一种轻质烷烃异构化方法技术

一种轻质烷烃异构化方法，包括轻质烷烃原料进行异构化反应，反应产物经气液分离，得到的液相物流进入稳定塔(21)，稳定塔顶出料为丁烷及以下轻组分，稳定塔底油进入吸附分离塔(36)，分离得到含有正构烷烃的抽出液和含有异构烷烃的抽余液；所述的抽出液进入抽出液塔(49)分离得到正构烷烃和解吸剂；抽余液进入抽余液塔(38)分离得到异构烃产品和解吸剂；其中，所述的抽余液塔(38)塔顶蒸气用于加热所述的稳定塔(21)塔底再沸器；所述的抽余液塔(38)塔底出料用于加热所述的抽出液塔(49)塔底再沸器。本发明专利技术提供的方法能显著提高分离效率，降低异构化循环物料流量，提高正构烷烃的异构化转化率，并且能够显著降低能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烷烃异构化方法，更具体地说，涉及一种C5、C6正构烷烃异构化反应生产高辛烷值汽油调合组分的方法。
技术介绍
轻质烷烃异构化方法是将含有C5、C6正构烷烃的轻质石脑油与催化剂接触发生异构化反应，正构烷烃转化为相应的高辛烷值的异构烷烃。异构化油是一种低硫、不含芳烃和烯烃的环境友好产品，是理想的清洁汽油调合组分，可以明显提高调合汽油的抗爆指数，提高汽油的前端辛烷值，使汽油馏分的辛烷值分布更合理，从而改善发动机启动性能。轻质烷烃异构化工艺可分为低温异构化(反应温度低于200℃)、分子筛型异构化(反应温度为230～280℃)和超强酸异构化过程(反应温度为160～210℃)三种。低温异构化技术的核心是采用具有极高活性的催化剂，通常为含有卤素的氧化铝负载贵金属，例如Pt/Al2O3-Cl为典型的该类技术催化剂。低温催化剂具有高活性和高选择性，但对轻质烷烃原料中水和硫的含量有非常苛刻的要求，反应过程中还需连续补氯，具有腐蚀性、污染环境、催化剂会永久失活不能再生等缺点。分子筛异构化技术通常采用的催化剂是改性的分子筛并负载贵金属，例如丝光沸石上负载铂或钯。典型的分子筛异构化技术的反应温度大致在250℃，反应压力为2.0MPa，氢油摩尔比为3～4和重量反应空速为1～2h-1条件下进行反应。分子筛及超强酸型催化剂可再生、对轻质烷烃原料中杂质含量的要求较低温卤素型催化剂宽松等。固体酸催化剂对硫、氮和水等杂质的容受能力较强，原料预处理要求相应降低，反应环境更为友好。受热力学平衡限制，异构化反应产物包含未转化的正构烷烃以及反应生成的单支链和多支链烷烃。为了进一步提高异构化油的辛烷值，一般都要将产物中的正构烷烃分离出来，循环回异构化反应器内继续反应。有多种方法可以将异构化反应产物中的正构烃分离出来，目前最常用的是精馏的方法。例如将异构化反应产物引入脱异己烷塔，脱异己烷塔侧线将异构化反应产物中的异戊烷和正己烷循环至异构化反系统，脱异己烷塔塔顶出料和塔底出料混合后作为异构化产品。该流程存在的问题是将未转化的正戊烷作为了产品混入了异构化油，使异构化油的辛烷值提高受到限制。异构化油能够达到的辛烷值水平与异构化物料循环比例直接相关，循环比例也直接影响到装置投资和能耗。在典型的C5、C6进料及约100％(对新鲜进料)循环比例条件下异构化油的研究法辛烷值通常可以达到88左右。另外还采用吸附分离的方法将异构化反应产物中未反应的正构烷烃分离出来，US3755144公开了一种C5、C6异构化与模拟移动床分子筛吸附分离反应产物的工艺。异构化产物经过稳定塔脱除轻组分后进入分子筛吸附分离区，分离出的异构烃再进入脱异己烷塔，异己烷从塔侧线抽出，与吸附分离所得正构烷烃一起返回异构化反应器。US5026951提出了一种将C5、C6异构化与模拟移动床液相吸附分离结合的工艺。吸附剂为分子筛，解吸剂为正丁烷。离开吸附塔的抽余液含解吸剂与异构烷烃，抽出液含解吸剂与正构烷烃。抽余液进精馏塔分离出解吸剂正丁烷循环回吸附塔使用，而异构烃作为产品出装置。抽出液则直接返回异构化反应器。抽出液中的解吸剂正丁烷从异构化产物稳定塔分出，从而减少了一个抽出液精馏塔。该工艺还包含在抽余液精馏塔后设置脱异己烷塔，将单支链的C6烷烃与正构烷烃一起循环回异构化反应器反应。采用此方法，C5、C6异构化油的研究法辛烷值能达93。CN102452885A采用吸附分离的办法分离C5、C6异构化反应产物。反应产物在气相条件下，通过吸附分离分成富含正戊烷、正己烷和单甲基戊烷的被吸附的第一股物料，和富含异戊烷、二甲基丁烷的不被吸附的第二股物料。采用C7～C10的正构烷烃做脱附剂，分离出的脱附剂重复利用。吸附分离过程控制吸附压力高于脱附压力。从轻质烷烃原料异构化技术的发展来看，异构化产物的分离技术中，采用精馏分离方法，很难清晰分离正构烃、单支链异构烃和多支链异构烃。要想将正构烷烃全部转化，生产高辛烷值汽油，精馏塔的塔盘数、回流比都将很大，分离效率低、能耗高。模拟移动床吸附分离的办法优于精馏塔分离方法，能耗也低于精馏分离过程，但还存在分离效率低、能耗高的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在现有异构化和吸附分离技术的基础上，提供一种集成换热的轻质烷烃异构化-吸附分离组合方法。本专利技术提供的一种轻质烷烃异构化方法，包括以下步骤：1)轻质烷烃原料进入异构化反应器7与催化剂接触进行异构化反应，反应产物经气液分离，得到的气相物流返回异构化反应器7；2)、气液分离得到的液相物流进入稳定塔21，稳定塔顶出料为丁烷及以下轻组分，稳定塔底出料含有异构烷烃和未转化的正构烷烃；3)、稳定塔底出料进入吸附分离塔36，吸附分离塔内装有吸附剂，选择性地吸附正构烷烃，再利用解吸剂将吸附的正构烷烃脱附，分离得到含有正构烷烃的抽出液和含有异构烷烃的抽余液；4)、所述的抽出液进入抽出液塔49分离得到正构烷烃和解吸剂；抽余液进入抽余液塔38分离得到异构烃产品和解吸剂，所述的正构烷烃循环回异构化反应器7中，所述的解吸剂循环回吸附分离塔36；其中，所述的抽余液塔38塔顶蒸气用于加热所述的稳定塔21塔底再沸器；所述的抽余液塔38塔底出料用于加热所述的抽出液塔49塔底再沸器。本专利技术提供的轻质烷烃异构化方法的有益效果为：本专利技术提供的方法以抽余液塔为供热的核心装置，抽余液塔的塔顶蒸气为稳定塔塔底再沸器提供热量，抽余液塔塔底出料为抽出液塔塔底再沸器提供热量。抽余液塔塔底出料和抽出液塔塔底出料用于进一步加热吸附分离塔的进料，能显著提高吸附分离塔分离正构烷烃和异构烷烃的分离效率，降低异构化工艺流程中循环物料流量，提高正构烷烃的异构化转化率，得到的异构化产品与轻质烷烃原料相比其辛烷值能提高10个单位以上。本专利技术采用了热集成的办法，能够显著降低装置能耗。附图说明附图是本专利技术方法的示意形式，没有给出泵、阀和一些管线，因为这些设备是此领域人员众所周知的，不能因此而限制本专利技术。附图1为本专利技术提供的轻质烷烃异构化方法第一种实施方式流程图；附图2为第一种实施方式流程图的简化形式；附图3为本专利技术提供的轻质烷烃异构化方法第二种实施方式流程图；附图4为本专利技术提供的轻质烷烃异构化方法第三种实施方式流程图；附图5为本专利技术提供的轻质烷烃异构化方法第四种实施方式流程图；附图6为本专利技术提供的轻质烷烃异构化方法第五种实施方式流程图；附图7为对比例1采用的精馏分离轻质烷烃异构化反应流程图。其中主要反应器及设备：7-异构化反应器；12-气液分离罐；21-稳定塔；36-吸附分离塔；38-抽余液塔；49-抽出液塔；70-脱异己烷塔。图8为对比例中所采用的工艺流程示意图。具体实施方式本专利技术是这样具体实施的：一种轻质烷烃异构化方法，包括以下步骤：1)轻质烷烃原料进入异构化反应器7与催化剂接触进行异构化反应，反应产物进入气液分离罐12气液分离，得到的气相物流返回异构化反应器7；2)、气液分离得到的液相物流进入稳定塔21，稳定塔顶出料为丁烷及以下轻组分，稳定塔底出料含有异构烷烃和未转化的正构烷烃；3)、稳定塔底出料进入吸附分离塔36，吸附分离塔内装有吸附剂，选择性地吸附正构烷烃，再利用解吸剂将吸附的正构烷烃脱附，分离得到含有正构烷烃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质烷烃异构化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、轻质烷烃原料进入异构化反应器(7)与催化剂接触进行异构化反应，反应产物经气液分离，得到的气相物流返回异构化反应器(7)；2)、气液分离得到的液相物流进入稳定塔(21)，稳定塔顶出料为丁烷及以下轻组分，稳定塔底出料含有异构烷烃和未转化的正构烷烃；3)、稳定塔底出料进入吸附分离塔(36)，吸附分离塔内装有吸附剂，选择性地吸附正构烷烃，再利用解吸剂将吸附的正构烷烃脱附，分离得到含有正构烷烃的抽出液和含有异构烷烃的抽余液；4)、所述的抽出液进入抽出液塔(49)分离得到正构烷烃和解吸剂；抽余液进入抽余液塔(38)分离得到异构烃产品和解吸剂，所述的正构烷烃循环回异构化反应器(7)中，所述的解吸剂循环回吸附分离塔(36)；其中，所述的抽余液塔(38)塔顶蒸气用于加热所述的稳定塔(21)塔底再沸器；所述的抽余液塔(38)塔底出料用于加热所述的抽出液塔(49)塔底再沸器。

【技术特征摘要】
1.一种轻质烷烃异构化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、轻质烷烃原料进入异构化反应器(7)与催化剂接触进行异构化反应，反应产物经气液分离，得到的气相物流返回异构化反应器(7)；2)、气液分离得到的液相物流进入稳定塔(21)，稳定塔顶出料为丁烷及以下轻组分，稳定塔底出料含有异构烷烃和未转化的正构烷烃；3)、稳定塔底出料进入吸附分离塔(36)，吸附分离塔内装有吸附剂，选择性地吸附正构烷烃，再利用解吸剂将吸附的正构烷烃脱附，分离得到含有正构烷烃的抽出液和含有异构烷烃的抽余液；4)、所述的抽出液进入抽出液塔(49)分离得到正构烷烃和解吸剂；抽余液进入抽余液塔(38)分离得到异构烃产品和解吸剂，所述的正构烷烃循环回异构化反应器(7)中，所述的解吸剂循环回吸附分离塔(36)；其中，所述的抽余液塔(38)塔顶蒸气用于加热所述的稳定塔(21)塔底再沸器；所述的抽余液塔(38)塔底出料用于加热所述的抽出液塔(49)塔底再沸器。2.按照权利要求1所述的轻质烷烃异构化方法，其特征在于，所述的抽余液塔的操作条件：塔顶温度为80～180℃，塔底温度为185～320℃，塔顶压力为0.2～2.0MPa。3.按照权利要求2所述的轻质烷烃异构化方法，其特征在于，所述的抽余液塔的操作条件：塔顶温度为100～160℃，塔底温度为180～300℃，塔顶压力为0.5～1.6MPa。4.按照权利要求1所述的轻质烷烃异构化方法，其特征在于，所述的异构化反应器的操作条件：温度为100～400℃，压力为0.5～5.0MPa，进料重量空速为0.2～10.0h-1，轻油摩尔比为0.03～5.0；所述稳定塔的操作条件：塔顶温度为40～120℃，塔底温度为100～180℃，塔顶压力为0.1～2.0MPa；所述吸附分离塔的操作条件：温度为50～200℃，压力为0.5～4.0MPa，
\t解吸剂与吸附进料的摩尔比为0.5～2；所述抽出液塔的操作条件：塔顶温度为40～...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，金欣，王瑾，
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