[發明專利]催化蒸餾用于苯分離和純化的應用

有效

• 申請號: 201010127666.5
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN101831318A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 馬丁努斯·J·阿爾梅林;普爾維斯·K·霍;米切爾·E·勒舍爾;蒙蒂·威差萊克
• 申請（專利權）人: 催化蒸餾技術公司
• 主分類號: C10G67/02
• 分類號: C10G67/02;C10G67/04;C10G67/06;C07C15/04;C07C7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

技術領域

本文中公開的實施方案總體上涉及一種用于分離和純化烴流中的苯的方法。更具體地，本文中公開的實施方案涉及選擇性氫化烴流中的二烯烴，從而允許改進的苯純化和分離。

背景技術

煉油工業長期用于將粗石腦油升級為高辛烷值汽油的一種普通方法是催化重整。在催化重整中，使沸點范圍為46至177℃(115°F-350°F)的粗石腦油在高溫(約493℃-565℃(920°F-1050°F))和中等壓力(約2巴至39巴(約15-550psig))通過氧化鋁負載的貴金屬催化劑。催化劑通過移除氫并且重排分子結構而“重整”粗石腦油中所含的烴的分子結構，以提高石腦油的辛烷值。

由于粗石腦油中的化合物的多樣性，在催化重整中發生的實際反應有許多。得到的產物有許多是芳基或芳香族化合物，其全部顯示出高的辛烷值。所產生的芳基化合物取決于在煉油廠中由使用的石腦油的沸點范圍控制的原料和原油來源。來自催化重整方法的“重整”產物通常稱為重整產品，并且通常通過常規蒸餾分離成兩種餾分--沸點范圍為約46℃-121℃(約115°F-250°F)的輕質重整產品和沸點范圍為約121℃-177℃(約250°F-350°F)的重質重整產品。因此，在每一種餾分中的芳基化合物取決于它們的沸點。更低沸點或更輕的芳基化合物例如苯、甲苯和二甲苯包含于輕質重整產品中，而更高沸點的芳基化合物包含于重質重整產品中。在其它的情形下，輕質重整產品可以僅僅含有苯，或者僅僅含有苯和甲苯，這取決于流的任何下游加工。

每年對更清潔和更安全的運輸燃料的需求正在變得更大。包括重整和催化裂化的兩種主要的汽油原料源均存在滿足嚴格的環境規定的問題并造成某些健康風險。例如，輕質重整產品通常含有含量高得不可接受的苯，一種已知的致癌物質和環境污染物。由此，在美國和其它國家的煉油商被要求從重整產品流和其它的汽油餾分除去苯。煉油商可能也需要除去苯以制備作為產品的苯，原因在于苯對于在化學加工中是有價值的。例如，苯用作工業溶劑，并且還是藥物、塑料、合成橡膠和染料生產中的前體。

美國專利5,773,670公開了用于氫化石油流中的芳香烴的方法。但是，如同溶劑抽提，該方法對于一種芳族化合物不是選擇性的。美國專利5,856,602公開了使用蒸餾塔反應器氫化烴流中的芳香烴，其中催化劑床的放置和蒸餾塔的操作控制哪一種芳香烴保留在用于氫化的催化劑床中。

苯的分離和純化由于污染物如二烯烴的存在而復雜化。具有多于一個雙鍵的烯烴(二烯烴)比諸如乙烯或丁烷的化合物具有更少的用途。二烯烴的去除在回收苯之前具有價值，因為這些化合物被發現在苯流的大多數加工、儲存和使用中是有害的。用于從這些流移除二烯烴的各種選擇方案可以包括抽提、氫化和烷基化。二烯烴氫化可以通過在氫化催化劑的存在下使二烯烴與氫接觸以將二烯烴轉化成烯烴和鏈烷烴而進行。但是，非選擇性的氫化導致降低的辛烷值，因此減小了燃料的總價值。因此，在含苯重整產品中的二烯烴的選擇性氫化在保留高辛烷值，同時降低二烯烴濃度方面是有價值的。

在粗石腦油的催化重整之后，苯可以通過使用多種溶劑的抽提從更輕的芳基化合物分離，并且通過蒸餾與輕質重整產品中的其它芳香烴分離，這通常使用芳香烴抽提裝置(AXU)。芳香烴抽提是很古老的方法，并且通常通過液-液抽提或抽提蒸餾或兩者將催化重整產品或者焦爐輕質油分離成芳香烴和非芳香烴。

也常規的是，在許多催化重整系統中，使用保護床提供烴進料或輕質重整產品的粘土處理。保護床利用固定床、氣相方法提供熱或冷的粘土處理，以使不飽和的膠形成成分(即，二烯烴)選擇性地聚合。保護床可以在AXU前面或者內部使用，并且移除存在的痕量的、通常10至5000wt?ppm的二烯烴。這些二烯烴如果不被移除，可能導致抽提的苯通不過酸洗消色試驗，例如ASTM?D-848。另外，進料到抽提裝置的二烯烴可能導致抽提溶劑損失到抽提產物(即，苯)中，這對于芳香烴抽提領域技術人員是熟知的。對于含氮的抽提溶劑，這可能導致產物苯的氮不合格，并且可能對移除損失的溶劑的粘土處理器造成另外的負荷。但是，粘土處理并不是沒有它的問題，包括原料和與粘土相關的處理成本。

另外，在本領域中仍然明顯地需要從重整產品流中回收苯的經濟方法。

發明內容