[发明专利]与催化剂料流同向流动的使分离进料重组并送入高温重整反应器中的进料

说明书

优先权陈述

本申请要求2011年12月15日提交的美国申请No.13/327,200的优先权。

发明领域

本发明涉及提高芳族化合物的生产量的方法。特别是改进和提高由石脑油进料流生产芳族化合物如苯、甲苯和二甲苯。

发明背景

石油原料的重整是一种用于生产有用产品的重要方法。一个重要方法是使烃分离和提质以用于汽车燃料，例如生产石脑油进料流和在汽油生产中使石脑油的辛烷值提级。然而，来自原油来源的烃进料流包含用于生产塑料、清净剂和其他产品的有用的化学前体。

汽油提质是一种重要方法，且改进石脑油进料流的转化率以增加辛烷值已在美国专利3,729,409、3,753,891、3,767,568、4,839,024、4,882,040和5,242,576中提出。这些方法包括各种提高辛烷值，特别是用于提高汽油的芳族化合物含量的方法。

此外，芳族化合物的生产是重要的。在塑料生产和清净剂的生产中使用芳族化合物如苯。提高由烃料流得到芳族化合物的产率可提高利润，这是因为较低价值的烃转化为较高价值的芳族化合物。

方法包括使进料分离并使用不同催化剂，例如用于较低沸点烃的单金属催化剂或非酸性催化剂以及用于较高沸点烃的双金属催化剂来操作几个重整装置。其他改进包括如美国专利4,677,094、6,809,061和7,799,729中提出的新催化剂。然而，在这些专利中提出的方法和催化剂存在局限，且其可带来成本的显著增加。

增加的需求对改进提高芳族化合物生产量的方法产生压力。

发明概述

本发明包括控制方法和催化剂料流而改进由石脑油原料得到芳族化合物的产率。使石脑油原料分离成具有C7和较轻烃的轻料流以及具有C8和较重烃以及环烷烃的重料流。使重料流通过第一反应器系统而使环烷烃转化为芳族化合物，并产生第一流出物料流。使轻料流和第一流出物料流通入第二反应器系统而使C6和C7链烷烃转化为芳族化合物。该方法包括使重整催化剂通过第一反应器系统以产生第一催化剂流出物料流。使第一催化剂流出物料流通入第二反应器系统并流经第二反应器系统中的各反应器。使第二反应器系统保持在基本等温条件下以使苯和甲苯的转化最大。

本发明的其他目的、优点和应用对本领域技术人员而言由如下附图和本发明详述中获悉。

附图简述

图1显示平行流的流程图，其中使进料分离并重组用于二次重整；以及

图2显示平行流的流程图，其具有进料的石脑油氢化处理和再循环。发明详述

提出一种满足提高由烃进料流得到苯、甲苯和二甲苯的产率的需求的方法。烃进料流通常是全沸程石脑油进料流，且使石脑油进料流重整而产生C6至C10的芳族化合物。重整方法涉及使环烷烃和链烷烃选择性转化为芳族化合物的催化反应器。通常催化重整产生不需要的副产品，其包括甲烷、乙烷以及较少的丙烷和丁烷。这些是低价值产品，减少这些副产物形成并提高芳族化合物量的方法改进重整方法的经济性。

烃的催化重整通过很多化学反应途径进行。重整反应速率随温度变化，且阿伦尼乌斯方程得出了反应速率(k)和反应温度(T)之间的关系，其中各反应具有活化能(Ea)。方程为：

k＝A*exp(-Ea/RT)，其中A是单个反应速率系数。

具有不同活化能的反应受到反应温度和反应温度变化的不同影响。在催化重整情况下，存在很多平行反应途径或竞争反应途径。利用不同的活化能通过控制反应温度可调控所需产品的转化率。然而，由于存在大量的平行反应，实际控制限于待重整化合物的种类和类型，且控制充分分离化合物种类的能力。在石脑油的情况下，催化重整方法在整体上是吸热的。对于绝热反应体系，存在显著的温度下降且这对转化速率具有不利影响。通过分离最吸热的化合物，并重整较吸热的化合物，反应温度更容易控制，且可提高产率。这也有益于降低不希望的副产物的选择性。

改进催化剂已经是改进重整方法的主要焦点，然而，使用非显而易见的重新设置而改变该方法可得到出人意料的结果。用于重整烃进料流的本发明显示于图1。该方法包括使进料流8通入分离系统(fractionation system)10以产生顶部料流12和底部料流14。使底部料流14通入第一重整反应器系统20，并在第一组反应条件下操作以产生第一反应器系统流出物22。第一反应器流出物22具有增加的芳族化合物含量。