复杂工艺单元中的分隔壁塔的网络的制作方法

相关申请的交叉引用

此专利申请要求于2018年4月30日提交的美国临时专利申请号62/664,762的优先权，并且以引用方式并入所述美国临时专利申请的整个公开内容。

背景技术：

此章节提供背景技术信息以促进对本公开的各种方面的更好理解。应理解，此文档的此章节中的陈述应就此阅读，并且不是作为对现有技术的承认。

精炼行业中的大部分分隔壁塔(dwc)应用由若干独立的塔组成，无论其是翻新塔还是基层塔。在石脑油分离器和重整油分离器中通常遇到功能性dwc。

技术实现要素：

一种示意性工艺单元包括石脑油加氢处理单元，其包括第一分隔壁塔。所述第一分隔壁塔包括：将所述第一分隔壁塔的顶部部分分隔成第一顶部区段和第二顶部区段的壁；与所述第一分隔壁塔的所述第二顶部区段相关联以用于液态石油气的回收的出口；与所述第一分隔壁塔的底部部分相关联并且耦接到石脑油分离器系统的出口。所述示意性工艺单元还包括耦接到所述石脑油分离器的输出部的脱异戊烷器（deisopentanizer）塔、耦接到所述脱异戊烷器塔的出口并且包括第二分隔壁塔的异构化单元。所述第二分隔壁塔包括：将所述第二分隔壁塔的顶部部分分隔成第一顶部区段和第二顶部区段的壁；耦接到所述异构化单元的稳定器塔的出口的入口；与所述第二分隔壁塔的所述第二顶部区段相关联以用于第一异构体流的回收的出口；以及与所述第二分隔壁塔的底部部分相关联以用于第二异构体流的回收的出口。所述示意性工艺还包括耦接在所述脱异戊烷器塔与所述稳定器塔之间的异构化反应器。

在一些实施例中，所述石脑油分离器系统包括第三分隔壁塔。所述第三分隔壁塔包括：将所述第三分隔壁塔的中间部分分隔成第一中间区段和第二中间区段的壁；耦接到所述第一分隔壁塔的所述底部部分的入口；与所述第三分隔壁塔的顶部部分相关联以用于第一石脑油流的回收的出口；与所述第二中间区段相关联以用于第二石脑油流的回收的出口；以及与所述第三分隔壁塔的底部部分相关联以用于第三石脑油流的回收的出口。

在一些实施例中，所述稳定器塔耦接到所述第一分隔壁塔。

在一些实施例中，所述异构化反应器耦接到所述第二分隔壁塔的所述底部部分。

在一些实施例中，所述第二分隔壁塔与所述脱异戊烷器塔热集成。

在一些实施例中，所述工艺单元包括与所述第一分隔壁塔的所述第一顶部区段相关联并且耦接到所述第一分隔壁塔的所述底部部分的入口。

在一些实施例中，所述工艺单元包括与所述第二分隔壁塔的所述第一顶部区段相关联并且耦接到所述脱异戊烷器塔的出口。

在一些实施例中，所述第一分隔壁塔的所述第一顶部区段被构造成充当稳定器来工作，并且所述第一分隔壁塔的所述第二顶部区段被构造成充当脱乙烷器（deethanizer）来工作。

在一些实施例中，所述第二分隔壁塔的所述第一顶部区段被构造成充当脱戊烷器（depentanizer）来工作，并且所述第二分隔壁塔的所述第二顶部区段被构造成充当脱异己烷器（deisohexanizer）来工作。

一种用于包括石脑油加氢处理单元和异构化单元的系统的示意性热集成工艺包括提供馈送物到第一分隔壁塔。所述第一分隔壁塔包括：将所述第一分隔壁塔的顶部部分分隔成第一顶部区段和第二顶部区段的壁；与所述第一分隔壁塔的所述第二顶部区段相关联以用于液态石油气的回收的出口；与所述第一分隔壁塔的底部部分相关联并且耦接到石脑油分离器系统的出口。所述示意性工艺包括从所述第一分隔壁塔的所述第二顶部区段去除液态石油气以及使底部产物从所述第一分隔壁塔馈送到第二分隔壁塔。所述第二分隔壁塔包括：将所述第二分隔壁塔的中间部分分隔成第一中间区段和第二中间区段的壁；耦接到所述第一分隔壁塔的所述底部部分的入口；与所述第二分隔壁塔的顶部部分相关联以用于第一石脑油流的回收的出口；与所述第二中间区段相关联以用于第二石脑油流的回收的出口；以及与所述第二分隔壁塔的底部部分相关联以用于第三石脑油流的回收的出口。所述示意性工艺包括：使所述第一石脑油流从所述第二分隔壁塔的所述顶部部分馈送到脱异戊烷器塔；使底部馏分从所述脱异戊烷器塔馈送到异构化反应器；以及使产物从所述异构化反应器馈送到稳定器塔；使异构体从所述稳定器塔馈送到第三分隔壁塔。所述第三分隔壁塔包括：将所述第三分隔壁塔的顶部部分分隔成第一顶部区段和第二顶部区段的壁；耦接到所述异构化单元的稳定器塔的出口的入口；与所述第三分隔壁塔的所述第二顶部区段相关联以用于第一异构体流的回收的出口；以及与所述第三分隔壁塔的底部部分相关联以用于第二异构体流的回收的出口。所述示意性方法包括从所述第三分隔壁塔回收异构体。

在一些实施例中，所述工艺包括使isom流从所述稳定器塔馈送到所述第一分隔壁塔的所述第一顶部区段。

在一些实施例中，所述工艺包括在来自所述第三分隔壁塔的所述第二顶部区段的流体与所述脱异戊烷器塔的底部产物之间交换热量。

在一些实施例中，所述工艺包括使c5从所述第三分隔壁塔的所述第一顶部区段馈送到所述脱异戊烷器塔。

在一些实施例中，所述工艺包括使c6从所述第三分隔壁塔馈送到所述异构化反应器。

在一些实施例中，所述工艺包括使所述第一分隔壁塔的底部产物馈送到所述第一分隔壁塔的所述第一顶部区段。

在一些实施例中，所述第二分隔壁塔与所述脱异戊烷器塔热集成。

在一些实施例中，所述第一分隔壁塔包括与所述第一分隔壁塔的所述第一顶部区段相关联并且耦接到所述第一分隔壁塔的所述底部部分的入口。

在一些实施例中，所述第二分隔壁塔包括与所述第二分隔壁塔的所述第一顶部区段相关联并且耦接到所述脱异戊烷器塔的出口。

在一些实施例中，所述第一分隔壁塔的所述第一顶部区段被构造成充当稳定器来工作，并且所述第一分隔壁塔的所述第二顶部区段被构造成充当脱乙烷器来工作。

在一些实施例中，所述第二分隔壁塔的所述第一顶部区段被构造成充当脱戊烷器来工作，并且所述第二分隔壁塔的所述第二顶部区段被构造成充当脱异己烷器来工作。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下具体实施方式最好地理解本公开。要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。事实上，为清楚讨论起见，可以任意地增加或减小各种特征的尺寸。

图1示出常规石脑油加氢处理和异构化工艺方案；

图2示出根据本公开的方面的用于nht和isom单元的热集成dwc工艺方案；

图3a示出常规石脑油分离器，并且图3b示出根据本公开的方面的dwc石脑油分离器；

图4a示出常规分离器，并且图4b示出根据本公开的方面的用于lpg回收的dwc；

图5示出根据本公开的方面的脱异戊烷器与脱异己烷器dwc之间的上部热集成；并且

图6a示出常规脱戊烷器和脱异己烷器塔，图6b示出根据本公开的方面的脱戊烷器/脱异己烷器dwc。

具体实施方式

应理解，以下公开内容提供用于实施各种实施例的不同特征的许多不同实施例或示例。下文描述部件和布置的特定示例以简化本公开。当然，这些仅是示例，并且并不旨在具有限制性。另外，本公开在各种示例中可以重复附图标记和/或字母。此重复是出于简单和清楚的目的，并且自身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。

dwc技术可以提高复杂精炼单元的效率和盈利能力。一个此领域是复杂工艺，如石脑油加氢处理(nht)和异构化(isom)，其通常包括塔的网络。本文中讨论并入dwc技术来在nht和isom工艺中组合两个或更多个塔以提高总体盈利能力。

nht和isom单元通常在导致成本高昂和能源密集操作的高压和高温下操作。随着精炼行业中对nht和isom单元的需求激增，dwc可以改革这些工艺方案。dwc不仅提高所述工艺的能量效率，而且dwc还可以提供许多其它益处。与完备的常规方案相比，这些益处包括较低资本投资以及对相对较小占地面积的需求。

工艺背景技术

在示例性nht单元中（例如图1的nht单元100），稳定器塔102从来自反应器区段的馈送物104去除不可冷凝的气体。顶部液体产物106从稳定器塔102馈送到脱乙烷器塔108以回收液化石油气(lpg)产物110。底部产物112从稳定器塔102馈送到包括第一石脑油分离器114和第二石脑油分离器116的双塔石脑油分离器序列。所述双塔石脑油分离器序列分离轻石脑油（主要是c5–c6组分）118、中馏份石脑油(c7)120和重石脑油（c8和更重组分）122。轻石脑油118由脱异戊烷器塔124处理以从脱异戊烷器塔124的顶部分离富含i-c5的流126。n-c5以及较重或底部馏分128馈送到isom反应器130。

在大多数工艺方案中，稳定器塔102在高压下操作，这需要使用相对昂贵的中压(mp)蒸汽。另外，由于使用部分冷凝，在废气中观察到显著c3–c4损失。这导致使用补充脱乙烷器塔108来从废气回收lpg产物110。按双塔石脑油分离器序列由底部产物112制备异构化馈送物。

仍然参考图1，isom单元150包括许多塔，其包括稳定器塔154、脱戊烷器塔156和脱异己烷器塔158。脱异戊烷器塔124从馈送物和再循环流分离高辛烷值i-c5126组分。来自脱异戊烷器塔124底部的低辛烷值组分（n-c5和较重馏分128）与一些轻组分一起被送至isom反应器130以产生高辛烷值组分。来自isom反应器130的产物131馈送到稳定器塔154。稳定器塔154去除废气中的较轻碳氢化合物(c4–)160。

稳定异构体162被馈送到脱戊烷器塔156以浓缩c5。c5157从脱戊烷器塔156再循环到脱异戊烷器塔124。在一些方面中，c5157的一部分再循环到脱戊烷器塔156。下游脱异己烷器塔158然后分离轻异构体164（主要为i-c6）和重异构体166（主要为c7+馏份）以及浓缩n-c6馏份168。浓缩n-c6馏份168再循环到isom反应器130以用于辛烷值升级。

dwc的工作原理是去除常规蒸馏塔中的固有热力学设计缺陷。这些缺陷中的一者是因馈送物与侧馏份基于这两个流的位置的回混而出现的。侧馏份的质量受到较轻或较重组分的污染的影响。使用dwc消除此问题，并且产生更好质量的侧馏份。因此，使图1的双石脑油-分离器操作在本发明的单个dwc中成为可能。图1的所述系列的塔提供良好机会来并入dwc技术以提高整个工艺的效率。可以利用dwc来组合两个或更多个塔的操作，同时实现与常规方案相同的产品规格。因此，资本投资降低20%–30%。此外，这些塔可以在较低温度下操作，或者具有较低效用要求。借助于dwc配置预期能够有20%–30%的范围内的能量节省。

nht和isom单元中的分隔壁塔

与图1的nht单元100和isom单元150相比，图2的nht单元100和isom单元150已经修改成包括dwc。例如：图1的稳定器塔102和脱乙烷器108已经由顶部分隔壁lpg回收塔202替代；石脑油分离器114、116已经由dwc石脑油分离器220替代；并且脱戊烷器塔156和脱异己烷器塔158已经由dwc脱戊烷器/脱异己烷器塔250替代。顶部分隔壁lpg回收塔202在其内包括壁203，壁203将顶部分隔壁lpg回收塔202的顶部部分隔离成基本上充当独立塔操作的两个半部（顶部区段204和顶部区段206）。壁203防止两侧之间的任何混杂或泄漏。因此，可以在顶部分隔壁lpg回收塔202内实施单独单元操作。

图3a和图3b示出图1的两个石脑油分离器114、116与图2的dwc石脑油分离器220的并排比较。dwc石脑油分离器220具有中间壁222，中间壁222将dwc石脑油分离器220分隔成两个中间区段224、226。来自顶部分隔壁lpg回收塔202的底部产物112馈送到dwc石脑油分离器220的中间区段224。轻石脑油118从dwc石脑油分离器220的顶部馈送到脱异戊烷器124。dwc石脑油分离器220还分离出作为侧馏份的中馏份石脑油120以及作为底部产物的重石脑油122。

图4a和图4b示出图1的稳定器102和脱乙烷器108与图2的顶部分隔壁lpg回收塔202的并排比较。顶部分隔壁lpg回收塔202具有顶部壁203，顶部壁203将顶部分隔壁lpg回收塔202分隔成两个顶部区段204、206。馈送物104、并且可选地isom流216进入顶部区段204。在顶部分隔壁lpg回收塔202的实施例中，顶部区段204用于吸收，并且顶部区段206用于蒸馏。另外，与包括若干单独的塔（即，稳定器塔102和脱乙烷器塔108）的nht单元100相比，已经由壁203形成的平行分离区趋于最小化顶部分隔壁lpg回收塔202的总高度。类似数目个理论级（或塔盘）可以容纳在这两个区中以用于所期望的分离。

重碳氢化合物流从顶部分隔壁lpg回收塔202的吸收区段204除去c3–c4组分的废气208。这些组分在蒸馏侧206上作为lpg产物110浓缩和去除。如果馈送物包含合适量的c5，则来自顶部分隔壁lpg回收塔202的底部产物112的部分214可以再循环回到吸收区段204并且用于吸收。可替代地，贫石脑油流可以与较重c5流一起使用，或者独立地作为吸收介质。精炼厂中富含c3–c4组分的其它废气流（例如isom流216）可以馈送到顶部分隔壁lpg回收塔202以改善lpg回收（参见图2和图4）。因此，其它稳定器可以在相对较低压力和较低温度加热效用下操作。

图5示出顶部dwc构思，其组合脱戊烷器和脱异己烷器塔（例如脱戊烷器塔156和脱异己烷器塔158）的操作。dwc脱戊烷器/脱异己烷器塔250的第一顶部区段252充当初馏塔工作来浓缩c5组分（例如，来自稳定器154的c5组分）。沿dwc脱戊烷器/脱异己烷器塔250向下将中间沸腾组分(c6)和重沸腾组分（c7和更重组分）推入充当主分馏侧工作的第二顶部区段254。c6异构体作为顶部产物164从顶部区段254分离。浓缩n-c6流168作为侧馏份从分隔壁251底部下方的位置去除并且再循环到isom反应器130。获得c7+馏份的底部产物作为重异构体166。在一些实施例中，第二顶部区段254经由管线260、261与脱异戊烷器塔124热集成。管线260、261耦接到热交换器262，热交换器262在来自第二顶部区段254的流体与脱异戊烷器塔124的底部产物之间交换热量。图2-图6示出与所描绘的塔相关联的其它热交换器。在各种实施例中，这些热交换器可以根据需要用于在本文中描述的工艺的流体之间传递热量。图6a和图6b示出图1的脱乙烷器塔108和脱异戊烷器塔124与图2的dwc脱戊烷器/脱异己烷器塔250的并排比较。

对于具有高效用成本的区域，进一步的能量节省通过顶部dwc的上部热集成而成为可能（例如，参见图5和图6）。dwc脱戊烷器/脱异己烷器塔250在升高的压力下操作。因此，可以使用主分馏侧254上的热上部蒸气来向nht单元中的脱异戊烷器塔124提供加热负荷（参见图5和图6）。所述流能够提供脱异戊烷器塔124所需的全部负荷；否则，所述塔通常在低压蒸汽下操作。

在各种实施例中，图2-图6的方面可以并入到nht单元100和isom单元150中以形成包括本文中讨论的本发明dwc的新系统。

nht和isom单元中的dwc网络的益处总结在以下的表1和表2中：

表1：设备计数、资本支出和运营支出比较

表2：加热效用比较

dwc提供减少复杂精炼工艺（例如异构化和石脑油加氢处理）的资本和能量成本的创新方法。将dwc技术集成到nht/isom工艺方案中可以提供若干实质性益处，包括：整个配置的较少数目个塔和相关联的设备；经改善的lpg回收；因用于加热的低温效用所致的减少的能量成本；以及塔内的更好的热集成。

如本领域普通技术人员所理解的，术语“基本上”被定义为大部分、但无需是全部所指定内容（并且包括所指定内容；例如，基本上90度包括90度，并且基本上平行包括平行）。在任何所公开的实施例中，术语“基本上”、“大约”、“大致”和“约”可以替换为所指定内容的“[百分比]内”，其中所述百分比包括0.1％、1％、5％和10％。

前述内容概述数个实施例的特征，使得本领域的技术人员可以更好地理解本公开的方面。本领域的技术人员应了解，其可以容易地将本公开用作用于设计或修改实施相同目的和/或实现本文中介绍的实施例的相同优点的其它工艺和结构的基础。本领域的技术人员还应意识到，此类等效构造并不背离本公开的精神和范围，并且其可以在不背离本公开的精神和范围的情况下在本文中作出各种改变、替换和变更。本发明的范围应仅由所附权利要求的语言确定。权利要求内的术语“包括”旨在意指“至少包括”，使得权利要求中所列举的元件列表是开放群组。除非明确排除，否则术语“一(a)”、“一(an)”以及其它单数术语都旨在包括其复数形式。