用於處理包含氫氣和C1至C4烴類的烴進料的方法與流程
2023-05-10 21:57:16
本發明涉及處理來自石油或石油化學品的轉化或精煉單元的流出物的領域，所述流出物含氫氣以及烴類例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、含5至11個碳原子（表示為C5-C11）的烴餾分和通常少量的任選較重質的烴類例如含12至30個碳原子（C12-C30）或更多個碳原子的烴類。具體地，本發明涉及處理來自具有汽油範圍餾程的餾分（基本含6至11個碳原子，即通常80℃至220℃）的催化重整或芳構化的流出物，這可用於提供芳族重整產品、富含氫氣的氣體和基本包含含三或四個碳原子的烴類（丙烷和/或丙烯和/或丁烷和/或丁烯類和/或丁二烯和它們的混合物）的液化石油氣（或「LPG」）。在催化重整流出物中存在C3和C4烴類，這主要與相伴脫氫反應發生的加氫裂化反應相關聯。本發明還可應用於脫氫流出物，例如丁烷或戊烷，或更高級烴類，例如基本包含含10至14個碳原子的烴類的餾分，該烴類的烯烴在下遊用於生產直鏈烷基苯。根據本發明的方法還可應用於所有烴餾分例如石腦油、汽油、煤油、輕瓦斯油、重瓦斯油、真空餾出物或減壓渣油的加氫處理（和/或加氫脫硫和/或加氫脫金屬和/或全部或選擇性氫化）。更一般來說，本發明可應用於包含氫氣、輕質烴類（甲烷和/或乙烷）、C3和C4烴類以及較重質烴類的任何流出物。
背景技術：
：已知現有技術文件US4673488公開了用於從獲自烴進料轉化反應的含氫氣的反應流出物中回收輕質烴類的方法，其包括：·將包含C5+烴類、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和氫氣的部分冷凝的流出物通入氣液分離區中，該氣液分離區包括至少兩個氣液分離器且在其中進行至少一個氣液再接觸步驟；·將氣液分離區之後獲得的流出物分離成富含氫氣的氣體物流和液體烴物流；·以使得回收重質烴物流、塔頂蒸氣物流和塔頂液體物流的方式，將該液體烴物流通入包括至少一個分餾塔的分餾區中；和·將該塔頂蒸氣物流的一部分再循環至所述氣液分離區。在其它已知方法中，特別如文件FR2873710中所述，在回收富含氫氣的氣體之後，將烴流出物送至再接觸塔中的分離步驟以將第一氣態流出物與液體流出物分離，且將該液體流出物送至穩定化步驟，在此期間回收穩定化的重整產品、液化石油氣和第二氣態流出物，將後者再循環至分離步驟。在分離步驟期間獲得的含有大量C1、C2烴類以及氫氣和C3和C4烴類的第一氣態流出物慣常用作燃料氣。對於重整產品（或根據本發明的其它穩定化的液體）而言，術語「穩定化的」表示已蒸餾以消除主要部分的，且通常基本所有的含4個或更少碳原子（C4-）的化合物的重整產品（或其它液體）。本發明的一個目的是提供可用於使氫氣和C3和C4烴類的回收率最大化的方法，所述氫氣和C3和C4烴類可比在精煉廠中僅作為燃料氣消耗而言更好地被利用。技術實現要素：因此，本發明涉及用於處理烴進料的方法，所述烴進料包含含氫氣的氣相和含C1至C4烴類的烴相，其中：a)將所述烴進料分離成主要含氫氣的氣相和含烴類的液相；b)在55℃或更低的溫度下使獲自步驟a)的氣相與獲自步驟e)的氣態再循環物流和獲自步驟a)的液相混合進行第一再接觸步驟；c)將來自步驟b)的再接觸流出物分離成富含氫氣的氣相和液相；d)在55℃或更低的溫度下使獲自步驟c)的液相與獲自步驟g)的氣相混合進行第二再接觸步驟；e)將獲自步驟d)的再接觸流出物分離成再循環至步驟b)的氣相和含烴類的液相；f)以使得分離氣態塔頂餾分和包含含多於4個碳原子的烴類的液體底部餾分的方式在分餾塔中分餾獲自步驟e)的液相；g)將獲自步驟f)的氣態塔頂餾分部分冷凝，並分離出主要含C3和C4烴類的液相和再循環至步驟d)的氣相。因此，由於將在分餾步驟f)（或穩定化）之後回收的氣態餾分再循環至第二再接觸步驟，可回收本身再循環至第一再接觸步驟的氣態流出物，且因此改進所得的C3和C4烴化合物的回收率連同氫氣回收率。術語「再接觸」表示可藉助具有吸收能力的液相用於提取包含於氣相中的化合物的操作，其通過使這兩個相接觸。例如，再接觸可通過將液相和氣相在管線中混合以直接接觸進行。有利地，通過該方法處理的烴進料是通過催化重整方法產生的流出物。在一個優選的實施方案中，分離步驟c)和e)藉助分離器罐進行。這些實施方案從實施觀點看是有利的，因為它們涉及特別與再接觸塔相比更易於控制且引起較低投資成本的設備。所述第一再接觸步驟優選在-20℃至55℃的溫度下進行。所述第二再接觸步驟優選在10℃至55℃的溫度下進行。優選地，步驟b)使用壓縮至1.6至4.0MPa的壓力的氣相進行。優選地，將獲自步驟f)的含烴類的液體底部餾分供應至熱交換裝置以加熱獲自步驟e)的含烴類的液相。有利地，將富含氫氣的氣相和/或獲自步驟c)的液相供應至至少一個熱交換器以冷卻步驟b)處的氣/液混合物。發明詳述本發明的進一步特徵和優點將從僅以非限制性舉例說明的方式給出並參考所附圖1的以下說明中變得明顯，所述圖1展示根據本發明的方法的具體布置的流程圖。通過該方法處理的進料是例如來自催化重整單元的流出物、脫氫流出物例如丁烷或戊烷，或更高級烴類，例如基本包含含10至14個碳原子的烴類的餾分，該烴類的烯烴在下遊用於生產直鏈烷基苯（通常稱為LAB）。根據本發明的方法還可應用於來自任何烴餾分例如石腦油、汽油、煤油、輕瓦斯油、重瓦斯油、真空餾出物或減壓渣油的加氫處理單元（加氫脫硫、加氫脫金屬、全部或選擇性氫化）的流出物。更一般來說，其可應用於包含氫氣、輕質烴類（甲烷和/或乙烷）、LPG（丙烷和/或丁烷）以及較重質烴類的任何流出物。優選地，根據本發明的方法可用於處理獲自催化重整單元的流出物。參考圖1，將包含含氫氣的氣相和烴相（包含C1、C2、C3和C4烴類）的烴進料經由管線1送至氣液分離裝置2，該氣液分離裝置可以是本領域技術人員已知的氣液分離器罐。分離裝置2允許分別從所述裝置2的頂部和底部回收氣相3和液體餾分4。如圖1中所示，可以將主要含有氫氣和輕質C1、C2、C3和C4烴類的塔頂氣態餾分3分成兩個物流5和6。將物流5作為再循環氣體再循環至處於上遊的反應單元，例如催化重整單元。使用壓縮機7將氣體物流6壓縮並然後送至冷卻系統8。通常將氣體6壓縮至0.6至1.0MPa的壓力。根據本發明，壓縮氣體6與經由管線23供給的再循環氣體混合，該再循環氣體的來源在下文詳述。將該混合物冷卻至例如低於55℃的溫度。將獲自冷卻系統8的流出物轉移至分離器罐以回收氣體10，其提純脫除已通過冷卻冷凝的液體烴類。使用壓縮機11將冷卻的氣體10壓縮至通常為1.6至4.0MPa的壓力。壓縮氣體10經歷在獲自氣液分離裝置2的液體烴相4的存在下進行的低溫再接觸步驟。液體烴餾分4用作吸附劑以回收存在於氣體10中的輕質烴類（C1至C4）。為此，將氣體10與液體烴餾分4混合以進行再接觸步驟，然後將該混合物冷卻至55℃或更低，優選-20℃至55℃的溫度。如圖1中所示，該混合物的冷卻可藉助空氣冷卻器12和冷凍機13進行。將氣液混合物轉移至分離器罐14，其中進行氣/液分離以將包含於氣體10中的C3和C4烴類回收到液相中。因此，將富含氫氣的氣體15作為與C1和C2烴類的混合物從分離器罐14的頂部取出，且將包含C3和C4烴類的液體烴流出物16從底部取出。因此，再接觸在將氣/液混合物從空氣冷卻器12引至分離罐14的管線中進行。如圖1中所示，為了減少對於冷凍機13運行而言必要的功率，使用至少一個例如供有冷卻的氣體15和/或液體烴流出物16的間接熱交換系統，以冷卻氣液混合物。圖1的實施方案使用兩個間接熱交換系統17和18，其分別使用冷卻的氣體15和液體烴流出物16作為熱交換流體。當通過該方法處理的烴進料是催化重整流出物時，富含氫氣的氣體15在任選經過保護床19以吸附存在於氣體中的氯氣之後經由管線20從處理單元排出。根據本發明的方法，仍含有C3和C4烴類的液體烴流出物16在下文中詳述的與經由管線21供應的再循環氣體再接觸的第二步驟中用作吸附劑液體。第二再接觸步驟的目的是使用液體烴流出物16作為吸收液回收包含於再循環氣體21中的C3和C4烴類。第二再接觸步驟在高於第一再接觸步驟的溫度下進行，其優選為10℃至55℃。該溫度由液體16和蒸氣21的吸收的熱力學平衡造成。優選地，不使用溫度控制設備（例如熱交換器類型）。再接觸因此在管線中進行，其將混合物（液體烴流出物/再循環氣體）進料至氣/液相分離區。如圖1中所示，該氣/液相分離區包括分離器罐22，其以使得使氫氣和C1和C2烴類的塔頂回收率最大化的方式運行。根據本發明，將含氫氣和C1和C2烴類的氣態流出物經由管線23取出，從而以其全部作為與獲自分離器罐2的壓縮氣體6的混合物再循環。具有低含量氫氣和C1和C2烴類且基本包含含三個和多於三個碳原子的烴類（C3+）和任選少量C1和C2烴類的液體流出物24獲自第二分離器罐22的底部。加熱該液體流出物24，以送至穩定化單元，以使得回收穩定化的液體烴流出物和獲自穩定化單元的回流罐的主要含C3和C4烴類的液體餾出物的方式運行所述穩定化單元。該穩定化單元包括底部配備有循環管道的蒸餾塔25，該循環管道配有包括再沸器（未示出）和用於排出穩定化的液體流出物的管道26的再循環迴路。將來自塔25的塔頂氣體移入與冷凝系統連接的管道27中，所述冷凝系統包括塔頂氣體冷卻裝置28和回流罐29。在回流罐29中分離的包含大部分C3和C4烴類的冷凝液體（或液體餾出物）經由管線30排出並分成兩個物流：將一個物流經由管線31再循環至塔25，而未再循環的互補物流經由管線32排出。未冷凝並包含大量C3和C4烴類的從回流罐29的頂部取出的殘餘氣體經由管線21排出，並如上所述再循環至罐22，以經歷再接觸步驟。還參考圖1，從所述蒸餾塔的底部回收的穩定化的液體流出物26有利地用於進料至間接熱交換器系統33、34，以在液體流出物24進入蒸餾塔25之前將其預熱。該熱集成因此可用於減少必須供給再沸器以運行所述蒸餾塔的熱能。如圖1中所示，在蒸餾塔25的上遊提供保護床35是有利的，配製該保護床用於在通過該方法處理的烴進料是催化重整單元流出物的情況下捕捉可能存在於液體流出物24中的任何氯氣。具體實施方式實施例1實施例1（對比）舉例說明圖1中所示的處理方法的功能，但其中不將氣態流出物23再循環至本發明的第一再接觸步驟。經處理的烴進料是獲自催化重整的流出物（或重整產品）並具有表1中給出的組成：表1：重整產品的組成重整產品(kg/h)H27200C11540C22540C34660支鏈C42840直鏈C42860C5+178360總量Kg/h200000所述烴進料最初在分離器罐中被處理，以分離主要含氫氣的氣相和含烴類的液相。通過具有對於壓縮機正確運行而言必要的中間冷卻步驟的壓縮機壓縮獲自分離步驟的氣相6，並將其送至使用獲自分離步驟的液相4的第一再接觸步驟。氣液混合物的再接觸在管線中進行，且將冷卻至0℃溫度的氣/液混合物在3.18MPa的壓力下運行的分離器罐中分離。將富含氫氣的氣相20和含烴類的液相16從該分離器罐取出。然後，將液相16與來自蒸餾塔的回流罐的再循環氣相21接觸。第二再接觸步驟在管線中進行，且將氣/液混合物在1.03MPa的壓力下運行的分離器罐中以使得提供不再循環至第一再接觸步驟的氣體23和液相24的方式分離。根據現有技術的氣體23用作爐中的燃料氣。將液相24在分餾塔（穩定化塔）中分餾以回收氣態塔頂餾分27和包含含多於4個碳原子的烴類的液體底部餾分26。該塔在回流罐的1.05MPa的壓力和43℃的溫度下運行。此後，將氣態塔頂餾分在回流罐中冷凝，從其中分離液相30和再循環至第二再接觸步驟的氣相21。表2記錄通過實施例1的方法產生的各種物流的組成。表2物流(20)(Kg/h)物流(23)(Kg/h)物流(32)(Kg/h)物流(26)(Kg/h)H27156440.02<0.02C1142611220C217666301440C31607112119311支鏈C44302431788379直鏈C4521221694C5+46314960177687總量Kg/h1315724375460178945壓力MPa3.11.032.60.9溫度℃43484343實施例2實施例2舉例說明根據本發明的用於處理烴進料的方法。其與實施例1的不同點在於將獲自第二再接觸步驟的氣體23以其全部再循環至第一再接觸步驟。在實施例1中提到的操作條件在實施例2中保持相同。表3匯總通過實施例2的方法產生的各種物流的組成。表3物流(20)(Kg/h)物流(32)(Kg/h)物流(26)(Kg/h)H272000.02<0.02C1153910C223951450C3228523741支鏈C44831986371直鏈C43271645888C5+46369177828總量Kg/h146906221179088壓力MPa3.12.60.9溫度℃434343表2和3的比較顯示，根據本發明的方法可用於改進富含氫氣的物流20中的氫氣的回收率，在物流32中C3和C4烴類的回收率增加7%並且在物流26中C5+餾分的回收率增加0.1%。當前第1頁1 2 3