用于制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供用于由包含直鏈烴、非直鏈烴和污染物的進(jìn)料制備正鏈烷烴產(chǎn)物或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備。將污染物通過(guò)與離子液體料流接觸以形成干凈烴料流而從進(jìn)料中萃取出。將所需烴用分子篩從干凈烴料流中選擇性地吸附以從非所需烴中除去所需烴。脫吸劑從分子篩中回收所需烴。然后將所需烴與脫吸劑分離以得到正鏈烷烴產(chǎn)物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備[0001]優(yōu)先權(quán)陳述[0002]本申請(qǐng)要求2011年5月27日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/117，930的優(yōu)先權(quán)。發(fā)明領(lǐng)域[0003]本發(fā)明一般性地涉及用于由進(jìn)料制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備，更特別地涉及在基本線性鏈烷烴產(chǎn)物制備期間用離子液體將煤油進(jìn)料去污染的方法和設(shè)備。[0004]發(fā)明背景[0005]煤油通常用作制備正鏈烷烴的原料。未處理的煤油原料包含直鏈和非直鏈烴以及污染物如含有氮、硫和氧合物的雜原子。因此，需要直鏈和非直鏈烴的分離。在該分離方法期間，可使用吸附單元和分子篩。然而，吸附單元中和分子篩上污染物的存在破壞分離方法。事實(shí)上，吸附單元中污染物的存在可使整個(gè)正鏈烷烴制備方法不經(jīng)濟(jì)。[0006]目前，為避免吸附單元的污染，將煤油預(yù)處理以消除污染物。在典型預(yù)處理方法期間，將煤油進(jìn)料在苛刻條件下加氫處理以除去含有氮、硫和氧合物的雜原子。加氫處理涉及在催化劑的存在下用氫氣處理煤油。例如，對(duì)于硫污染物，加氫處理導(dǎo)致它們轉(zhuǎn)化成硫化氫，將其分離，然后轉(zhuǎn)化成元素硫。不幸的是，這類(lèi)加工通常非常昂貴，因?yàn)樗枰獨(dú)錃鈦?lái)源、高壓加工設(shè)備、昂貴的加氫處理催化劑和用于將所得硫化氫轉(zhuǎn)化成元素硫的硫回收裝置。[0007]因此，理想的是提供由煤油進(jìn)料制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物而不需要在苛刻條件下加氫處理的方法和設(shè)備。另外，理想的是提供由煤油進(jìn)料制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備，其中方法和設(shè)備使用離子液體以從煤油進(jìn)料中除去污染物。此外，本發(fā)明的其它理想特征和特性會(huì)從隨后的發(fā)明詳述和所附權(quán)利要求書(shū)連同附圖和該發(fā)明背景一起而獲悉。[0008]發(fā)明概述[0009]本發(fā)明提供用于由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和污染物的進(jìn)料制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備。如本文所用，“基本線性鏈烷烴產(chǎn)物”包括直鏈烴和輕微支化非直鏈烴。另外，如本文所用，“輕微支化非直鏈烴”包括具有不多于兩個(gè)甲基且不具有其它支鏈的異鏈烷烴。另外，如本文所用，“較重支化非直鏈烴”包括芳族化合物、具有多于兩個(gè)甲基的異鏈烷烴和具有至少一個(gè)比甲基更長(zhǎng)的支鏈的異鏈烷烴。[0010]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和污染物的進(jìn)料生產(chǎn)基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法包括使進(jìn)料與離子液體料流接觸并萃取污染物以形成干凈烴料流。然后，該方法用于將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用分子篩從干凈烴料流中選擇性吸附以從較重支化非直鏈烴中除去直鏈烴和輕微支化非直鏈烴。其后，將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用脫吸劑從分子篩中回收。另外，將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴與脫吸劑分離以得到基本線性鏈烷烴產(chǎn)物。[0011]在另一實(shí)施方案中，提供由包含直鏈烴、非直鏈烴和污染物的進(jìn)料制備正鏈烷烴產(chǎn)物的方法。在該方法中，使進(jìn)料與離子液體料流接觸以將污染物從進(jìn)料萃取到離子液體料流中以產(chǎn)生干凈烴料流和臟離子液體料流。另外，將干凈烴料流供入分子篩中，所述分子`篩從干凈烴料流中選擇性吸附直鏈烴。將直鏈烴用脫吸劑從分子篩中回收。其后，將直鏈烴與脫吸劑分離以得到正鏈烷烴產(chǎn)物。[0012]根據(jù)另一實(shí)施方案配置的用于由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和污染物的進(jìn)料制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的設(shè)備包含萃取塔，配置所述萃取塔以使進(jìn)料與離子液體料流接觸以將污染物從進(jìn)料萃取到離子液體料流以形成干凈烴料流和臟離子液體料流。另外，該設(shè)備包含配置用于接收干凈烴料流的吸附劑室。另外，分子篩位于吸附劑室中并配置用于從干凈烴料流中選擇性吸附直鏈烴和輕微支化非直鏈烴以從較重支化非直鏈烴中除去直鏈烴和輕微支化非直鏈烴以產(chǎn)生萃余液。另外，設(shè)備包含脫吸劑，配置所述脫吸劑以從分子篩中回收直鏈烴和輕微支化非直鏈烴以產(chǎn)生萃取物。配置萃取塔以接收萃取物并將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴與脫吸劑分離以得到基本線性鏈烷烴產(chǎn)物。該設(shè)備還提供配置用于接收萃余液并將較重支化非直鏈烴與脫吸劑分離的萃余液塔。另外，配置回轉(zhuǎn)閥以控制干凈烴料流和脫吸劑進(jìn)入吸附劑室中并控制萃取物和萃余液從吸附劑室中的脫除。配置萃取階段以用溶劑料流(如水)處理干凈烴料流以從干凈烴料流中萃取任何離子液體并產(chǎn)生溶劑和離子液體料流。另外，配置分離器以接收溶劑和離子液體料流，將溶劑與臟離子液體料流混合以從臟離子液體中除去污染物，并形成干凈離子液體料流。最后，配置蒸發(fā)器以將溶劑從干凈離子液體料流中除去用于形成再生離子液體料流以再循環(huán)至離子液體料流中，和再生溶劑料流用于再循環(huán)至萃取階段中。[0013]附圖簡(jiǎn)述[0014]下文中連同以下附圖一起描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中:[0015]圖1示意性地闡述根據(jù)典型實(shí)施方案用于制備正鏈烷烴產(chǎn)物的設(shè)備。[0016]發(fā)明詳述[0017]以下詳述在性質(zhì)上僅為示例性的且不意欲限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和用途。此外，不意欲受前述發(fā)明背景或以下發(fā)明詳述中提出的任何理論束縛。[0018]本文提供用于由煤油進(jìn)料制備直鏈或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備。根據(jù)一個(gè)典型方法，首先將煤油進(jìn)料分餾以得到煤油的中心餾分，其含有C5-Cltl烴、C10-C13烴、 Cltl-C18烴或其它范圍的所需烴。(如本文所用，具有X個(gè)碳的碳鏈的分子指定為cx。)具體而言，將輕質(zhì)烴(比所需烴更輕)和重質(zhì)烴(比所需烴更重)從進(jìn)料中除去，留下煤油的中心懼分。[0019]然后使煤油中心餾分在容器(如逆流萃取設(shè)備)中與離子液體料流接觸。由于該接觸，將煤油中心餾分內(nèi)的污染物，包括例如含有氮、硫和氧合物的雜原子從煤油中萃取出。[0020]由于將污染物萃取到離子液體中，產(chǎn)生基本干凈烴料流和臟離子液體料流。[0021]在某些實(shí)施方案中，可使用離子液體料流除去實(shí)質(zhì)量的污染物，但可能需要后續(xù)加工進(jìn)料以除去基本所有污染物。具體而言，可使基本干凈烴料流在溫和加氫加工條件，即顯著降低的氫分壓、較高液時(shí)空速(LHSV)和較低溫度下經(jīng)受進(jìn)一步加工。[0022]在某些實(shí)施方案中，離子液體可攜帶或者俘獲在干凈烴料流中。為從干凈烴料流中除去離子液體，方法可用于使干凈烴料流與溶劑料流(如水)在一個(gè)或多個(gè)階段中接觸。 在該處理期間，將離子液體從干凈烴料流萃取到溶劑料流中。[0023]其后，干凈烴料流`中的直鏈烴或直鏈烴和輕微支化非直鏈烴被分子篩如沸石選擇性吸附。然后將吸附的烴通過(guò)脫吸劑從分子篩中回收。為得到直鏈或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物， 將回收的烴與脫吸劑分離。[0024]參考圖1，顯示根據(jù)一個(gè)典型實(shí)施方案用于制備直鏈或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的設(shè)備并一般性地指定為10。就該典型實(shí)施方案而言，設(shè)備10加工包含直鏈烴、非直鏈烴(輕微支化和較重支化的)和污染物的煤油進(jìn)料12以除去所需鏈烷烴以產(chǎn)生所需鏈烷烴產(chǎn)物 14，例如正鏈烷烴產(chǎn)物或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物。如所示，認(rèn)為設(shè)備10包含三個(gè)部分:第一， 用于除去輕煤油18和重煤油20的分餾段16 ;第二，用于除去污染物24如含有氮、硫和氧合物的雜原子的去污染段22 ;以及第三，用于將非所需烴28與所需烴分離，從而產(chǎn)生所需鏈烷烴產(chǎn)物14的分離段26。[0025]首先提及分餾段16，可以看出設(shè)備10提供第一分餾塔30和第二分餾塔32。進(jìn)料 12首先進(jìn)入第一分餾塔30中，在那里除去包含分子量小于所需分子量的烴的輕煤油18。 進(jìn)料12然后進(jìn)入第二分餾塔32中，在那里除去包含分子量大于所需分子量的烴的重煤油20。因此，分餾段16產(chǎn)生含有具有所需分子量范圍的烴的煤油34中心餾分，將其供入去污染段22中。盡管分餾段16用第一分餾塔30和第二分餾塔32闡述，應(yīng)當(dāng)理解由于必須除去輕煤油18和重煤油20，分餾段12可具有更多分餾塔。[0026]煤油34中心餾分進(jìn)入去污染段22的萃取設(shè)備36 (如逆流萃取塔)中以萃取污染物24。萃取設(shè)備36接收離子液體料流38，例如作為頂部料流，其接觸煤油34中心餾分以導(dǎo)致污染物24通過(guò)相分離萃取。具體而言，將煤油34中心餾分內(nèi)的污染物24從其中萃取到離子液體38中以產(chǎn)生含有臟離子液體料流40的相和含有干凈烴料流42的相。臟離子液體料流40含有離子液體和從煤油中萃取的污染物。就該實(shí)施方案而言，特定離子流體基于它萃取煤油進(jìn)料中存在的氮、硫和氧合物的形式的能力而選擇使用。離子流體可例如為咪卩生離子液體、樓離子液體或其它離子液體。[0027]在一個(gè)典型實(shí)施方案中，干凈烴料流42進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)萃取階段44中以除去干凈烴料流42中夾帶的任何離子液體。如所示，將溶劑料流46如水引入萃取階段44中。為除去保留在干凈料流42中的任何離子液體，干凈料流42接觸溶劑料流46，且在該接觸期間，將干凈料流42中夾帶的任何離子液體溶于溶劑料流46中以形成溶劑和離子液體料流 48。隨著離子液體的脫除，干凈烴料流，現(xiàn)在的干凈烴料流43即用于分離段26中的進(jìn)一步烴加工，如下文進(jìn)一步詳細(xì)討論的。然而，在某些實(shí)施方案中，干凈烴料流43首先可在溫和加氫加工條件下通過(guò)在加氫加工器(未顯示)加工以除去任何殘余污染物。[0028]在一個(gè)典型實(shí)施方案中，臟離子液體料流40以及溶劑和離子液體料流48進(jìn)入分離器50中。如所示，分離器50包含兩個(gè)單元，上游汽提器52和下游沉降器54。由于在分離器50中加工，將污染物24從離子液體和溶劑中除去。具體而言，溶劑，其可以為水，用于將污染物24從離子液體中除去。干凈離子液體和溶劑的料流56離開(kāi)分離器50并供入蒸發(fā)器58中ο[0029]在蒸發(fā)器58中，將干凈離子液體和溶劑的料流56分離成再生離子液體料流60和再生溶劑料流62。再生離子液體料流60可再循環(huán)至萃取設(shè)備36中以減少系統(tǒng)對(duì)離子`液體的需求。同樣，再生溶劑料流62可再循環(huán)至萃取階段44中以減少系統(tǒng)對(duì)溶劑的需求。[0030]轉(zhuǎn)向分離段26，可以看出將干凈烴料流43經(jīng)由回轉(zhuǎn)閥66輸送至吸附劑室64中。 分子篩68 (如沸石)包含在吸附劑室64中。典型的沸石包括Linde A型沸石以萃取正鏈烷烴，以及硅沸石(Silicalite)以萃取輕微支化鏈烷烴。干凈烴料流43內(nèi)的所需烴(無(wú)論是僅正鏈烷烴還是正鏈烷烴和輕微支化鏈烷烴)比非所需烴(無(wú)論是非正鏈烷烴還是僅較重支化鏈烷烴)更容易被分子篩68吸附。因此，隨時(shí)間過(guò)去而保持干凈烴料流43與分子篩68之間的接觸區(qū)導(dǎo)致所需烴與非所需烴在吸附劑室64內(nèi)分離。為提供延長(zhǎng)的接觸， 吸附劑室64提供再循環(huán)管線69以使流體從室的底部循環(huán)至頂部。[0031]在該分離方法期間，將脫吸劑70引入吸附劑室64中以將烴與分子篩68分離。在該方法中，回轉(zhuǎn)閥66控制干凈烴料流43和脫吸劑70輸入吸附劑室64中以及含有脫吸劑 70和所需烴的萃取物72以及含有脫吸劑70和非所需烴的萃余液74從室64中除去。[0032]萃取物72從回轉(zhuǎn)閥中進(jìn)入萃取塔76中。在萃取塔76中，將形成所需鏈烷烴產(chǎn)物 14的所需烴與脫吸劑70分離，其再循環(huán)回到吸附劑室64中。[0033]萃余液74也從回轉(zhuǎn)閥中進(jìn)入萃余液塔78中。在萃余液塔78中，將脫吸劑70與非所需烴28分離并返回吸附劑室64中。非所需烴28，無(wú)論都是非直鏈烴，還是僅較重支化非直鏈烴，可用于大量其它工業(yè)目的。[0034]因此，根據(jù)從設(shè)備10的討論可以理解，本文提供由包含直鏈烴、非直鏈烴和污染物的煤油進(jìn)料制備直鏈或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法?？紤]流過(guò)該方法的烴，可以看出，首先將煤油進(jìn)料分餾以得到含有具有所需分子量的烴的煤油中心餾分。其后使煤油中心餾分與離子液體料流接觸以將污染物萃取到離子液體料流中以形成干凈烴料流。如果離子液體保留在干凈烴料流中，則可將干凈中心餾分在單階段或多階段中用溶劑料流處理以萃取任何離子液體。溫和加氫加工然后可用于污染物的進(jìn)一步脫除。[0035]然后使干凈烴料流與分子篩接觸。分子篩從干凈烴料流中的非所需烴中除去所需烴。其后將所需烴通過(guò)脫吸劑從分子篩中回收。然后將脫吸劑從所需烴中除去，得到直鏈或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物。[0036]考慮離子流體流過(guò)設(shè)備10，可以看出離子流體與煤油的臟中心餾分接觸。因此，將污染物如含有氮、硫和氧合物的雜原子萃取到離子流體中。[0037]由于本文提供的由煤油進(jìn)料制備直鏈或基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法和設(shè)備，所需鏈烷烴制備的成本顯著降低。具體而言，使用離子液體預(yù)處理煤油進(jìn)料以除去污染物使加氫處理變得不必要，或者能在溫和條件下使用加氫加工。在每種情況下，該方法可通過(guò)避免高壓工藝設(shè)備、加氫處理催化劑或者用于轉(zhuǎn)化硫化氫的硫回收而簡(jiǎn)化。[0038]盡管在先前詳細(xì)說(shuō)明中提出了至少一個(gè)典型實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解存在大量變化方案。還應(yīng)當(dāng)理解一個(gè)或多個(gè)典型實(shí)施方案僅為實(shí)例，且不意欲以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用性或構(gòu)型。而是，先前詳細(xì)說(shuō)明提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員執(zhí)行本發(fā)明典型實(shí)施方案的方便路線圖，應(yīng)當(dāng)理解可不偏離如所附權(quán)利要求書(shū)及其法定等效物所述本發(fā)明范圍而做出對(duì)典型實(shí)施方案中所述元素的功能和配置的各種改變。`
【權(quán)利要求】
1.由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和污染物的進(jìn)料制備基本線性鏈烷烴產(chǎn)物的方法，所述方法包括:使進(jìn)料與離子液體料流接觸并萃取污染物以形成干凈烴料流；將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用分子篩從干凈烴料流中選擇性吸附以從較重支化非直鏈烴中除去直鏈烴和輕微支化非直鏈烴；將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用脫吸劑從分子篩中回收；和將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴與脫吸劑分離以得到基本線性鏈烷烴產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中一部分污染物在接觸和萃取以后保留在干凈烴料流中，所述方法進(jìn)一步包括在溫和加氫加工條件下加工干凈烴料流以除去其中的其余部分的污染物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使進(jìn)料在逆流萃取設(shè)備中與離子液體料流接觸以形成干凈烴料流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括在將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴從干凈烴料流中選擇性吸附以前，將干凈烴料流用溶劑料流處理以從干凈烴料流中萃取任何離子液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中臟離子液體料流通過(guò)將污染物萃取到離子液體料流中而形成，所述方法進(jìn)一步包括將溶劑與臟離子液體料流混合以將污染物從臟離子液體中除去并形成干凈離子液體料流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其進(jìn)一步包括在將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴從干凈烴料流中選擇性吸附以前:將溶劑從干凈離子液體料流中除去并形成再生離子液體料流以再循環(huán)至離子液體料流中；和將干凈烴料流用溶劑料流處理以從干凈烴料流萃取任何離子液體，其中溶劑料流包含從干凈離子液體料流中除去的溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中較重支化非直鏈烴包括異鏈烷烴和芳族化合物，且進(jìn)一步包括在選擇性吸附步驟以后得到較重支化非直鏈烴的萃余液流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括將原料分餾以得到進(jìn)料，其中進(jìn)料包含C5-Cltl烴。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括將原料分餾以得到進(jìn)料，其中進(jìn)料包含Cltl-C13烴。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括將原料分餾以得到進(jìn)料，其中進(jìn)料包含ClO-C18 經(jīng)。`
【文檔編號(hào)】C10G53/08GK103562355SQ201280025629
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】R·加圖帕里, S·W·索恩, M·J·克利夫蘭 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司