一种轻烃异构化方法技术

一种轻烃异构化方法，轻烃原料先在前部异构化反应器内发生异构化反应，前部反应器的出口物流经气液分离后，所得液相物流在脱异构烷烃塔内进行分离，以异构烷烃为主要组成的塔顶物流，作为异构化产品去汽油稳定系统，以正构烷烃为主要组成的塔底物流被引入到后部异构化反应器，后部异构化反应器的反应物流经气液分离后，一部分液相物流作为异构化产品去汽油稳定系统，另一部分液相物流返回并作为脱异构烷烃塔的进料。该方法将前部异构化反应产物脱异构烷烃后，分离出的正构烷烃在后部异构化反应器进一步进行异构化反应，提高了正构烷烃的异构化转化率，轻烃原料的辛烷值有了较大幅度的提高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种轻烃异构化方法                            
本专利技术涉及一种从含相同碳原子数的烃制备烃的方法，更具体地说，是一种将碳原子数较小的直链烷烃通过异构化反应生成带支链的异构烷烃，以提高轻烃原料辛烷值的方法。                            
技术介绍
在原油的一次加工与二次加工过程中，会产生以C5、C6为主要组成的轻烃馏分，该轻烃馏分可以作为汽油的调和组分、乙烯裂解原料或轻烃蒸汽转化制氢的原料，其中作为汽油的调和组分给企业带来的经济效益最大，但由于轻烃中的正构烷烃具有较低的辛烷值，使其在汽油中的调和数量受到了限制。如果将轻烃中的正构烷烃转化为异构烷烃，轻烃的辛烷值就会得到有效地提高，可以增加汽油中轻烃的调和数量，这在一定程度上可缓解我国汽油中烯烃及芳烃含量过高的问题。轻烃异构化工艺的开发与工业应用，是以异构化催化剂的开发为基础的。常用的轻烃异构化方法之一是用沸石型双功能异构化催化剂在250℃以上进行临氢异构化反应，所述的沸石型双功能催化剂主要是指以结晶硅酸盐为载体，氧化铝及其它耐高温氧化物为粘结剂，负载VIII族金属，主要是铂或钯制备的催化剂，目前所用的载体主要有X型沸石、Y型沸石和丝光沸石，由于丝光沸石具有良好的高温稳定性，因此以丝光沸石为载体制备的异构化催化剂得到了迅速的发展。但由于沸石型双功能催化剂是靠载体的酸性促进正构烷烃异构化反应的，催化剂的活性较低，需要较高的反应温度。USP4,789,655通过气相氧氯化反应向载铂的丝光沸石催化剂中引入氯，制得氯含量为0.5～10重％的催化剂。USP3,932,554采用含氟的卤化烃与载铂或钯的丝光沸石催化剂接触，制得氟含量至少为0.86重％的改性催化剂。由于在载体中引入了氯和氟元素，提高了催化剂的酸性，使催化剂的异构化性能得到了改善，但在催化剂的使用过程中，氯或氟会随着反应的进行逐渐流失，造成催化剂活性下降，装置受到腐蚀。近年来，β沸石被应用到轻烃异构化催化剂的载-->体中，如USP5,095,169公开了一种以活化的β沸石为载体制备的异构化催化剂，该催化剂在选择性方面有了一定程度的提高。目前，轻烃异构化工艺可以分为两种类型，即原料一次通过型与部分正构烷烃循环型。原料一次通过类型的异构化工艺是，轻烃原料一次通过异构化反应器，异构化产物经过稳定后即作为产品。如USP4,804,803提到的异构化方法，C5与C6烃与氢气混合后一起经过两个串联的异构化反应器，然后在稳定塔中分离异构化产物与C4以下烃类。部分正构烷烃循环类型的异构化工艺是，把异构化反应产物通过适当的分离手段将其中的异构烷烃与正构烷烃进行分离，然后，再将部分或全部正构烷烃送至反应器的入口，实现正构烷烃在反应系统中的循环，提高正构烷烃的转化率。如USP4,831,209中提到的轻烃异构化工艺，C5、C6烷烃原料经过异构化反应器、气液分离器及预闪蒸塔后，进入脱异己烷塔，分离出来的正构C6烷烃引回至反应器的入口，但该方法由于返回物料与原料混合后再次进入反应器，实现在反应系统内的循环，原料中含有的异构烷烃会抑制正构烷烃的异构化反应，要进一步提高正构烷烃的转化率，只有通过增加返回物料的流量，从而造成装置能耗的增加。USP5,233,120及USP5,602,291中提到的轻烃异构化工艺中，对异构化反应产物进行了选择性吸附分离，其中的正构烷烃返回至反应器的入口，正构烷烃几乎可以达到全部转化，轻烃原料的辛烷值得到很大的提高，但吸附过程的设备及操作均比较复杂。由于轻烃异构化反应受热力学平衡控制，在特定的反应温度及压力条件下，原料中正构烷烃的转化率是一定的。因此，要提高正构烷烃的转化率，需改变异构化反应所处的条件，采用的方法之一是适当降低反应温度，但在特定的催化剂条件下，反应温度的降低受反应速度的限制；采用的方法之二是对异构化反应产物中的正构烷烃与异构烷烃进行分离，部分或全部正构烷烃返回反应器的入口，进行进一步的异构化反应。                            
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上提供一种将原料中正构烷烃以较高的转化率转化为异构烷烃从而较大幅度地提高原料辛烷值的轻烃异构化方法。-->本专利技术提供的方法包括：轻烃原料先在前部异构化反应器内发生异构化反应，前部反应器的出口物流经气液分离后，所得液相物流在脱异构烷烃塔内进行分离，以异构烷烃为主要组成的塔顶物流，作为异构化产品去汽油稳定系统，以正构烷烃为主要组成的塔底物流被引入到后部异构化反应器，后部异构化反应器的反应物流经气液分离后，一部分液相物流作为异构化产品去汽油稳定系统，另一部分液相物流返回并作为脱异构烷烃塔的进料。本专利技术提供的方法将前部异构化反应器的反应产物在脱异构烷烃塔内进行分离，其中的正构烷烃在后部异构化反应器内进行进一步的异构化反应，提高了正构烷烃的异构化转化率，轻烃原料的辛烷值有了较大幅度的提高。                        附图说明附图是本专利技术提供的轻烃异构化方法示意图。                        具体实施方式本专利技术是这样具体实施的：轻烃异构化反应系统分成前后两部分，前部反应系统的原料是C4～C7优选C5～C6烃类中的一种或其混合物，该原料以各种烷烃为主，来自于常压拔头油、加氢装置轻石脑油、重整装置轻石脑油等，沸点低于80℃，后部反应系统的原料是以正构烷烃为主要组成的轻烃。以各种烷烃为主要组成的轻烃异构化原料经进料泵增压后与循环氢混合，混合物料分别经过进料换热器换热、进料加热炉加热，在达到反应所需温度后，进入前部异构化反应器，在前部异构化反应器内发生正构烷烃的异构化反应，反应器出口物流分别经换热、冷却后，进入气液分离器，在气液分离器内实现气液两相的分离，其中气相以氢气为主要组成，与后部反应系统的循环氢混合，并通过管线输送至循环压缩机，经循环压缩机增压后，与补充的新氢一起送至反应器的入口循环使用；气液分离器的液相，与后部反应系统的返回物流混合，经换热器换热后，进入脱异构烷烃塔。前部反应系统的反应物流及后部反应系统的返回物流在脱异构烷烃塔内进行分离，以异构烷烃为主要组成的塔顶液相，作为异构化产品去汽油稳定系统。以正构烷烃为主要组成的塔底液相与循环氢混合，经加热-->炉加热，达到反应所需的温度后，进入后部异构化反应器，反应器出口物流经换热、冷却后进入气液分离器，气液分离器的气相送至循环压缩机的入口，气液分离器的液相一部分循环至脱异构烷烃塔前部的换热器入口，一部分作为异构化产品与脱异构烷烃塔顶的液相物流混合后去汽油稳定系统；气液分离器液相的返回量可以根据需要进行调节，此外，也可以不设返回物流，后部气液分离器的全部液相作为异构化产品去汽油稳定系统。前部、后部异构化反应器出口物流可以共用一个气液分离器，也可分别各用一个气液分离器。前部异构化反应器及后部异构化反应器，可以是多个反应器串联，所采用的反应器个数一般为1～2个反应器。当采用多个反应器串联时，一般向相邻的两个反应器之间补充温度较低的循环气，这样就可以有效地控制反应器的总温升，并可以调节下一反应器入口物流的温度，有利于提高正构烷烃的转化率。前部异构化反应器及后部异构化反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻烃异构化方法，其特征在于轻烃原料先在前部异构化反应器内发生异构化反应，前部反应器的出口物流经气液分离后，所得液相物流在脱异构烷烃塔内进行分离，以异构烷烃为主要组成的塔顶物流，作为异构化产品去汽油稳定系统，以正构烷烃为主要组成的塔底物流被引入到后部异构化反应器，后部异构化反应器的反应物流经气液分离后，一部分液相物流作为异构化产品去汽油稳定系统，另一部分液相物流返回并作为脱异构烷烃塔的进料。

【技术特征摘要】
1、一种轻烃异构化方法，其特征在于轻烃原料先在前部异构化反应器内发生异构化反应，前部反应器的出口物流经气液分离后，所得液相物流在脱异构烷烃塔内进行分离，以异构烷烃为主要组成的塔顶物流，作为异构化产品去汽油稳定系统，以正构烷烃为主要组成的塔底物流被引入到后部异构化反应器，后部异构化反应器的反应物流经气液分离后，一部分液相物流作为异构化产品去汽油稳定系统，另一部分液相物流返回并作为脱异构烷烃塔的进料。2、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的轻烃原料是C4～C7烃类中的一种或其混合物。3、按照权利要求1或2的方法，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金欣，杨克勇，赵志海，师峰，付锦晖，张秋平，濮仲英，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]