用於製備基本線性鏈烷烴產物的方法和設備的製作方法

2023-12-06 09:59:21

用於製備基本線性鏈烷烴產物的方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供用於由包含直鏈烴、非直鏈烴和汙染物的進料製備正鏈烷烴產物或基本線性鏈烷烴產物的方法和設備。將汙染物通過與離子液體料流接觸以形成乾淨烴料流而從進料中萃取出。將所需烴用分子篩從乾淨烴料流中選擇性地吸附以從非所需烴中除去所需烴。脫吸劑從分子篩中回收所需烴。然後將所需烴與脫吸劑分離以得到正鏈烷烴產物。
【專利說明】用於製備基本線性鏈烷烴產物的方法和設備[0001]優先權陳述[0002]本申請要求2011年5月27日提交的美國申請N0.13/117，930的優先權。發明領域[0003]本發明一般性地涉及用於由進料製備基本線性鏈烷烴產物的方法和設備，更特別地涉及在基本線性鏈烷烴產物製備期間用離子液體將煤油進料去汙染的方法和設備。[0004]發明背景[0005]煤油通常用作製備正鏈烷烴的原料。未處理的煤油原料包含直鏈和非直鏈烴以及汙染物如含有氮、硫和氧合物的雜原子。因此，需要直鏈和非直鏈烴的分離。在該分離方法期間，可使用吸附單元和分子篩。然而，吸附單元中和分子篩上汙染物的存在破壞分離方法。事實上，吸附單元中汙染物的存在可使整個正鏈烷烴製備方法不經濟。[0006]目前，為避免吸附單元的汙染，將煤油預處理以消除汙染物。在典型預處理方法期間，將煤油進料在苛刻條件下加氫處理以除去含有氮、硫和氧合物的雜原子。加氫處理涉及在催化劑的存在下用氫氣處理煤油。例如，對於硫汙染物，加氫處理導致它們轉化成硫化氫，將其分離，然後轉化成元素硫。不幸的是，這類加工通常非常昂貴，因為它需要氫氣來源、高壓加工設備、昂貴的加氫處理催化劑和用於將所得硫化氫轉化成元素硫的硫回收裝置。[0007]因此，理想的是提供由煤油進料製備基本線性鏈烷烴產物而不需要在苛刻條件下加氫處理的方法和設備。另外，理想的是提供由煤油進料製備基本線性鏈烷烴產物的方法和設備，其中方法和設備使用離子液體以從煤油進料中除去汙染物。此外，本發明的其它理想特徵和特性會從隨後的發明詳述和所附權利要求書連同附圖和該發明背景一起而獲悉。[0008]發明概述[0009]本發明提供用於由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和汙染物的進料製備基本線性鏈烷烴產物的方法和設備。如本文所用，「基本線性鏈烷烴產物」包括直鏈烴和輕微支化非直鏈烴。另外，如本文所用，「輕微支化非直鏈烴」包括具有不多於兩個甲基且不具有其它支鏈的異鏈烷烴。另外，如本文所用，「較重支化非直鏈烴」包括芳族化合物、具有多於兩個甲基的異鏈烷烴和具有至少一個比甲基更長的支鏈的異鏈烷烴。[0010]根據一個實施方案，由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和汙染物的進料生產基本線性鏈烷烴產物的方法包括使進料與離子液體料流接觸並萃取汙染物以形成乾淨烴料流。然後，該方法用於將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用分子篩從乾淨烴料流中選擇性吸附以從較重支化非直鏈烴中除去直鏈烴和輕微支化非直鏈烴。其後，將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用脫吸劑從分子篩中回收。另外，將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴與脫吸劑分離以得到基本線性鏈烷烴產物。[0011]在另一實施方案中，提供由包含直鏈烴、非直鏈烴和汙染物的進料製備正鏈烷烴產物的方法。在該方法中，使進料與離子液體料流接觸以將汙染物從進料萃取到離子液體料流中以產生乾淨烴料流和髒離子液體料流。另外，將乾淨烴料流供入分子篩中，所述分子`篩從乾淨烴料流中選擇性吸附直鏈烴。將直鏈烴用脫吸劑從分子篩中回收。其後，將直鏈烴與脫吸劑分離以得到正鏈烷烴產物。[0012]根據另一實施方案配置的用於由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和汙染物的進料製備基本線性鏈烷烴產物的設備包含萃取塔，配置所述萃取塔以使進料與離子液體料流接觸以將汙染物從進料萃取到離子液體料流以形成乾淨烴料流和髒離子液體料流。另外，該設備包含配置用於接收乾淨烴料流的吸附劑室。另外，分子篩位於吸附劑室中並配置用於從乾淨烴料流中選擇性吸附直鏈烴和輕微支化非直鏈烴以從較重支化非直鏈烴中除去直鏈烴和輕微支化非直鏈烴以產生萃餘液。另外，設備包含脫吸劑，配置所述脫吸劑以從分子篩中回收直鏈烴和輕微支化非直鏈烴以產生萃取物。配置萃取塔以接收萃取物並將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴與脫吸劑分離以得到基本線性鏈烷烴產物。該設備還提供配置用於接收萃餘液並將較重支化非直鏈烴與脫吸劑分離的萃餘液塔。另外，配置迴轉閥以控制乾淨烴料流和脫吸劑進入吸附劑室中並控制萃取物和萃餘液從吸附劑室中的脫除。配置萃取階段以用溶劑料流(如水)處理乾淨烴料流以從乾淨烴料流中萃取任何離子液體並產生溶劑和離子液體料流。另外，配置分離器以接收溶劑和離子液體料流，將溶劑與髒離子液體料流混合以從髒離子液體中除去汙染物，並形成乾淨離子液體料流。最後，配置蒸發器以將溶劑從乾淨離子液體料流中除去用於形成再生離子液體料流以再循環至離子液體料流中，和再生溶劑料流用於再循環至萃取階段中。[0013]附圖簡述[0014]下文中連同以下附圖一起描述本發明的實施方案，其中:[0015]圖1示意性地闡述根據典型實施方案用於製備正鏈烷烴產物的設備。[0016]發明詳述[0017]以下詳述在性質上僅為示例性的且不意欲限制本發明或本發明的應用和用途。此外，不意欲受前述發明背景或以下發明詳述中提出的任何理論束縛。[0018]本文提供用於由煤油進料製備直鏈或基本線性鏈烷烴產物的方法和設備。根據一個典型方法，首先將煤油進料分餾以得到煤油的中心餾分，其含有C5-Cltl烴、C10-C13烴、 Cltl-C18烴或其它範圍的所需烴。(如本文所用，具有X個碳的碳鏈的分子指定為cx。)具體而言，將輕質烴(比所需烴更輕)和重質烴(比所需烴更重)從進料中除去，留下煤油的中心懼分。[0019]然後使煤油中心餾分在容器(如逆流萃取設備)中與離子液體料流接觸。由於該接觸，將煤油中心餾分內的汙染物，包括例如含有氮、硫和氧合物的雜原子從煤油中萃取出。[0020]由於將汙染物萃取到離子液體中，產生基本乾淨烴料流和髒離子液體料流。[0021]在某些實施方案中，可使用離子液體料流除去實質量的汙染物，但可能需要後續加工進料以除去基本所有汙染物。具體而言，可使基本乾淨烴料流在溫和加氫加工條件，即顯著降低的氫分壓、較高液時空速(LHSV)和較低溫度下經受進一步加工。[0022]在某些實施方案中，離子液體可攜帶或者俘獲在乾淨烴料流中。為從乾淨烴料流中除去離子液體，方法可用於使乾淨烴料流與溶劑料流(如水)在一個或多個階段中接觸。 在該處理期間，將離子液體從乾淨烴料流萃取到溶劑料流中。[0023]其後，乾淨烴料流`中的直鏈烴或直鏈烴和輕微支化非直鏈烴被分子篩如沸石選擇性吸附。然後將吸附的烴通過脫吸劑從分子篩中回收。為得到直鏈或基本線性鏈烷烴產物， 將回收的烴與脫吸劑分離。[0024]參考圖1，顯示根據一個典型實施方案用於製備直鏈或基本線性鏈烷烴產物的設備並一般性地指定為10。就該典型實施方案而言，設備10加工包含直鏈烴、非直鏈烴(輕微支化和較重支化的)和汙染物的煤油進料12以除去所需鏈烷烴以產生所需鏈烷烴產物 14，例如正鏈烷烴產物或基本線性鏈烷烴產物。如所示，認為設備10包含三個部分:第一， 用於除去輕煤油18和重煤油20的分餾段16 ;第二，用於除去汙染物24如含有氮、硫和氧合物的雜原子的去汙染段22 ;以及第三，用於將非所需烴28與所需烴分離，從而產生所需鏈烷烴產物14的分離段26。[0025]首先提及分餾段16，可以看出設備10提供第一分餾塔30和第二分餾塔32。進料 12首先進入第一分餾塔30中，在那裡除去包含分子量小於所需分子量的烴的輕煤油18。 進料12然後進入第二分餾塔32中，在那裡除去包含分子量大於所需分子量的烴的重煤油20。因此，分餾段16產生含有具有所需分子量範圍的烴的煤油34中心餾分，將其供入去汙染段22中。儘管分餾段16用第一分餾塔30和第二分餾塔32闡述，應當理解由於必須除去輕煤油18和重煤油20，分餾段12可具有更多分餾塔。[0026]煤油34中心餾分進入去汙染段22的萃取設備36 (如逆流萃取塔)中以萃取汙染物24。萃取設備36接收離子液體料流38，例如作為頂部料流，其接觸煤油34中心餾分以導致汙染物24通過相分離萃取。具體而言，將煤油34中心餾分內的汙染物24從其中萃取到離子液體38中以產生含有髒離子液體料流40的相和含有乾淨烴料流42的相。髒離子液體料流40含有離子液體和從煤油中萃取的汙染物。就該實施方案而言，特定離子流體基於它萃取煤油進料中存在的氮、硫和氧合物的形式的能力而選擇使用。離子流體可例如為咪卩生離子液體、樓離子液體或其它離子液體。[0027]在一個典型實施方案中，乾淨烴料流42進入一個或多個萃取階段44中以除去乾淨烴料流42中夾帶的任何離子液體。如所示，將溶劑料流46如水引入萃取階段44中。為除去保留在乾淨料流42中的任何離子液體，乾淨料流42接觸溶劑料流46，且在該接觸期間，將乾淨料流42中夾帶的任何離子液體溶於溶劑料流46中以形成溶劑和離子液體料流 48。隨著離子液體的脫除，乾淨烴料流，現在的乾淨烴料流43即用於分離段26中的進一步烴加工，如下文進一步詳細討論的。然而，在某些實施方案中，乾淨烴料流43首先可在溫和加氫加工條件下通過在加氫加工器(未顯示)加工以除去任何殘餘汙染物。[0028]在一個典型實施方案中，髒離子液體料流40以及溶劑和離子液體料流48進入分離器50中。如所示，分離器50包含兩個單元，上遊汽提器52和下遊沉降器54。由於在分離器50中加工，將汙染物24從離子液體和溶劑中除去。具體而言，溶劑，其可以為水，用於將汙染物24從離子液體中除去。乾淨離子液體和溶劑的料流56離開分離器50並供入蒸發器58中ο[0029]在蒸發器58中，將乾淨離子液體和溶劑的料流56分離成再生離子液體料流60和再生溶劑料流62。再生離子液體料流60可再循環至萃取設備36中以減少系統對離子`液體的需求。同樣，再生溶劑料流62可再循環至萃取階段44中以減少系統對溶劑的需求。[0030]轉向分離段26，可以看出將乾淨烴料流43經由迴轉閥66輸送至吸附劑室64中。 分子篩68 (如沸石)包含在吸附劑室64中。典型的沸石包括Linde A型沸石以萃取正鏈烷烴，以及矽沸石(Silicalite)以萃取輕微支化鏈烷烴。乾淨烴料流43內的所需烴(無論是僅正鏈烷烴還是正鏈烷烴和輕微支化鏈烷烴)比非所需烴(無論是非正鏈烷烴還是僅較重支化鏈烷烴)更容易被分子篩68吸附。因此，隨時間過去而保持乾淨烴料流43與分子篩68之間的接觸區導致所需烴與非所需烴在吸附劑室64內分離。為提供延長的接觸， 吸附劑室64提供再循環管線69以使流體從室的底部循環至頂部。[0031]在該分離方法期間，將脫吸劑70引入吸附劑室64中以將烴與分子篩68分離。在該方法中，迴轉閥66控制乾淨烴料流43和脫吸劑70輸入吸附劑室64中以及含有脫吸劑 70和所需烴的萃取物72以及含有脫吸劑70和非所需烴的萃餘液74從室64中除去。[0032]萃取物72從迴轉閥中進入萃取塔76中。在萃取塔76中，將形成所需鏈烷烴產物 14的所需烴與脫吸劑70分離，其再循環回到吸附劑室64中。[0033]萃餘液74也從迴轉閥中進入萃餘液塔78中。在萃餘液塔78中，將脫吸劑70與非所需烴28分離並返回吸附劑室64中。非所需烴28，無論都是非直鏈烴，還是僅較重支化非直鏈烴，可用於大量其它工業目的。[0034]因此，根據從設備10的討論可以理解，本文提供由包含直鏈烴、非直鏈烴和汙染物的煤油進料製備直鏈或基本線性鏈烷烴產物的方法。考慮流過該方法的烴，可以看出，首先將煤油進料分餾以得到含有具有所需分子量的烴的煤油中心餾分。其後使煤油中心餾分與離子液體料流接觸以將汙染物萃取到離子液體料流中以形成乾淨烴料流。如果離子液體保留在乾淨烴料流中，則可將乾淨中心餾分在單階段或多階段中用溶劑料流處理以萃取任何離子液體。溫和加氫加工然後可用於汙染物的進一步脫除。[0035]然後使乾淨烴料流與分子篩接觸。分子篩從乾淨烴料流中的非所需烴中除去所需烴。其後將所需烴通過脫吸劑從分子篩中回收。然後將脫吸劑從所需烴中除去，得到直鏈或基本線性鏈烷烴產物。[0036]考慮離子流體流過設備10，可以看出離子流體與煤油的髒中心餾分接觸。因此，將汙染物如含有氮、硫和氧合物的雜原子萃取到離子流體中。[0037]由於本文提供的由煤油進料製備直鏈或基本線性鏈烷烴產物的方法和設備，所需鏈烷烴製備的成本顯著降低。具體而言，使用離子液體預處理煤油進料以除去汙染物使加氫處理變得不必要，或者能在溫和條件下使用加氫加工。在每種情況下，該方法可通過避免高壓工藝設備、加氫處理催化劑或者用於轉化硫化氫的硫回收而簡化。[0038]儘管在先前詳細說明中提出了至少一個典型實施方案，但應當理解存在大量變化方案。還應當理解一個或多個典型實施方案僅為實例，且不意欲以任何方式限制本發明的範圍、應用性或構型。而是，先前詳細說明提供給本領域技術人員執行本發明典型實施方案的方便路線圖，應當理解可不偏離如所附權利要求書及其法定等效物所述本發明範圍而做出對典型實施方案中所述元素的功能和配置的各種改變。`
【權利要求】
1.由包含直鏈烴、輕微支化非直鏈烴、較重支化非直鏈烴和汙染物的進料製備基本線性鏈烷烴產物的方法，所述方法包括:使進料與離子液體料流接觸並萃取汙染物以形成乾淨烴料流；將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用分子篩從乾淨烴料流中選擇性吸附以從較重支化非直鏈烴中除去直鏈烴和輕微支化非直鏈烴；將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴用脫吸劑從分子篩中回收；和將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴與脫吸劑分離以得到基本線性鏈烷烴產物。
2.根據權利要求1的方法，其中一部分汙染物在接觸和萃取以後保留在乾淨烴料流中，所述方法進一步包括在溫和加氫加工條件下加工乾淨烴料流以除去其中的其餘部分的汙染物。
3.根據權利要求1的方法，其中使進料在逆流萃取設備中與離子液體料流接觸以形成乾淨烴料流。
4.根據權利要求1的方法，其進一步包括在將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴從乾淨烴料流中選擇性吸附以前，將乾淨烴料流用溶劑料流處理以從乾淨烴料流中萃取任何離子液體。
5.根據權利要求1的方法，其中髒離子液體料流通過將汙染物萃取到離子液體料流中而形成，所述方法進一步包括將溶劑與髒離子液體料流混合以將汙染物從髒離子液體中除去並形成乾淨離子液體料流。
6.根據權利要求5的方法，其進一步包括在將直鏈烴和輕微支化非直鏈烴從乾淨烴料流中選擇性吸附以前:將溶劑從乾淨離子液體料流中除去並形成再生離子液體料流以再循環至離子液體料流中；和將乾淨烴料流用溶劑料流處理以從乾淨烴料流萃取任何離子液體，其中溶劑料流包含從乾淨離子液體料流中除去的溶劑。
7.根據權利要求1的方法，其中較重支化非直鏈烴包括異鏈烷烴和芳族化合物，且進一步包括在選擇性吸附步驟以後得到較重支化非直鏈烴的萃餘液流。
8.根據權利要求1的方法，其進一步包括將原料分餾以得到進料，其中進料包含C5-Cltl烴。
9.根據權利要求1的方法，其進一步包括將原料分餾以得到進料，其中進料包含Cltl-C13烴。
10.根據權利要求1的方法，其進一步包括將原料分餾以得到進料，其中進料包含ClO-C18 經。`
【文檔編號】C10G53/08GK103562355SQ201280025629
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月8日 優先權日:2011年5月27日
【發明者】R·加圖帕裡, S·W·索恩, M·J·克利夫蘭 申請人:環球油品公司