用于由石脑油进料流制备芳族化合物的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于由石脑油进料流制备芳族化合物的方法和设备
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求2013年6月19日提交的美国申请N0.13/922,030的优先权，通过引用将其全部内容并入本文中。
技术领域
[0003]本技术领域一般性地涉及用于将石脑油进料流重整的方法和设备，更特别地，涉及用于以最小的能量花费将石脑油进料流重整以制备芳族化合物的方法和设备。
[0004]背景
[0005]石脑油进料流的重整是制备有用产物，尤其是制备汽油的重要方法。特别地，将石脑油进料流重整用于制备芳族化合物，因此提高石脑油进料流的辛烷值。为了将石脑油进料流重整，通常使石脑油进料流进入串联排列的多个重整器中，其为在基于各个重整器的入口温度基本等温温度特征下操作的常规系统。
[0006]更近期地，重整方案的开发关注通过以有利于理想芳族化合物选择性的方式操作重整器内的反应速率而使芳族化合物的产量最大化和使较低价值非芳族副产物的产量最小化。然而，这类重整方案是能量密集的且通常需要重整器间加热。
[0007]因此，理想的是提供用于由石脑油进料流制备芳族化合物的方法和设备，其使芳族化合物的产量最大化，同时使有效地将石脑油进料流重整的能量需求最小化。此外，本发明的其它理想特征和特性由随后的本发明详述和所附权利要求书连通附图和该发明背景中获悉。
[0008]概述
[0009]本文提供用于由石脑油进料流制备芳族化合物的方法和设备。在一个实施方案中，制备芳族化合物的方法包括加热石脑油进料流以产生热石脑油进料流。将热石脑油进料流在串联排列的多个重整段内重整以产生下游产物流。多个重整段在上升反应温度下操作。石脑油进料流通过将来自下游产物流的热传递至石脑油进料流而加热以产生热石脑油进料流和冷下游产物流。
[0010]在另一实施方案中，由石脑油进料流制备芳族化合物的方法包括提供包含第一重整器和第二重整器的多个重整器。重整器串联地排列。将石脑油进料流加热至第一反应温度以产生热石脑油进料流。使热石脑油进料流进入在第一反应温度下操作的第一重整器中以产生第一中间体料流。第一中间体料流进入在比第一反应温度更高的第二反应温度下操作的第二重整器以产生第二中间体料流。下游产物流使用多个重整器的末端重整器由第二中间体料流产生。石脑油进料流通过将来自下游产物流的热传递至石脑油进料流而加热以产生热石脑油进料流和冷下游产物流，并仅通过将来自下游产物流的热传递至石脑油进料流而将石脑油进料流加热至第一反应温度。
[0011]在另一实施方案中，用于由石脑油进料流制备芳族化合物的设备包括包含第一重整器和第二重整器的多个重整器。重整器串联地排列且多个重整器适于由多个重整器的末端重整器产生下游产物流。第一换热器置于第一重整器上游且适于将来自下游产物流的热传递至石脑油进料流。第一加热器置于第一重整器与第二重整器之间以将由第一重整器产生的第一中间体料流加热。设备不含置于第一换热器与第一重整器之间的加热器。
[0012]附图简述
[0013]下文连同以下附图描述各个实施方案，其中类似的数字表示类似的元件，且其中:
[0014]图1为根据一个示例实施方案的用于由石脑油进料流制备芳族化合物的设备和方法的示意图；
[0015]图2为根据另一示例实施方案的用于由石脑油进料流制备芳族化合物的设备和方法的示意图；和
[0016]图3为根据另一示例实施方案的用于由石脑油进料流制备芳族化合物的设备和方法的示意图。
[0017]详述
[0018]以下详细描述在性质上仅为示例且不意欲限制各个实施方案或其应用和用途。此夕卜，不意欲受先前背景或以下详细描述中提出的任何理论束缚。
[0019]本文提供用于由石脑油进料流制备芳族化合物的方法和设备。该方法和设备通过使用串联排列且在上升反应温度下操作的多个重整段产生下游产物流而使芳族化合物的产量最大化，同时使有效地将石脑油进料流重整的能量需求最小化。特别地，能量需求通过将来自下游产物流的热传递至石脑油进料流而最小化。由于多个重整段在上升反应温度下操作，产生具有比石脑油进料流明显更高的温度的下游产物流，且第一重整段在比随后重整段更低的温度下操作。因而，可将来自下游产物流的热有效地传递至石脑油进料流。另夕卜，可(尽管不需要)通过将来自下游产物流的热传递至石脑油进料流而将石脑油进料流加热至操作第一重整段的第一反应温度，由此消除对加热器的需要，所述加热器在使石脑油进料流进入第一重整段以前需要来自方法外部的能量加热石脑油进料流。
[0020]制备芳族化合物的方法的一个实施方案现在参考如图1所示用于制备芳族化合物的示例设备10解决。根据本方法以及如图1所示，提供石脑油进料流12。石脑油进料流通常具有80°C C的始沸点和205°C C的终沸点。石脑油进料流12可包括新鲜进料14、包含氢气并可进一步包含在重整以后与芳族化合物分离的链烷烃和其它非芳烃的再循环进料15，或者新鲜进料14和再循环进料15的组合。石脑油进料流12可包含许多不同的烃化合物，且化合物的重整通常沿着大量路径进行。各种烃化合物的反应速率随着温度而改变，且阿伦尼乌斯方程俘获反应速率与温度之间的关系。反应速率通过特定反应的活化能控制，且重整期间发生许多反应，存在用于不同反应的许多不同活化能。
[0021]根据本文所述方法，石脑油进料流12在串联排列的多个重整段内重整以产生下游产物流42。重整方法为石油精炼中的常用方法，并且通常用于提高汽油的量。重整方法包括将氢气料流和烃混合物如石脑油进料流12混合，和使所得料流与重整催化剂接触。重整反应通过脱氢和环化将链烷烃和环烷烃转化成芳烃。链烷烃的脱氢可得到烯烃，且链烷烃和烯烃的脱氢环化可得到芳烃。
[0022]合适的重整催化剂通常在载体上包含金属。载体可包括重量比为1:99-99:1的多孔材料和粘合剂，多孔材料例如为无机氧化物或分子筛。重量比可以为1:9-9:1。用于载体的无机氧化物包括但不限于氧化铝、氧化镁、二氧化钛、氧化错、氧化络、氧化锌、二氧化铣、氧化硼、陶瓷、瓷、铝土矿、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、碳化硅、粘土、结晶沸石铝硅酸盐及其混合物。可使用常规多孔材料和粘合剂。合适的金属可包括一种或多种VIII族贵金属，且包括铂、铱、铑和钯。在一个实施方案中，重整催化剂包含基于重整催化剂的总重量为
0.01-2重量％的量的金属。重整催化剂还可包含来自IIIA族或IVA族的促进剂元素。这些金属包括镓、锗、铟、锡、铊和铅。
[0023]在一个实施方案中，多个重整段包括第一重整段、第二重整段和一个或多个其它重整段。例如且如图1所示，可提供多个重整器16、18、20、22、24、26，其中重整段在各个重整器16、18、20、22、24、26中呈现。因此，在图1所示实施方案中，设备10包括6个重整器
16、18、20、22、24、26，且本方法包括通过6个重整段将石脑油进料流12重整。然而，应当理解任何数目的重整器可用于其它实施方案中。另外，尽管未显示，应当理解各个重整器可包含根据常规重整器设计的一个或多个反应床。在一个实施方案中，重整器16、18、20、22、24、26可以为包含移动催化剂床(未显示)的移动床反应容器，且移动床再生容器(也未显示)可连同重整器16、18、20、22、24、26 —起使用。在一个实施方案中，用于重整器16、18、20、
22、24、26中的移动催化剂床可以为逆流、并流、错流或其组合，且移动催化剂床可以为任何合适的形状，例如矩形、环形或球形。应当理解在其它实施方案中，重整器16、18、20、22、24、26可以为包含固定催化剂床的固定床反应容器。根据一个示例实施方案，多个重整段在上升反应温度下操作，由此使得可操作各重整段中石脑油进料流中的具体烃化合物向所需产物的转化，例如己烷向苯的转化。如本文所提及的，多个重整段在上升反应温度下操作意指至少第一重整段在比所有随后反应段更低的温度下操作，但应当理解第一反应段以后的顺序反应段可在相同温度下操作。例如，在一个实施方案中，第二重整段和一个或多个其它重整段在相同反应温度下操作。“相同反应温度”意指第二重整段和任何随后重整段的反应温