用于分離鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的設(shè)備和方法
【專利說明】用于分離鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的設(shè)備和方法
[0001]優(yōu)先權(quán)陳述
[0002]本申請要求2012年12月14日提交的美國申請N0.13/715，813的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)部并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本技術(shù)領(lǐng)域一般性地涉及用于分離烴的設(shè)備和方法，更特別地涉及用于分離來自鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)的含鏈烷烴異構(gòu)體的流出物的設(shè)備和方法。
[0004]背景
[0005]異構(gòu)化方法由許多精煉廠廣泛用于將直鏈鏈烷烴的分子結(jié)構(gòu)重排成通常具有更高辛烷值的更多支鏈烴。一種該方法在鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)中將正丁烷(正丁烷)重排成異丁烷。異構(gòu)化方法向熱動力平衡進(jìn)行，其中流出物(異構(gòu)化物)仍包含實質(zhì)濃度的正丁烷，通常1.2:1-2:1的異丁烷:正丁烷摩爾比。在鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)下游，將流出物在脫異丁烷(DIB)塔中分離以形成通常具有至少80摩爾％且至多99摩爾％異丁烷的純度的異丁烷產(chǎn)物。DIB塔配制成具有多個垂直排列且間隔開的分餾塔板的分餾塔，其有效地充當(dāng)用于將流出物分餾的蒸氣-液體接觸裝置。
[0006]由于正丁烷和異丁烷的沸點是較接近的且需要較純的異丁烷產(chǎn)物，DIB塔通常以高回流比操作以幫助驅(qū)使流出物的蒸氣餾分向上通過DIB塔，從而接觸流出物的下降液體餾分以有效地分離異丁烷產(chǎn)物。不幸的是，為了更加具有能量效率，設(shè)計一些DIB塔具有在塔的下部與塔的上部相比明顯更低的再沸負(fù)荷，例如1:9-1:10的塔的下部相對于上部的再沸負(fù)荷比。因而，在DIB塔的下部產(chǎn)生比塔的上部明顯更少的蒸氣。這可導(dǎo)致液體通過分餾塔板上的孔的較低蒸氣速度和流量，稱為滴漏，導(dǎo)致鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物和較低純度異丁烷產(chǎn)物的無效分離。
[0007]因此，理想的是提供用于在DIB塔中以改進(jìn)的蒸氣速度和降低的滴漏分離鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物以將異丁烷與流出物有效分離的設(shè)備和方法。此外，本發(fā)明的其它理想特征和特性從隨后的詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求書中連同附圖和該背景一起獲悉。
[0008]簡述
[0009]本文提供用于分離鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的設(shè)備和方法。根據(jù)一個示例實施方案，用于分離異構(gòu)化區(qū)流出物的設(shè)備包含DIB塔。DIB塔配置用于將鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物分餾以形成富支化(；烴料流。DIB塔包含一個容器。該容器包含豎直延伸且包圍內(nèi)部圓柱形體積的圓柱壁，所述內(nèi)部圓柱形體積具有延伸至上部的下部。內(nèi)部鍛模(swage)置于內(nèi)部圓柱形體積的下部。多個分餾塔板包括內(nèi)部圓柱形體積中置于內(nèi)部鍛模以上的上部分餾塔板和置于內(nèi)部鍛模中的下部分餾塔板。下部分餾塔板具有比上部分餾塔板更小的直徑。
[0010]根據(jù)另一示例實施方案，提供用于分離異構(gòu)化區(qū)流出物的設(shè)備。該設(shè)備包含DIB塔，所述DIB塔配置用于將鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物分餾成蒸氣和液體餾分以形成富支化C4烴料流和含C4+烴料流。DIB塔包含一個容器。該容器包含豎直延伸且包圍內(nèi)部圓柱形體積的圓柱壁，所述內(nèi)部圓柱形體積具有延伸至上部的下部。內(nèi)部鍛模置于下部。多個分餾塔板包括內(nèi)部圓柱形體積中置于內(nèi)部鍛模以上的上部分餾塔板和置于內(nèi)部鍛模中的下部分餾塔板。下部分餾塔板具有比上部分餾塔板更小的鼓泡面積。下部再沸器與DIB塔流體連通以接收一部分含C4+烴料流。下部再沸器配置用于加熱一部分含C4+烴料流以形成第一再沸器出口料流，其在內(nèi)部鍛模以下返回DIB塔。上部再沸器與DIB塔流體連通以接收鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的液體餾分。上部再沸器配置用于加熱液體餾分以形成第二再沸器出口料流，其在內(nèi)部鍛模以上返回DIB塔。熱泵壓縮機(jī)配置用于接收富支化C4烴料流的蒸氣部分并形成壓縮的富支化(；烴料流。上部再沸器包含與熱泵壓縮機(jī)流體連通的上部換熱器，其用于接收壓縮的富支化C4烴料流用于與液體餾分直接熱交換以形成第二再沸器出口料流。
[0011]根據(jù)另一示例實施方案，提供分離鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的方法。該方法包括步驟:將鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物分餾以形成富支化(;烴料流。將鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物分餾包括沿著置于DIB塔下部的內(nèi)部鍛模中的下部分餾塔板部分形成與鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的第一蒸氣和液體餾分接觸的第一蒸氣-液體接觸區(qū)。沿著置于DIB塔中內(nèi)部鍛模以上的上部分餾塔板部分形成與鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的第二蒸氣和液體餾分接觸的第二蒸氣-液體接觸區(qū)。下部分餾塔板部分具有比上部分餾塔板部分更小的直徑。
[0012]附圖簡述
[0013]下文連同以下附圖描述各個實施方案，其中類似的數(shù)字表示類似的元件，且其中:
[0014]圖1示意性闡述根據(jù)本發(fā)明一個示例實施方案的設(shè)備和方法，其包括用于分離異構(gòu)化區(qū)流出物的DIB塔；
[0015]圖2為圖1所述DIB塔沿著線2-2的截面圖；
[0016]圖3為圖2所述DIB塔沿著線3_3的截面圖；和
[0017]圖4為圖1所述DIB塔沿著線4-4的截面圖。
[0018]詳述
[0019]以下詳述在性質(zhì)上僅為示例性的，且不意欲限制各個實施方案或應(yīng)用及其用途。此外，不意欲受先前的背景或以下詳述中提出的任何理論束縛。
[0020]本文預(yù)期的各個實施方案涉及用于分離包含鏈烷烴異構(gòu)體，包括正丁烷和異丁烷的鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物的設(shè)備和方法。不同于現(xiàn)有技術(shù)，本文教導(dǎo)的示例實施方案使用DIB塔，所述DIB塔配置用于接收鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物且包括置于DIB塔的內(nèi)部圓柱形體積下部的內(nèi)部鍛模。在一個示例實施方案中，內(nèi)部鍛模配置為開口型管，其具有與DIB塔的圓柱壁相鄰布置的擴(kuò)口管段和從擴(kuò)口管段與DIB塔的下部共軸向下延伸的較窄直管段。內(nèi)部鍛模有效地降低DIB塔下部產(chǎn)生的蒸氣可上升通過其進(jìn)入塔上部的DIB塔下部的直徑。
[0021]DIB塔包括多個分餾塔板，包括置于內(nèi)部圓柱形體積中內(nèi)部鍛模以上的上部分餾塔板和置于內(nèi)部鍛模中的下部分餾塔板。在一個示例實施方案中，分餾塔板配置為多孔水平板，例如各自具有一些借此形成的孔的平板，限定蒸氣可上升通過水平板中的孔的塔板的鼓泡或活性面積。由于下部分餾塔板置于內(nèi)部鍛模中，它具有比上部分餾塔板更小的直徑，以及因此相應(yīng)地比上部分餾塔板更小的鼓泡面積。因而，在其中DIB塔的下部產(chǎn)生比塔的上部更少的蒸氣的DIB塔中，下部分餾塔板的較小鼓泡面積要求較少的蒸氣通行以實現(xiàn)所需蒸氣速度以降低或防止液體向下通過孔流到分餾塔板上，由此降低或防止DIB塔中的滴漏。
[0022]參考圖1，提供根據(jù)一個示例實施方案用于分離鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物12的設(shè)備10。如所述，鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)流出物12在鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)14中形成。如本文所用，術(shù)語“區(qū)”可指包括一個或多個設(shè)備件和/或一個或多個分區(qū)的區(qū)域。設(shè)備件可包括一個或多個反應(yīng)器或反應(yīng)容器(例如反應(yīng)區(qū))、加熱器、交換器、管、泵、壓縮機(jī)和控制器。另外，設(shè)備件如反應(yīng)器、干燥器或容器可進(jìn)一步包括一個或多個區(qū)或分區(qū)。
[0023]將鏈烷烴進(jìn)料流16和含氫氣氣流18引入鏈烷烴異構(gòu)化區(qū)14中。在一個示例實施方案中，鏈烷烴進(jìn)料流16富含(:4烴，例如正丁烷，并且還可包含較少量的異丁烷、戊