用于烃的异构化和产品分离的脱异丁烷塔中的集成稳定器的制作方法

1.本发明涉及烃的异构化和用于有效地从原料中分离异链烷烃的产品流出物物流的分馏，更具体地涉及在分馏部分包括集成稳定器的这种异构化方法。
2.背景
3.在美国总丁烷消耗量的约90％是在汽油制造方面，其中正丁烷直接用作共混组分，并且异丁烷用于制备高辛烷烷基化物或用于制备异丁烯以制造甲基叔丁基醚。化学用途占总丁烷的另外6-8％。由于最近对高辛烷汽油的需求增加，以及联邦规定的汽油蒸汽压的降低，因此需要有一种能够有效地将正丁烷转化为异丁烷以最终提高高辛烷共混组分的产量的方法。
4.由于正丁烷和异丁烷的沸点相对接近，并且期望相对纯的异丁烷产品，因此，脱异丁烷塔一般以高回流比运行。因此，脱异丁烷塔的热负荷是丁烷异构化方法的操作成本的重要组成部分，而且随着寻求更高纯度的异丁烷产品物流，热负荷变得越来越重要。因此，寻求具有改善的资本成本和操作成本的改进的正丁烷异构化方法。
5.本发明的目的是用于通过与脱异丁烷塔集成的稳定器而具有降低的回流需求和再沸器负荷的烃的异构化和分馏的方法和装置。
6.概述
7.异构化系统包括接收包含正丁烷的进料的脱异丁烷塔。脱异丁烷塔将其底部物的一部分递送至再沸器，另一部分与氢气一起被送至异构化反应器，并且反应器流出物被返回至该塔。稳定器与该塔集成，稳定器顶部物流用作回流液，且底部物含有富含异丁烷的物流，该富含异丁烷的物流为异丁烷产品物流。
8.附图简述
9.图1-具有稳定器部分的异丁烷装置的一般方案；通过与脱异丁烷塔集成的稳定器将正丁烷异构化为异丁烷；
10.图2-脱异丁烷塔的底部中的稳定器部分；通过集成在脱异丁烷塔的底部的稳定器将正丁烷异构化为异丁烷；
11.图3-具有稳定器部分的异构化装置的一般方案；通过与催化蒸馏塔集成的稳定器将烃，即正丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷异构化为异构物和重质异构物。
12.详述
13.异构化系统包括接收包含正丁烷的进料的脱异丁烷塔。脱异丁烷塔将其底部物的一部分递送至再沸器，另一部分与氢气一起被送至异构化反应器，并且反应器流出物被返回至该塔。稳定器与该塔集成，稳定器顶部物流用作回流液，且底部物含有富含异丁烷的物流，该富含异丁烷的物流为异丁烷产品物流。
14.用于烃的异构化和产品流出物物流的分馏的方法和装置。传统上，稳定塔一直用于烃的异构化。本发明可提供一种由于将稳定器部分集成至精馏或反应-精馏塔中而具有较低的资本成本和较低的公用设施成本的异构化方法。由于稳定器和蒸馏部分之间的热交换，蒸馏塔的回流需求的减少，再沸器的负荷的减少是本发明的效果。下面提供示例性实施
方案。
15.更具体地说，如图1所示，n-c4异构化；稳定器部分集成到脱异丁烷器的顶部。一个示例性的实施方案可以是用于异构化包含正丁烷的进料物流的方法。包含正丁烷的进料物流被送至脱异丁烷塔。脱异丁烷塔将其底部物的一部分递送至再沸器，来自其底部物或来自位于底部物上方的塔盘的另一部分在与氢气混合后一起被送至异构化反应器，并且反应器流出物被返回至该塔。脱异丁烷塔的塔顶物流一部分被用作回流液，一部分被送至集成至脱异丁烷塔的顶部的稳定部分。c1-c3烃在该部分中被除去，底部产品含有至少93重量％的异丁烷。与其中反应器流出物首先被送至稳定塔的传统方案相比，本方案已经降低了具体的整体回流需求和再沸器负荷。
16.本发明的另一个实施方案如图2所示，正c4异构化；稳定器部分集成至脱异丁烷器的底部中。另一个示例性实施方案可以是用于正丁烷异构化的方法。稳定器部分被集成到脱异丁烷塔的底部部分中。包含正丁烷的进料物流被送至脱异丁烷塔。脱异丁烷塔将其底部物的一部分递送至再沸器，来自其底部物或来自位于底部物上方的塔盘的另一部分在与氢气混合后被送至异构化反应器。反应器的输出物流被送至稳定器部分，在稳定器部分c1-c3烃被除去。稳定器部分的塔底物流一部分被再沸，一部分被送至脱异丁烷塔。商业ic4产品取自脱异丁烷塔的塔顶物流。稳定器部分和脱异丁烷塔的底部部分之间的热整合允许降低脱异丁烷塔上的再沸器负荷。
17.本发明的另一个实施方案如图3所示，具有集成的稳定器部分的异构化技术。另一个示例性实施方案是用于异构化c5-c6和/或c6-c7馏分的方法。该方法包括向反应-精馏塔提供烃物流。来自高压分离器的顶部产品作为回流物被返回至塔内，另一部分被送至集成到反应-精馏塔的顶部中的稳定部分。c1-c3烃在该部分中被除去，主要含有支链c5+烃的塔底产品与离开塔的异构物产品混合。由于稳定器部分和该塔的蒸馏部分的热整合，本发明提供降低的回流需求。
18.催化蒸馏塔接收进料，其中进料的一些部分下降通过催化蒸馏塔至再沸器，并作为重质异构物离开该塔。进料中的轻质部分则向上通过催化蒸馏塔。稳定器与所述塔集成，顶部物流在通过低压分离器分离较轻质烃后用作回流液，稳定器的底部物含有富含异构物的产品物流，一部分在通过再沸器再沸后被循环至稳定器。塔顶流出物被送至高压分离器，所述高压分离器将烃和流出物氢气分离，其中烃被送至塔中的稳定器，所述稳定器与催化蒸馏塔的顶部集成在一起；并且流出物氢气通过压缩机和干燥器被循环至塔。所述塔含有为异构物的侧抽产品。富含异构物的物流取自选自催化蒸馏塔的侧抽和/或稳定器的底部部分的点。侧抽富含异构物的物流为蒸气、液体或其组合。
19.稳定器包括被配置为冷凝来自塔和稳定器的蒸气的顶部冷却器。来自顶部冷凝器的回流物流被进给至稳定器的顶部塔盘。
20.将理解的是，本文描述的系统和方法不限于任何特定的温度范围、压力范围、流速、物流组成等。预期本文描述的系统和方法可以被本领域的普通技术人员修改，以适用于各种反应器流出物组成和其他必要的条件和参数。
21.还将理解的是，本文所述的系统和方法将具有许多技术和商业优势。技术优势包括，但不一定限于：
22.●
改善分馏效率；
23.●
减少设施要求；
24.●
减少整体能源要求；
25.●
减少回流需求；
26.●
减少再沸器负荷；以及
27.●
减少系统中的异丁烷损失。
28.商业优势包括，但不一定限于：
29.●
与常规塔方案相比，资本要求减少20-30％；
30.●
分馏经济性的改善；
31.●
更少的布局空间(设备占地面积)要求；
32.●
工厂升级/去瓶颈化的优势；
33.●
全面改善产品的价值；以及
34.●
对现有资产的替代使用，以改善工厂的整体经济效益。
35.在上述说明中，本发明已经参照其具体实施方式进行了描述。然而，本说明书应被视为说明性的，而不是限制性的。例如，设备、塔、稳定器、方法、反应物、正链烷烃、异链烷烃、产品、异构物以及落入要求保护的或公开的参数范围内，但没有具体指出或在具体实施例中试用的操作条件，都被期望在本发明的范围内。
36.本发明可以在缺少未公开的要素的情况下实施。另外，本发明可以适当地包括所公开的要素、由或基本上由所公开的要素组成。异构化系统包括接收包含正丁烷的进料的脱异丁烷塔或催化蒸馏塔。脱异丁烷塔将其底部物的一部分递送至再沸器，另一部分与氢气一起被送至异构化反应器，并且反应器流出物被返回至该塔。稳定器与该塔集成，稳定器的顶部物流用作回流液，较轻质烃即为c1-c3烃，且底部物含有富含异丁烷的物流，该富含异丁烷的物流为异丁烷产品物流。
37.在整个权利要求中使用的词“包括(comprising)”和“包含(comprises)”应分别解释为指代“包括(including)但不限于”和“包含(includes)但不限于”。
38.如本文所用，“基本上”一词应指“很大程度上是但不完全是指定的”。
39.如本文所用，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”也意图包括复数形式，除非上下文明确以其他方式指出。
40.如本文所用，涉及给定参数的术语“约”包括所述值，并具有由上下文规定的含义(例如，它包括与给定参数的测量相关的误差程度)。
41.如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。