用于分离链烷烃异构化区流出物的设备和方法
【专利说明】用于分离链烷烃异构化区流出物的设备和方法
[0001]优先权陈述
[0002]本申请要求2012年12月14日提交的美国申请N0.13/715，813的优先权，通过引用将其全部内部并入本文中。
技术领域
[0003]本技术领域一般性地涉及用于分离烃的设备和方法，更特别地涉及用于分离来自链烷烃异构化区的含链烷烃异构体的流出物的设备和方法。
[0004]背景
[0005]异构化方法由许多精炼厂广泛用于将直链链烷烃的分子结构重排成通常具有更高辛烷值的更多支链烃。一种该方法在链烷烃异构化区中将正丁烷(正丁烷)重排成异丁烷。异构化方法向热动力平衡进行，其中流出物(异构化物)仍包含实质浓度的正丁烷，通常1.2:1-2:1的异丁烷:正丁烷摩尔比。在链烷烃异构化区下游，将流出物在脱异丁烷(DIB)塔中分离以形成通常具有至少80摩尔％且至多99摩尔％异丁烷的纯度的异丁烷产物。DIB塔配制成具有多个垂直排列且间隔开的分馏塔板的分馏塔，其有效地充当用于将流出物分馏的蒸气-液体接触装置。
[0006]由于正丁烷和异丁烷的沸点是较接近的且需要较纯的异丁烷产物，DIB塔通常以高回流比操作以帮助驱使流出物的蒸气馏分向上通过DIB塔，从而接触流出物的下降液体馏分以有效地分离异丁烷产物。不幸的是，为了更加具有能量效率，设计一些DIB塔具有在塔的下部与塔的上部相比明显更低的再沸负荷，例如1:9-1:10的塔的下部相对于上部的再沸负荷比。因而，在DIB塔的下部产生比塔的上部明显更少的蒸气。这可导致液体通过分馏塔板上的孔的较低蒸气速度和流量，称为滴漏，导致链烷烃异构化区流出物和较低纯度异丁烷产物的无效分离。
[0007]因此，理想的是提供用于在DIB塔中以改进的蒸气速度和降低的滴漏分离链烷烃异构化区流出物以将异丁烷与流出物有效分离的设备和方法。此外，本发明的其它理想特征和特性从随后的详细描述和所附权利要求书中连同附图和该背景一起获悉。
[0008]简述
[0009]本文提供用于分离链烷烃异构化区流出物的设备和方法。根据一个示例实施方案，用于分离异构化区流出物的设备包含DIB塔。DIB塔配置用于将链烷烃异构化区流出物分馏以形成富支化(；烃料流。DIB塔包含一个容器。该容器包含竖直延伸且包围内部圆柱形体积的圆柱壁，所述内部圆柱形体积具有延伸至上部的下部。内部锻模(swage)置于内部圆柱形体积的下部。多个分馏塔板包括内部圆柱形体积中置于内部锻模以上的上部分馏塔板和置于内部锻模中的下部分馏塔板。下部分馏塔板具有比上部分馏塔板更小的直径。
[0010]根据另一示例实施方案，提供用于分离异构化区流出物的设备。该设备包含DIB塔，所述DIB塔配置用于将链烷烃异构化区流出物分馏成蒸气和液体馏分以形成富支化C4烃料流和含C4+烃料流。DIB塔包含一个容器。该容器包含竖直延伸且包围内部圆柱形体积的圆柱壁，所述内部圆柱形体积具有延伸至上部的下部。内部锻模置于下部。多个分馏塔板包括内部圆柱形体积中置于内部锻模以上的上部分馏塔板和置于内部锻模中的下部分馏塔板。下部分馏塔板具有比上部分馏塔板更小的鼓泡面积。下部再沸器与DIB塔流体连通以接收一部分含C4+烃料流。下部再沸器配置用于加热一部分含C4+烃料流以形成第一再沸器出口料流，其在内部锻模以下返回DIB塔。上部再沸器与DIB塔流体连通以接收链烷烃异构化区流出物的液体馏分。上部再沸器配置用于加热液体馏分以形成第二再沸器出口料流，其在内部锻模以上返回DIB塔。热泵压缩机配置用于接收富支化C4烃料流的蒸气部分并形成压缩的富支化(；烃料流。上部再沸器包含与热泵压缩机流体连通的上部换热器，其用于接收压缩的富支化C4烃料流用于与液体馏分直接热交换以形成第二再沸器出口料流。
[0011]根据另一示例实施方案，提供分离链烷烃异构化区流出物的方法。该方法包括步骤:将链烷烃异构化区流出物分馏以形成富支化(;烃料流。将链烷烃异构化区流出物分馏包括沿着置于DIB塔下部的内部锻模中的下部分馏塔板部分形成与链烷烃异构化区流出物的第一蒸气和液体馏分接触的第一蒸气-液体接触区。沿着置于DIB塔中内部锻模以上的上部分馏塔板部分形成与链烷烃异构化区流出物的第二蒸气和液体馏分接触的第二蒸气-液体接触区。下部分馏塔板部分具有比上部分馏塔板部分更小的直径。
[0012]附图简述
[0013]下文连同以下附图描述各个实施方案，其中类似的数字表示类似的元件，且其中:
[0014]图1示意性阐述根据本发明一个示例实施方案的设备和方法，其包括用于分离异构化区流出物的DIB塔；
[0015]图2为图1所述DIB塔沿着线2-2的截面图；
[0016]图3为图2所述DIB塔沿着线3_3的截面图；和
[0017]图4为图1所述DIB塔沿着线4-4的截面图。
[0018]详述
[0019]以下详述在性质上仅为示例性的，且不意欲限制各个实施方案或应用及其用途。此外，不意欲受先前的背景或以下详述中提出的任何理论束缚。
[0020]本文预期的各个实施方案涉及用于分离包含链烷烃异构体，包括正丁烷和异丁烷的链烷烃异构化区流出物的设备和方法。不同于现有技术，本文教导的示例实施方案使用DIB塔，所述DIB塔配置用于接收链烷烃异构化区流出物且包括置于DIB塔的内部圆柱形体积下部的内部锻模。在一个示例实施方案中，内部锻模配置为开口型管，其具有与DIB塔的圆柱壁相邻布置的扩口管段和从扩口管段与DIB塔的下部共轴向下延伸的较窄直管段。内部锻模有效地降低DIB塔下部产生的蒸气可上升通过其进入塔上部的DIB塔下部的直径。
[0021]DIB塔包括多个分馏塔板，包括置于内部圆柱形体积中内部锻模以上的上部分馏塔板和置于内部锻模中的下部分馏塔板。在一个示例实施方案中，分馏塔板配置为多孔水平板，例如各自具有一些借此形成的孔的平板，限定蒸气可上升通过水平板中的孔的塔板的鼓泡或活性面积。由于下部分馏塔板置于内部锻模中，它具有比上部分馏塔板更小的直径，以及因此相应地比上部分馏塔板更小的鼓泡面积。因而，在其中DIB塔的下部产生比塔的上部更少的蒸气的DIB塔中，下部分馏塔板的较小鼓泡面积要求较少的蒸气通行以实现所需蒸气速度以降低或防止液体向下通过孔流到分馏塔板上，由此降低或防止DIB塔中的滴漏。
[0022]参考图1，提供根据一个示例实施方案用于分离链烷烃异构化区流出物12的设备10。如所述，链烷烃异构化区流出物12在链烷烃异构化区14中形成。如本文所用，术语“区”可指包括一个或多个设备件和/或一个或多个分区的区域。设备件可包括一个或多个反应器或反应容器(例如反应区)、加热器、交换器、管、泵、压缩机和控制器。另外，设备件如反应器、干燥器或容器可进一步包括一个或多个区或分区。
[0023]将链烷烃进料流16和含氢气气流18引入链烷烃异构化区14中。在一个示例实施方案中，链烷烃进料流16富含(:4烃，例如正丁烷，并且还可包含较少量的异丁烷、戊