一种轻烃异构化方法技术

一种轻烃异构化方法，以C5和C6烷烃为主要组成的轻烃原料进入脱异戊烷塔，塔顶物流作为异构化产品引出，塔底物流进入异构化反应单元，在氢气存在下与异构化反应器中的异构化催化剂接触进行异构化反应，异构化反应器的产物进入脱戊烷塔进行分离，脱戊烷塔塔顶物流与所述的轻烃原料混合后引入脱异戊烷塔，脱戊烷塔塔底物流作为异构化产品引出，所述的脱戊烷塔的塔顶压力为0.80～1.20MPa，所述的脱戊烷塔塔顶物流作为所述的脱异戊烷塔的再沸器的热源。本发明专利技术提供的方法在正构与异构烷烃的分离过程中充分利用脱戊烷塔顶气相物流的冷凝热，有效降低轻烃异构化工艺装置的能耗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，以C5和C6烷烃为主要组成的轻烃原料进入脱异戊烷塔，塔顶物流作为异构化产品引出，塔底物流进入异构化反应单元，在氢气存在下与异构化反应器中的异构化催化剂接触进行异构化反应，异构化反应器的产物进入脱戊烷塔进行分离，脱戊烷塔塔顶物流与所述的轻烃原料混合后引入脱异戊烷塔，脱戊烷塔塔底物流作为异构化产品引出，所述的脱戊烷塔的塔顶压力为0.80～1.20MPa，所述的脱戊烷塔塔顶物流作为所述的脱异戊烷塔的再沸器的热源。本专利技术提供的方法在正构与异构烷烃的分离过程中充分利用脱戊烷塔顶气相物流的冷凝热，有效降低轻烃异构化工艺装置的能耗。【专利说明】
本专利技术涉及一种轻烃的异构化方法，更具体地说，涉及一种将碳原子数较小的直 链烷烃通过临氢异构化反应生成带支链的异构烷烃以提高轻烃辛烷值的方法。
技术介绍
随着环境保护意识的日益增强，我国对车用燃料，特别是汽油产品的要求越来越 严格，对汽油的中烯烃、芳烃以及硫的含量等都做出了严格的限制。我国汽油池中的调合 组分有催化裂化汽油、催化重整汽油、异构化汽油和烷基化汽油等，其中催化裂化汽油是最 主要的调合组分，但催化裂化汽油具有较高的烯烃和硫含量，采用加氢技术降烯烃和脱硫 易于造成辛烷值损失，因此，提高其它调合组分的生产能力很有必要。近年来，随着原油加 工能力的提高，适合于作为催化重整装置原料的石脑油的产量增加较快，催化重整装置的 加工能力有了较大幅度的提高，但催化重整生成油的大部分用来生产芳烃，其余才作为汽 油调合组分，尽管催化重整汽油不含烯烃和硫，但其芳烃含量较高，尤其是苯含量在调合时 易于达到汽油指标的限制值。异丁烷与丁烯烃过烷基化反应可以生产以碳八异构烷烃为主 要组成的烷基化汽油，烷基化汽油不含烯烃、芳烃和硫，是优良的汽油调合组分，但烷基化 汽油的生产主要采用硫酸法和氢氟酸法两种工艺，存在设备腐蚀及废酸处理等安全和环保 问题，烷基化汽油生产能力的提高受到了限制。由于油品质量的不断升级，以油品加氢精制 和加氢裂化为主的油品二次加工装置增多，在油品的加氢处理过程中，会产生相当数量的 以C5和C6烷烃为主要组成的轻烃，由于C5和C6烷烃中的正构烷烃具有很低的辛烷值，因 此限制了轻烃在汽油池中的调合比例，通过异构化反应可以将正构烷烃转化为异构烷烃， 提高轻烃的辛烷值，从而可以增大轻烃在汽油池中的调合比例，异构化汽油不含烯烃、芳烃 和硫，是较好的汽油调合组分，增加异构化汽油产量，扩大异构化汽油在汽油池中的调合比 例，是满足日益严格的环保要求的较好选择。 轻烃异构化反应是在催化剂的作用下，将辛烷值较低的轻质正构烷烃转化为辛烷 值较高的轻质异构烷烃的反应过程，异构化反应是受热力学平衡控制的放热反应，尽管通 过开发活性较高的催化剂并降低反应温度，可以提高单程转化率，但异构化反应产物中总 是会含有一定浓度的正构烷烃，为最大程度提升轻烃的辛烷值，需要将异构化反应产物中 的正构烷烃与异构烷烃进行分离，并使未反应的正构烷烃在反应系统内循环，尽可能提高 正构烷烃的异构化率。目前，工业上分离正构与异构烷烃的方法主要有吸附分离法和精馏 法。 吸附分离法是利用正构与异构烷烃在吸附剂上的吸附特性不同，将二者进行分离 的工艺方法。异构化反应产物通过装填有吸附剂的吸附器分离为富含正构烷烃的物流和富 含异构烷烃的物流，前者返回异构化反应器继续转化，后者作为异构化汽油产品。 精馏法是利用所需分离组分沸点的不同将多组分进行分离的工艺方法，根据所需 分离组分的不同要求，设置一个或多个精馏塔，由于塔设备结构简单且控制方案易于实现， 因此精馏法通常是实现正构与异构烷烃分离的主要方法之一。由于轻烃中的正构与异构烷 烃的沸点比较接近，当要求正构与异构烷烃的分离精度较高时，精馏塔往往需要设置较多 的塔板且采用较高的回流比，因此，精馏法分离过程的能耗较高。在采用精馏法分离正构与 异构烷烃并将正构烷烃循环回反应单元的轻烃异构化工艺中，虽然精馏过程所需的能耗与 具体的分离方案有密切的关系，但通常会占装置总能耗的60%以上，所以采用适当的工艺 手段降低精馏过程的能耗就能明显地降低异构化装置的能耗。 CN101544905A公开了，轻烃原料先经脱异戊烷塔分离，塔顶 物流作为异构化产品引出，塔底物流进入前部异构化反应器内发生异构化反应，前部反应 器的出口物流经气液分离后，所得液相物流在脱异己烷塔内进行分离，脱异己烷塔的塔顶 物流和塔底物流引出后与脱异戊烷塔的塔顶物流混合，共同作为异构化产品去汽油稳定系 统，脱异己烷塔的侧线物流引入到后部异构化反应器，后部异构化反应器的反应物流经气 液分离后，所得液相物流全部返回并与前部异构化反应系统的气液分离器的液相物流混 合，共同作为脱异己烷塔的进料。该方法具有较高的正构烷烃异构化率，其中C6正构烷烃 基本实现了完全异构化，并大幅度提高了轻烃原料的辛烷值。 CN101171212A提出的异构化方法中，将脱异己烷塔侧线抽出物与选择性渗透膜接 触，得到正己烷和甲基戊烷浓度提高的渗透物级分与甲基环戊烷和二甲基丁烷浓度提高的 保留物级分，其中的渗透物级分返回异构化反应器，保留物级分与脱异己烷塔顶物流混合 作为异构化汽油产品。由于增设了选择性渗透膜，在降低循环物流流量的同时，也降低了对 脱异己烷塔分离精度的要求，脱异己烷塔可以采用较低的回流比，因此，有效地降低了异构 化装置的能耗。但由于保留物级分中还含有较多的甲基戊烷，从而使异构化汽油产品辛烷 值的进一步提高受到了限制。 如何在提高轻烃异构化反应装置的正构烷烃异构化率，提高了轻烃原料的辛烷值 的情况下降低异构化工艺装置能耗成为目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，在提高正构烷烃异构化 率，提高异构化汽油产品的辛烷值的基础上，同时降低异构化工艺装置的能耗。 -种轻烃异构化方法，轻烃原料先进入脱异戊烷塔，塔顶物流作为异构化产品引 出，塔底物流引入异构化反应单元，在氢气存在下，与异构化反应器中的异构化催化剂接触 进行正构烷烃的异构化反应，异构化反应单元的产物引入脱戊烷塔中分离，脱戊烷塔塔顶 物流与所述的轻烃原料混合并引入脱异戊烷塔，脱戊烷塔塔底物流作为异构化产品引出， 所述的脱戊烷塔的操作压力为〇. 80-1. 20MPa，所述的脱戊烷塔塔顶物流作为所述的脱异戊 烷塔的再沸器的热源。 本专利技术提供的方法中，所述的异构化反应器的操作条件为：温度为100~400°C， 压力为〇? 5~5. OMPa，重时空速为0? 2~10.0 h \氢油摩尔比为0? 05~8. 0。 本专利技术提供的方法中，所述的异构化催化剂由0. 01~3. 0重％的第VIII族金属 活性组分和载体组成；所述的第VIII族金属选自铂、钯、锗、钌和铑中的一种或几种；所述 的载体为丝光沸石，或者是氧化铝与丝光沸石组成的复合载体；优选地，所述的复合载体中 还含有0沸石；更优选所述的载体中还含有一定量的卤素。其中金属活性组分的含量以催 化剂总重量为基准，以金属计。 所述的轻烃原料为C4~C7烃类馏分，并以C5和C6烷烃为主要组成，所述的轻烃 原料来自于加氢精制装置或加氢裂化装置。 本专利技术提供的轻烃异构化方法的有益效果为： (1)脱戊烷塔将反应产物中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻烃异构化方法，其特征在于，轻烃原料进入脱异戊烷塔，塔顶物流作为异构化产品引出，塔底物流进入异构化反应单元，在氢气存在下，与异构化反应器中的异构化催化剂接触进行正构烷烃的异构化反应，异构化反应单元的产物进入脱戊烷塔进行分离，脱戊烷塔塔顶物流与所述的轻烃原料混合后引入脱异戊烷塔，脱戊烷塔塔底物流作为异构化产品引出，所述的脱戊烷塔的塔顶压力为0.80～1.20MPa，所述的脱戊烷塔塔顶物流作为所述的脱异戊烷塔的再沸器的热源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：师峰，赵志海，杨克勇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11