具有联合反应器旁路的高温ccr方法
【专利说明】具有联合反应器旁路的高温CCR方法
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求2012年11月20日提交的美国申请N0.13/682，061的优先权。
发明领域
[0003]本发明涉及由烃料流制备芳族化合物的方法。特别地，该方法对提高烃进料流中芳族化合物如苯、甲苯和二甲苯的量而言是个改进。
[0004]发明背景
[0005]石油原料的重整是制备有用产品的重要方法。一种重要方法是将烃分离和提升用于发动机燃料，例如制备石脑油进料流和在汽油生产中提升石脑油的辛烷值。然而，来自原油来源的烃进料流包括制备用于生产塑料、清净剂和其它产品中的有用化学前体。
[0006]汽油的提升是一种重要方法，将石脑油进料流转化以提高辛烷值的改进显示于 US 3, 729, 409 ；US 3, 753, 891 ；US 3, 767, 568 ；US 4, 839, 024 ；US 4, 882, 040 ；和 US5，242，576中。这些方法涉及多种方式以增强辛烷值，特别是增强汽油的芳族化合物含量。
[0007]尽管存在降低汽油中的芳族化合物的活动，芳族化合物具有许多重要的商业用途。其中，它们包括烷基-芳基磺酸盐形式的清净剂和塑料的制备。这些商业用途要求更多且更纯等级的芳族化合物。从烃料流中制备和分离芳族化合物越来越重要。
[0008]方法包括将进料分离并使用不同的催化剂，例如对较低沸点烃而言，单金属催化剂或非酸性催化剂，以及对较高沸点烃而言，双金属催化剂操作几个重整器。其它改进包括新催化剂，如US 4, 677, 094 ；US 6，809，061 ;和US 7，799，729所示。然而，这些专利中提出的方法和催化剂存在限制，且其可产生显著的成本提高。
[0009]需要改进的方法以降低芳族化合物制备中的成本和能量使用。
[0010]发明概述
[0011]本发明为将烃工艺流中的烃重整的方法。特别地，本发明为对现有系统的改进以提高烃进料流的芳族化合物含量。该方法包括现有重整反应器系统的操作变化，和工艺流在重整反应器系统内的改道。
[0012]该方法是为了提高烃料流的芳族化合物含量，包括使烃料流通过一系列反应器和反应器进料加热器。该方法包括在较低的温度下操作第一反应器，和使用于第一进料流的加热单元的过量容量进入下游流中。热进料流分成至少两个部分，且第一部分进入重整反应器中。第二部分进入下游反应器流出物流中并进一步加热以使具有添加的热的进料流进入下游反应器中。
[0013]在一个实施方案中，第一反应器在第一入口温度下操作，且随后的下游反应器在大于第一入口温度的温度下操作。
[0014]在一个实施方案中，在第一反应器加热器以前将工艺流分离，并将一部分加热至比第一反应器入口温度更大的温度。将热的部分进一步分离以使一部分进入下游，同时将另一部分与未加热部分混合以形成第一反应器进料流。
[0015]本发明的其它目的、优点和应用由本领域技术人员从以下详细描述和图中获悉。
[0016]附图简述
[0017]图1为使用上游反应器加热用于下游加工的进料的本发明第一实施方案的图；和
[0018]图2为使用上游反应器加热用于下游加工的进料的本发明第二实施方案的图。
[0019]发明详述
[0020]本发明涉及改进由烃进料流制备芳族化合物的收率。特别低，改进是关于石脑油进料流的，其中将烃重整以提高(:6_(:8范围内的芳族化合物的收率。该方法旨在改进现有方法而不要求建立新的设备。本发明提高现有烃重整装置中的芳族化合物产量。这通过降低第一反应器的入口温度和提高下游反应器的反应器进料的入口温度而进行。这使上游加热单元的加热责任转移至下游反应器而不需要替换现有加热单元或反应器。
[0021]存在关于芳族化合物的提高的需求。重要的芳族化合物包括苯、甲苯和二甲苯。这些芳族化合物是制备清净剂、塑料和其它高价值产品中的重要组分。随着能量成本提高，能效是改进芳族化合物收率的重要方面。本发明提供对烃混合物中不同组分的性能差别的理解以开发更好的方法。
[0022]将贫含芳族化合物的烃料流转化成富含芳族化合物的烃料流的脱氢和芳构化方法是吸热方法，其中加入能量以保持有用的反应温度。该方法要求具有反应器中间加热器的一系列反应器。一个问题是将足够的下游热提供给工艺流的能力。本发明容许将工艺流上的热负载转移至下游反应器而不替换昂贵的加热器或反应器。
[0023]烃料流包含许多组分，且各个组分在不同的条件下不同地行为。组分可分成较大的化合物类别，其中一类如链烷烃包含许多不同的链烷烃化合物。脱氢方法是吸热方法，其要求连续的能量输入以加热反应器中的工艺流。吸热量越大，反应器内的温降越大，因此加入以保持反应的热量越大。温度的下降降低反应速率并降低转化率。这要求额外的热以保持所需反应速率。
[0024]在烃料流中的组分中，吸热量相当地变化。脱氢方法的能量使用可通过分离出单独的组分而降低，但在分离组分的努力方面会提高。然而，不同组分以及不同化合物类别的反应速率不同。这些变量随着温度变化，使得不同的反应和不同的操作温度容许脱氢方法在一些组分和化合物类别上的部分选择性。
[0025]脱氢方法中的混合问题是一些组分的转化率。为实现良好的(:6和C 7链烷烃至芳族化合物的转化率，要求高温度和较短的接触时间。由于高吸热量，控制和保持高反应温度可能是困难的。具有主要意义的烃料流为具有烯烃、环烷烃、链烷烃和芳族化合物的全沸程石脑油，且方法旨在将非芳族化合物转化成较高价值芳族化合物。
[0026]本发明提供旁路以将上游加热器如进料加热器或结合进料加热器中的有效过量责任转移至下游反应器进料。反应器段旁路降低所要求的下游反应器改进以在较高反应器入口温度下操作。
[0027]在本发明一个实施方案中，方法包括使烃工艺流通过一系列反应器和反应器进料加热器。至少一种热进料流分成至少两个部分。第一部分进入相应反应器中以产生反应器流出物流。第二部分与下游反应器流出物流结合并使结合料流进入下游反应器进料加热器中以产生下游反应器进料流。该系列中的最后反应器产生具有提高的芳族化合物含量的产物流。
[0028]新方法改变反应器的进料流温度，其中第一反应器在第一温度下操作，且该系列中的随后反应器在大于第一温度的温度下操作。
[0029]在一个任选构型中，方法包括将至少一种反应器流出物流分成至少两个部分，第一部分和第二部分。第一部分流出物流随第二部分上游热进料流进入反应器中间加热器中。第二部分流出物流与下游热进料流结合并进入下游反应器中。下游反应器可以为系列中的下一反应器，或者下游可以为在流出物流下游的第二反应器。
[0030]在一个实施方案中，方法如图1中所示。该实施方案使用4个反应器用于重整方法，但可扩大至包括更多反应器，或者调整以使用较少的反应器操作。该方法包括使烃工艺流10进入进料加热器20中以产生第一热进料流22。热进料流22分成两个部分，第一部分22a和第二部分22b。第一部分22a进入第一反应器30中以产生第一流出物流32。第一流出物流32与第二部分22b结合并通过第一反应器中间加热器40以产生第