石脑油的优化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种石脑油的优化利用方法，通过吸附分离过程，石脑油被分成富含正构烃的脱附油产品和富含非正构烃的吸余油产品。脱附油作为优质的蒸汽裂解原料或通过精馏切割成窄馏份继而制取试剂和优质溶剂油产品。吸余油作为优质的催化重整原料或高辛烷值清洁汽油调和组分。根据石脑油资源数量和市场需求情况，灵活地将石脑油吸附分离工艺与后续加工工艺耦合，实现资源的合理配置。该技术与同类方法比较，具有流程简便、能耗低、适应性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
石脑油的优化利用方法
本专利技术涉及一种石脑油的优化分离利用方法，具体涉及一种采用分子筛吸附分离石脑油中正构烷烃和异构烷烃的重组利用方法。
技术介绍
石脑油是指原油中从常压蒸馏开始馏出的温度(即初馏点)到200℃(或180℃)之间的轻馏分，其烃类组成碳数分布在C4～C10之间。主要组成为正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃，其中正构烷烃的含量为20％-50％，非正构烃含量为50％-80％。通过固定床吸附分离过程，得到两种产品：吸余油和脱附油。脱附油是富含正构烷烃的油品，C4～C10正构烃的含量为80％-100％，非正构烃(包括异构烷烃、环烷烃和芳烃)的含量为0％-20％。吸余油是富含非正构烃的油品，非正构烃(包括异构烷烃、环烷烃和芳烃)的含量为90％-100％，正构烃含量为0％-10％。传统的石油加工流程采取馏分管理的策略，即按照物质的蒸馏特性将原油中的混合物切割成不同馏程的产品，然后根据产品的性质赋予相应的用途。在这种管理模式下资源往往不能得到最为合理的利用。比如，石脑油在炼油工业中的用途目前主要有三种：(1)用作催化重整的原料，生产高辛烷值汽油或芳烃产品；(2)用作乙烯裂解原料；(3)用于车用燃料汽油的调配，但会遇到蒸汽压不合格的问题，同时石脑油中含有大量的正构烷烃，辛烷值很低。从建设资源节约型和生态环保型社会的要求考虑，如何优化利用石脑油资源是值得进一步研究的问题。由于我国原油偏重，石脑油的收率较低，长期以来存在乙烯裂解和催化重整争原料的问题，为了尽量满足乙烯工业的原料供应，许多炼厂重整-->装置开工不足。为了提高石脑油的利用效率，缓解这一矛盾，分子管理模式越来越显示出其优越性。分子管理是根据不同用途对产品分子的具体要求，分离混合物组分以达到物尽其用。对于石脑油，按照分子管理的思路，分离出其中的正构烷烃作为优质乙烯裂解原料或切割成窄馏份制取溶剂油产品，非正构部分(主要是异构烷烃、环烷烃和芳烃)作为优质催化重整原料或高辛烷值汽油调和组分。在蒸汽裂解制乙烯工艺中，原料费用约占乙烯生产总成本的60％～80％。以正构烷烃作为裂解原料，裂解工艺的乙烯收率是最高的。乙烯收率与裂解原料的BMCI(Bureau of Mines Correlation Index，关联指数)值之间呈现良好的线形关系。烃类的BMCI值越小，表示脂肪性越强，则乙烯的收率越高。正构烷烃的BMCI值接近于零，因此是最佳的乙烯裂解原料。同时，脱除了正构烷烃的油品芳烃潜含量高，更适宜作催化重整原料。正构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率很慢，转化率低。虽然提高反应温度可加快反应的进行，但又会加剧催化剂结碳，使生产周期缩短，对操作和设备的要求也更高。重整原料中正构烷烃含量的减少将显著有利于提高芳烃收率和降低反应条件的苛刻度。溶剂油的附加值远高于燃料汽油，但溶剂油的精制往往成为制约溶剂油生产的瓶颈。溶剂油最常出现的不合格现象是芳烃含量超标、沸程过宽以及闪点不合格等，精制过程往往会使溶剂油收率下降，生产成本上升。吸附分离的脱附油富含正构烷烃，不含芳烃，并且各组分之间的相对挥发度大，易于通过精馏的手段加以分离，制取优质溶剂油产品或聚合级正己烷、医药级高纯正己烷、正庚烷等试剂产品。汽油的辛烷值与其烃类组成关系密切。芳香烃和异构烷烃辛烷值最高，可达100以上，烯烃和环烷烃次之，正构烷烃最低，如正庚烷为零，-->正辛烷为负值。石脑油中正构烷烃含量高，辛烷值较低，通常在60左右。将汽油中的正构烷烃脱除后，吸余油的辛烷值会有较大幅度的提高，可作为高辛烷值汽油调和组分。从石脑油中分离正构烷烃最经济且有效的方法是利用5A分子筛的择形吸附原理进行吸附分离。5A分子筛微孔道的平均孔径为5.1，正构烷烃分子的直径约为4.9，可以进入分子筛微孔道内，而非正构烃的分子直径要大于此，则不能被吸附。由于分子筛孔道的孔径均一，分离效率很高。英国专利2119398公开用5A分子筛来选择性吸附分离正异构烃及硫化合物，强调的是分子筛的某种特定的结构用来吸附正构烃而排斥非正构烃，并且强调了对硫化物的分离作用。该专利中公开的是使用分子筛晶体，尺寸为1500埃到0.5微米，不适合大规模的工业应用。H.J.Bieser在美国专利4006197，S.Kulprathipanja在美国专利4455444分别公开了采用连续模拟移动床(SMB)吸附分离方法用于正构链烷烃回收。D.B.Broughton在美国专利3291726中也公开了使用模拟移动床，从石油衍生馏分中分离正构链烷烃。然而分子筛模拟移动床分离方法，是采用的液相分离，液相分离脱附效率低，容易返混，需增加前分馏和后分馏装置，不仅工艺繁琐，操作费用高，而且模拟移动床及旋转阀设备复杂，设备投资大。T.D.福利和S.W.索恩在中国专利CN 1476474A描述了通过蒸汽裂解正构烃的乙烯生产方法，该方法中加入整个装置的原料流被分馏成以生成C5流和通入吸附分离装置的包含其他原料的第二级流。在吸附分离中C5流被用作脱附剂，该物流会有相当大一部分进入吸余油产品，影响产品纯度。该专利中提到将富含正构烃的产品用作乙烯裂解原料，将富含非正构烃的产品用作催化重整原料。这是对石脑油资源利用的一种改进。然而上述专利所公开均是通过精馏的方法回收吸余油和脱附油中的脱附剂，-->精馏过程的能耗甚至超过吸附过程本身，造成经济性降低，从而通过模拟移动床吸附分离工艺提高油品利用效率的效果严重下降。中国专利CN 1621497A公开了一种石脑油的优化利用方法，该技术采用萃取分离的方法，将石脑油分离为抽余油和抽出油，所获得的抽出油作为重整装置原料，抽余油作为乙烯裂解装置原料，由于萃取过程的选择性问题，其难以达到分子管理清晰分割的水平，将抽余油作为乙烯裂解原料时，由于抽余油是正构烷烃和异构烷烃的混合物，乙烯收率明显低于以正构烷烃为主的原料。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种石脑油的优化利用方法，以克服现有技术存在的缺陷，将石脑油宜油则油、宜烯则烯、宜芳则芳，通过分子管理，实现提高石脑油资源的利用效率。本专利技术的方法包括如下步骤：(1)将石脑油加热汽化后加热至180-450℃，通入装填有5A分子筛的固定床吸附分离塔，石脑油中的正构烷烃被吸附在床层分子筛的微孔道中，吸附处理后的吸余油流出固定床吸附分离塔，冷却至0～150℃，吸余油被冷凝，液化，获得富含非正构烃的吸余油，吸余油中非正构烃重量含量为90～100％；气态石脑油进料空速为20-1000h-1，吸附时间为5-100min；术语“空速”的定义为：流体进反应器的体积流量与反应器体积的比值；术语“吸附时间”的定义为：在一个吸附/脱附循环中，从石脑油开始进料到床层吸附穿透时所经历的时间；为了提高床层内分子筛的利用效率，固定床吸附分离塔为圆柱体，装填有5A分子筛的固定床的高径比为2～20∶1，优选的高径比3～15∶1；-->然后将温度为180-450℃的脱附剂通入固定床吸附分离塔进行脱附，携带有正构烷烃的脱附剂流出固定床吸附分离塔，冷却至0～150℃，正构烷烃被冷凝，液化，并与脱附剂自行分离，获得富含正构烃的脱附油，脱附油中正构烃的重量含量为80～100％，脱附剂循环使用：脱附剂进料空速为5-600h-1，脱附时间为5-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石脑油的优化利用方法，其特征在于，包括如下步骤：　　　　（１）将石脑油加热汽化后加热至１８０－４５０℃，通入装填有５Ａ分子筛的固定床吸附分离塔，获得富含非正构烃的吸余油；吸余油中非正构烃的重量含量为９０～１００％　　　　然后将温度为１８０－４５０℃的脱附剂通入固定床吸附分离塔进行脱附，获得富含正构烃的脱附油，脱附油中正构烃的重量含量为８０～１００％；　　　　（２）脱附油进入乙烯蒸汽裂解装置或脱附油进入精馏装置，切割成窄馏份制取溶剂油；　　　　（３）吸余油进入催化重整装置或吸余油用作高辛烷值清洁汽油的调和组分。

【技术特征摘要】
1.一种石脑油的优化利用方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将石脑油加热汽化后加热至180-450℃，通入装填有5A分子筛的固定床吸附分离塔，获得富含非正构烃的吸余油；吸余油中非正构烃的重量含量为90～100％然后将温度为180-450℃的脱附剂通入固定床吸附分离塔进行脱附，获得富含正构烃的脱附油，脱附油中正构烃的重量含量为80～100％；(2)脱附油进入乙烯蒸汽裂解装置或脱附油进入精馏装置，切割成窄馏份制取溶剂油；(3)吸余油进入催化重整装置或吸余油用作高辛烷值清洁汽油的调和组分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，气态石脑油进料空速为20-1000h-1；吸附时间为5-100min；脱附剂进料空速为5-600h-1；脱附时间为5-100min。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，固定床吸附分离塔为圆柱体，装填有5A分子筛的固定床的高径比为2～20∶1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈本贤，刘纪昌，陈晖，陈洪兴，陈新，王桢贤，凌昊，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]