 78 поступает в деизогексанизатор 84, а второй изомеризованный стабилизированный поток 80 поступает в деизогептанизатор 86. Рециркуляционный поток 88 деизогексанизатора, содержащий линейный гексан, циклические углеводороды и монометилразветвленный пентан, и первый продукт 90 изомеризации отводятся из деизогексанизатора 84, а рециркуляционный поток 92 деизогептанизатора, содержащий линейные гептаны и циклические углеводороды, и второй продукт 94 изомеризации отводятся из деизогептанизатора 86. Рециркуляционный поток 88 деизогексанизатора рециркулируют ко входу первой установки 40 изомеризации, как показано на фигуре, с помощью потока А, смешивающегося с конечным результирующим потоком 38 первого испарительного барабана. Рециркуляционный поток 92 деизогептанизатора рециркулируют ко входу второй установки 54 изомеризации, как показано на фигуре, с помощью потока В, смешивающегося со вторым отделенным потоком 24. Первый продукт 90 изомеризации и второй продукт 94 изомеризации объединяются с получением результирующего продукта 96 изомеризации. Кроме того, общий головной поток 98, содержащий легкий продукт изомеризации, также отводится из верхней части колонны 82 с разделенным корпусом.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления вторая установка 54 изомеризации может не содержать соответствующего деизогептанизатора. В качестве альтернативы, вторая установка 54 изомеризации может содержать только деизогексанизатор, и может отсутствовать рециркуляция во вторую установку 54 изомеризации.
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 изомеризации углеводородов, включающий в себя обеспечение первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие от 5 до 7 атомов углерода; разделение на фракции первого углеводородного сырья с образованием первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода и содержащего бензол, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода; контактирование первого отделенного потока с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с образованием промежуточного потока, содержащего циклогексан; изомеризацию указанного промежуточного потока в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации с образованием первого изомеризованного потока; и изомеризацию второго отделенного потока в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации с образованием второго изомеризованного потока. 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 первые условия изомеризации включают температуру от 130°C до 210°C. 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 вторые условия изомеризации включают температуру от 100°C до 120°C. 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 условия насыщения бензола включают температуру от 130°C до 160°C и давление от 18 кг/см2 изб. до 22 кг/см2 изб. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя направление промежуточного потока в первый испарительный барабан, перед изомеризацией промежуточного потока, для выделения головного потока первого испарительного барабана, содержащего бутан и более легкокипящие углеводороды и газы. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя стабилизацию первого изомеризованного потока и второго изомеризованного потока с получением общего головного потока, содержащего углеводороды, имеющие не более 4 атомов углерода, и первого изомеризованного стабилизированного потока и второго изомеризованного стабилизированного потока, содержащих разветвленные углеводороды. 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 первый изомеризованный поток и второй изомеризованный поток стабилизируют в стабилизаторе с разделенным корпусом, в котором первая сторона стабилизатора с разделенным корпусом выполнена с возможностью стабилизации первого изомеризованного потока, а вторая сторона стабилизатора с разделенным корпусом выполнена с возможностью стабилизации второго изомеризованного потока. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя подачу первого изомеризованного стабилизированного потока в деизогексанизатор с получением рециркуляционного потока деизогексанизатора, содержащего линейный гексан, циклические углеводороды и монометилразветвленный пентан, и первого продукта изомеризации, при этом рециркуляционный поток деизогексанизатора объединяется с первым отделенным потоком. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя подачу второго изомеризованного стабилизированного потока в деизогептанизатор с получением рециркуляционного потока деизогептанизатора, содержащего линейные гептаны и циклические углеводороды, и второго продукта изомеризации, при этом рециркуляционный поток деизогептанизатора объединяется со вторым отделенным потоком. 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 первый изомеризованный стабилизированный поток и второй изомеризованный стабилизированный поток подаются в колонну с разделенным корпусом, содержащую деизогексанизатор и деизогептанизатор. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя направление второго изомеризованного потока через второй испарительный барабан перед стабилизацией второго изомеризованного потока. 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 первый катализатор изомеризации является катализатором, содержащим диоксид циркония, или катализатором на основе хлорированного оксида алюминия. 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 второй катализатор изомеризации является катализатором, содержащим диоксид циркония, или катализатором на основе хлорированного оксида алюминия.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ изомеризации углеводородов, включающий обеспечение первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие от 5 до 7 атомов углерода; разделение на фракции первого углеводородного сырья с образованием первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода и содержащего бензол, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода; контактирование первого отделенного потока с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с образованием промежуточного потока, содержащего циклогексан; выделение головного потока первого испарительного барабана, содержащего бутан и более легкокипящие углеводороды и газы, из указанного промежуточного потока в первом испарительном барабане с образованием результирующего кубового потока первого испарительного барабана; изомеризацию результирующего кубового потока первого испарительного барабана в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации с образованием первого изомеризованного потока; и изомеризацию второго отделенного потока в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации с образованием второго изомеризованного потока; выделение головного потока второго испарительного барабана, содержащего бутан и более легкокипящие углеводороды и газы, из второго изомеризованного потока во втором испарительном барабане с образованием кубового потока второго испарительного барабана; стабилизацию первого изомеризованного потока и кубового потока второго испарительного барабана с образованием первого изомеризованного стабилизированного потока и второго изомеризованного стабилизированного потока; и направление первого изомеризованного стабилизированного потока и второго изомеризованного стабилизированного потока в колонну с разделенным корпусом, содержащую деизогексанизатор и деизогептанизатор, с получением результирующего продукта изомеризации.
Третий вариант осуществления изобретения представляет собой установку для изомеризации углеводородов, содержащую первую установку фракционирования, выполненную с возможностью разделения на фракции первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды с 5-7 атомами углерода, с получением первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода; реактор насыщения бензола, находящийся в сообщении по текучей среде с первой установкой фракционирования, для получения промежуточного потока, содержащего циклогексан; первую установку изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с реактором насыщения бензола и выполненную с возможностью приема и изомеризации указанного промежуточного потока в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации, для получения первого изомеризованного потока; и вторую установку изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с первой установкой фракционирования и выполненную с возможностью приема и изомеризации второго отделенного потока в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации, для получения второго изомеризованного потока. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий первый испарительный барабан, находящийся в сообщении по текучей среде с реактором насыщения бензола. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий стабилизатор с разделенным корпусом, содержащий первую сторону и вторую сторону, где первая сторона стабилизатора с разделенным корпусом находится в сообщении по текучей среде с первой установкой изомеризации, а вторая сторона стабилизатора с разделенным корпусом находится в сообщении по текучей среде со второй установкой изомеризации. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий колонну с разделенным корпусом, содержащую деизогексанизатор и деизогептанизатор, где деизогексанизатор находится в сообщении по текучей среде с первой стороной стабилизатора с разделенным корпусом, а деизогептанизатор находится в сообщении по текучей среде со второй стороной стабилизатора с разделенным корпусом. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий второй испарительный барабан, при этом второй испарительный барабан находится в сообщении по текучей среде со второй установкой изомеризации. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к третьему варианту осуществления в данном параграфе, где второй испарительный барабан состыкован с первым испарительным барабаном.
Без дополнительного уточнения считается, что специалист с помощью предшествующего описания сможет использовать настоящее изобретение в его максимальной степени и сможет легко выявить существенные характеристики данного изобретения без отклонения от его сущности и объема, чтобы осуществить различные изменения и модификации изобретения и приспособить его к различным областям применения и условиям. Поэтому приведенные выше предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать только как иллюстративные и не ограничивающие каким бы то ни было образом остальную часть описания, и что это предполагает охват различных модификаций и эквивалентных компоновок, включенных в пределы сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.
В вышеизложенном все температуры приведены в градусах Цельсия, и все части и проценты являются массовыми, если не указано иное.
1. Способ изомеризации углеводородов, включающий в себя:
обеспечение первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие от 5 до 7 атомов углерода;
разделение на фракции первого углеводородного сырья с образованием первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода и содержащего бензол, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода;
контактирование первого отделенного потока с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с образованием промежуточного потока, содержащего циклогексан;
изомеризацию указанного промежуточного потока в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации в первой зоне изомеризации с образованием первого изомеризованного потока;
причем перед изомеризацией промежуточного потока указанный промежуточный поток пропускают в первый испарительный барабан для выделения головного потока первого испарительного барабана, содержащего бутан и более легкокипящие углеводороды и газы; и
изомеризацию второго отделенного потока в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации во второй зоне изомеризации с образованием второго изомеризованного потока, причем первая зона изомеризации является отдельной от второй зоны изомеризации и первые условия изомеризации отличаются от вторых условий изомеризации.
2. Способ по п.1, в котором первые условия изомеризации включают температуру от 130°C до 210°C.
3. Способ по п.1, в котором вторые условия изомеризации включают температуру от 100°C до 120°C.
4. Способ по п.1, в котором условия насыщения бензола включают температуру от 130°C до 160°C и давление от 18 кг/см2 изб. до 22 кг/см2 изб.
5. Способ по п.1, дополнительно включающий стабилизацию первого изомеризованного потока и второго изомеризованного потока с получением общего головного потока, содержащего углеводороды, имеющие не более 4 атомов углерода, и первого изомеризованного стабилизированного потока, содержащего разветвленные углеводороды, и второго изомеризованного стабилизированного потока, содержащего разветвленные углеводороды.
6. Способ по п.5, в котором первый изомеризованный поток и второй изомеризованный поток стабилизируют в стабилизаторе с разделенным корпусом, в котором первая сторона стабилизатора с разделенным корпусом выполнена с возможностью стабилизации первого изомеризованного потока, а вторая сторона стабилизатора с разделенным корпусом выполнена с возможностью стабилизации второго изомеризованного потока.
7. Способ по п.5, дополнительно включающий подачу первого изомеризованного стабилизированного потока в деизогексанизатор с получением рециркуляционного потока деизогексанизатора, содержащего линейный гексан, циклические углеводороды и монометилразветвленный пентан, и первого продукта изомеризации, при этом рециркуляционный поток деизогексанизатора объединяется с первым отделенным потоком.
8. Способ по п.5, дополнительно включающий в себя подачу второго изомеризованного стабилизированного потока в деизогептанизатор с получением рециркуляционного потока деизогептанизатора, содержащего линейные гептаны и циклические углеводороды, и второго продукта изомеризации, при этом рециркуляционный поток деизогептанизатора объединяется со вторым отделенным потоком.
9. Установка для изомеризации углеводородов, содержащая:
первую установку фракционирования, выполненную с возможностью разделения на фракции первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды с 5-7 атомами углерода, с получением первого отделенного потока, содержащего углеводороды с 5-6 атомами углерода, и второго отделенного потока, содержащего углеводороды с 7 атомами углерода;
реактор насыщения бензола, находящийся в сообщении по текучей среде с первой установкой фракционирования, для получения промежуточного потока, содержащего циклогексан;
первую установку изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с реактором насыщения бензола и выполненную с возможностью приема и изомеризации промежуточного потока в присутствии первого катализатора изомеризации и водорода в первых условиях изомеризации для получения первого изомеризованного потока;
первый испарительный барабан, находящийся в сообщении по текущей среде с реактором насыщения бензола и первой установкой изомеризации и выполненный с возможностью выделения головного потока первого испарительного барабана, содержащего бутан и более легкокипящие углеводороды и газы, из промежуточного потока выше по ходу потока от первой установки изомеризации; и
вторую установку изомеризации, отдельную от указанной первой установки изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с первой установкой фракционирования и выполненную с возможностью приема и изомеризации второго отделенного потока в присутствии второго катализатора изомеризации и водорода во вторых условиях изомеризации для получения второго изомеризованного потока, причем первые условия изомеризации отличаются от вторых условий изомеризации.
