通过除去芳烃以及循环其余物料提高生产芳烃产量的方法技术

将石脑油原料在反应器中与脱氢环化催化剂相接触，此催化剂是含有至少一种第八族金属的大孔沸石．脱氢环化反应生成芳烃产物和气态物流，芳烃与气态物流分离后，通过分子筛，后者可吸附芳烃产物中所含的链烷烃，然后用气态物流解吸分子筛中的链烷烃，最后将气态物流和链烷烃循环到反应器中．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新的烃类转化过程，其中烃类物料在反应器中与具有高选择性的脱氢环化催化剂相接触得到产品物流，然后从产品物流中萃取链烷烃使其循环通入反应器中。在石油工业中，催化重整是大家所熟知的，催化重整就是将石脑油馏分转化成芳烃以改进产品的辛烷值。在重整过程中，烃类的化学反应包括：环己烷脱氢生成芳烃，烷基环戊烷脱氢异构化生成芳烃，无环烃脱氢环化生成芳烃，烷基苯脱烷基，链烷烃的异构化和加氢裂化反应，这些反应生成气态轻烃，如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。在重整期间，加氢裂解反应必须减小到最低限度，因为此反应减少汽油沸程产品的产量和氢的产量。由于希望用高辛烷值的汽油做马达燃料及其它用途，人们进行了广泛的研究以发展改进的重整催化剂和催化剂重整过程。重整催化剂必须能生产收率高的、汽油沸程的、高辛烷值的、芳烃含量高的液态产品和低收率的气态轻烃。催化剂应具有良好的活性，以便在低温下能生产优质产品。在长期操作运行状态下，催化剂的活性和选择性应保持不变，即催化剂应具有良好的稳定性。或者在频繁再生状态下不降低其性能，即具有足够的再生能力。含铂催化剂（例如，载于三氧化二铝上的铂）被广泛用于石脑油的重整。有人建议用定型分子筛，如X型和Y型沸石，这些沸石有足够大的-->孔径可以使在汽油沸程内的烃类通过。然而，以这些分子筛为载体的催化剂尚未商品化。常规的重整是在氢的存在下，在温度为450℃至550℃左右，压力为50至500磅/吋2（表压）左右的条件下，使待转化的烃类通过上述催化剂，部分烃被转化成芳烃，该反应伴有异构化和裂化反应，它们使链烷烃转化成异构链烷烃和更轻的烃。至今所用的催化剂对重质链烷烃已具有相当令人满意的结果，但对C6-C8链烷烃的使用结果却不佳。特别是C6链烷烃，以L型沸石为载体的催化剂，对脱氢环化反应来说，具有较高的选择性，对于C6-C8链烷烃可以得到满意的结果。最近开发的第一流的催化剂是这样一种新的脱氢环化催化剂。该催化剂由大孔沸石、第八族金属和碱土金属组成。这种催化剂对脱氢环化有很高的选择性。选择性之高使脱氢环化反应产品物流中保持有大部分未脱氢环化的链烷烃，同时降低了目标产品的辛烷值。在本专利技术中，石脑油原料在反应器中与具有高选择性的脱氢环化催化剂相接触，选择适宜的操作条件使脱氢环化反应易于进行，从而得到芳烃产物和气态物流，将芳烃与气态物流分离，再将芳烃物料中的链烷烃分离出来，然后使气态物流和链烷烃再循环到反应器中。脱氢环化催化剂最好是至少含有一种第八族金属的大孔沸石。链烷烃最好是正构链烷烃和带有一个支链的异构链烷烃。为了从芳烃产物中分离出链烷烃，可采用蒸馏的方法。或者使芳烃产物通过能吸附链烷烃的分子筛，再用气态物料解吸分子筛里的链烷烃。本专利技术的最主要方面就是使用高选择性的脱氢环化催化剂和从脱氢环化过程的产品物流中萃取和循环使用链烷烃。推荐使用的脱氢环化催化剂含有大孔沸石和第八族金属。-->目前，整个工业所采用的催化剂都是含有酸性组份的双功能催化剂，一般是卤素的氯化物，偶尔也采用氟化物。一些早期重整催化剂的酸性组份是氧化硅铝。在常规芳烃生产过程中，这些催化剂把大部分的进料组份转化成轻烃。因此，使链烷烃循环返回，重新进行催化转化的想法是不切合实际的。本专利技术所用的高选择性催化剂与双功能催化剂相比可以使任意碳数的链烷烃，其含量至少可高于原来链烷烃的二倍，保持在产物中。为了充分发挥这种新催化剂的巨大潜力，大大有利于氢的生产，获得产品的辛烷值。循环未转化的原料是必要的。术语“选择性”定义为无环烃转化成芳烃的摩尔数与无环烃转化成芳烃和裂化产物的摩尔数之比的百分数。即：选择性＝(无环烃转化成芳烃的摩尔数)/(无环烃转化成芳烃和裂化产物的摩尔数)×100%在定义选择性时，没有考虑链烷烃的异构化和具有相同碳原子数的烷基环戊烷和链烷烃分子间转换反应。无环烃转化成芳烃的选择性是评价无环烃转化成所需要的和有用的产品的方法的效率，所需要的和有用的产品是：芳烃和氢。而不是不太希望得到的加氢裂化产物。高选择性催化剂生成氢的量要比低选择性催化剂生成氢的量多。这是因为当无环烃转化成芳烃时产生氢，而当无环烃转化成裂解产物时却消耗氢。提高工艺过程的选择性能增加氢的产量（多芳构化）和减少氢的消耗量（少裂解）。使用高选择性催化剂的另一个优点是高选择性催化剂所产生的氢比低选择性催化剂所产生的氢要纯。这种高纯度是因为生成的氢多而生成-->的低沸点烃（裂解产物）少的结果。如果象联合炼油厂的一般情况那样，生产的氢气用于诸如加氢处理和氢化裂解工艺（该工艺至少要求某一最小值的氢气分压），那么重整中生产的氢气纯度是关键的。如果氢气纯度太低，就不能用于这种目的，必须按其较低价值来利用，例如做为燃料气。本专利技术中所使用的原料可以是能够进行闭环反应生成芳烃的任何脂肪烃，或是取代的脂肪烃。原料最好基本不含硫、氮、金属以及其它对重整催化剂已知的有毒物质。本工艺过程对硫特别敏感，要使原料不含上述物质，可采用普通加氢精制技术和除硫化合物的吸附剂。根据本专利技术，烃类原料与催化剂可以在固定床系统、移动床系统、流化床系统或间歇反应操作系统中进行接触。考虑到昂贵的催化剂有被磨损的危险，建议采用固定床系统或密相移动床系统。接触步骤可以在先有技术中常规双功能催化剂颗粒状物理混合物的存在下进行。在固定床系统中，予先加热含6-14个碳的烃。加热可采用任何适宜的方法，以便达到所需要的反应温度，然后使原料通入载有催化剂固定床的脱氢环化区。脱氢环化区可以是一个反应器，也可以是几个单独的反应器构成的反应器序列。在它们之间要采用适当的方法保持每个反应器在入口处所需要的转化温度。反应物料可以自上而下，或自下而上，或按径向流动方式与催化剂接触。在多级反应系统里，本催化剂可以不必用在所有的床层中，不填装本催化剂的床层则填装常规的双功能催化剂。脱氢环化区还可以是一个或几个单独的反应器。在每个催化床中进行的脱氢环化吸热反应所需要的热量，可以用在反应器之间适当的加热方法进行补偿。通常，用足量的氢以保证氢和烃的分子比约为0到20∶1，当分-->子比大约1∶1到6∶1之间时，可得到最好的结果。从脱氢环化区出来物流经过适当的气液分离步骤，成为循环的富氢气流一般含有进入该区的氢。反应条件为：反应器的压力从约1个大气压到500磅/吋2（表压）;推荐的压力约为50到200磅/吋2（表压），推荐的反应温度约为450～550℃。在流程中，温度一般是缓慢增加的，以补偿催化剂不可避免的失活，使转化达到相对恒定的值。本脱氢环化方法所选用的液体时空速度约为0.1-20小时-1，推荐的时空速度约为0.3-5小时-1。重整时，通常生成氢，因此，氢不需要加到重整系统中，除非是首次投料和进行催化剂的预还原。通常，重整一开始进行，所产生的部分氢气就要在催化剂中进行循环。氢的存在有利于减少结焦，因为结焦可使催化剂中毒。根据本专利技术，脱氢环化催化剂是含有一种或几种脱氢组份的大孔沸石。术语“大孔沸石”定义为具有有效孔径为6-15埃（A°）的沸石。L型沸石、X型沸石、Y型沸石和八面沸石，被认为是用于本方法的最好的大孔沸石，其表观孔径依次为7至9埃。美国专利3，216，789号介绍了L型沸石，美国专利2，882，244号介绍了X型沸石，美国专利3，13本文档来自技高网...

【技术保护点】
脱氢环化工艺过程包括：（ａ）于反应器中，在有利于脱氢环化的操作条件下，使石脑油原料与脱氢环化催化剂相接触，从而得到芳烃产物和气态物流，所说的催化剂是至少含有一种第八族金属的大孔沸石。（ｂ）从上述的气态物流中分离出上述的芳烃产物。（ｃ ）从上述的芳烃产物中分离出其中所含的链烷烃。（ｄ）将上述的气态物流和上述的链烷烃循环到上述反应器中。

【技术特征摘要】
1、脱氢环化工艺过程包括：(a)于反应器中，在有利于脱氢环化的操作条件下，使石脑油原料与脱氢环化催化剂相接触，从而得到芳烃产物和气态物流，所说的催化剂是至少含有一种第八族金属的大孔沸石。(b)从上述的气态物流中分离出上述的芳烃产物。(c)从上述的芳烃产物中分离出其中所含的链烷烃。(d)将上述的气态物流和上述的链烷烃循环到上述反应器中。2、根据权利要求1的脱氢环化过程，其中所说的链烷烃包括正构链烷烃和带有一个支链的异构链烷烃。3、根据权利要求1的脱氢环化过程，其中所说的分离步骤（c）通过溶剂萃取实现，溶剂选自苯酚，环丁砜和正甲酰基吗啉。4、根据要求1的脱氢环化过程，其中所说的分离步骤（c）通过蒸馏进行。5、根据权利要求1的脱氢环化过程，其中所说的分离步骤（c）为：将上述芳烃产物通过能吸附芳烃产物中链烷烃的分子筛，然后使用气态物流把上述的链烷烃从分子筛中解吸出来。6、根据权利要求5的脱氢环化过程，其中所说的分子筛是沸石A。7、根据权利要求1的脱氢环化过程，其中所说的大孔沸石的表现观孔径为7-9埃。8、根据权利要求7的脱氢环化过程，其中所说的大孔沸石可以从X型沸石、Y型沸石和L型沸石中选择。9、根据权利要求8的脱氢环化过程，其中所说的大孔沸石是L型沸石。10、根据权利要求1的脱氢环...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特L扎科布森，劳伦斯W约森斯，
申请(专利权)人：切夫尔昂研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]