[发明专利]石油化工工艺单元中的氢处理

说明书

本申请为于2007年7月23日进入中国国家阶段、申请号为200680002901.8、发明名称为“石油化工工艺单元中的氢处理”的国际申请PCT/US2006/002295的分案申请。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

发明概述

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。

本发明详述

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1～20WHSV 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2～5WHSV 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％。