由蒸汽裂化器C5进料制备C5烯烃制造技术

本发明专利技术涉及由蒸汽裂化器C5进料制备C5烯烃。由蒸汽裂化器C5进料制备C5烯烃可以包括使包含环戊二烯、C5烯烃、和C6+烃的混合烃物流在二聚反应器中反应，在此环戊二烯二聚成为二环戊二烯。可以将二聚反应器流出物分离为包含C6+烃和二环戊二烯的第一馏分以及包含C5烯烃和C5二烯的第二馏分。可以将第二馏分、饱和烃稀释剂物流和氢进料至催化蒸馏反应器系统，以同时将直链C5烯烃与饱和烃稀释剂、在第二馏分中含有的环状C5烯烃和C5二烯分离；并且将C5二烯选择性氢化。从催化蒸馏反应器系统中回收包含直链C5烯烃的顶部馏出物和包含环状C5烯烃的底部产物。还描述了C5烯烃系统和方法的其他方面，包括催化剂配置和控制方案。包括催化剂配置和控制方案。包括催化剂配置和控制方案。

【技术实现步骤摘要】
由蒸汽裂化器C5进料制备C5烯烃
[0001]本申请是PCT国际申请日为2016年1月28日，PCT国际申请号为PCT/US2016/015372、中国国家申请号为201680019603.3、专利技术名称为《由蒸汽裂化器C5进料制备C5烯烃》的申请的分案申请。
[0002]背景
[0003]用于烯烃的商业生产的原油(crude)物流含有多种作为杂质的化合物。需要从这些物流中移除乙炔类和二烯杂质以生产可接受品质的烯烃产品。为了生产烯烃如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯等，需要以进料物流中的有用材料如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯等的最小损失移除在多种原油混合的C2
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C5物流中的乙炔类杂质如乙炔、甲基乙炔、乙烯基乙炔、乙基乙炔和2
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甲基
‑1‑
丁烯
‑3‑
炔等，以及二烯化合物如丁二烯和丙二烯等。在商业实践中用于纯化的优选技术是乙炔类和二烯化合物经过氢化催化剂的选择性氢化。
[0004]原油含C5烯烃的物流可以包含多种二烯和乙炔类，其通常必须在下游处理单元如下游复分解单元中使用含C5烯烃物流之前被移除。除了需要移除二烯和乙炔类(其产生焦炭并且缩短复分解催化剂的运行长度)之外，还必须从C5进料中将环戊烯移除至非常低的水平，如小于0.5重量％、1.5重量％、或2.5重量％，因为环戊烯可能会在下游复分解单元中经历不希望的开环复分解聚合。
[0005]可以使用多种进料以提供C5烯烃，包括来自裂化器如液体催化裂化器(FCC)或蒸汽裂化器的C5馏分。通常处理来自这样的裂化器的混合C5馏分，得到仅存在所希望的C5馏分(杂质最少)的通向复分解单元的进料。例如，可以将来自FCC单元的C5馏分进料至选择性氢化单元并且分馏，以将C6+烃和环状C5烯烃与直链和异C5烯烃分离，其之后可以在复分解过程中使用。
[0006]然而，这样的简单系统可能不适用于蒸汽裂化器C5产物。相对于FCC C5产物，除了直链C5二烯、异烯烃、和乙炔类以外，蒸汽裂化过程还产生具有非常高浓度的环戊二烯和二环戊二烯浓度的C5烃物流。例如，如果与FCC C5产物相似地处理，则较高的二烯含量可能会导致高比率的催化剂结垢和可能的失控(runaway)反应。此外，在C5进料中存在的硫化合物可能潜在地抑制/损害催化剂性能。
[0007]Lempert等人在1970年的US3492220公开了用于利用硫化镍催化剂在单一区域中产生稳定汽油或在两个以上反应区中产生基本上无烯烃、无硫的产物的条件下加氢处理含有苯乙烯和C5及更轻的烃的全沸程裂解汽油的方法。然而，这种公开的方法对烯烃不具有选择性。
[0008]Carruthers等人在1972年的US3691066公开了用于选择性氢化不饱和汽油例如蒸汽裂化器汽油的负载的镍催化剂。二烯含量从4
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55重量％降低至低于0.5重量％。原料的总硫含量是0.1
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1.5重量％，其中0.003
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1.0重量％可以是噻吩硫。指出经过500小时、尤其是经过1000小时的运行是可能的。其中叙述了新鲜的完全元素镍催化剂在其氢化活性方面不是选择性的并且将会氢化单烯烃和二烯烃以及芳族化合物，并且在本专利技术的方法中单烯烃和芳族化合物保持未氢化的事实归因于镍催化剂被通常在原油中存在的噻吩硫部分硫化(sulphiding)。
[0009]Bauer在1977年的US4059504公开了其中在负载在高表面积氧化铝上的硫化钴钨的催化剂的存在下通过加氢处理使裂解汽油稳定的方法。在该专利中叙述了负载在高表面氧化铝基底上的非贵金属催化剂(最广泛使用的是Ni、W
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Ni、Ni
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Mo和Co
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Mo)需要预硫化或采用高硫含量进料的操作。其还指出，迄今为止在本领域中使用的非贵金属催化剂具有它们倾向于在加氢处理期间产生聚合物的缺点。在该专利中，催化剂的活性形式是硫化物形式，并且催化剂优选为预硫化的，尽管当使用高硫进料时在操作中产生活性硫化物形式并且因此在一些情况中预硫化不是必需的。
[0010]Christy等人在1983年的EP0011906公开了用于选择性氢化在裂解汽油中的二烯的方法，所述方法包括在至少三个连续反应器中将裂解汽油催化氢化。在至少两个连续反应器中，所述方法包括使从反应器中出来的烃混合物的一部分再循环经过该反应器。用于催化氢化的催化剂包含在作为载体的氧化铝上的部分硫化的镍。再循环至第一反应器的烃混合物和向其中进料的裂解汽油的重量比是5至15，并且再循环第二反应器的烃混合物与向其中进料的裂解汽油的重量比是2至4。所提供的实例显示，不饱和化合物回收率(二烯+烯烃)对于第一种情况来说是91.27％并且对于第二种情况来说是87.79％，并且在产物物流中剩余5000二烯ppm。
[0011]Didillon等人在2004年的US6686309(
‘
309)公开了一种钯系催化剂，其具有选自钼和钨的至少一种金属，所述金属处于至少一种氧化物的形式，其用于选择性氢化汽油中的不饱和二烯烃化合物而不氢化芳族和单烯烃化合物。在
‘
309专利的背景中，确认通常使用两种主要类型的催化剂用于将二烯烃和苯乙烯化合物氢化：使用VIII族贵金属如钯的催化剂，和使用VIII族非贵金属如镍的催化剂。叙述了第二类催化剂通常具有较低的活性和不希望的低聚性质，这需要频繁的再生和在氢化之后使用蒸馏塔以消除重质化合物。此外，指出这样的催化剂仅可用于处理含有大量硫醇(如发现于催化裂化汽油中)的进料。
[0012]CN101254465 A(中国石化)公开了用于裂化C5物流的选择性氢化催化剂，其以给定的质量百分数含有以下组分：Ni 10
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35％、La 0.5
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3％、Ag 0.3
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3％和氧化铝载体59
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89.2％，并且可以含有其他金属。据称需要金属La和贵金属Ag以提高催化剂选择性和对碳沉积的抗性。叙述了因为含有大量二烯的裂化C5馏分容易生成将会覆盖催化剂的活性部位的聚合物并且降低催化剂活性，添加碱金属或碱土金属催化剂将会有利于减少聚合物的形成。
[0013]专利技术概述
[0014]在本文中所公开的实施方案总体上涉及用于由蒸汽裂化器C5进料制备直链C5烯烃的方法和系统。已经发现在本文中所公开的方法和系统可用于处理和分离蒸汽裂化器C5烃，从而可以在下游过程中，如在用于制备例如丙烯的下游复分解单元中使用由蒸汽裂化器C5烃回收的烯烃。
[0015]在一个方面中，在本文中所公开的实施方案涉及一种用于由蒸汽裂化器C5进料制备C5烯烃的方法。所述方法可以包括使包含环戊二烯、直链C5烯烃、环状C5烯烃、和C6+烃的环戊二烯的混合烃物流反应，其中环戊二烯二聚而形成二环戊二烯。之后可以在分馏器中分离所述反应的混合物以形成包含所述C6+烃和二环戊二烯的第一馏分和包含所述直链和环状C5烯烃和C5二烯的第二馏分。之后可以将所述第二馏分和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于由混合C5进料制备C5烯烃的方法，所述方法包括：将氢和包含环戊二烯、直链C5烯烃、环状C5烯烃和C6+烃的混合烃物流进料至催化蒸馏反应器系统；同时在所述催化蒸馏反应器系统中：将所述直链C5烯烃与所述环状C5烯烃、C5二烯和C6+烃分离；并且将所述C5二烯的至少一部分选择性氢化以形成额外的直链C5烯烃；从混合烃进料位置和氢进料位置下方且在主再沸器上方的级抽取液体侧馏分，将所述液体侧馏分在中间再沸器中至少部分蒸发，并且将所述至少部分蒸发的液体侧馏分返回至所述催化蒸馏反应器系统；从所述催化蒸馏反应器系统中回收作为顶部馏出物的直链C5烯烃；和从所述催化蒸馏反应器系统中回收作为底部产物的环状C5烯烃。2.权利要求1所述的方法，所述方法还包括在低于约302
°
F的温度运行所述催化蒸馏反应器系统的所述主再沸器。3.一种用于选择性氢化在混合C5烃物流中的C5二烯的方法，所述方法包括：将氢和包含直链戊烯、二烯、乙炔类和稀释剂化合物的含C5烯烃物流进料至催化蒸馏反应器系统；同时在所述催化蒸馏反应器系统中：将所述乙炔类和二烯氢化；并且将所述含C5烯烃物流分馏；回收包含所述戊烯的顶部馏分；回收底部馏分；其中所述催化蒸馏反应器系统具有至少三个反应区，包括：第一反应区，所述第一反应区设置在所述含C5烯烃物流进料高度下方并且含有镍系催化剂；第二反应区，所述第二反应区设置在所述含C5烯烃物流进料高度上方并且含有镍系催化剂；和第三反应区，所述第三反应区设置在所述第二反应区上方并且含有钯系催化剂。4.权利要求3所述的方法，其中所述镍系催化剂包含约5％重量至约30％重量的镍，其中所述镍系催化剂设置在硅藻土载体上，具有范围为约20m2/g至约400m2/g的BET表面积，并且具有范围为约0.2ml/g至约0.7ml/g的孔体积，并且其中所述钯系催化剂包含约0.2至约1.0％重量的在氧化铝载体上的钯。5.一种用于由混合C5烃原料制备C5烯烃的系统，所述系统包括：催化蒸馏反应器系统，所述催化蒸馏反应器系统用于同时将C5二烯转化为C5烯烃并且将所述混合C5烃原料分离为顶部烯烃产物和底部产物，所述催化蒸馏反应器系统具有至少三个反应区，包括：第一反应区，所述第一反应区设置在含C5烯烃物流进料高度下方并且含有镍系催化剂；第二反应区，所述第二反应区设置在含C5烯烃物流进料高度上方并且含有镍系催化剂；和
第三反应区，所述第三反应区设置在所述第二反应区上方并且含有钯系催化剂。6.权利要求5所述的系统，所述系统还包括分馏器，所述分馏器被配置成同时(a)将在混合烃中的环戊二烯转化为二环戊二烯并且产生二聚反应器流出物，和(b)分离所述混合烃以形成包含所述二环戊二烯的底部馏分和包含所述混合C5烃原料的顶部馏分。7.权利要求5所述的系统，所述系统还包括：二聚反应器，所述二聚反应器用于将在混合烃中的环戊二烯转化为二环戊二烯并且产生二聚反应器流出物；和分离器，所述分离器用于分离所述二聚反应器流出物以形成包含所述二环戊二烯的底部馏分和包含所述混合C5烃原料的顶部馏分。8.权利要求5所述的系统，所述系统还包括总氢化反应器，所述总氢化反应器用于将在所述底部产物中的环戊烯转化为环戊烷。9.权利要求8所述的系统，所述系统还包括流动导管，所述流动导管用于将流出物从所述总氢化反应器再循环至所述催化蒸馏反应器系统。10.一种用于选择性氢化在混合C5烃物流中的C5二烯的方法，所述方法包括：将氢和包含直链戊烯、二烯、乙炔类和稀释剂化合物的含C5烯烃物流进料至催化蒸馏反应器系统；同时在所述催化蒸馏反应器系统中：将所述乙炔类和二烯氢化；并且将所述含C5烯烃物流分馏；回收包含所述戊烯的顶部馏分；回收底部馏分；确定在一个或多个塔高度处的所述稀释剂化合物的浓度；和调节一个或多个塔运行参数以维持在所述一个或多个塔高度处的所述稀释剂化合物的设定点浓度或浓度分布。11.权利要求10所述的方法，其中所述催化蒸馏反应器系统包括：在含C5烯烃物流进料高度上方的上部催化剂区域和在所述含C5烯烃物流进料高度下方的下部催化剂区域，所述方法包括下列各项中的至少一项：测量在所述下部催化剂区域下方的高度处的所述稀释剂化合物的浓度；测量在所述上部和下部催化剂区域中间的高度处的所述稀释剂化合物的浓度；或测量在所述上部催化剂区域上方的高度处的所述稀释剂化合物的浓度。12.权利要求10所述的方法，其中所述催化蒸馏反应器系统包括：在含C5烯烃物流进料高度上方的上部催化剂区域和在所述含C5烯烃物流进料高度下方的下部催化剂区域，所述方法包括下列各项中的至少一项：测量在所述下部催化剂区域下方的高度处的液体馏分的密度并且基于所测量的密度确定在所述下方的高度处的所述稀释剂化合物的浓度；测量在所述上部和下部催化剂区域中间的高度处的液体馏分的密度并且基于所测量的密度确定在所述中间的高度处的所述稀释剂化合物的浓度；或测量在所述上部催化剂区域上方的高度处的液体馏分的密度并且基于所测量的密度确定在所述上方的高度处的所述稀释剂化合物的浓度。
13.权利要求10所述的方法，其中所述稀释剂化合物包含环戊烷、环戊烯、或它们的组合。14.权利要求10所述的方法，其中所述稀释剂化合物包含一种或多种具有范围为约100
°
F至约125
°
F的标准沸点的烃。15.权利要求10所述的方法，其中所述稀释剂化合物包含一种或多种具有范围为约0.7至约0.8的比重的烃。16.权利要求10所述的方法，其中在所述确定步骤中使用的取样高度设置在所述催化蒸馏反应器系统内的所述稀释剂化合物的浓度变化率最大的高度附近。17.权利要求16所述的方法，所述方法还包括确定在所述催化蒸馏反应器系统内的所述稀释剂化合物的浓度变化率最大时的高度。18.权利要求10所述的方法，其中所述调节包括下列各项中的至少一项：当稀释剂化合物浓度分布开始沿所述塔上升并且回流流量低于塔溢流值时，降低顶部流量并且增加所述回流流量；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永强，彼特，
申请(专利权)人：鲁姆斯科技公司，
类型：发明
国别省市：