用于催化重整的方法
【专利说明】用于催化重整的方法
[0001 ]优先权声明
[0002]本申请要求2013年9月23日提交的美国申请N0.14/034,363的优先权，通过引用将其全部内容并入本文中。
发明领域
[0003]本发明一般性地涉及一种用于催化重整的方法。
[0004]相关技术描述
[0005]在石油和石油化学工业中使用的各类催化烃转化反应体系可使烃转化为不同产品。在该体系中采用的反应可为放热的或吸热的。通常该反应导致氢气的净生产或氢气的净消耗。氢气回收体系可用于产生氢气的重整方法。一般而言，在催化重整期间发生氢气的净生产，且通常希望回收氢气用于化学加工或燃料中。
[0006]然而，现有氢气回收体系具有若干缺点。很多不能移除足够量的更重的化合物如氮气、包括一氧化碳在内的碳氧化物、甲烷、乙烷和乙烯，导致压缩机的能耗更大。同样，如果使氢气再循环到重整区或者用于其他加氢处理催化方法中，则用于分离氢气与污染物的不充分体系可使催化中毒。额外地，如果经回收的氢气具有十分不同的组成并与其他氢气合并，则该合并可导致扰乱工艺过程如降低压缩机效率。因此，希望提供其他分离和/或氢气回收体系以克服这些缺点。
[0007]发明概述
[0008]—个示例性实施方案可为一种用于催化重整的方法。所述方法可包括:在反应区中催化重整烃进料，由反应区得到具有氢气和烃的流出物料流，从吸附区由至少一部分流出物料流得到废烃料流，使至少一部分废烃料流作为进料料流通过具有进料侧和渗透物侧且相对于一种或多种C1-C6烃对氢气具有选择性的膜的进料侧，并且由渗透物侧取出与由进料侧取出的残留物料流相比富含氢气的渗透物料流。
[0009]另一示例性实施方案可为一种用于催化重整的方法。该方法可包括在反应区中催化重整烃进料，由反应区得到具有氢气和烃的流出物料流，从吸附区由至少一部分流出物料流得到废烃料流，使至少一部分废烃料流作为进料料流通过具有进料侧和渗透物侧且相对于氮气、一氧化碳和一种或多种C1-C6烃对氢气具有选择性的中空纤维膜的进料侧，并且由渗透物侧取出富含氢气且具有至少85摩尔％氢气的渗透物料流。
[0010]再一示例性实施方案可为一种用于催化重整的方法。该方法可包括:在反应区中催化重整烃进料；由反应区得到具有氢气和烃的流出物料流；由流出物料流分离重整产品液体料流和气体料流，其具有氢气，以及氮气、一种或多种碳氧化物和一种或多种C1-C6烃中的至少一种;将至少一部分气体料流再循环到反应区；使至少另一部分气体料流通到吸附区以分离氢气；由吸附区取出氢气产物料流；由吸附区取出尾气料流;压缩并冷却尾气料流;使至少一部分废烃料流作为进料料流通过具有进料侧和渗透物侧且相对于氮气、一种或多种碳氧化物和一种或多种C1-C6烃中的至少一种对氢气具有选择性的中空纤维膜的进料侧；由渗透物侧取出与残留物料流相比富含氢气的渗透物料流;并且由进料侧取出与渗透物料流相比富含氮气、一种或多种碳氧化物和一种或多种C1-C6烃中的至少一种的残留物料流。
[0011]由于比氢气重的分子由供至压缩机吸入的再循环气体移除，本文中的实施方案可减少压缩机能耗。同样，移除这些较重的化合物并提供较纯的氢气可防止重整催化剂和其他下游加氢处理催化剂污染和中毒。此外，通过膜的再循环气体可具有与变压吸附器上游的气体料流接近的组成，从而使扰乱最小化。
[0012]定义
[0013]本文所用术语“料流”可包括各种烃分子如直链、支化或环状的烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃，以及任选其它物质如气体，例如氢气，或杂质如重金属、碳氧化物以及硫和氮化合物。料流还可包括芳族及非芳族烃。此外，烃分子可缩写为(:1工2、03...&1，其中“11”表示一种或多种烃分子中的碳原子数。此外，上标“+”或可与缩写的一种或多种烃的符号一起使用，例如C3+或C3—，其包括该缩写的一种或多种烃在内。作为实例，缩写“C3+”意指具有三个碳原子和/或更多个碳原子的一种或多种烃分子。“料流”也可为或包括除烃之外的物质如流体或行为为流体的物质，例如空气、氢气或催化剂。
[0014]本文所用术语“区”可指包括一个或多个设备物项和/或一个或多个子区的区域。设备物项可包括一个或多个反应器或反应器容器、加热器、交换器、管道、栗、压缩机和控制器。额外地，设备物项如反应器、干燥器或容器可进一步包括一个或多个区或子区。
[0015]本文所用术语“富含”可意指在料流中一种化合物或一类化合物的量为通常至少50摩尔％，优选70摩尔％。
[0016]本文所用术语“基本”可意指在料流中一种化合物或一类化合物的量为通常至少80摩尔％，优选90摩尔％，最优99摩尔％。
[0017]本文所用术语“吸附剂”和“吸附器”分别包括吸收剂和吸收器，且涉及但不限于吸附和/或吸收。
[0018]本文所用术语“液时空速”可定义为在反应区中每体积催化剂颗粒每小时新鲜进料的体积并缩写为“LHSV”。
[0019]本文所用术语“小时”可缩写为“hr”，术语“千克”可缩写为“kg”，术语“千帕”可缩写为“KPa”，且术语“摄氏度”可缩写为“°C”。所有压力为绝对压力。
[0020]如所述，附图中的工艺流程管线可交换地称作例如管线、管道、进料、流出物、产物、部分、剩余部分、排出物或料流。
[0021]附图简述
[0022]附图为示例性催化重整区的示意描述。
[0023]详细描述
[0024]参考附图，催化重整区10可包括反应区40，分离区或第一分离区70，容器或第一容器120，吸附区130，另一容器或第二容器152，以及另一分离区或第二分离区180。通常催化重整区10使用单个或多个具有设置成固定床或借助重力流可移动的催化剂颗粒的反应区。示例性重整反应区公开于例如US 2011/0147270和US 6，350，371中。重整方法可特别适用于处理直馏汽油，其包含相对大浓度的环烷烃和基本上为直链的链烷烃(可通过脱氢和/或环化而进行芳构化)。简言之，还发生各种其他伴随反应如异构化和氢转移，其有益于提高所选汽油馏分的抗爆性能。通常催化重整处理石脑油沸程馏分以改善其抗爆特性。在该示例性实施方案中，仅描述单个反应区40，但是可串联或并联使用几个区。通常这些催化重整区导致氢气的净生产。
[0025]可将烃进料20供至催化重整区10。烃进料20可包含任何合适的烃馏分如石脑油沸程馏分。烃馏分可为具有10-40°C的初沸点和160-220°C的终沸点的全沸程汽油馏分。作为选择，烃馏分具有60-130°C的初沸点和170-220°C的终沸点。通常该更高沸腾馏分一般称为石脑油。
[0026]通常催化重整反应在包含固定或移动催化剂床的反应区40中进行。通常反应区40具有多个催化剂床，一般称为阶段，且催化剂床可在单个反应器容器内堆积和密闭，或催化剂床可各自在以并排反应器构造的分开的反应器容器中密闭。通常反应区包含堆积和/或并排构造的2-4个催化剂床。在每一催化剂床中使用的催化剂的量可改变以补偿每种情况下反应的吸热量。例如，在三个催化剂床体系中，第一个床可包含10-30体积第二个床包含25-45体积且第三个包含40-60体积％，所有百分数基于反应区内催化剂的量。包含合并氢气料流94和氢气进料20的反应物或合并进料30应希望连续流动通过反应床以提高催化剂体积和级间加热。沿着反应物料流流动的连续方向增加的不等的催化剂分布可促进和提尚反应的分布。
[0027]通常重整方法使用在氧化铝载体上包含铂的催化剂。通常这些催化剂包含0.05-5重量％的铂。可将某些促进剂或改性剂如钴、镍、铼、锗和锡并入重整催化剂以提高其性能。
[0028]催化重整可为在370_550°C的催化剂床温度下进行的蒸气相操作。其他条件可包括130-6，900KPa的压力，0.2_10hr—1的液时空速，以及0.5: 1-10:1的氢气与烃的摩尔比。
[0029]由反应区40移除包含一种或多种烃和氢气的流出物料流60后，通常使流出物料流60经受与合并氢气料流94和至反应区40的合并进料30的间接热交换。该间接热交换可冷却反应区流出物料流60。然后