[发明专利]制备芳烃的催化重整过程及系统

说明书

公开了一种用于生产芳烃的改进的催化重整方法和系统。所述方法和系统可用于石油和化学加工工业中的烃原料的催化重整。所述方法包括使烃进料流(典型的，包括石脑油馏分)与包含在反应炉的加热管中的催化剂接触，所述催化剂被放置在所述加热管内的基底上，并且向所述炉加热管提供热量。所述催化剂包括通过催化重整所述进料流烃有效形成芳烃的非酸性催化剂，例如L‑沸石。所述系统包括重整炉反应器和热源，所述重整炉反应器包含加热管和放置在包含的加热炉的加热管内的基底上的催化剂，并且所述热源向加热炉加热管提供热量以用于将所述进料流烃催化重整形成芳烃。

相关申请的交叉引用

本申请与2018年8月21日提交的题为“CATALYTIC REFORMING PROCESS ANDSYSTEM FOR MAKING AROMATIC HYDROCARBONS”的美国临时申请序列No.62/720,802相关并且要求其优先权，其通过引用整体并入本文。

发明领域

公开了一种用于生产芳烃的催化重整方法和系统。该方法和系统可用于石油和化学加工工业中的烃原料的催化重整以形成芳烃如苯。

发明背景

烃到芳族化合物的催化转化，称为芳化或石脑油重整，是重要的工业过程。芳化(重整)反应可包括烃进料流的脱氢、异构化、脱氢异构化、环化、脱氢环化、脱烷基化和加氢裂化，每种反应类型均产生特定的芳族化合物。这些反应通常在包含一种或多种特定的芳构化催化剂的一个或多个芳构化反应器中进行。这样的催化剂可以增加反应速率、所需的芳族化合物产率和/或某些所需的芳族化合物的通过率。

直链烃进料的脱氢环化，例如，从石脑油或其他包含C₆至C₈烷烃的链烷烃进料流中形成芳烃(例如苯)的方法是商业上有用的方法。该方法通常在加氢脱硫的直馏石脑油馏分上进行。直馏石脑油通常是高度链烷烃化的，但可能含有大量的环烷烃和少量的芳烃或烯烃。在典型的重整过程中，反应包括脱氢、环化、异构化和加氢裂化。脱氢反应通常包括烷基环戊烷脱氢异构化成芳烃、链烷烃脱氢成烯烃、环己烷脱氢成芳烃以及链烷烃脱氢环化成芳烃。通常认为将正链烷烃芳构化为芳烃在燃料精制中很重要，因为与正链烷烃的辛烷值低相比，所得芳烃产物的辛烷值高。异构化反应包括正链烷烃异构化为异链烷烃，反之亦然，以及取代的五元和六元环环烷烃的异构化。加氢裂化反应包括链烷烃的加氢裂化和原料中存在的任何残留硫的加氢脱硫。

一种这样的工艺是在1980年代初期开发，被称为技术，并且已经在许多地方进行了商业化。1990年代后期，催化剂的最新发展也导致了商业应用。与其他重整技术相比，技术对于苯和芳烃的生产具有吸引力，特别是从链烷烃原料如己烷到辛烷。尽管有这样的好处和商业活力，但是，技术尚未获得广泛的商业接受，至少部分原因是由于对目标专注于苯生产的市场需求有限，在该市场上可能获得大量的作为工艺副产物的苯产品，并且由于该技术的投资成本较高。这种成本可以归因于由于重整反应中的大量吸热热效应而需要的炉子和反应器的数量，以及归因于重整催化剂对硫中毒的敏感性，从而需要进行大量的进料预处理。

重整工艺在文献中有描述，包括例如美国专利Nos.6,063,264；5,879,538；和6,004,452,其详细描述了包含L-沸石的催化剂在进料烃的催化重整以形成芳族化合物中的用途。这样的催化剂通常是包含L-沸石和第VIII族金属的单官能非酸性催化剂，并且在专利文献中，特别是在U.S.5,879,538中有充分的文献记载。美国专利No.9,914,678公开了一种将非环C₅原料转化为非芳族环状C₅烃的方法和系统。

与所有化学工艺一样，催化重整工艺的经济性受许多因素影响，包括资本成本、工厂效率和产品的利润率。在催化重整过程中，重整设备和催化剂的成本、催化剂的运行长度和设备的生产量在确定经济性方面起着重要作用。由于它们的商业重要性，因此存在对用于烃的催化重整的改进的方法和系统的持续需求。

发明概要