将多环芳族化合物转化成单环芳族化合物的方法_2

文档序号:9932179阅读:来源:国知局
分离,并用蒸汽进一步处理以除去保留在催化剂的孔中的烃。然后将催化剂送入再生器中,在那里将焦炭从催化剂颗粒的表面上烧掉,因此恢复催化剂的活性并提供下一反应循环所需的热。裂化方法是吸热的。再生的催化剂然后用于新循环中。典型的FCC条件包括400 °C至800 °C的温度,0-688kPag (O-1OOpsig)的压力,和0.I秒至I小时的接触时间。条件基于待裂化的烃原料和所需裂化产物确定。沸石基催化剂常用于FCC反应器中,如包含沸石、二氧化硅-氧化铝、氧化铝和其它粘合剂的复合催化剂。
[0024]将加氢裂化料流70送入分离区75中,在那里将它分离成两个或更多个馏分80、85、90、85、100。煤焦油包含具有宽范围沸点的杂环芳族化合物及其衍生物的复杂混合物。馏分的数目和各种馏分中的组分可如本领域中熟知的变化。典型的分离方法涉及将煤焦油分离成4-6个料流。例如,可存在包含NH3、CO和轻质烃的馏分,具有O °C至180 °C的沸点的轻油馏分,具有180 0C至230°C的沸点的中油馏分,具有230-270 °C的沸点的重油馏分,具有270 °C至350 0C的沸点的蒽油馏分,和沥青。
[0025]轻油馏分包含化合物,例如苯、甲苯、二甲苯、石脑油、香豆酮-茚、二环戊二烯、吡啶和皮考啉。中油馏分包含化合物,例如苯酚、甲酚和甲酚酸、二甲酚、萘、高沸点焦油酸和高沸点焦油碱。重油馏分包含苯吸收油和杂芬油。蒽油馏分包含蒽。沥青为主要包含芳族烃和杂环化合物的煤焦油蒸馏残余物。
[0026]如所述,将加氢裂化的煤焦油料流70分离成包含气体如NH3和CO以及轻质烃如乙烷的气体馏分80,具有不同沸点范围的烃馏分85、90和95,和沥青馏分100。合适的分离方法包括但不限于分馏、溶剂萃取或吸附。
[0027]可根据需要将馏分80、85、90、95、100中的一个或多个进一步加工。如所述将馏分95送入任选芳族浓缩区105中。优选,馏分95包含具有170 °C至300 V的初沸点的烃,并且包含至少多环芳族烃如萘和烷基萘。各种已知的浓缩方法如对馏分95的蒸馏或结晶可用于产生具有相对高多环芳族化合物浓度的浓缩芳族化合物料流115。例如,芳族化合物料流115可包含约30%至40体积%多环芳族化合物。根据需要,可使包含通过浓缩除去的化合物的流出物流110经受其它下游加工。
[0028]将芳族化合物料流115送入加氢裂化区120中以经受加氢裂化方法。如上文所讨论的,加氢裂化方法将烃在氢气的存在下裂化以形成较低分子量烃。典型的加氢裂化条件可包括 290°C(550°F)至468°C(875°F)的温度,3.5MPa(500psig)至 20.7MPa(3,000psig)的压力,I.0至小于2.Shr—1 的液时空速(LHSV),和421-2,527Nm3/m3油(2,500-15,000scf/bbl)的氢气率。一种或多种加氢裂化催化剂包括与一种或多种VIII族或VIB族金属氢化组分组合的无定形二氧化硅-氧化铝基础物或低含量沸石基础物,或者VIII族金属氢化组分沉积于其上的结晶沸石裂化基础物。沸石裂化基础物可具有中孔结构,具有2-50nm的孔径大小。其它氢化组分可选自VIB族以与沸石基础物结合。特别地,加氢裂化催化剂中所用金属包括镍、钼和钨中的一种或多种。
[0029]在加氢裂化过程期间,将存在于芳族化合物料流115中的第一部分多环芳族化合物氢化。氢化涉及将氢加入可氢化烃化合物中。作为选择,氢气可以以具有借助用或不用催化剂的转移氢化方法容易得到的氢的含氢化合物如四氢化萘、醇、氢化萘以及其它提供。使可氢化烃化合物(即存在于芳族化合物料流115中的萘和烷基萘)与富氢气相和氢化催化剂接触以将至少一部分可氢化烃化合物氢化以形成氢化烃化合物,包括四氢化萘和烷基四氢化萘,其可用作氢给体分子。氢化烃作为料流130输出。氢化烃料流130可用于向上游方法供应氢,或者补充现有氢气供应。例如,可将氢化烃料流130供入热解区15和加氢处理区45中的一个或两个中。当供入加氢处理区45中时,料流130用作氢给体料流50。当氢化烃料流130再循环至热解区15中时,氢化烃向热解提供氢给体分子,由此产生富氢煤焦油料流。尽管图显示再循环至热解区15和加氢处理区45中的氢化烃料流130,本领域技术人员应当理解作为选择,可将氢化烃料流130仅供入热解区15和加氢处理区45中的一个中而不偏离本发明的范围。
[0030]返回加氢裂化区120,将存在于浓缩料流115中的第二部分多环芳族化合物裂化,导致至少一个芳族环“打开”或断裂,由此形成单环芳族化合物。单环芳族化合物作为单环芳族料流125从加氢裂化区120中输出,并且根据需要,可经受进一步下游加工。例如,可使单环芳族料流125经受下游烷基交换、烷基化、蒸馏、异构化,以控制存在于单环芳族料流125中的苯和烷基苯的浓度。例如,可以为理想的是提高单环芳族料流125中的二甲苯浓度,或者提高一种或多种特定二甲苯异构体(即对二甲苯、间二甲苯和/或邻苯二甲苯)的浓度。
[0031]烷基交换反应可以以任何常规或者方便的方式与催化复合物接触而进行,并且可包括分批或连续类型的操作,其中优选连续操作。烷基交换催化剂有用地作为固定床置于垂直管式反应器的反应区中,其中烷基芳族原料以向上流或向下流方式通过该床装入。烷基交换区通常在包括130°C至540 °C的温度的条件下操作。烷基交换区通常在宽范围10kPa至1MPa绝对压力的适度升高压力下操作。烷基交换反应可经宽范围的空速进行。即,每小时单位体积的催化剂的进料体积:重时空速(WHSV)通常为0.HOhr—1。通常选择催化剂以具有在高活性水平下的较高稳定性。
[0032]对于石油化学,烷基化反应可使用芳族化合物如苯或甲苯进行。当使用苯并用轻烯烃如乙烯或丙烯烷基化时,产物通常为乙苯或异丙基苯。这些产物可转化成苯乙烯或苯酚加丙酮。当用丙烯将甲苯烷基化时,可产生异丙基苯异构体,其可转化成甲酚。芳族化合物烷基化现在通常用固体酸催化剂,包括沸石或无定形二氧化硅-氧化铝,或者液相的离子液体催化剂,或者作为选择,气相的沸石催化剂进行。
[0033]对于芳族化合物的至少烷基化,温度范围为在200kPa至7100kPa的压力范围下,在液相中100°c至225°C,或者在气相中,更高的温度。
[0034]返回分离区75,在分离区75中的分离过程期间将包含脂族C6-烃的料流90分离。将脂族C6-烃料流90送入蒸汽裂化区135中。蒸汽裂化为其中饱和烃分裂成较小的,通常不饱和烃的方法。它是制备烯烃,包括乙烯和丙烯的主要工业方法。使脂族C6-烃料流90与蒸汽接触并在炉中在不存在氧气下简短地加热。通常,反应温度是非常高的,为约850°C,但仅容许反应非常简短地进行。在现代裂化炉中,停留时间可降至数毫秒以改进收率。在达到裂化温度以后,将气体在传输线换热器中或者在骤冷头内部使用骤冷油快速骤冷以停止反应。蒸汽裂化方法产生氢气料流140以及烯烃料流145的输出。氢气料流140可再循环至各上游方法中或者作为氢给体供入下游方法中。烯烃料流145可作为方法的最终产物收集或者根据需要经受进一步下游加工。
[0035]在一些方法中,将所有或一部分煤进料10与氧气150和蒸汽155混合并在气化区20中在热和压力下反应以形成合成气160,其为一氧化碳和氢气的混合物。可将合成气1
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