Способы и устройство для изомеризации углеводородов
Изобретение относится к способу изомеризации углеводородов, включающему: обеспечение потока сырья, содержащего углеводороды C5, C6 и C7+; разделение потока сырья с получением первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+; изомеризацию первого потока в присутствии катализатора изомеризации и водорода в зоне изомеризации в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта; приведение второго потока в контакт с катализатором реакции насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта реакции насыщения, содержащего циклогексан; подачу потока продукта насыщения в стриппер для обеспечения потока верхнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стриппера; подачу по меньшей мере части потока нижнего продукта стриппера в колонну деизогексанизации; и подачу потока боковой фракции деизогексанизатора, содержащего циклогексаны, из колонны деизогексанизации в указанную зону изомеризации. Также изобретение относится к устройству. Предлагаемое изобретение позволяет достичь более высокого выхода в установке изомеризации С5/С6. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Область изобретения
Объект настоящего изобретения по существу относится к способам и устройствам изомеризации углеводородов. Более конкретно, область техники настоящего изобретения относится к способам и устройствам раздельной изомеризации потока, содержащего углеводороды C5 и C6, и отдельной обработки C7 и высших углеводородов с целью удержания компонентов C7.
Предпосылки создания изобретения
С помощью различных типовых производственных операций углеводородные потоки очищают для получения различных видов топлива, промышленных сырьевых материалов, которые используют при производстве других соединений или продуктов, и продуктов на основе нефти. Производство бензина является особенно важным промышленным процессом, включающим переработку углеводородов с помощью различных типовых производственных операций, в том числе изомеризации и каталитического риформинга. Риформинг углеводородов используют для преобразования парафинов в ароматические соединения в присутствии катализаторов из благородных металлов. Ароматические соединения обеспечивают высокое октановое число и благодаря этому являются желательными компонентами в бензине. Изомеризация эффективно преобразует линейные углеводороды в углеводороды с разветвленной цепью, которые имеют более высокое октановое число, чем линейные соединения, но более низкое октановое число, чем ароматические соединения. Потоки изомеризованного продукта (или изомеризаты) по существу не содержат ароматических соединений, в то время как потоки риформата (или риформат) по существу включают в себя большие количества ароматических соединений (например, по меньшей мере 50 масс.%).
Во время переработки углеводородный поток обычно разделяют на несколько потоков исходя из количества атомов углерода в соединениях в каждом потоке. Углеводороды, имеющие 7 или большее количество атомов углерода, обычно подлежат риформингу, поскольку риформинг, как правило, приводит к более высокому октановому числу, чем изомеризация таких углеводородов. Углеводороды, имеющие 5 или 6 атомов углерода, обычно подвергают изомеризации.
Современные технические характеристики бензина обычно задают предельные значения содержания ароматических углеводородов. Предельные значения содержания ароматических углеводородов ограничивают количество риформата, которое можно смешивать с бензином. Так как рафинеры производят преимущественно значительно больше углеводородов, имеющих 7 или большее количество атомов углерода, то в случаях, когда содержание ароматических веществ в бензине сильно ограничено, риформата относительно изомеризата производят, как правило, слишком много. Углеводороды, имеющие 7 атомов углерода, невозможно эффективно изомеризовать с углеводородами, имеющими от 5 до 6 атомов углерода, поскольку углеводороды, имеющие 7 атомов углерода, подвергаются крекингу в условиях, необходимых для эффективной изомеризации углеводородов, имеющих 5 или 6 атомов углерода, что приводит к более низкому выходу изомеризата и более высокому потреблению водорода.
Кроме того, в тех случаях, когда требование к октановому числу изомеризата не очень высокое, желательно удерживать кольца C6 в реакторе изомеризации, а не размыкать их для преобразования в высокооктановые компоненты.
Соответственно, желательно обеспечить устройства и способы изомеризации углеводородов, которые позволят достичь более высокого выхода жидкого продукта в установке изомеризации C5/C6. Кроме того, желательно обеспечить устройства и способы изомеризации углеводородов, имеющие более низкое потребление водорода. Более того, другие желательные признаки и характеристики настоящего объекта изобретения станут понятны из приведенного ниже подробного описания объекта изобретения и прилагаемой формулы изобретения, рассматриваемых совместно с сопровождающими графическими материалами и настоящим описанием предпосылок создания объекта изобретения.
Изложение сущности изобретения
Различные варианты осуществления, рассмотренные в настоящем документе, относятся к способам и устройствам для изомеризации углеводородов. Приведенные в настоящем документе примеры осуществления обеспечивают более высокий выход жидкого продукта из зоны изомеризации C5/C6 и более низкое потребление водорода в способах и устройстве изомеризации углеводородов.
В соответствии с примером осуществления, предложен способ изомеризации углеводородов. Данный способ включает обеспечение потока сырья, содержащего углеводороды C5, C6 и C7+. Поток сырья разделяют для получения первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+. Изомеризацию первого потока выполняют в присутствии катализатора изомеризации и водорода в зоне изомеризации в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта. Второй поток входит в контакт с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта насыщения, содержащего циклогексан.
В соответствии с другим примером осуществления, предложен способ изомеризации углеводородов. Данный способ включает обеспечение потока сырья, содержащего углеводороды C5, C6 и C7+. Поток сырья разделяют для получения первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+. Изомеризацию первого потока выполняют в присутствии катализатора изомеризации и водорода в зоне изомеризации в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта. Поток изомеризованного продукта проходит в стабилизатор для обеспечения потока верхнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды C4–, и потока нижнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды с разветвленной цепью. Второй поток входит в контакт с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта насыщения, содержащего циклогексан. Поток продукта насыщения проходит в стриппер для обеспечения потока верхнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стриппера. По меньшей мере часть потока нижнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стабилизатора проходит в колонну деизогексанизации для обеспечения продукта изомеризата и потока боковой фракции деизогексанизатора, содержащего циклогексаны. Поток боковой фракции деизогексанизатора проходит из колонны деизогексанизации в зону изомеризации.
В соответствии с еще одним примером осуществления, предложено устройство изомеризации углеводородов. Данное устройство содержит разделительную колонну, находящуюся в сообщении по текучей среде с потоком сырья, содержащим углеводороды C5, C6 и C7+, для обеспечения первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, в первом трубопроводе и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+, во втором трубопроводе. Зона изомеризации находится в сообщении по текучей среде с первым трубопроводом для изомеризации первого потока в присутствии катализатора изомеризации и водорода в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта в трубопроводе изомеризата. Реактор насыщения бензола находится в сообщении по текучей среде со вторым трубопроводом для приведения второго потока в контакт с катализатором реакции насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта насыщения, содержащего циклогексан, в трубопроводе продукта насыщения.
Описанный объект изобретения позволяет достичь более высокого выхода жидкого продукта из зоны изомеризации C5/C6 и снизить потребление водорода за счет удержания колец C6 в зоне изомеризации вместо их размыкания для преобразования в высокооктановые компоненты.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего описания станут более понятными после изучения представленного ниже подробного описания, графических материалов и прилагаемой формулы изобретения.
Краткое описание графических материалов
Далее различные варианты осуществления будут описаны в сочетании со следующими чертежами, на которых аналогичные цифровые обозначения обозначают аналогичные элементы.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема способа и устройства для изомеризации углеводородов в соответствии с примером осуществления.
На фиг. 2 представлена принципиальная схема способа и устройства для изомеризации углеводородов в соответствии с примером осуществления.
Специалистам в данной области будет очевидно, что элементы на фигурах показаны для упрощения и ясности описания и не обязательно представлены в масштабе. Например, для облегчения понимания различных вариантов осуществления настоящего описания размеры некоторых элементов на фигурах могут быть чрезмерно увеличены по сравнению с другими элементами. Кроме того, обычные, но хорошо известные элементы, используемые или требуемые в экономически целесообразном варианте осуществления, часто не показаны для облегчения рассмотрения этих различных вариантов осуществления настоящего описания.
Подробное описание
Представленное ниже подробное описание носит лишь иллюстративный характер и не предназначено для ограничения различных вариантов осуществления или их применения и использования. Более того, авторы не имеют намерения ограничиваться какой-либо теорией, представленной выше в разделе о предпосылках создания изобретения или ниже в подробном описании изобретения.
Как показано, линии технологического потока на фигурах могут упоминаться взаимозаменяемо, как, например, трубопроводы, трубы, ветви, распределительные устройства, потоки, стоки, продукты подачи, продукты, части, катализаторы, отборы, рециклы, отсосы, сливы и каустики.
При использовании в настоящем документе термин «зона» может относиться к объекту, включающему в себя одну или более единиц оборудования и/или одну или более подзон. Единицы оборудования могут включать в себя один или более реакторов или аппаратов реактора, нагревателей, обменников, труб, насосов, компрессоров и контроллеров. Кроме того, единица оборудования, такая как реактор, осушитель или сосуд, может дополнительно включать в себя одну или более зон или подзон.
При использовании в настоящем документе термин «поток» может включать в себя различные углеводородные молекулы и другие вещества. Кроме того, термин «поток, содержащий углеводороды Cx», может включать в себя поток, содержащий углеводород с x атомами углерода, преимущественно поток, в котором большинство углеводородов содержат x атомов углерода, и предпочтительно поток, в котором молекулы по меньшей мере 75 масс.% углеводородов соответственно содержат x атомов углерода. Кроме того, термин «поток, содержащий углеводороды Cx+» может включать в себя поток, в котором в большинстве молекул углеводородов содержится число атомов углерода, которое больше или равно x, и преимущественно менее 10 масс.% и предпочтительно менее 1 масс.% молекул углеводородов содержат x - 1 атомов углерода. В заключение термин «поток Cx-» может включать в себя поток, в котором в большинстве молекул углеводородов содержится число атомов углерода, равное x или менее, и преимущественно менее 10 масс.% и предпочтительно менее 1 масс.% молекул углеводородов содержат x + 1 атомов углерода.
Термин «колонна» означает ректификационную колонну или колонны для разделения одного или более компонентов разной летучести. Если не указано иное, каждая колонна включает в себя конденсатор, расположенный в верхней части колонны, для конденсации пара, отводимого с верхней части колонны, и орошения части потока верхнего продукта и возврата назад в верхнюю часть колонны. Она также включает в себя нагреватель, расположенный в нижней части колонны, для испарения и возврата части потока нижнего продукта назад в нижнюю часть колонны для подачи энергии фракционирования. Входные потоки колонн можно предварительно нагревать. Верхнее давление представляет собой давление верхнего пара на выпускном отверстии колонны. Температура нижнего продукта представляет собой температуру на выпускном отверстии для жидкости. Ссылка на трубопроводы верхнего продукта и трубопроводы нижнего продукта относится к отводным трубопроводам колонны после контуров конденсации или возврата в колонну в виде орошения.
При использовании в настоящем документе термин «поток верхнего продукта» может означать поток, отводимый в верхней части или вблизи верхней части сосуда, такого как колонна.
При использовании в настоящем документе термин «поток нижнего продукта» может означать поток, отводимый в нижней части или вблизи нижней части сосуда, такого как колонна.
При использовании в настоящем документе термин «богатый» может означать величину по существу по меньшей мере 75 мол.%, предпочтительно 85 мол.% и оптимально 95 мол.% соединения или класса соединений в потоке.
При использовании в настоящем документе термин «преимущественно» может означать величину по существу по меньшей мере 90 мол.%, предпочтительно 95 мол.% и оптимально 99 мол.% соединения или класса соединений в потоке.
Пример осуществления способа и устройства для изомеризации углеводородов рассматривается со ссылкой на способ и устройство 100 в соответствии с вариантом осуществления, как показано на фиг. 1. Способ и устройство 100 включают разделительную колонну 110, зону 120 изомеризации, реактор 130 насыщения бензола, стабилизатор 140, колонну 150 деизогексанизации и стриппер 160.
В соответствии с примером осуществления, как показано на фиг. 1, поток сырья в трубопроводе 102 может поступать в разделительную колонну 110. Поток сырья может представлять собой поток сырья, содержащий углеводороды C5, C6 и C7+. В одном варианте осуществления поток сырья может преимущественно включать в себя углеводороды C5 и C6. В другом варианте осуществления поток сырья может включать в себя углеводороды C7 в диапазоне от 2 до 20 масс.% или от 2 до 10 масс.%. Как показано на фиг. 1, поток сырья может быть разделен в разделительной колонне 110 для получения первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, в первом трубопроводе 112 и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7, во втором трубопроводе 114. В данном варианте осуществления разделительная колонна может представлять собой отгонную колонну и, следовательно, может взаимозаменяемо называться отгонной колонной 110. Первый трубопровод может быть получен из верхней части отгонной колонны 110, и второй трубопровод может быть получен из нижней части отгонной колонны 110.
Первый поток, выходящий из трубопровода 112, может быть направлен в зону 120 изомеризации, и второй поток, выходящий из трубопровода 114, может быть направлен в реактор 130 насыщения бензола. Зона 120 изомеризации может включать в себя один или более реакторов. Зона изомеризации может работать при любой подходящей температуре, например, при температуре от 90°C до 235°C, предпочтительно от 110°C до 205°C, а давление может составлять от 700 до 7000 кПа. Часовая объемная скорость жидкости может находиться в диапазоне от 0,5 до 12 ч-1. Катализатор, используемый в зоне изомеризации, может включать в себя сильный кислотный катализатор, такой как, по меньшей мере, один из платинового катализатора на основе оксида алюминия, промотированного хлором, кристаллического алюмосиликата или цеолита, сульфатированного диоксида циркония или усовершенствованного сульфатированного диоксида циркония, предпочтительно платиновый катализатор на основе оксида алюминия, промотированный хлором, и/или сульфатированный диоксид циркония. Как класс катализаторов кристаллический алюмосиликатный или кристаллический цеолитный катализатор может включать в себя кристаллическое цеолитное молекулярное сито, имеющее видимый диаметр пор, достаточно большой для адсорбции неопентана. По существу катализатор может иметь молярное соотношение кремния к глинозему SiO2 : Al2O3 больше 3 : 1 и меньше 60 : 1, предпочтительно от 15 : 1 до 30 : 1. Катализаторы для изомеризации данного типа и способы их получения описаны, например, в патенте США № 7,223,898.
Как показано, водород, составляющий подпиточный поток газа в трубопроводе 116, может быть разделен для обеспечения первого подпиточного потока газа в трубопроводе 117 и второго подпиточного потока газа в трубопроводе 118. Подпиточный поток водорода в трубопроводе 117 может быть введен в первый поток и направлен в зону 120 изомеризации. Кроме того, в зону 120 изомеризации также может быть направлен поток боковой фракции деизогексанизатора в трубопроводе 156, содержащий циклогексаны, линейный гексан, циклические углеводороды и монометил разветвленный пентан из колонны 150 деизогексанизации. Первый поток проходит изомеризацию в присутствии катализатора изомеризации и водорода в зоне 120 изомеризации в условиях изомеризации для получения потока изомеризованного продукта в трубопроводе 122. Поток изомеризованного продукта может быть направлен в колонну 140 стабилизатора для обеспечения потока верхнего продукта стабилизатора в трубопроводе 142, содержащего углеводороды C4–, и потока нижнего продукта стабилизатора в трубопроводе 144, содержащего углеводороды с разветвленной цепью.
Что касается второго потока, второй поток, содержащий углеводороды C7 и бензол, контактирует с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола в реакторе 130 насыщения бензола для получения потока продукта насыщения в трубопроводе 132, содержащем циклогексан. Второй поток контактирует с катализатором насыщения бензола в условиях насыщения бензола в реакторе 130 насыщения бензола для получения потока продукта насыщения в трубопроводе 132. Условия насыщения бензола включают температуру от 30°C до 160°C и давление от 1400 кПа до 2500 кПа или от 1700 кПа до 2200 кПа. В различных вариантах осуществления водород можно подавать на вход реактора 130 насыщения бензола в необходимых количествах. Примеры катализаторов насыщения бензола включают в себя металлы платиновой группы, олово или кобальт и молибден на подходящих подложках из тугоплавких неорганических оксидов, таких как оксид алюминия. В одном варианте осуществления оксид алюминия является безводным гамма-глиноземом с высокой степенью чистоты. Термин «металлы платиновой группы» относится к благородным металлам, за исключением серебра и золота, которые выбраны из группы, состоящей из платины, палладия, германия, рутения, родия, осмия и иридия.
Поток продукта насыщения в трубопроводе 132 может быть направлен в стриппер 160 для обеспечения потока верхнего продукта стриппера в трубопроводе 162 и потока нижнего продукта стриппера в трубопроводе 164. По меньшей мере часть потока верхнего продукта стриппера может быть направлена в колонну 140 стабилизатора. Как показано на фиг. 1, часть потока верхнего продукта стриппера в трубопроводе 166 может быть смешана с потоком изомеризованного продукта и направлена в колонну 140 стабилизатора. В одном варианте осуществления часть потока верхнего продукта стриппера в трубопроводе 168 может быть направлена для смешивания с потоком верхнего продукта стабилизатора.
Стриппер 160 может иметь независимую систему конденсации или может быть передан в общий стабилизатор зоны изомеризации, что позволит не устанавливать отдельный конденсатор, приемник и систему орошения в стриппере 160. В одном варианте осуществления стриппер 160 имеет независимую систему конденсации. Одним из преимуществ наличия отдельной системы конденсации для стриппера является то, что для подачи сырья в реактор 130 насыщения бензола не требуется отдельного осушителя сырья, что приводит к экономии капитальных затрат.
Поток нижнего продукта стабилизатора в трубопроводе 144 может быть направлен в колонну 150 деизогексанизации для обеспечения продукта изомеризата. Кроме того, по меньшей мере часть потока нижнего продукта стриппера может быть направлена в колонну 150 деизогексанизации. Колонна 150 деизогексанизации может быть насадочной или тарельчатой колонной и обычно работает при давлении (манометрическом) в верхней части от 50 до 500 кПа и температуре в нижней части от 75°C до 170°C. Заявители обнаружили, что направление части потока нижнего продукта стриппера в колонну деизогексанизации помогает восстановить часть циклических соединений C6, присутствующих в потоке нижнего продукта стриппера, через поток боковой фракции деизогексанизатора в трубопроводе 156, который может быть возвращен обратно в зону 120 изомеризации для повышения октанового числа общего продукта изомеризата. В примере способа, как описано выше, восстановление циклических соединений C6 в боковой фракции деизогексанизатора может быть скорректировано соответствующим образом. В одном варианте осуществления часть потока нижнего продукта стриппера может быть направлена в колонну 150 деизогексанизации с более низким входом подачи, то есть ниже тарелки с боковой выемкой. В одном примере осуществления, как показано на фиг. 1, поток нижнего продукта стриппера в трубопроводе 164 может быть направлен в колонну 150 деизогексанизации. Поток верхнего продукта деизогексанизатора в трубопроводе 152, поток боковой фракции деизогексанизатора в трубопроводе 156 и поток нижнего продукта деизогексанизатора в трубопроводе 154 могут быть выведены из колонны деизогексанизации. Поток верхнего продукта деизогексанизатора в трубопроводе 152 и поток нижнего продукта деизогексанизатора в трубопроводе 154 могут быть смешаны для обеспечения продукта изомеризата в трубопроводе 158. В другом варианте осуществления часть потока нижнего продукта стриппера может быть направлена для смешивания с продуктом изомеризата в трубопроводе 158. Кроме того, как описано выше, поток боковой фракции деизогексанизатора может быть направлен в зону 120 изомеризации.
На фиг. 2 представлен другой пример осуществления способа и устройства для изомеризации углеводородов со ссылкой на способ и устройство 200. Многие элементы на фиг. 2 имеют такую же конфигурацию, как и на фиг. 1, обозначены теми же соответствующими номерами позиции и имеют аналогичные рабочие условия. Элементы на фиг. 2, соответствующие элементам на фиг. 1, но имеющие другую конфигурацию, обозначены теми же номерами позиций, что и на фиг. 1, но отмечены символом штриха (’). На фиг. 2 показаны такие же устройство и способ, как на фиг. 1, за исключением указанных ниже отличий. В соответствии с примером осуществления, как показано на фиг. 2, поток сырья в трубопроводе 102’ может поступать в колонну 210' деизопентанизации для разделения потока сырья. В соответствии с настоящим вариантом осуществления поток сырья содержит iC5 в количестве от 10 масс.% до 30 масс.%, или от 10 масс.% до 40 масс.%, или от 10 масс.% до 50 масс.%.
Первый поток в первом трубопроводе 212 богат углеводородами C5 и C6, второй поток во втором трубопроводе 214 богат бензолом и углеводородами C7+, а третий поток, богатый углеводородами iC5, отводят в трубопроводе 216 из колонны 210 деизопентанизации. Первый поток в первом трубопроводе 212 может быть подан в зону 120 изомеризации, а второй поток может быть подан в реактор 130 насыщения бензола и подвергнут дополнительной обработке, как показано на фиг. 1. Дополнительно третий поток в трубопроводе 216 может быть подан в поток верхнего продукта колонны деизогексанизации в трубопроводе 152 для обеспечения продукта изомеризата в трубопроводе 258. Остальная часть способа аналогична описанию на фиг. 1.
Заявители сравнили настоящую блок-схему с традиционной блок-схемой, в которой углеводороды C7 и бензол не разделяют и изомеризацию всех углеводородов C5, C6 и C7+ осуществляют в одном процессе изомеризации и разделения. В таблице 1 приведено сравнение, приведенное к выходу в 30 000 баррелей за сутки непрерывной работы (BPSD), сырья, содержащего 3 масс.% углеводородов C7, 3,5 масс.% бензола, причем октановое число изомеризата составляет 87,0.
Таблица 1
| Традиционная блок-схема | Предлагаемая блок-схема | |
| Выход С5+, масс.% | 97,11 | 99,20 |
| Химическое потребление H2, кг/ч | 534 | 478 |
| Общая нагрузка при нагреве в ребойлере, миллионов британских тепловых единиц в час | 185 | 180 |
| Объединенное сырье в реакторе Penex, BPSD | 40 400 | 40 860 |
Как видно из приведенной выше таблицы, благодаря применению предложенной схемы выход C5+ увеличился от 97,11 масс.% до 99,20 масс.%, а химическое потребление водорода уменьшилось с 534 кг/ч до 478 кг/ч.
В таблице 2 приведено сравнение, приведенное к выходу в 9000 баррелей за сутки непрерывной работы (BPSD), сырья, содержащего 13,2 масс.% углеводородов C7, 1,9 масс.%, бензола, причем октановое число изомеризата составляет 88.
Таблица 2
| Традиционная блок-схема | Предлагаемая блок-схема | |
| Выход С5+, масс.% | 93,45 | 96,13 |
| Химическое потребление H2, кг/ч | 154 | 133 |
| Общая нагрузка при нагреве в ребойлере, миллионов британских тепловых единиц в час | 85 | 77 |
| Объединенное сырье в реакторе Penex, BPSD | 14 800 | 16 300 |
Как видно из приведенной выше таблицы, благодаря применению предложенной схемы выход C5+ увеличился от 93,45 масс.% до 96,13 масс.%, а химическое потребление водорода уменьшилось с 154 кг/ч до 133 кг/ч.
Кроме того, было обнаружено, что настоящая блок-схема обеспечивает более низкие капитальные затраты по сравнению со схемой изомеризации с рециркуляцией C7. В одном примере схемы изомеризации с рециркуляцией C7 изомеризацию углеводородов C5/C6 и C7 осуществляют по отдельности в зоне изомеризации C5/C6 и зоне изомеризации C7 соответственно, при этом для рециркуляции углеводородов C6 в зону изомеризации C5/C6 применяют колонну деизогексанизации, а для рециркуляции углеводородов C7 в зону изомеризации C7 применяют колонну деизогептанизации. Поскольку предложенная блок-схема не требует наличия большой колонны деизогептанизации, двух отдельных зон изомеризации и дополнительного устройства для сушки, предложенная блок-схема приводит к существенной экономии капитальных затрат. Кроме того, предложенная блок-схема, как описано выше, имеет более низкий жидкостный рецикл по всей установке, что приводит к снижению капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, поскольку в предложенной блок-схеме крекинг углеводородов C7+ ограничен, выход C7+ составляет 99–100%, что гораздо выше, чем в схеме с рециркуляцией C7, и обусловливает снижение химического потребления водорода.
Любые из упомянутых выше трубопроводов, каналов, блоков, отдельных устройств, сосудов, окружающего пространства, зон и т.п. могут быть оборудованы одним или более компонентами мониторинга, включая датчики, измерительные устройства, устройства считывания данных или устройства передачи данных. Результаты измерения сигналов, процесса или состояния, а также данные от компонентов мониторинга могут быть использованы для отслеживания условий внутри технологического оборудования, а также вокруг него и на его поверхности. Сигналы, результаты измерений и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть собраны, обработаны и/или переданы через одну или более сетей или соединений, которые могут быть защищенными или открытыми, общими или выделенными, прямыми или непрямыми, проводными или беспроводными, шифрованными или без шифрования и/или представлять собой их комбинацию (-и); данное описание в этом отношении не устанавливает никаких ограничений.
Сигналы, измерения и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть переданы на одно или более вычислительных устройств или систем. Вычислительные устройства или системы могут включать в себя по меньшей мере один процессор и память, хранящую машиночитаемые инструкции, которые при исполнении по меньшей мере одним процессором приводят к выполнению одним или более вычислительными устройствами процесса, который может включать одну или более стадий. Например, одно или более вычислительных устройств могут быть выполнены с возможностью приема от одного или более компонентов мониторинга, данных, относящихся к по меньшей мере одному компоненту оборудования, связанного со способом. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью анализа данных. На основании анализа данных одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью определения одной или более рекомендуемых корректировок для одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью передачи зашифрованных или незашифрованных данных, которые включают в себя одну или более рекомендуемых корректировок одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе.
Конкретные варианты осуществления
Хотя приведенное ниже описание относится к конкретным вариантам осуществления, следует понимать, что настоящее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Первый вариант осуществления изобретения представляет собой способ изомеризации углеводородов, включающий обеспечение потока сырья, содержащего углеводороды C5, C6 и C7+; разделение потока сырья с получением первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+; изомеризацию первого потока в присутствии катализатора изомеризации и водорода в зоне изомеризации в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта; и приведение второго потока в контакт с катализатором реакции насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта реакции насыщения, содержащего циклогексан. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых разделение потока сырья дополнительно включает получение третьего потока, богатого углеводородами iC5. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток сырья содержит углеводороды iC5 в количестве от 10 масс.% до 30 масс.%. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток сырья содержит углеводороды C7+ в диапазоне 2–20 масс.%. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих подачу потока изомеризованного продукта в стабилизатор для обеспечения потока верхнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды C4–, и потока нижнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды с разветвленной цепью. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу потока нижнего продукта стабилизатора в колонну деизогексанизации с получением продукта изомеризата. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу потока продукта насыщения в стриппер для обеспечения потока верхнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стриппера. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу по меньшей мере части потока нижнего продукта стриппера в колонну деизогексанизации. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу потока боковой фракции колонны деизогексанизации, содержащего циклогексаны, из колонны деизогексанизации в зону изомеризации. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу по меньшей мере части потока верхнего продукта стриппера в стабилизатор. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу по меньшей мере части потока верхнего продукта стриппера в поток верхнего продукта стабилизатора.
Второй вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ изомеризации углеводородов, включающий обеспечение потока сырья, содержащего углеводороды C5, C6 и C7+; разделение потока сырья с получением первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+; изомеризацию первого потока в присутствии катализатора изомеризации и водорода в зоне изомеризации в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта; подачу потока изомеризованного продукта в стабилизатор для обеспечения потока верхнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды C4–, и потока нижнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды с разветвленной цепью; приведение второго потока в контакт с катализатором реакции насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта реакции насыщения, содержащего циклогексан; подачу потока продукта насыщения в стриппер для обеспечения потока верхнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стриппера; подачу по меньшей мере части потока нижнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стабилизатора в колонну деизогексанизации для обеспечения потока боковой фракции колонны деизогексанизации и продукта изомеризации; и подачу потока боковой фракции колонны деизогексанизации, содержащего циклогексаны, из колонны деизогексанизации в зону изомеризации. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых разделение потока сырья дополнительно включает получение третьего потока, богатого углеводородами iC5. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток сырья содержит углеводороды iC5 в количестве от 10 масс.% до 30 масс.%. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток сырья содержит углеводороды C7+ в диапазоне 2–20 масс.%. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу по меньшей мере части потока верхнего продукта стриппера в стабилизатор. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя подачу по меньшей мере части потока верхнего продукта стриппера в поток верхнего продукта стабилизатора.
Третий вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой устройство для изомеризации углеводородов, содержащее разделительную колонну, находящуюся в сообщении по текучей среде с потоком сырья, содержащим углеводороды C5, C6 и C7+, для обеспечения первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, в первом трубопроводе и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+, во втором трубопроводе; зону изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с первым трубопроводом, для изомеризации первого потока в присутствии катализатора изомеризации и водорода в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта в трубопроводе изомеризата; и реактор насыщения бензола, находящийся в сообщении по текучей среде со вторым трубопроводом, для приведения второго потока в контакт с катализатором реакции насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта насыщения, содержащего циклогексан, в трубопроводе продукта насыщения. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно содержащих стабилизатор, находящийся в сообщении по текучей среде с трубопроводом изомеризата, для обеспечения потока верхнего продукта стабилизатора в трубопроводе верхнего продукта стабилизатора и потока нижнего продукта стабилизатора в трубопроводе нижнего продукта стабилизатора; и колонну деизогексанизации, находящуюся в сообщении по текучей среде с трубопроводом нижнего продукта стабилизатора, для обеспечения продукта изомеризата. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно содержащих стриппер, находящийся в сообщении по текучей среде с трубопроводом продукта насыщения, для обеспечения потока верхнего продукта стриппера в трубопроводе верхнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стриппера в трубопроводе нижнего продукта стриппера, причем трубопровод нижнего продукта находится в сообщении по текучей среде с колонной деизогексанизации.
Без дополнительной проработки считается, что с использованием предшествующего описания специалист в данной области может в полной мере использовать настоящее изобретение и легко устанавливать основные характеристики настоящего изобретения, чтобы без отступления от его сущности и объема вносить в изобретение различные изменения и модификации и адаптировать его к различным вариантам применения и условиям. Таким образом, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать как исключительно иллюстративные, не накладывающие каких-либо ограничений на остальную часть описания и охватывающие различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.
Если не указано иное, в приведенном выше описании все температуры представлены в градусах по шкале Фаренгейта, а все доли и процентные значения даны по массе.
1. Способ изомеризации углеводородов, включающий:
обеспечение потока сырья, содержащего углеводороды C5, C6 и C7+;
разделение потока сырья с получением первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+;
изомеризацию первого потока в присутствии катализатора изомеризации и водорода в зоне изомеризации в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта;
приведение второго потока в контакт с катализатором реакции насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта реакции насыщения, содержащего циклогексан;
подачу потока продукта насыщения в стриппер для обеспечения потока верхнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стриппера;
подачу по меньшей мере части потока нижнего продукта стриппера в колонну деизогексанизации; и
подачу потока боковой фракции деизогексанизатора, содержащего циклогексаны, из колонны деизогексанизации в указанную зону изомеризации.
2. Способ по п. 1, в котором разделение потока сырья дополнительно включает получение третьего потока, богатого углеводородами iC5.
3. Способ по п. 2, в котором поток сырья содержит углеводороды iC5 в количестве от 10 масс.% до 30 масс.%.
4. Способ по п. 1, в котором поток сырья содержит углеводороды C7+ в диапазоне 2–20 масс.%.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу потока изомеризованного продукта в стабилизатор для обеспечения потока верхнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды C4–, и потока нижнего продукта стабилизатора, содержащего углеводороды с разветвленной цепью.
6. Способ по п. 5, дополнительно включающий подачу потока нижнего продукта стабилизатора в колонну деизогексанизации для обеспечения продукта изомеризата.
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий по меньшей мере одно из:
определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала или данных по результатам определения;
формирования и передачи сигнала; или
формирования и передачи данных.
8. Устройство для изомеризации углеводородов, содержащее:
разделительную колонну, находящуюся в сообщении по текучей среде с потоком сырья, содержащим углеводороды C5, C6 и C7+, для обеспечения первого потока, богатого углеводородами C5 и C6, в первом трубопроводе и второго потока, богатого бензолом и углеводородами C7+, во втором трубопроводе;
зону изомеризации, находящуюся в сообщении по текучей среде с первым трубопроводом, для изомеризации первого потока в присутствии катализатора изомеризации и водорода в условиях изомеризации с получением потока изомеризованного продукта в трубопроводе изомеризата;
реактор насыщения бензола, находящийся в сообщении по текучей среде со вторым трубопроводом, для приведения второго потока в контакт с катализатором реакции насыщения бензола в условиях насыщения бензола с получением потока продукта насыщения, содержащего циклогексан, в трубопроводе продукта насыщения;
стриппер, находящийся в сообщении по текучей среде с трубопроводом продукта насыщения, для обеспечения потока верхнего продукта стриппера и потока нижнего продукта стриппера; и
колонну деизогексанизации, находящуюся в сообщении по текучей среде с потоком нижнего продукта стриппера для подачи по меньшей мере части потока нижнего продукта стриппера в колонну деизогексанизации, причем указанная колонна деизогексанизации производит поток боковой фракции, содержащий циклогексаны, подлежащий подаче в указанную зону изомеризации.
9. Устройство по п. 8, дополнительно содержащее:
стабилизатор, находящийся в сообщении по текучей среде с трубопроводом изомеризата, для обеспечения потока верхнего продукта стабилизатора в трубопроводе верхнего продукта стабилизатора и потока нижнего продукта стабилизатора в трубопроводе нижнего продукта стабилизатора; при этом указанная колонна деизогексанизации находится в сообщении по текучей среде с трубопроводом нижнего продукта стабилизатора для обеспечения продукта изомеризата.
