Получение сырья для алкилирования
Номер патента: 20051
Опубликовано: 29.08.2014
Авторы: Кросс Уилльям М., Подребарак Гари, Смит Лоренс А.
Формула / Реферат
1. Способ обработки исходного сырья для алкилирования, содержащего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов, азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает
взаимодействие исходного сырья для алкилирования, содержащего по меньшей мере один представитель, выбираемый из оксигенатов и азотсодержащих соединений, с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из оксигенатов и азотсодержащих соединений, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть по меньшей мере одного представителя, выбираемого из оксигенатов и азотсодержащих соединений;
отделение воды от углеводородной фракции с пониженной концентрацией для получения углеводородной фракции с пониженным содержанием воды;
взаимодействие углеводородной фракции с пониженным содержанием воды с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для осуществления реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры, где олефиновые олигомеры включают димеры и тримеры изоолефина; и
подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий отделение олигомеров от непрореагировавших изоолефина, олефинов, н-алканов и изоалканов путем фракционирования.
3. Способ по п.2, дополнительно включающий подачу отделенных олигомеров в виде по меньшей мере части отходящего потока из реактора, подаваемого в реактор алкилирования.
4. Способ по п.2, где введение в контакт для получения олигомеров и отделение олигомеров проводят одновременно в каталитической дистилляционной реакторной системе.
5. Способ по п.1, где исходное сырье для алкилирования включает по меньшей мере один представитель, выбираемый из C4 погона лигроина, подвергнутого крекингу, C4-C5 погона лигроина, подвергнутого крекингу, и C4-C6 погона лигроина, подвергнутого крекингу.
6. Способ по п.1, где отделение включает введение углеводородной фракции с пониженной концентрацией азота в контакт с адсорбентом.
7. Способ по п.6, где адсорбент содержит цеолит.
8. Слособ по п.1, где углеводородная фракция с пониженной концентрацией азота дополнительно включает диены, где разделение включает
подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрирования, представляющий собой дистилляционную структуру;
одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:
i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором гидрирования для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения олефинов; и
ii) фракционирование получающихся в результате углеводородов для отделения от воды;
извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции;
извлечение углеводородной фракции с пониженной концентрацией диена и пониженной концентрацией воды в виде кубовой фракции,
при этом способ дополнительно включает
подачу кубовой фракции в виде углеводородной фракции с пониженным содержанием воды для введения в контакт в первой зоне реакции олигомеризации.
9. Способ по п.8, где водород подают в каталитическую дистилляционную реакторную систему ниже по меньшей мере одной реакционной зоны и где углеводородную фракцию с пониженной концентрацией азота подают в каталитическую дистилляционную реакторную систему выше по меньшей мере одной реакционной зоны.
10. Способ по п.1, где углеводородная фракция с пониженной концентрацией азота дополнительно включает диены, меркаптаны и другие серосодержащие соединения, где разделение включает
подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрирования, представляющий собой дистилляционную структуру;
одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:
i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором гидрирования для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения олефинов; и
ii) фракционирование углеводородов для отделения воды;
извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции;
извлечение фракции, содержащей C4 олефины, в виде бокового погона;
при этом способ дополнительно включает:
подачу бокового погона в виде углеводородной фракции с пониженным содержанием воды для взаимодействия в первой зоне реакции олигомеризации.
11. Способ по п.10, дополнительно включающий извлечение углеводородной фракции, содержащей по меньшей мере часть серосодержащих соединений, в качестве кубовой фракции.
12. Способ по п.10, где водород и углеводородную фракцию с пониженной концентрацией подают в каталитическую дистилляционную реакторную систему ниже по меньшей мере одной реакционной зоны.
13. Способ по п.10, дополнительно включающий одновременно взаимодействие меркаптанов и диенов с катализатором тиоэтерифицирования и осуществление, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и меркаптанов для получения тяжелых сульфидов.
14. Способ по п.13, где кубовая фракция дополнительно включает тяжелые сульфиды.
15. Способ обработки исходного сырья для алкилирования, включающего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов, азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает
взаимодействие исходного сырья для алкилирования с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов;
подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрирования, представляющий собой дистилляционную структуру;
одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:
i) введение водорода и диенов в контакт с катализатором гидрирования для проведения, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения олефинов; и
ii) фракционирование для отделения углеводородов от воды;
извлечение воды и непрореагировавшего водорода в виде верхней фракции;
извлечение углеводородной фракции с пониженной концентрацией диенов в качестве кубовой фракции;
взаимодействие углеводородной фракции с пониженным уровнем содержания диенов с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для осуществления реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры, где олефиновые олигомеры включают димеры и тримеры изоолефина; и
подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования.
16. Способ обработки исходного сырья для алкилирования, содержащего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов, азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает
взаимодействие исходного сырья для алкилирования с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть азотсодержащих соединений и оксигенатов;
подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор, представляющий собой дистилляционную структуру;
одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:
i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения соответствующих олефинов; и
ii) взаимодействие диенов и меркаптанов с катализатором для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и меркаптанов и получения тяжелых сульфидов;
iii) фракционирование для отделения получающихся в результате углеводородов от воды;
извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции;
извлечение углеводородной фракции, содержащей тяжелые сульфиды и другие серосодержащие соединения, в качестве кубовой фракции; и
извлечение углеводородной фракции, содержащей C4 олефины, в виде бокового погона;
взаимодействие бокового погона с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для проведения реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры, где олефиновые олигомеры включают димеры и тримеры изоолефина; и
подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования.
Текст
ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЬЯ ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ Способ обработки исходного сырья для алкилирования, содержащего олефины, н-алканы,изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена,оксигенатов, азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает введение исходного сырья для алкилирования, содержащего по меньшей мере один представитель, выбираемый из оксигенатов и азотсодержащих соединений, в контакт с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из оксигенатов и азотсодержащих соединений, и водной фракции,содержащей по меньшей мере часть по меньшей мере одного представителя, выбираемого из оксигенатов и азотсодержащих соединений; отделение воды от углеводородной фракции с пониженной концентрацией для получения углеводородной фракции с пониженным уровнем содержания воды; введение углеводородной фракции с пониженным уровнем содержания воды в контакт с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для проведения реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры; и подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: КАТАЛИТИК ДИСТИЛЛЕЙШН ТЕКНОЛОДЖИЗ (US) Область техники Варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, в общем случае относятся к алкилированию разновидностей парафинового углеводородного исходного сырья. Говоря более конкретно,варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, относятся к способу получения олефинсодержащего исходного сырья и способу алкилирования при использовании полученного исходного сырья. Уровень техники Алкилирование представляет собой реакцию между парафинами, обычно изопарафинами, и олефином в присутствии сильной кислоты, которая приводит к получению парафинов, например, характеризующихся более высоким октановым числом, чем у исходных материалов, и которые кипят в диапазоне бензинов. При нефтепереработке реакцией алкилирования в общем случае является реакция между C3-C5 олефином и изобутаном. При алкилировании в ходе нефтепереработки обычно используют фтористо-водородно- или сернокислотные катализаторы. В случае алкилирования, катализируемого серной кислотой, преимущественно используют низкотемпературный, или холоднокислотный способ, что сводит к минимуму прохождение побочных реакций. В одном типичном способе реакцию проводят в реакторе, где углеводородные реагенты диспергируют в непрерывной кислотной фазе. Например, в патенте США 2762853 описывается способ алкилирования, включающий подачу изопарафинов, таких как изобутан или изопентан, и C2-C5 моноолефинов в реактор алкилирования. Прохождение реакции алкилирования катализируют серной кислотой при избытке более чем 88%, предпочтительно более чем 96%. После этого продукты алкилирования разделяют на компоненты бензинового диапазона и более тяжелые продукты алкилирования. В рамках еще одного примера в патенте США 2859260 описывается способ алкилирования,включающий проведение реакции между изопарафинами и олефинами в присутствии сернокислотного катализатора. После этого продукт реакции разделяют для извлечения фазы, обогащенной углеводородом, и фазы, обогащенной кислотой. Фазу, обогащенную углеводородом, в числе других операций, проводящихся далее по ходу технологического потока, дополнительно подвергают обработке для удаления из углеводородной фазы сложных эфиров катализатора. Еще один пример способа алкилирования предшествующего уровня техники описывается в патенте США 3013092. Разновидности исходного сырья для алкилирования, такие как C4 погон крекинга в псевдоожиженном слое катализатора (КПСК), могут включать многочисленные компоненты, в том числе н-бутан, изобутан, н-бутен и изобутен. Нежелательные компоненты в разновидностях исходного сырья для алкилирования могут включать оксигенаты (такие как вода и оксигенированные углеводороды, такие как простые эфиры и спирты), диены (такие как бутадиен), азотсодержащие соединения (такие как нитрилы и амины) и серосодержащие соединения (такие как метилмеркаптан и этилмеркаптан). Присутствие данных нежелательных соединений в результате может привести к повышенному расходованию кислоты в установках как фтористо-водороднокислотного (HF), так и сернокислотного (H2SO4) алкилирования. В соответствии с этим, существует потребность в способах улучшения эксплуатационных характеристик установок алкилирования, включая пониженное расходование кислоты. Краткое изложение описания изобретения В одном аспекте варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, относятся к способу обработки исходного сырья для алкилирования, содержащего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов,азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает взаимодействие исходного сырья для алкилирования, содержащего по меньшей мере один представитель, выбираемый из оксигенатов и азотсодержащих соединений, с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из оксигенатов и азотсодержащих соединений, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть по меньшей мере одного представителя, выбираемого из оксигенатов и азотсодержащих соединений; отделение воды от углеводородной фракции с пониженной концентрацией для получения углеводородной фракции с пониженным содержанием воды; взаимодействие углеводородной фракции с пониженным содержанием воды с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для осуществления реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора,содержащего олефиновые олигомеры; и подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования. Еще в одном аспекте варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, относятся к способу обработки исходного сырья для алкилирования, включающего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов,азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает взаимодействие исходного сырья для алкилирования с водой с получением углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть по меньшей мере одного представите-1 020051 ля, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов; подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрирования, представляющий собой дистилляционную структуру; одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе: i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором гидрирования для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения олефинов; иii) фракционирование для отделения углеводородов от воды; извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции; извлечение углеводородной фракции с пониженной концентрацией диенов в качестве кубовой фракции; взаимодействие углеводородной фракции с пониженным уровнем содержания диенов с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для осуществления реакции по меньшей мере части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры; и подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования. Еще в одном аспекте варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, относятся к способу обработки исходного сырья для алкилирования, содержащего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов,азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает взаимодействие исходного сырья для алкилирования с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть азотсодержащих соединений и оксигенатов; подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор, представляющий собой дистилляционную структуру; одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе: i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения соответствующих олефинов; и ii) взаимодействие диенов и меркаптанов с катализатором для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и меркаптанов и получения тяжелых сульфидов; iii) фракционирование для отделения получающихся в результате углеводородов от воды; извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции; извлечение углеводородной фракции, содержащей тяжелые сульфиды и другие серосодержащие соединения, в качестве кубовой фракции; и извлечение углеводородной фракции, содержащей C4 олефины, в виде бокового погона; взаимодействие бокового погона с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для осуществления реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры; и подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования. Другие аспекты и преимущества станут очевидными после ознакомления со следующим далее описанием изобретения и прилагаемой формулой изобретения. Краткое описание фигур Фиг. 1 представляет собой упрощенную технологическую блок-схему способа обработки исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе. Фиг. 2 представляет собой упрощенную технологическую блок-схему способа обработки исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе. Фиг. 3 представляет собой упрощенную технологическую блок-схему способа обработки исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе. Подробное описание изобретения В одном аспекте варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, относятся к алкилированию разновидностей углеводородного исходного сырья. Говоря более конкретно, варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, относятся к способу получения разновидностей олефинсодержащего исходного сырья и способу алкилирования, использующему полученное исходное сырье. В частности, варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, относятся к способам, которые могут уменьшить расходование кислоты в способе алкилирования. В объеме данной заявки выражение каталитическая дистилляционная реакторная система обозначает установку, в которой каталитическая реакция и разделение продуктов происходят, по меньшей мере,отчасти одновременно. Установка может включать обычный каталитический дистилляционный колонный реактор, где реакция и дистилляция протекают одновременно в условиях температуры кипения, или дистилляционную колонну в сочетании по меньшей мере с одним боковым реактором, где боковой реактор может функционировать в качестве жидкофазного реактора или реактора, работающего при температуре кипения. Несмотря на возможную предпочтительность обеих описывающихся каталитических дистилляционных реакторных систем в сопоставлении с тем, что имеет место для обычной жидкофазной реакции с последующими разделениями, каталитическому дистилляционному колонному реактору могут быть свойственны преимущества, заключающиеся в уменьшенном количестве элементов, пониженных капиталовложениях, повышенной продуктивности катализатора на 1 фунт (0,454 кг) катализатора, эффективном теплоотводе (теплота реакции может поглощаться, затрачиваясь на теплоту испарения смеси) и потенциале по смещению равновесия. Также могут быть использованы и дистилляционные колонны с разделительной стенкой, где по меньшей мере одна секция колонны с разделительной стенкой включает каталитическую дистилляционную конструкцию, и в настоящем документе они считаются каталитическими дистилляционными реакторными системами. Разновидности исходного сырья для алкилирования, использующиеся в вариантах осуществления,описывающихся в настоящем документе, могут включать смеси различных олефинов и парафинов. Например, разновидности исходного сырья для алкилирования могут включать C1-C5 парафины, в том числе н-алканы и изоалканы, и C2-C5 олефины. Олефины могут включать н-олефины (олефины с прямой цепью), изоолефины (разветвленные олефины) и их смеси. В некоторых вариантах осуществления разновидности исходного сырья для алкилирования могут включать С 3-С 5 погон лигроина, подвергнутого крекингу (ЛПК). В определенных вариантах осуществления парафины могут включать C4 алканы (н-бутан и изобутан), C5 алканы (н-пентан, неопентан и изопентан) и их смеси. В других вариантах осуществления олефины могут включать этилен, пропилен, C4 олефины (такие как 1-бутен, 2-бутен, изобутилен или их смеси), C5 олефины (такие как 1-пентен, 2-пентен, изопентены и их смеси) и их смеси. Разновидности исходного сырья для алкилирования, такие как C4-C6 погон лигроина, подвергнутого крекингу, также могут включать оксигенаты, такие как вода и спирты, меркаптаны и другие серосодержащие соединения, азотсодержащие соединения, такие как нитрилы и амины, и диены, такие как бутадиен. При подаче в установку кислотного алкилирования каждый из данных представителей может расходовать кислоту, такую как фтористо-водородная кислота или серная кислота. Обработка разновидностей исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе, может предотвратить поступление компонентов, расходующих кислоту, в установку алкилирования. В некоторых вариантах осуществления перед проведением алкилирования может оказаться желательной олигомеризация части исходного сырья для алкилирования. Например, в патентах США 6774275, 6858770 и 6995296, каждый из которых посредством ссылки включается в настоящий документ, описывается влияние подачи в установку алкилирования C4 олефиновых олигомеров (димеров и тримеров) на уменьшение потребностей в охлаждении в установках алкилирования. Неблагоприятное воздействие на процесс олигомеризации также могут оказывать азотсодержащие соединения, серосодержащие соединения, диены, оксигенаты и другие компоненты в исходном сырье для алкилирования, отравляя катализатор алкилирования и/или приводя в результате к прохождению нежелательной полимеризации. Обработка разновидностей исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе, дополнительно может улучшить эксплуатационные характеристики катализатора олигомеризации. Обработка углеводородного исходного сырья может включать различные стадии для удаления нежелательных соединений из исходного сырья для алкилирования. Например, в некоторых вариантах осуществления оксигенаты и/или азотсодержащие соединения могут быть удалены в результате введения углеводородного исходного сырья в контакт с водой, такого как в случае водного промывания. После этого захваченная вода в подвергнутой водному промыванию углеводородной фракции с пониженной концентрацией оксигенатов и/или азотсодержащих соединений может быть удалена, например путем дистилляции или адсорбции. В некоторых вариантах осуществления, таких как в случае удаления воды путем дистилляции, дистилляционная конструкция может включать катализатор для проведения реакции для: а) диенов и водорода и получения олефинов, b) диенов и меркаптанов и получения тяжелых сульфидов или с) комбинации из а) и b). Подвергнутое обработке исходное сырье с пониженным содержанием нитрилов, оксигенатов, диенов и/или серы после этого может быть подано в установку олигомеризации для олигомеризации по меньшей мере части олефинов, и полученный в результате отходящий поток из установки олигомеризации затем может быть введен в реакцию с серной кислотой или фтористоводородной кислотой с получением продукта алкилирования. Обработка разновидностей исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе, может эффективно уменьшать содержание или исключать содержание одного или нескольких представителей, выбираемых из оксигенатов, азотсодержащих соединений, диенов и серосодержащих соединений, в получающемся в результате подвергнутом обработке исходном сырье, подаваемом в установку алкилирования. В некоторых вариантах осуществления подвергнутое обработке исходное сырье для алкилирования, извлекаемое способами, описывающимися в настоящем документе, может включать 0,1% и менее диенов; 500 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; и 100 ч./млн и менее в других вариантах осуществления, в каждом случае при расчете на массу. В некоторых вариантах осуществления подвергнутое обработке исходное сырье для алки-3 020051 лирования, извлеченное способами, описывающимися в настоящем документе, может включать 500 ч./млн и менее азотсодержащих соединений; 250 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 100 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 50 ч./млн и менее в других вариантах осуществления и 25 ч./млн и менее в дополнительных вариантах осуществления, в каждом случае при расчете на массу. В других вариантах осуществления подвергнутое обработке исходное сырье для алкилирования, извлеченное способами, описывающимися в настоящем документе, может включать 50 ч./млн и менее нитрилов; 25 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 10 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 5 ч./млн и менее в других вариантах осуществления и 2,5 ч./млн и менее в дополнительных вариантах осуществления, в каждом случае при расчете на массу. В некоторых вариантах осуществления подвергнутое обработке исходное сырье для алкилирования, извлеченное способами, описывающимися в настоящем документе,может включать 0,1% и менее серы; 500 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 250 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 100 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 50 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 25 ч./млн. и менее в других вариантах осуществления; 10 ч./млн и менее в других вариантах осуществления и 5 ч./млн в других дополнительных вариантах осуществления, в каждом случае при расчете на массу. В некоторых вариантах осуществления подвергнутое обработке исходное сырье для алкилирования, извлеченное способами, описывающимися в настоящем документе, может включать 0,1% и менее оксигенатов; 500 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 250 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 100 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 50 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 25 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 10 ч./млн и менее в других вариантах осуществления и 5 ч./млн и менее в дополнительных вариантах осуществления, в каждом случае при расчете на массу. В некоторых вариантах осуществления подвергнутое обработке исходное сырье для алкилирования, извлеченное способами, описывающимися в настоящем документе, может включать 0,1% и менее воды; 500 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 250 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 100 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 50 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 25 ч./млн и менее в других вариантах осуществления; 10 ч./млн и менее в других вариантах осуществления и 5 ч./млн и менее в дополнительных вариантах осуществления, в каждом случае при расчете на массу. В других вариантах осуществления в подвергнутом обработке исходном сырье для алкилирования азотсодержащие соединения, оксигенаты, диены и/или серосодержащие соединения могут не присутствовать в количествах на уровне пределов обнаружения. Как можно сказать, обращаясь теперь к фиг. 1, на ней проиллюстрирована упрощенная технологическая блок-схема способа обработки исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе. В данном варианте осуществления углеводородный поток, подаваемый по линии течения 10 и включающий олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из азотсодержащих соединений и/или оксигенатов, может быть введен в контакт с водой, подаваемой по линии течения 12, в колонне водного промывания 14. Водная фракция, включающая по меньшей мере часть азотсодержащих соединений и/или оксигенатов, может быть извлечена из колонны водного промывания 14 по линии течения 16. Исходное сырье для алкилирования с пониженным уровнем содержания кислорода и/или азота может быть извлечено из колонны водного промывания 14 по линии течения 18. Исходное сырье для алкилирования с пониженным уровнем содержания азота и/или оксигенатов может включать захваченную или растворимую воду, которая может быть отделена от углеводородов при контакте исходного сырья для алкилирования с пониженным уровнем содержания азота и/или оксигенатов с надлежащим адсорбентом. Например, для удаления воды исходное сырье для алкилирования может быть подано по линии течения 18 в защитный слой 20, содержащий цеолиты или другие надлежащие абсорбенты. Адсорбенты в защитном слое 20 или другие адсорбенты в защитных слоях, размещаемых последовательно с защитным слоем 20, также могут удалять ацетилены, диены и другие компоненты, которые могут в результате приводить к нежелательному отравлению катализаторов, расположенных по ходу технологического потока дальше, или образовывать полимерные материалы на поверхности катализатора. В некоторых вариантах осуществления два и более защитных слоя могут быть размещены параллельно или в конфигурации опережения-запаздывания, что делает возможным замену или регенерацию одного защитного слоя при одновременном продолжении обработки исходного сырья для алкилирования/олигомеризации. При необходимости перед подачей исходного сырья для алкилирования в адсорбер 20 исходное сырье для алкилирования с пониженным уровнем содержания азота и/или оксигенатов может быть охлаждено/нагрето в результате косвенного теплообмена в теплообменнике 22. Отходящий поток из защитного слоя 20 может быть извлечен по линии течения 23 и подан в реактор олигомеризации 24, содержащий катализатор оллигомеризации 26. В реакторе олигомеризации 24 по меньшей мере часть олефинов может быть введена в контакт с катализатором олигомеризации 26 для проведения, тем самым, каталитической реакции олефинов с самими собой и получения олефиновых олигомеров. Например, изобутен может быть введен в реакцию в реакторе олигомеризации 24 для получения изобутеновых димеров и тримеров. По меньшей мере часть отходящего потока из реактора олигомеризации 24, включающего олефи-4 020051 новые олигомеры, может быть подана по линии течения 28 в установку алкилирования 30. В установке алкилирования 30 олефиновые олигомеры и изопарафины, такие как содержащиеся в исходном сырье для алкилирования или подаваемые отдельно, могут быть введены в контакт с серной или фтористоводородной кислотой, подаваемой по линии течения 32, для проведения, тем самым, реакции для олигомеров и изопарафинов и получения продукта алкилирования. Отработанная кислота может быть извлечена из установки алкилирования 30 по линии течения 34. Продукт алкилирования может быть извлечен по линии течения 36 и подан в способы, реализуемые по ходу технологического потока дальше, 38, такие как составление бензиновых смесей, фракционирование или другие способы. Как можно сказать, обращаясь теперь к фиг. 2, где подобные числовые обозначения представляют подобные части, на ней проиллюстрирована упрощенная технологическая блок-схема способа обработки исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описывающимися в настоящем документе. В данном варианте осуществления после введения исходного сырья для алкилирования в контакт в колонне водного промывания 14 для удаления оксигенатов и азотсодержащих соединений исходное сырье для алкилирования может быть подано по линии течения 18 в каталитическую дистилляционную реакторную систему 40. В каталитическую дистилляционную реакторную систему 40 по линии течения 42 также может быть подан водород. Каталитическая дистилляционная реакторная система 40 может включать по меньшей мере одну реакционную зону 44, содержащую катализатор гидрирования. Одновременно в каталитической дистилляционной реакторной системе 40: i) водород и диены в исходном сырье для алкилирования могут контактировать с катализатором гидрирования для селективного гидрирования по меньшей мере части диенов и получения олефинов, и ii) углеводороды могут быть фракционированы для отделения от непрореагировавшего водорода и любого количества воды, захваченной или растворенной в исходном сырье для алкилирования, подаваемом по линии течения 18. Вода и непрореагировавший водород могут быть извлечены из каталитической дистилляционной реакторной системы 40 в виде верхней фракции по линии течения 46. Вода и легкие углеводороды могут быть конденсированы и отделены от водорода, где водород может быть извлечен по линии течения 48,водная фракция может быть извлечена по линии течения 50, а по линии течения 52 может быть извлечена углеводородная фракция, по меньшей мере часть которой может быть использована для орошения колонны. Углеводородная фракция с пониженным уровнем содержания диенов и пониженным уровнем содержания азота/оксигената может быть извлечена из каталитической дистилляционной реакторной системы 40 в виде кубовой фракции по линии течения 54. По меньшей мере часть кубовой фракции после этого может быть подана по линии течения 23 в реактор олигомеризации 24 и подвергнута описанной выше переработке. Как можно сказать, обращаясь теперь к фиг. 3, где подобные числовые обозначения представляют подобные части, на ней проиллюстрирована упрощенная технологическая блок-схема способа обработки исходного сырья для алкилирования в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящем документе. В данном варианте осуществления взаимодействия исходного сырья для алкилирования в колонне водного промывания 14 для удаления оксигенатов и азотсодержащих соединений исходное сырье для алкилирования может быть подано по линии течения 18 в каталитическую дистилляционную реакторную систему 60. В каталитическую дистилляционную реакторную систему 60 по линии течения 62 также может быть подан водород. Каталитическая дистилляционная реакторная система 60 может включать по меньшей мере одну реакционную зону 64, содержащую катализатор гидрирования в ее верхней части. Одновременно в каталитической дистилляционной реакторной системе 60: i) водород и диены в исходном сырье для алкилирования могут быть введены в контакт с катализатором гидрирования для селективного гидрирования по меньшей мере части диенов и получения олефинов, и ii) углеводороды могут быть фракционированы для отделения от непрореагировавшего водорода и любого количества воды, захваченной или растворенной в исходном сырье для алкилирования, подаваемом по линии течения 18. Вода и непрореагировавший водород могут быть извлечены из каталитической дистилляционной реакторной системы 60 в виде верхней фракции по линии течения 66. Вода и легкие углеводороды могут быть конденсированы и отделены от водорода, где водород может быть извлечен по линии течения 68,водная фракция может быть извлечена по линии течения 70, а по линии течения 72 может быть извлечена углеводородная фракция, по меньшей мере часть которой может быть использована для орошения колонны. Углеводородная фракция, включающая тяжелые сульфиды и другие соединения, кипящие в диапазоне C6+ или C7+ углеводородов, может быть извлечена из каталитической дистилляционной колонны 60 в виде кубовой фракции по линии течения 74. Углеводородная фракция с пониженным уровнем содержания диенов и пониженным уровнем содержания азота/оксигенатов может быть извлечена из каталитической дистилляционной реакторной системы 60 в виде бокового погона по линии течения 76. По меньшей мере часть бокового погона после этого может быть подана по линии течения 76 в реактор олигомеризации 24 и подвергнута описанной выше переработке. Боковой погон может включать, например, пер-5 020051 вичный C4 погон, C4-C5 погон или C4-C6 погон в различных вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления катализатор, размещенный в реакционной зоне 44 или второй реакционной зоне (не показана) в каталитической дистилляционной реакторной системе 40, может включать функциональность тиоэтерификации. В данных вариантах осуществления, в дополнение к гидрированию бутадиена или вместо него, диены и меркаптаны могут взаимодействовать с катализатором тиоэтерификации для проведения реакции по меньшей мере для части диенов и меркаптанов и получения тяжелых сульфидов, которые могут быть отделены от желательной фракции бокового погона и извлечены совместно с кубовой фракцией по линии течения 74. Описанная выше олигомеризация может быть проведена, например, в частично жидкой фазе в присутствии катализатора на основе кислотной катионообменной смолы либо по реакции, относящейся к типу прямого прохода, такой как та, которая описывается в патентах США 4313016, 4540839,5003124 и 6335473, либо по реакции каталитической дистилляции, при которой имеют место как паровая, так и жидкая фазы и одновременные реакция/фракционирование. Изоолефины, которые могут быть подвергнуты олигомеризации, могут включать изобутен, изопентены (изоамилены) и их комбинации,которые являются более реакционноспособными, чем н-олефины, и могут быть подвергнуты селективной олигомеризации. Первичные олигомерные продукты представляют собой димеры и тримеры изоолефинов. Например, изобутен может быть подвергнут олигомеризации для получения C8 или C12 третичного олефина,изопентен может быть подвергнут олигомеризации для получения C10 или C15 третичного олефина, а смеси изобутена и изопентена могут быть селективно введены в реакцию для получения C9, C13 и C14 третичных олефинов помимо других продуктов. Во время последующего алкилирования данные олигомеры вступают в реакцию с изоалканом с образованием продуктов алкилирования, таких как, помимо прочего, изооктан, изононан и изодекан. Вместо ожидаемой реакции между олигомером и изоалканом,олигомер подвергается крекингу с образованием своих олефиновых компонентов, то есть, олефины,вступавшие в реакцию с образованием олигомеров, вступают в реакцию с изоалканом при молярном соотношении. Результатом является тот же самый продукт, что и в случае алкилирования одного только моноолефина, при наличии дополнительного преимущества, заключающегося в менее экзотермической совокупной реакции алкилирования, что может потребовать меньшего охлаждения и меньших затрат энергии для алкилирования. Варианты осуществления способов, описанных в настоящем документе, могут обеспечить меньшее совокупное расходование энергии, реализуя отделение азотсодержащих соединений, оксигенатов, диенов и соединений серы и олигомеризацию части олефинов в качестве предварительной обработки исходного сырья для алкилирования. В предпочтительном случае варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут обеспечить отделение (уменьшение концентрации или удаление) ядов катализатора олигомеризации и соединений, расходующих кислоту, от разновидностей исходного сырья для алкилирования. В выгодном случае некоторые варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут обеспечить повышенную эффективность установки алкилирования, что представляет собой результат пониженной концентрации инертных компонентов. В некоторых вариантах осуществления во время проведения реакции алкилирования может быть израсходовано меньше кислоты. Повышенная эффективность может обеспечить получение увеличенной пропускной способности реактора у существующих реакторов алкилирования. Повышенная эффективность также может обеспечить использование меньших реакторов алкилирования для вновь конструируемых установок. В дополнение к этому, некоторые варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут обеспечить использование существующего или серийного оборудования. Например, больше уже не использующиеся колонны получения МТБЭ легко могут быть преобразованы для использования при обработке исходного сырья в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящем документе. Несмотря на включение в описание изобретения ограниченного количества вариантов осуществления, специалисты в соответствующей области техники, воспользовавшись преимуществами данного описания изобретения, должны понять то, что без отклонения от объема настоящего описания изобретения могут быть разработаны и другие варианты осуществления. В соответствии с этим, объем должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки исходного сырья для алкилирования, содержащего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов, азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает взаимодействие исходного сырья для алкилирования, содержащего по меньшей мере один представитель, выбираемый из оксигенатов и азотсодержащих соединений, с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из ок-6 020051 сигенатов и азотсодержащих соединений, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть по меньшей мере одного представителя, выбираемого из оксигенатов и азотсодержащих соединений; отделение воды от углеводородной фракции с пониженной концентрацией для получения углеводородной фракции с пониженным содержанием воды; взаимодействие углеводородной фракции с пониженным содержанием воды с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для осуществления реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры, где олефиновые олигомеры включают димеры и тримеры изоолефина; и подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий отделение олигомеров от непрореагировавших изоолефина, олефинов, н-алканов и изоалканов путем фракционирования. 3. Способ по п.2, дополнительно включающий подачу отделенных олигомеров в виде по меньшей мере части отходящего потока из реактора, подаваемого в реактор алкилирования. 4. Способ по п.2, где введение в контакт для получения олигомеров и отделение олигомеров проводят одновременно в каталитической дистилляционной реакторной системе. 5. Способ по п.1, где исходное сырье для алкилирования включает по меньшей мере один представитель, выбираемый из C4 погона лигроина, подвергнутого крекингу, C4-C5 погона лигроина, подвергнутого крекингу, и C4-C6 погона лигроина, подвергнутого крекингу. 6. Способ по п.1, где отделение включает введение углеводородной фракции с пониженной концентрацией азота в контакт с адсорбентом. 7. Способ по п.6, где адсорбент содержит цеолит. 8. Слособ по п.1, где углеводородная фракция с пониженной концентрацией азота дополнительно включает диены, где разделение включает подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрирования, представляющий собой дистилляционную структуру; одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором гидрирования для осуществления, тем самым,каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения олефинов; иii) фракционирование получающихся в результате углеводородов для отделения от воды; извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции; извлечение углеводородной фракции с пониженной концентрацией диена и пониженной концентрацией воды в виде кубовой фракции,при этом способ дополнительно включает подачу кубовой фракции в виде углеводородной фракции с пониженным содержанием воды для введения в контакт в первой зоне реакции олигомеризации. 9. Способ по п.8, где водород подают в каталитическую дистилляционную реакторную систему ниже по меньшей мере одной реакционной зоны и где углеводородную фракцию с пониженной концентрацией азота подают в каталитическую дистилляционную реакторную систему выше по меньшей мере одной реакционной зоны. 10. Способ по п.1, где углеводородная фракция с пониженной концентрацией азота дополнительно включает диены, меркаптаны и другие серосодержащие соединения, где разделение включает подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрирования, представляющий собой дистилляционную структуру; одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором гидрирования для осуществления, тем самым,каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения олефинов; иii) фракционирование углеводородов для отделения воды; извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции; извлечение фракции, содержащей C4 олефины, в виде бокового погона; при этом способ дополнительно включает: подачу бокового погона в виде углеводородной фракции с пониженным содержанием воды для взаимодействия в первой зоне реакции олигомеризации. 11. Способ по п.10, дополнительно включающий извлечение углеводородной фракции, содержащей по меньшей мере часть серосодержащих соединений, в качестве кубовой фракции. 12. Способ по п.10, где водород и углеводородную фракцию с пониженной концентрацией подают в каталитическую дистилляционную реакторную систему ниже по меньшей мере одной реакционной зоны. 13. Способ по п.10, дополнительно включающий одновременно взаимодействие меркаптанов и диенов с катализатором тиоэтерифицирования и осуществление, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и меркаптанов для получения тяжелых сульфидов. 14. Способ по п.13, где кубовая фракция дополнительно включает тяжелые сульфиды. 15. Способ обработки исходного сырья для алкилирования, включающего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов, азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает взаимодействие исходного сырья для алкилирования с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов; подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидрирования, представляющий собой дистилляционную структуру; одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:i) введение водорода и диенов в контакт с катализатором гидрирования для проведения, тем самым,каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения олефинов; иii) фракционирование для отделения углеводородов от воды; извлечение воды и непрореагировавшего водорода в виде верхней фракции; извлечение углеводородной фракции с пониженной концентрацией диенов в качестве кубовой фракции; взаимодействие углеводородной фракции с пониженным уровнем содержания диенов с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для осуществления реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры, где олефиновые олигомеры включают димеры и тримеры изоолефина; и подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования. 16. Способ обработки исходного сырья для алкилирования, содержащего олефины, н-алканы, изоалканы и примеси, включающие один или несколько представителей, выбираемых из бутадиена, оксигенатов, азотсодержащих соединений и серосодержащих соединений, при этом способ включает взаимодействие исходного сырья для алкилирования с водой для получения углеводородной фракции с пониженной концентрацией по меньшей мере одного представителя, выбираемого из азотсодержащих соединений и оксигенатов, и водной фракции, содержащей по меньшей мере часть азотсодержащих соединений и оксигенатов; подачу водорода и углеводородной фракции с пониженной концентрацией в каталитическую дистилляционную реакторную систему, включающую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор, представляющий собой дистилляционную структуру; одновременно в дистилляционной колонной реакторной системе:i) взаимодействие водорода и диенов с катализатором для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и водорода и получения соответствующих олефинов; иii) взаимодействие диенов и меркаптанов с катализатором для осуществления, тем самым, каталитической реакции по меньшей мере для части диенов и меркаптанов и получения тяжелых сульфидов;iii) фракционирование для отделения получающихся в результате углеводородов от воды; извлечение воды и непрореагировавшего водорода в качестве верхней фракции; извлечение углеводородной фракции, содержащей тяжелые сульфиды и другие серосодержащие соединения, в качестве кубовой фракции; и извлечение углеводородной фракции, содержащей C4 олефины, в виде бокового погона; взаимодействие бокового погона с катализатором олигомеризации в первой зоне реакции олигомеризации в условиях олигомеризации для проведения реакции по меньшей мере для части олефинов и получения отходящего потока из реактора, содержащего олефиновые олигомеры, где олефиновые олигомеры включают димеры и тримеры изоолефина; и подачу по меньшей мере части отходящего потока из реактора в установку алкилирования.
МПК / Метки
МПК: C10G 27/02, C10G 27/04, C07C 7/13, C07C 7/05, C10G 25/03, C10G 69/12
Метки: получение, алкилирования, сырья
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-20051-poluchenie-syrya-dlya-alkilirovaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Получение сырья для алкилирования</a>
Предыдущий патент: Новые замещенные производные сульфамидов
Следующий патент: Хромоникелевый сплав
Случайный патент: Твердая или полутвердая композиция, содержащая молекулярно диспергированный дроспиренон, и способ ее получения