[发明专利]在蒸馏塔内的三个催化反应区上的粗汽油异构化

说明书

发明领域

本发明适用于石化和炼油工业，即适用于高辛烷值汽油组分的生产方法。

发明背景

迄今为止，苯已被广泛用作汽车燃料组分以提高燃料的辛烷值。具体地，含苯的重整产品被用作卡车和飞机的发动机汽油中的高辛烷值组分；它通过直馏汽油组分的催化重整进行生产。

但是，当今，为了环境安全的利益应当降低汽油中苯的浓度，但是这带来保持抗爆性质即高辛烷值的问题。重整产品或其组分中苯的浓度降低可以通过氢化苯以得到环己烷，而环己烷是低辛烷值的物质并且不适于作为汽车燃料组分。它的异构体甲基环戊烷是可以更有利的。

有从石油原料生产高辛烷值汽油组分的方法（美国专利第5,830,345号）,其中这种原料的富含汽油的组分，包含C5到C7链烷烃，通过在反应精馏过程利用双官能化的催化剂进行加氢和异构化。但是，当相同的反应区同时用于氢化苯且异构化环己烷和C5到C7链烷烃时，这导致用于和催化剂相互作用的所有原料组分之间产生竞争，并且因此导致反应不完全且未能如预期的那样增加辛烷值。

在相似的情况下，不同的方法（WO2006/088528）利用两种单独的催化剂而不是所述双官能化的催化剂，即所述加氢催化剂和所述异构化催化剂。但是仍然存在用于和所述加氢催化剂相互作用的环己烷和C5到C7链烷烃之间的竞争反应，并且导致转化不完全。此外，环己烷的较高分子量阻止其输送到位于精馏塔内的加氢催化剂之上的异构化催化剂；这降低了环己烷异构化为甲基环戊烷的能力，并且因此阻止得到预期的辛烷值。

发明概述

因此，生产带有降低苯浓度的和最低辛烷值损失的高辛烷值汽油组分仍然存在问题，并且开发将允许尽可能高效地利用原料组分且降低用于高辛烷值汽油组分生产费用的过程存在问题。

这个问题通过提供用于生产高辛烷值汽油组分的反应精馏系统得以解决，所述系统包含带有进料区和含氢气的气体供应区的精馏塔，并且具有至少三个反应区，至少一个反应区是苯加氢异构化区，其他反应区中的至少一个反应区是己烷异构化区，并且剩余的反应区中的至少一个反应区是戊烷异构化区。所述苯加氢异构化区位于比其他反应区低的位置且在所述塔的下部部分，而所述己烷异构化区位于比所述进料区高但比所述戊烷异构化区低的位置。所述系统还包含一个侧面输出，所述侧面输出在所述己烷异构化区之上但比所述戊烷异构化区低。

使所有的三个反应区在精馏塔内部是可行的。

这个系统的安装具有四个蒸馏区，所以所有的反应区都被蒸馏区分隔。

使所述进料区在所述苯加氢异构化区之上是可行的。

优选在所述系统内使每个反应区具有专门的氢气供应区。

在所述较低的加氢异构化区中的催化剂可以是被第VIII族金属覆盖的沸石。

较高的异构化区中的催化剂可以是被第VIII族金属覆盖的且被硫酸盐和/或钨酸盐离子助催化的第IV族金属氧化物。

还提供了获得高辛烷值汽油组分的生产方法，其中进料流被引入反应精馏塔的进料区内，所述塔是反应精馏系统的一部分，所述系统包括至少三个反应区，其中至少一个反应区是苯加氢异构化区，所述苯加氢异构化区正好位于所述塔内，其他反应区中的至少一个反应区是己烷异构化区，并且剩余的反应区中的至少一个反应区是戊烷异构化区。苯在所述苯加氢异构化区内加氢异构化，所述苯加氢异构化区位于所述塔的下部部分且在所有其他反应区之下。己烷在所述己烷异构化区内异构化，所述己烷异构化区位于所述进料区之上但比所述戊烷异构化区低的位置。戊烷在所述戊烷异构化区内异构化。异己烷类从所述塔的侧面输出回收，所述塔的侧面输出位于所述己烷异构化区之上但在所述戊烷异构化区之下，异戊烷类从所述塔的顶部回收，并且环戊烷类从所述塔的底部回收。

具有使得所述流是蒸气-液体流，其中苯大部分在液相的进料流温度是可行的。

优选的是，将所述进料流引入至位于所述异构化区和加氢异构化区之间的所述塔的蒸馏区内，并且令人满意的是，将所述进料流在所述塔的输入处分成两股流，其中一股流下降并且包含苯和具有较高分子量的组分，而另一股流上升并且包含分子量比苯低的组分。

根据本发明的一个实施方案，来自所述进料流的C4到C6的链烷烃进入在所述进料流入口点之上的所述异构化反应区内，而芳香族化合物、环烷烃、C7链烷烃和较重的烃进入位于所述进料流入口点之下的所述加氢异构化反应区。

在本发明的另一个实施方案中，异构化反应在所述塔外部的反应区进行而产物的混合物返回至所述塔内。

烃和氢气正好在所述反应区内混合且向每个区单独地供应氢气是可行的。