石油化工工艺单元中的氢处理制造技术

与石油化工工艺单元相关的含氢物流中的加氢处理，其中含氢物流经受快速循环变压吸附处理以增加其中氢的浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及与石油化工工艺单元相关的在含氢物流中的氢处理，其中含氢物流经受快速循环变压吸附处理以提高其中氢的浓度。
技术介绍
氢对于许多当今的炼油厂和石油化工工艺单元的运转，包括炼油厂中的加氢处理单元和石油化工厂的异构化单元，是极其重要的。因为在各种加工单元中氢是重要的和有价值的商品，如果通过除去含氢物流的至少一部分其它组分，能够增加与这种加工单元相关的含氢气体中氢的浓度，这将是有益的。 专利技术概述 在一个优选实施方式中，提供了增加与石油化工工艺单元相关的含氢气体中氢的浓度的工艺，该工艺包括使含氢蒸汽经受快速循环变压吸附单元，该单元包括多个吸附床并且具有小于约30秒的总循环时间且各吸附床内的压降大于约5英寸水柱/英尺床层长度的压降。 在另一优选实施方式中，快速循环变压吸附的总循环时间小于约15秒。 在又一优选实施方式中，总循环时间小于约10秒并且各吸附床的压降大于约10英寸水柱/英尺床层长度。 本专利技术详述 纯化的对位和邻位二甲苯异构体被大规模地用作许多衍生物的中间体，其中一些包括主要的石油化学品。认为对于纯化的间二甲苯的需求在100和1000kta之间，体积级分为商品和专用化学品。2005年对于对位和邻位二甲苯的工业需求粗略为32,000kta，大致分为7∶1。对二甲苯需求如此之大，以致工业上开发了从其它芳香烃分子来生产它的工艺。 分离和转化用于生产对二甲苯的常用给料的途径包括平衡工艺和对位选择路线。目前令人满意的工业上使用的主要路线包括二甲苯异构化，或来自C8芳烃混合物的二甲苯异构化，甲苯岐化以生产二甲苯和苯的均衡混合物，C9+烷基芳烃与甲苯和/或苯的烷基交换作用，以及选择性甲苯岐化生成对二甲苯和苯。 在乙苯转化方式上不同的三种二甲苯异构化工艺已经商业化，包括乙苯氢化脱乙基生成苯和乙烷，乙苯加氢异构化以生产另外的二甲苯，或乙苯烷基转移交换作用，随后蒸馏除去形成的重组分。 在所有这些化学作用中，使用二甲苯异构化循环。通过在C9分馏塔中除去C9+芳烃，C8和C9+给料首先被分馏以产生C8中心馏分；如果想得到邻二甲苯，任选地使用邻位塔。在吸附工艺中从C8中心馏分回收对二甲苯；因为吸附工艺回收进料中＞95％的对二甲苯，残油液具有约1％的低对二甲苯含量。然后在二甲苯异构化反应器中处理来自吸附的贫对二甲苯残油液，在该反应器中乙苯加氢脱烷基化，二甲苯异构化达到平衡，以及共沸的石蜡加氢裂化为轻质气体。然后异构体在连续塔中被蒸馏稳定塔除去轻质气体，同时苯和甲苯在分馏塔中作为塔顶馏分被除去，并且随后被蒸馏以产生苯和甲苯。然后C8异构体与新鲜进料相结合，并且为了进一步加工循环回到C9+分馏塔。因为对二甲苯的平衡浓度约是24％，如果仅回收对二甲苯，C8物流经历约三次再循环。 因为高度的再循环，避免二甲苯异构化反应器中不希望有的反应是很重要的。不希望有的反应包括二甲苯的甲基和乙基芳烃烷基交换产生C9+芳烃，包括苯和二甲苯两者的芳烃饱和产生环己烷和二甲基环己烷，以及芳烃氢化裂解产生轻质气体。除反应和减少有用的产品产率以外，四个反应都减少了对二甲苯的最终产率，称作二甲苯损失，因为它们导致芳烃净产率损失。芳烃饱和是不利的，因为它也减少了苯产物的纯度，如果蒸馏的苯将以化学级出售，必须避免这种情况。典型的工艺条件是400～470℃，14～21bar，1～5摩尔的氢∶烃，以及1～20 WHSV C8芳烃给料(见例如，美国专利第5,977,420号)。 甲苯岐化或选择性甲苯岐化在工业上也被用于对二甲苯的生产。工艺条件是400～470℃，200～500psig，0.5～5摩尔的氢∶烃，以及2～5 WHSV C8芳烃给料。甲苯给料经再循环耗尽并且产物为苯、富含对二甲苯和乙苯的C8芳烃、轻质石蜡和C9+芳烃。如果希望得到高产率的对二甲苯，为了作为产物的二甲苯的均衡分布，每道工序的甲苯转化率限于约32％或45％。 依使用的给料而定，对于甲基芳烃的烷基交换处理的工业化生产工艺可以粗略地分为两类甲苯与C9/C10芳烃的烷基交换，以及较重的给料例如C9/C10芳烃的转化，没有添加甲苯或苯。两种工艺类型均使用上述甲基芳烃和芳烃脱乙基/脱丙基化学反应。这些工艺操作在400～470℃，200～400psig，1～5摩尔的氢∶烃，以及根据芳香烃给料的0.5～5 WHSV。 在加氢脱烷基化(HDA)处理中甲苯可以加氢裂化成苯和甲烷，HDA，其目前总数是石油化学品级苯生产的约15％，可以通过催化或热处理进行。催化过程利用酸性的、负载的VIII族金属或负载在氧化铝上的金属氧化物，并且为了使金属烧结最小化，在温度低于500℃下操作。热处理采用高温(典型地＞650℃)和高浓度的氢(典型地H2∶甲苯为2～6)。热法HDA目前对于使用HDA的新加工单元是占优势的路线，因为其产生高产率的苯并且避免使用需要定期更换的催化剂。可回收几乎定量的苯的摩尔产率(99％)，但是甲烷的形成是芳烃净重量产率的损失，并且因此最终净重产率限于约84％。苯和甲苯的相对价格因石油化学品循环过程而变化并且由此指示经济情况，但是根据经验，当苯的现货价格大于甲苯价格1.25倍的时候，HDA是有利的。 如以上信息所示，氢在石油化学品领域中是关键的。氢被用在几个工艺中，包括二甲苯异构化处理，甲苯岐化生成混合的二甲苯和苯，选择性甲苯岐化主要产生对二甲苯和苯，以及甲苯、苯和重组分烷基交换产生另外的混合二甲苯，以及甲苯加氢脱烷基化产生苯。在所有这些工艺中，氢对于使形成的烯烃饱和、参与催化过程中的化学作用以及减少催化剂老化是关键的。 显然，通过除去杂质如轻质烃，或氢进料中的杂质如硫化氢、氨、一氧化碳和二氧化碳，增加氢纯度的方式能够对石油化学操作产生有利影响。 在传统的变压吸附(“传统的PSA”)中，气体混合物在压力下经过一段时间被传导至第一固体吸附剂的床层上，该床层对于一种或更多组分具有选择性或相对的选择性，通常认为该组分是将要从物流中被除去的杂质。如果不方便，有可能同时除去两个或更多杂质，将被除去的组分或多组分是指单一的并称作杂质。气体混合物通入第一导管中的第一吸附床并且从在杂质中耗尽的床层脱出，该杂质保持吸附在床层中。在预置时间之后或可选择地当观察到杂质断续通过时，气体混合物流转换到第二导管中的第二吸附床继续提纯。当第二床层进行吸附时，吸附的杂质通过减压从第一吸附床除去，通常伴随以气体逆流以吸附杂质。当导管压力减小时，以前吸附在床层内的杂质逐渐地解除吸附进入尾气系统，其典型地包括巨大的尾气罐和设计以使下游系统的压力波动最小化的控制系统。可以以任何合适的方式从尾气系统收集杂质并酌情作进一步处理或安排。当解吸完全时，吸附床可以用惰性物流例如氮气或生产气体的纯化物流吹洗。通过利用较高温度的吹洗物流可以促进吹洗。 在例如穿透第二床层之后，并且在第一床层已再生以便再次为吸附工作做准备之后，气体混合物流从第二床层转换到第一床层，并且第二床层再生。总循环时间为从气体混合物在第一个循环中第一次被传导至第一床层至气体混合物在紧接着的循环中第一次被传导至第一床层的持续时间，就是说在第一床层单次再生之后。当吸附时间很短而解吸时间很长时可能需要使用除了第二导管之外第三、第四、第五等导管，用于增加循环时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与石油化工工艺相关的增加含氢物流中氢纯度的方法，所述方法包括使含氢蒸汽经受快速循环变压吸附单元处理，所述单元包括多个吸附床并且具有小于约３０秒的总循环时间且各吸附床内的压降大于约５英寸水柱／英尺床层长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维L斯特恩，巴尔K考尔，约翰迪毅乌，达纳L皮洛伊德，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]