專利名稱:異構(gòu)化工藝及其裝置的制作方法
本發(fā)明涉及的是利用催化異構(gòu)化方法使部分正鏈烷烴異構(gòu)化，從而提高混合烴原料辛烷值的改進工藝和裝置。
改善某些烴組分，尤其是含有正和異戊烷和己烷的混合原料辛烷值的一般公知方法是將原料中所有正烴全部異構(gòu)化。
按照一種普遍使用的工藝是先使全部進料進行初步催化反應(yīng)，然后利用分子篩吸附器進行分離，爾后吹掃清洗吸附器以解吸正烴，被解吸的正烴和吹掃氣再循環(huán)至異構(gòu)化反應(yīng)器，這就是公知的反應(yīng)器引導(dǎo)工藝。
根據(jù)另一種公知的工藝，原料首先通過吸附器立即除去非正烴，然后將正烴異構(gòu)化，并隨后排出新產(chǎn)生的非正烴，且再次將全部正烴循環(huán)至反應(yīng)器，這就是現(xiàn)有技術(shù)中公知的吸附器引導(dǎo)工藝。
由于在吸附器引導(dǎo)工藝和反應(yīng)器引導(dǎo)工藝中所有的未被異構(gòu)化的正烴要全部再循環(huán)，這些工藝最終將使進料中的所有正戊烷和正己烷全部異構(gòu)化。但是，再循環(huán)流量需要超大型的反應(yīng)器，吸附器，加熱爐和吹掃循環(huán)裝置，這不僅使初期投資過大，而且日常運行費用昂貴。
在加拿大專利1，064，056中，雷伯等人描述了一種完全異構(gòu)化工藝，其中適當(dāng)控制三床吸附器系統(tǒng)的運行可防止反應(yīng)器進料中的正戊烷或正己烷濃度的大幅度變化。根據(jù)該說明書，在任何給定的時間內(nèi)不會有2臺以上的床處于解吸階段，三臺吸附床中的一臺處于解吸結(jié)束階段的同時，是三臺床中的另一臺解吸的初始階段。
該專利特別例舉了吸附器引導(dǎo)和反應(yīng)器引導(dǎo)二種工藝。吸附器引導(dǎo)工藝要求將含有新鮮進料和全部反應(yīng)器流出物的混合物先通過吸附器以除去非正烴，使得反應(yīng)器的進料基本上是正烴。這樣就需要大型吸附器和循環(huán)設(shè)備，同樣也需要較大容量的反應(yīng)器。
在美國專利US4，210，771中，霍爾庫姆描述了一種反應(yīng)器引導(dǎo)全部異構(gòu)化工藝，該工藝降低了進入反應(yīng)器的循環(huán)流量，但同時仍然保持足夠的氫氣分壓以防止催化劑結(jié)焦。反應(yīng)器中的氫氣分壓是氫氣濃度的函數(shù)，該系統(tǒng)使循環(huán)中的氫氣流量和被送入反應(yīng)器中的進料流量保持在恒定的水平，且新鮮進料流量的變化與循環(huán)中的被解吸的正烴成反比。由于消除了送至反應(yīng)器的烴流量的波動，故雖然送至反應(yīng)器的循環(huán)流量降低了，也不會有氫氣分壓不夠的危險，從而使催化劑得到了保護。但是這種反應(yīng)器引導(dǎo)工藝需要循環(huán)全部正烴，反應(yīng)器，吸附器和循環(huán)裝置就需要足夠的尺寸與之配合。
通常期望能減小循環(huán)流量并使用小型反應(yīng)器和吸附器，另外在產(chǎn)量恒定的基礎(chǔ)上改進運行效率，同時仍然能有效地增加烴原料的辛烷值。
根據(jù)本發(fā)明，通過對公知的全部異構(gòu)化工藝進行改進，達到良好的經(jīng)濟效益，同時仍能生產(chǎn)出適合于作混合汽油基料的增加了辛烷值的產(chǎn)品。相對產(chǎn)品的辛烷值來說，改進的工藝能使吸附器，反應(yīng)器和烴循環(huán)系統(tǒng)尺寸有較大程度的降低。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)以不同于常規(guī)技術(shù)的方式改變吸附器引導(dǎo)工藝，能得到意外的大比值，即辛烷值的增加與投資之比值。
本發(fā)明提供了一種提高含有非正烴化合物，正戊烷和正己烷的烴原料之辛烷值的工藝及其裝置，包括使所說的烴原料通過裝有吸附床的吸附區(qū)以從所說的原料中吸附正烴，非正烴作為吸附器流出物流出吸附區(qū);使吹掃氣通過所說的吸附了正烴的吸附床以產(chǎn)生含有吹掃氣和正烴的解吸流出物;使所說的解吸流出物通過異構(gòu)化反應(yīng)器以產(chǎn)生含有吹掃氣和反應(yīng)器烴產(chǎn)物的反應(yīng)器流出物，所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物包括非正烴和正烴;至少將一部分所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的吸附器流出物混合以形成含有正烴和非正烴的提高了辛烷值的產(chǎn)物氣流;將所述的吹掃氣分離并循環(huán)至所說的吸附區(qū)。
優(yōu)先選擇50-100%的所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的吸附器流出物混合，而最經(jīng)濟的裝配和操作系統(tǒng)是將全部反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的吸附器流出物混合?？蓪⒏哌_50%的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與新鮮進料混合并循環(huán)送入吸附器，這樣雖會增加一些費用，但有益于工藝的靈活性。
本發(fā)明的裝置包括裝有吸附床的吸附區(qū)，該吸附床載有能從所述種類的原料中吸附正烴的固體吸附劑;將所說的烴原料送入吸附區(qū)的進料裝置;使非正烴作為吸附器流出物流出所說的吸附區(qū)的裝置;使吹掃氣通過所說的吸附了正烴的吸附床并產(chǎn)生含有吹掃氣和正烴之解吸流出物的裝置;將所說的解吸流出物通入異構(gòu)化反應(yīng)器的裝置;載有能將正烴異構(gòu)成為非正烴的異構(gòu)化催化劑并能產(chǎn)生含有吹掃氣，正烴和非正烴的反應(yīng)器流出物的異構(gòu)化反應(yīng)器;將至少一部分所說的反應(yīng)器產(chǎn)物氣流與所說的吸附器流出物混合以形成含有正烴和非正烴的提高了辛烷值產(chǎn)物的裝置以及用于吹掃氣分離并循環(huán)至所說的吸附區(qū)的裝置。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明，可更好地理解本發(fā)明并明確其優(yōu)點圖1是根據(jù)本發(fā)明的工藝及裝置排列的示意圖，其中，全部異構(gòu)化反應(yīng)器的烴產(chǎn)物與吸附器流出物混合結(jié)果得到提高了辛烷值的烴。
圖2是另一種工藝及裝置排列的示意圖，它能分離出一部分異構(gòu)化反應(yīng)器的烴產(chǎn)物，使之與吸附器流出物混合，同時將限量的反應(yīng)器產(chǎn)物回送到吸附器。
基本上按照優(yōu)選實施方式來描述本發(fā)明，其中，在吸附器引導(dǎo)結(jié)構(gòu)中采用簡單的吸附和異構(gòu)化步驟來提高作為汽油混合基料的混合烴原料(新鮮原料)的等級。由于其簡單，本發(fā)明能使吸附器，異構(gòu)化反應(yīng)器，用于加熱工藝過程中物料的加熱爐以及吹掃氣循環(huán)裝置的尺寸減小，這些尺寸的減小與高生產(chǎn)率的保持其效益是出人意料的。
混合烴原料(新鮮原料)經(jīng)工藝所需的管道10加料，在圖1所示的實施方式中，進入工藝過程的原料是含有正烴和非正烴的新鮮原料，它主要是由碳原子數(shù)為5～6的各種異構(gòu)型飽和烴組成，所說的“各種異構(gòu)型”是指已知化合物的所有支鏈及環(huán)狀形式以及直鏈形式，前綴“iso”和“i”是指定化合物的所有支鏈和環(huán)狀(即非正)形式的常規(guī)表示。
下述組成是適用于本發(fā)明工藝的典型原料成份 摩爾%C4和C4以下 0-7異-C510-40正-C55-30異-C610-40正-C65-30C7和C7以上 0-10在精練廠的蒸餾過程能得到典型的適用原料，其含有少量C7，甚至碳原子數(shù)更高的烴，但這些是典型的例子，如果在一般情況下，僅僅是微量的。原料中的烯烴最好低于大約4摩爾%，芳香烴和環(huán)烷烴分子具有比較高的辛烷值，因此優(yōu)選的原料是那些芳香烴和環(huán)烷烴含量高的烴，例如，這些成分在混合后至少含有5摩爾%，更典型的是10～25摩爾%的芳香烴和環(huán)烷烴。
原料中C5和C6的非環(huán)烴典型的至少含60摩爾%，更典型的是至少75摩爾%，而至少25摩爾%，最好是至少35摩爾%的原料是從異戊烷、異己烷及其混合物中選出的烴。原料優(yōu)選含有不大于40、最好是不大于30摩爾%的正戊烷和正己烷之混合物的烴。
參照圖1，管道10中的新鮮原料在熱交換器12中與反應(yīng)器的流出物直接進行熱交換而被加熱，原料從熱交換器流出通過加熱爐14被充分加熱，再經(jīng)管道16通向吸附區(qū)域。
來自管道16和加熱爐14的吸附器進料一部分經(jīng)由壓力控制閥22流向管道20，一部分借助流量控制閥26流向管道24，通過這些管道，吸附器進料流向吸附區(qū)內(nèi)的適當(dāng)吸附床。
含正烴和非正烴的吸附器進料以蒸氣態(tài)形式在超大氣壓條件下，周期性地按順序通過吸附區(qū)中多個固定吸附床的每一個，例如，如美國專利US 3，700，589中描述的4臺吸附床或US 3，770，621中描述的3臺吸附床，吸附床載有沸石分子篩吸附劑。本發(fā)明參考了這些美國專利。
優(yōu)選的吸附劑有效微孔孔徑基本上為5
，本說明書中用到的術(shù)語“吸附床空隙”指的是沸石晶體的晶體內(nèi)部空穴除外，吸附床中未被固體材料占據(jù)的任何空間，用于沸石晶體聚集成塊的任何粘合劑中的微孔被認(rèn)為是吸附床空隙。在四臺吸附床系統(tǒng)中，每臺吸附床循環(huán)步驟為
A-1吸附填料，其中在吸附床空隙中的蒸氣主要包括非吸附性吹掃氣，輸入的原料迫使非吸附性吹掃氣從吸附床空隙逸出吸附床，并且基本上不會與那些未被吸附的原料組份混合;
A-2吸附，其中原料平行通過所說的吸附床，原料的正烴組份被晶體沸石吸附劑內(nèi)部空穴選擇吸附，原料中未被吸附的組份作為流出物從吸附床中排出，流出物中非原料組份的含量大大減少了。
D-1吹掃清洗，其中當(dāng)物料傳送區(qū)已通過吸附床長度85-97%，此時的正烴吸附物已達到當(dāng)量點程度，而且吸附床空隙內(nèi)所含的正烴和非正烴混合物基本上同于原料比例的時候，開始逆向吹掃載有正烴吸附物的吸附床，即以相反于A-2吸附的方向，使足夠量的非吸附性吹掃氣流通過吸附床以驅(qū)除所說的空隙內(nèi)的原料蒸氣，但吹掃氣的量不大于吸附床流出物中所吸附的原料中正烴量的大約50摩爾%，最好不大于40摩爾%。
D-2吹掃解吸，在其中，選擇性吸附的原料中的正烴解吸成為部分解吸流出物，即使非吸附性吹掃氣以相反于A-2吸附的方向流過床體，直到所吸附的正烴大部分被解吸且吸附床空隙內(nèi)蒸氣主要為非吸附性吹掃氣，例如含有氫氣和輕質(zhì)烴的含氫循環(huán)氣流。
在吸附床中所使用的沸石分子篩必須能選擇性地吸附原料中的正烷烴，以分子大小和構(gòu)型為標(biāo)準(zhǔn)，因此，該分子篩應(yīng)具有小于大約6
大于大約4
的表觀微孔直徑，尤其適用的此類沸石是沸石A，美國專利US 2，883，243中提到了它們的各種二價交換形式，特別是鈣離子形式，約有5
的表觀微孔直徑，并對正烷烴有很大的吸附能力，其它適用的分子篩包括美國專利US 3，030，181提及的沸石R;US 2，950，952提及的沸石T以及天然沸石分子篩菱沸石和毛沸石。在此參考了這些美國專利。
本發(fā)明所用的術(shù)語“表觀微孔直徑”可以定義為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下吸附劑可以吸附的最大臨界尺寸或分子形式。臨界尺寸定義為最小園柱形的直徑，該園柱形將適用于由鍵長，鍵角以及范德瓦斯半徑這些有效值所構(gòu)成的分子模型。表觀微孔直徑總是大于結(jié)構(gòu)微孔直徑，結(jié)構(gòu)微孔直徑可定義為吸附劑結(jié)構(gòu)中相當(dāng)于硅酸鹽環(huán)的空隙直徑。
參考附圖，對吸附區(qū)，下面將特別詳細(xì)地描述其運行過程，在其中，吸附床30正處于A-1吸附填料;吸附床32進行A-2吸附;吸附床34進行D-1空隙吹掃清洗;吸附床36進行D-2吹掃解吸。來自管道16的吸附器進料中的一部分經(jīng)管道24流向集氣管40和閥42到達吸附床30進行A-1吸附。系統(tǒng)中4臺吸附床分別編號為30、32、34和36，并裝有適宜形式的分子篩吸附劑，如園柱形顆粒。
當(dāng)進料通過閥門42進入床體時，吸附床30中尚含有在這之前解吸過程中殘余的吹掃氣，這將在以后詳細(xì)解釋。吹掃氣主要是含氫氣體，這是因為在異構(gòu)化反應(yīng)器中需要保持一最小氫氣分壓，進行解吸時，吹掃氣循環(huán)氣流經(jīng)管道80流至吸附器。控制經(jīng)過管道24、集氣管40和閥42的吸附器進料的流量，使得在大約30秒至2分鐘時間內(nèi)將殘余含氫吹掃氣驅(qū)除出吸附床44。
在吸附床30處于第一階段吸附過程時，來自吸附床的含氫吹掃氣流通過閥50進入集氣管52。在含氫吹掃氣從吸附床30驅(qū)除逸出的同時，不斷有吸附器進料徑由閥22和管道20并經(jīng)集氣管44和閥46到達吸附床32。
進料中的正烷烴被正處于A-2吸附作用下的吸附床32吸附，吸附器流出物，即未被吸附的非正烴從吸附床排出經(jīng)閥54并由此送入集氣管56，吸附器流出物流經(jīng)管道60，熱交換器62和管道64與至少一部分反應(yīng)器烴產(chǎn)物混合作為最終產(chǎn)品。按照圖1的實施方式，所有的反應(yīng)器烴產(chǎn)物都作為最終產(chǎn)品，而圖2的實施方式只是其中的一部分，如至少50%。
在圖1中，混合產(chǎn)物氣流66經(jīng)分離器68后可以回收吹掃氣，然后使之徑管道69送至循環(huán)壓縮器70再返回吸附區(qū)。在圖2的實施方式中，表示吹掃氣可以先從反應(yīng)器的烴產(chǎn)物中分離出來，然后再將反應(yīng)器烴產(chǎn)物與吸附器流出物中的非正烴混合。
在殘余的含氫吹掃氣由吸附床30逸出，即A-1吸附的同時，吸附床34正進行第一階段吹掃清洗，其中，吸附床空隙中的烴被驅(qū)除出吸附床，即D-1吹掃清洗過程。與此同時，吸附床36正處于第二階段解吸過程，即D-2吹掃解吸，在該過程中采用含氫循環(huán)吹掃氣流將正烴從分子篩吸附劑上解吸出來并排出吸附床。
含氫吹掃氣流經(jīng)分離器68后由壓縮器70通過管道72、熱交換器62和加熱器74，在此氣體被加熱，再通入管道80，此過程稱為吹掃氣循環(huán)系統(tǒng)，吸附器的壓力一般在200-320磅/吋2范圍，優(yōu)選的壓力范圍是240～300磅/吋2。
借助流體控制閥82和84將來自于管道80的吹掃氣循環(huán)氣流分成二股氣流，較少的一股氣流經(jīng)管道86，集氣管88以及閥58逆向(相對上述的吸附過程)通入吸附床34，第一步解吸時用較低的受控制的流量是為了驅(qū)趕出吸附床空隙內(nèi)所吸附的烴，而又不致使正烴從吸附劑中過量地解吸出來。
吸附床34的流出物經(jīng)閥48進入集氣管44，在此循環(huán)經(jīng)過閥46流向正處于A-2吸附階段的吸附床32。來自管道80的氫氣循環(huán)氣流大部分經(jīng)過控制閥82，管道90到達集氣管52并與前面提及的由閥50排出的第一階段吸附流出物混合，然后經(jīng)閥92到達吸附床36。在此階段，經(jīng)選擇性吸附的正烷烴由沸石分子篩中解吸出來，并被吹掃清洗出吸附床。含有氫氣和被解吸的正烷烴的吸附床36的吸附流出物經(jīng)閥94和集氣管96到達管道100，然后作為反應(yīng)器進料被送入異構(gòu)化反應(yīng)器。
前面只是對系統(tǒng)中全部四個循環(huán)階段中的一個階段期間內(nèi)吸附器的工作狀況進行了描述，下一個階段吸附器的工作狀況由相應(yīng)的閥來操縱，其結(jié)果是吸附床30開始A-2吸附過程，吸附床32開始D-1吹掃清洗，吸附床34開始D-2解吸，而吸附床36則開始A-1吸附。同樣，在每個吸附器完成其該階段時間周期后開始一個新的循環(huán)，在4步循環(huán)周期結(jié)束時，所有的吸附床都經(jīng)過了吸附和解吸的全部過程。
下表指出了四臺吸附床的每一臺在一分鐘周期內(nèi)吸附階段的工作狀態(tài)時間(分鐘) 0-1 1-2 2-3 3-4吸附床30 A-1 A-2 D-1 D-2吸附床32 A-2 D-1 D-2 A-1吸附床34 D-1 D-2 A-1 A-2吸附床36 D-2 A-1 A-2 D-1由于烴原料和裂化渣油的緣故，在異構(gòu)化過程中會導(dǎo)致吹掃氣中部分氫氣的損耗，氫氣也可能因在產(chǎn)物中的溶解能力以及管道69上的排氣孔(未畫出)而損耗，后一種損耗可用適當(dāng)?shù)拈y裝置得到控制。這些損耗需要補償氫氣，所提供的補償氫氣可以是不純的，典型的是甲烷催化重態(tài)和蒸汽重整的廢氣，這些氫氣源對有循環(huán)氣流放空的異構(gòu)化過程純度是適宜的，少量純凈的精制氣流也是有益的。管道100中的解吸流出物包括被解吸的正烴如正戊烷，正己烷和氫氣，輕質(zhì)烴以及包括用于解吸的吹掃氣體中的其它雜質(zhì)。該流出物是反應(yīng)器進料并被送至異構(gòu)化反應(yīng)器102。
異構(gòu)化反應(yīng)器102中裝有的異構(gòu)化催化劑可以是現(xiàn)有技術(shù)中公知的各種分子篩型催化劑組合物中的任意一種，該催化劑組合物在工藝操作條件下應(yīng)具有選擇性和異構(gòu)化活性。該催化劑的常用種類包括表觀微孔直徑足夠吸附新戊烷的晶體沸石分子篩，SiO2/Al2O3摩爾比大于3;小于60，最好小于15當(dāng)量百分?jǐn)?shù)的堿金屬陽離子以及那些具有AlO4-未與堿金屬陽離子，也未與任何金屬陽離子或二價或其它多價金屬陽離子締合的四面體。
由于原料中可能含有一些烯烴，至少會發(fā)生裂化反應(yīng)，因此最好在沸石催化劑中加進氫化催化劑組份，且優(yōu)先選用元素周期表第Ⅷ族的貴重金屬。催化劑組合物可以單獨使用或與作為粘合材料的多孔無機氧化物稀釋劑混合使用。沸石組份和/或粘合劑上可載有氫化劑。各種無機氧化物稀釋劑是現(xiàn)有技術(shù)中所公知的-本身就具有氫化活性的那些無機氧化物稀釋劑。因此可以這樣理解語句“帶有氫化劑的無機稀釋劑”其意思是包括二種稀釋劑，一種是本身沒有氫化活性的而外帶氫化劑的稀釋劑，另一些是本身就是氫化催化劑的稀釋劑。適于作稀釋劑的本身又具有氫化活性的氧化物是門捷列夫周期表中第Ⅵ族金屬的氧化物，有代表性的金屬是鉻、鉬、鎢。
優(yōu)選的稀釋劑不應(yīng)具有明顯的催化裂解活性，稀釋劑不應(yīng)呈現(xiàn)出比全部異構(gòu)化催化劑組合組的沸石組份有更大程度的裂解活性。后一種類型適用的氧化物是氧化鋁、氧化硅，門捷列夫周期表第Ⅲ、Ⅳ-A、Ⅳ-B族金屬的氧化物，硅膠以及第Ⅲ、Ⅳ-A、Ⅳ-B族金屬的氧化物，特別適用的是氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化釷，以及它們的混合物，硅鋁酸鹽粘土諸如高嶺土、attapulgite(美國產(chǎn)活性白土)、海泡石、水合硅酸鋁鎂礦、膨潤土，蒙脫土等這些粘土在柔韌的塑性條件下與水直接混合的混合物也是適用的稀釋劑，尤其是所說的粘土未經(jīng)酸洗去除大量礬土的情況。
異構(gòu)化反應(yīng)所適用的催化劑在US 3，236，761和US 3，236，762中已有詳細(xì)說明，特別優(yōu)選的催化劑是由具有SiO2/Al2O3摩爾比大約為5的沸石Y(US 3，130，007)制備的，采用氨離子交換劑使鈉離子含量減少到大約15當(dāng)量百分?jǐn)?shù)，然后用離子交換法引入35～50當(dāng)量百分?jǐn)?shù)的稀土金屬離子，之后焙燒沸石，使大部分氨脫去?？蓪?.1-1%(重量)的鉑或鈀作為氫化組份以常規(guī)方式置于沸石上面，在此參考了上面所列的美國專利。
異構(gòu)化反應(yīng)器的操作溫度取決于所使用的每種催化劑組合物，通常則在200℃～390℃之間，壓力在175～600磅/吋2，優(yōu)選范圍200-300磅/吋2，更好的是在220～260磅/吋2，最佳的是壓力低于250磅/吋2。反應(yīng)器應(yīng)保持一定的氫氣分壓以避免在反應(yīng)器所維持的條件下使異構(gòu)化催化劑結(jié)焦，典型的氫氣分壓在100～250磅/吋2，優(yōu)選130～190磅/吋2，氫氣的平均含量是反應(yīng)器內(nèi)含物的45～80摩爾%，優(yōu)選60～80摩爾%，最佳的是65～80摩爾%，反應(yīng)器內(nèi)含物應(yīng)維持在氣體狀態(tài)。
反應(yīng)器進料除氫氣外，還包括烴反應(yīng)物如正和異戊烷及己烷，反應(yīng)中所產(chǎn)生的大量輕質(zhì)烴，它們還可作為部分進料補充進來，因為這些物質(zhì)是不可吸附性的，它們在工藝中保持在某個平衡水平并隨循環(huán)氣流一起循環(huán)。
參考圖1，反應(yīng)器的流出物經(jīng)管道104流入熱交換器12，在熱交換器中它的顯熱用于加熱新鮮進料，出了熱交換器12，反應(yīng)器流出物經(jīng)管道106送到管道64與吸附流出物混合。反應(yīng)器流出物和吸附器流出物的混合氣流經(jīng)管道108，然后進入一個或多個冷卻器110和112冷卻，再通過管道66流入分離器68，分離器68形成的液態(tài)組份作為產(chǎn)品從管道114中排出，該產(chǎn)品提高了辛烷值并適合用作汽油混合基料，而氣體組分經(jīng)管道69再循環(huán)至吸附器。所補償?shù)拇祾邭?，?yōu)選氫氣或含氫氣體，需經(jīng)管道120加入。產(chǎn)品的研究法辛烷值至少增加了2個單位，最好是至少增加6個單位，新鮮進料與催化劑的重量比至少是2.75(小時)-1，較好的是至少3.0(小時)-1，最好是3.0～5.0(小時)-1。
圖2的實施方式是對圖1所作的改進，提供了一種能將管道114中的一部分反應(yīng)器烴產(chǎn)物與新鮮進料混合的方法。如圖2所示，反應(yīng)器的烴產(chǎn)物經(jīng)管道114送至適用于控制的閥200，產(chǎn)物的一部分，最好是0-50%流入管道210，而剩余部分則經(jīng)管道212送至最終產(chǎn)品液流214。管道210中的烴氣流通過包括閥216的適于控制的裝置與新進料混合。
有必要進一步解釋對圖1實施方式所作的改進以明確本發(fā)明這方面的內(nèi)容，吸附器流出物經(jīng)管道64進入分離器268由此而得到的主要含非正烴的液態(tài)組份經(jīng)管道214排出，而主要含吹掃氣的氣態(tài)組份經(jīng)管道269再循環(huán)。本實施方式的優(yōu)點在于能由恒定辛烷值的進料制得各種不同辛烷值的產(chǎn)物，以及由不同辛烷值的進料制得相對恒定辛烷值的產(chǎn)品，同時仍保持本發(fā)明的最大優(yōu)點。
本發(fā)明二個實施方式的優(yōu)點在于能根據(jù)本發(fā)明改進現(xiàn)有全部異構(gòu)化設(shè)備以大幅度提高進料量和最終產(chǎn)品的產(chǎn)率，同時仍能提供足以用作汽油混合基料的辛烷值。
下面的實施例將幫助說明和解釋本發(fā)明，但并不意味著從任何角度對本發(fā)明進行限制，除特別指出，所有的份數(shù)和百分率都是以摩爾為基礎(chǔ)的。
實施例1本實施例描述的工藝過程基本上如圖1所示，該工藝意在提高具有下列組成且研究法辛烷值為77的烴原料的辛烷值。
成份 份數(shù)(摩爾)異-丁烷 0.7正-丁烷 4.6異-戊烷 16.3正-戊烷 15.7環(huán)戊烷 2.42，2-二甲基丁烷 0.82，3-二甲基丁烷 2.12-甲基戊烷 10.03-甲基戊烷 12.3正己烷 11.9
甲基環(huán)戊烷 7.4環(huán)己烷 4.4苯 9.2正庚烷 2.0烴在240磅/吋2的壓力和52，884磅/小時流量下進入前面所述的吸附器區(qū)域。吸附器中每個吸附床含有形式為1/16英寸園柱顆粒狀的鈣沸石A吸附劑30904磅，吸附流出物的平均產(chǎn)率為35270磅/小時，并具有下述平均組份成份 份數(shù)(摩爾)氫 19.1甲烷 1.7乙烷 0.2丙烷 0.2異-丁烷 1.0正-丁烷 2.9異-戊烷 18.4正-戊烷 1.0環(huán)戊烷 2.72，2-二甲基丁烷 1.02，3-二甲基丁烷 2.42-甲基戊烷 11.43-甲基戊烷 13.9正-己烷 0.2甲基環(huán)戊烷 8.4
環(huán)己烷 5.0苯 10.4正庚烷 0.1當(dāng)進料中的正烴被吸附后，吸附床可用平均循環(huán)流量為11737磅/小時的吹掃氣流解吸，吹掃氣主要含有氫氣(85.3%)和甲烷(7.6%)。
解吸流出物的平均流量為29311磅，解吸時吸附床壓力為236磅/吋2，其組份如下成份 份數(shù)(摩爾)氫氣 73.6甲烷 6.5乙烷 0.7丙烷 0.9異-丁烷 0.7正-丁烷 1.6異-戊烷 2.0正-戊烷 6.2環(huán)戊烷 0.12，2-二甲基丁烷 0.12，3-二甲基丁烷 0.12-甲基戊烷 0.53-甲基戊烷 0.6正己烷 4.6甲基環(huán)戊烷 0.3
環(huán)己烷 0.2苯 0.4C70.8解吸流出物被導(dǎo)入載有13075磅沸石Y催化劑載體的反應(yīng)器中，載體中沸石SiO2/Al2O3摩爾比為5，工作鈉離子約10當(dāng)量百分?jǐn)?shù)，并含有667盎司(金衡制)鉑。反應(yīng)器在230磅/吋2壓力，500°F溫度下運行，解吸流出物以29311磅/小時的平均流量送入反應(yīng)器。
通過反應(yīng)器后，反應(yīng)器流出物有如下組份成份 份數(shù)(摩爾)氫 72.4甲烷 6.7乙烷 0.8丙烷 1.5異-丁烷 1.7正-丁烷 1.8異-戊烷 5.2正-戊烷 3.1環(huán)戊烷 0.12，2-二甲基丁烷 1.12，3-二甲基丁烷 0.52-甲基戊烷 1.93-甲基戊烷 1.3正己烷 1.2
甲基環(huán)戊烷 0.3環(huán)己烷 0.1C70.4反應(yīng)器流出物和吸附器流出物混合，然后將混合氣流分離成吹掃氣循環(huán)氣流和最終產(chǎn)品液流，產(chǎn)品的平均產(chǎn)率是53193磅/小時并有下列組份成份 份數(shù)(摩爾)氫 1.1甲烷 0.7乙烷 0.4丙烷 1.6異-丁烷 3.2正-丁烷 4.8異-戊烷 23.3正-戊烷 7.4環(huán)戊烷 2.32，2-二甲基丁烷 3.02，3-二甲基丁烷 3.02-甲基戊烷 13.03-甲基戊烷 13.4正己烷 2.9甲基環(huán)戊烷 7.1環(huán)己烷 4.1苯 7.9
C70.5產(chǎn)品研究法辛烷值為85，增加了8，很適于作汽油混合基料，在生產(chǎn)該產(chǎn)品時，進料與催化劑重量之比大于4.0(小時)-1。
實施例2該實施例詳細(xì)描述了按照圖2所示的工藝過程來生產(chǎn)實施例1中所用的新鮮原料的工藝，因此，吸附區(qū)的進料還包括50%(重量)的反應(yīng)器烴產(chǎn)物，為適合較多的進料，吸附器區(qū)域載有174695磅同樣的沸石吸附劑，反應(yīng)器裝有17451磅沸石催化劑基料以及890盎司(金衡制)鉑。產(chǎn)品的產(chǎn)率是53203磅/小時，并有下列組成成份 份數(shù)(摩爾)氫 1.1甲烷 0.7乙烷 0.4丙烷 1.8異-丁烷 3.6正-丁烷4 4.8異-戊烷 25.5正-戊烷 5..0環(huán)戊烷 2..32，2-二甲基丁烷 3..12，3-二甲基丁烷 3.12-甲基戊烷 13.33-甲基戊烷 13.7
正-己烷 1.7甲基環(huán)戊烷 7.0環(huán)己烷 4.0苯 8.0C70.5在該情況下最終產(chǎn)品的研究法辛烷值為87，增加了10，可作為更高級的汽油混合基料，生產(chǎn)該產(chǎn)品時進料與催化劑之比值較高，約為3.0(小時)-1。
上述描述是為了向本技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員傳授如何實施本發(fā)明，并沒有詳細(xì)描述那些技術(shù)人員在閱讀本說明書后顯而易見的改進和變化。所要強調(diào)的是所有的這些改進和變化包括在由下列權(quán)利要求
所限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高含有非正烴和正戊烷及正己烷的烴原料之辛烷值的工藝，包括(a)使所說的烴原料通過裝有吸附床的吸附區(qū)域以吸附所說進料中的正烴，并使非正烴作為吸附器流出物從吸附區(qū)域流出；(b)將吹掃氣通入所說的吸附了正烴的吸附床以產(chǎn)生包括吹掃氣和正烴的解吸流出物；(c)將所說的解吸流出物通入異構(gòu)化反應(yīng)器以產(chǎn)生包括吹掃氣和含有非正烴和正烴的反應(yīng)器烴產(chǎn)物的反應(yīng)器流出物；(d)將至少一部分所說的反應(yīng)器產(chǎn)物氣流與所說的吸附器流出物混合以形成含有正烴和非正烴的提高了辛烷值的產(chǎn)物氣流；(e)將所說的吹掃氣分離出來并再循環(huán)至所說的吸附區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的工藝，其中所說的反應(yīng)器的烴產(chǎn)物的50～100%與所說的吸附器流出物混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的工藝，其中所有所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的吸附器流出物混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的工藝，其中有高達50%的所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的原料混合并通入所說的吸附區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的工藝，其中所說的烴原料含有5～25摩爾%的芳香烴和環(huán)烷烴及至少35摩爾%的另一種烴，該烴選擇于異戊烷，異己烷及其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的工藝，其中所說的烴原料含有不大于40摩爾%的正戊烷和正己烷之混合物
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的工藝，其中所說的原料含有至少60摩爾%的C5和C6的非環(huán)烷烴及不大于30摩爾%的正戊烷和正己烷之混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的工藝，其中在所說的反應(yīng)器中所說的進料與催化劑的重量比大于2.75(小時)-1。
9.一種使具有下列組成的烴原料至少提高2個單位研究法辛烷值的工藝，成分 摩爾%C4以及更低的 0-7異-C510-40正-C55-30異-C610-40正-C65-30C7以及更高的 0-10工藝包括(a)使所說的烴原料通過裝有吸附床的吸附區(qū)域以吸附所說進料中的正烴，并使非正烴作為吸附器流出物流出吸附區(qū)域;(b)將吹掃氣通入所說的吸附了正烴的吸附床以產(chǎn)生含有吹掃氣及正烴的解吸流出物;(c)將所說的解吸流出物通入異構(gòu)化反應(yīng)器以產(chǎn)生包括吹掃氣和含有非正烴和正烴的反應(yīng)器烴產(chǎn)物的反應(yīng)器流出物，所說的反應(yīng)器裝有一定量的異構(gòu)化催化劑足以使所說的進料和所說的催化劑重量之比大于2.75(小時)-1。(d)將至少一部分所說的反應(yīng)器產(chǎn)物氣流與所說的吸附器流出物混合以形成含有正烴和非正烴的提高了辛烷值的產(chǎn)物氣流。(e)將所說的吹掃氣分離出來并再循環(huán)至吸附區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的工藝，其中有50～100%的所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的吸附器流出物混合。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的工藝，其中所有所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的吸附器流出物混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10所說的工藝，其中有高達50%的所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物與所說的原料混合并通入所說的吸附區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的工藝，其中所說的烴原料含有5～25摩爾%的芳香烴和環(huán)烷烴以及至少35摩爾%的另一種烴，該烴選擇于異戊烷、異己烷及其混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的工藝，其中所說的烴原料含有不大于40摩爾%的正戊烷和正己烷之混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的工藝，其中所說的原料含有至少60摩爾%的C5和C6非環(huán)烷烴以及不大于30摩爾%的正戊烷和正己烷的混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的工藝，其中所說的提高了辛烷值產(chǎn)物的研究法辛烷值至少大于所說的原料研究法辛烷值6個單位。
17.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的工藝，其中在所說的反應(yīng)器中進料與催化劑的重量比大于大約3(小時)-1。
18.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的工藝，其中在所說的反應(yīng)器中進料與催化劑的重量之比至少是4.0(小時)-1。
19.一種用于提高含有非正烴和正戊烷及正己烷的烴原料之辛烷值的裝置，包括(a)一個裝有吸附床的吸附區(qū)，該吸附床裝有能吸附所說原料中正烴的固體吸附劑;(b)用于使所說的烴原料進入吸附區(qū)域的進料裝置;(c)使作為吸附器流出物的非正烴流出吸附區(qū)域的裝置(d)使吹掃氣通入所說的吸附了正烴的吸附床以產(chǎn)生含有吹掃氣和正烷的解吸流出物的裝置;(e)將所說的解吸流出物通入異構(gòu)化反應(yīng)器的裝置;(f)含有能將正烴異構(gòu)成非正烴的異構(gòu)化催化劑的且能產(chǎn)生含有吹掃氣、正烴和非正烴之混合物的反應(yīng)器流出物的異構(gòu)化反應(yīng)器;(g)使至少一部分所說的反應(yīng)器產(chǎn)物氣流與所說的吸附器流出物混合形成含有正烴和非正烴的提高了辛烷值的產(chǎn)物的裝置;(h)使所說的吹掃氣分離出來并再循環(huán)至所說的吸附區(qū)域的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的裝置，其中還包括在與所說的吸附器流出物混合之前能分離出高達50%的所說的反應(yīng)器烴產(chǎn)物的裝置以及將分離出的反應(yīng)器烴產(chǎn)物通入所說的吸附區(qū)的裝置。
專利摘要
提高烴原料的辛烷值使之適合于用作混合汽油的基料。首先由吸附器引導(dǎo)系統(tǒng)將進料中的非正烴去除，然后使正烴進行異構(gòu)化反應(yīng)，爾后非正烴至少與一部分異構(gòu)化的烴產(chǎn)物混合，最好是50％，這樣形成的產(chǎn)品其研究法辛烷值至少增加了2個單位，最好是至少增加6個單位，大大超過了進料的研究法辛烷值。
文檔編號C07C7/00GK87105131SQ87105131
公開日1988年1月6日 申請日期1987年6月30日
發(fā)明者安德魯·斯蒂芬·扎奇, 沃倫·卡爾·沃爾斯, 盧克·弗朗西斯·奧基夫 申請人:聯(lián)合碳化公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan