異構(gòu)化裝置的處理方法
【專利摘要】一個(gè)典型實(shí)施方案可以為用于處理異構(gòu)化裝置的設(shè)備內(nèi)部的方法。一般而言，異構(gòu)化裝置包含干燥區(qū)、異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)和穩(wěn)定化區(qū)中的至少一個(gè)，用于接收進(jìn)料流。通常，進(jìn)料流包含一種或多種C4-C8烴。該方法可包括將無水氫料流和無水有機(jī)氯化物料流結(jié)合以形成氯化氫原料，和使氯化氫原料進(jìn)入含有催化劑的反應(yīng)區(qū)中以形成氯化氫料流，所述催化劑包含在氧化鋁載體上的鎳、鈀和鉑中的至少一種，以及使氯化氫料流進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)的上游。
【專利說明】異構(gòu)化裝置的處理方法
[0001]優(yōu)先權(quán)陳述
[0002]本申請(qǐng)要求2011年9月23日提交的美國申請(qǐng)N0.13/243，825的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部?jī)?nèi)容并入本文中。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般性地涉及異構(gòu)化裝置的處理方法。
[0004]早期技術(shù)描述
[0005]一般而言，異構(gòu)化裝置在啟動(dòng)以前具有暴露于空氣和/或水下的設(shè)備內(nèi)部。因而，通常處理該設(shè)備以將任何氧化物轉(zhuǎn)化成鹵化物。這類處理通常需要購買和運(yùn)輸顯著量的無水氯化氫以化學(xué)處理設(shè)備內(nèi)部以將金屬氧化物如銹轉(zhuǎn)化成金屬氯化物。由于與氯化氫運(yùn)輸和儲(chǔ)存有關(guān)的危險(xiǎn)以及提高的政府規(guī)章，得到和處理這類材料是困難和昂貴的。因此，想要找到另一合適的機(jī)制以將處理物質(zhì)供入異構(gòu)化裝置中。
[0006]發(fā)明概述
[0007]—個(gè)典型實(shí)施方案可以為處理用于異構(gòu)化裝置的設(shè)備內(nèi)部的方法。一般而言，異構(gòu)化裝置包含干燥區(qū)、異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)和穩(wěn)定化區(qū)中的至少一個(gè)，用于接收進(jìn)料流。通常，進(jìn)料流包含一種或多種C4-C8烴。該方法可包括將無水氫料流和無水有機(jī)氯化物料流結(jié)合以形成氯化氫原料，使氯化氫原料進(jìn)入含有催化劑的反應(yīng)區(qū)中以形成氯化氫料流，所述催化劑包含在氧化鋁載體上的鎳、鈀和鉬中的至少一種，和使氯化氫料流進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)的上游。
[0008]另一典型實(shí)施方·案可以為進(jìn)行異構(gòu)化裝置的維護(hù)的方法。該方法可包括使包含一種或多種C4-C8烴的進(jìn)料流進(jìn)入異構(gòu)化裝置中，切斷異構(gòu)化裝置的進(jìn)料流，在異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)中置換異構(gòu)化反應(yīng)器中的催化劑，將無水氫料流和無水有機(jī)氯化物料流結(jié)合以形成氯化氫原料，使氯化氫原料進(jìn)入反應(yīng)區(qū)中以形成氯化氫料流，和使氯化氫料流進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)的上游。通常，在置換催化劑期間將空氣引入異構(gòu)化反應(yīng)器中。
[0009]另一典型實(shí)施方案可以為處理用于異構(gòu)化裝置的設(shè)備內(nèi)部的方法。通常，異構(gòu)化裝置包含干燥區(qū)、異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)和穩(wěn)定化區(qū)中的至少一個(gè)，用于接收進(jìn)料流。通常，進(jìn)料流包含一種或多種C4-C8烴。該方法可包括使包含全氯乙烷的無水有機(jī)氯化物料流在340-600°C的溫度下進(jìn)入包含陶瓷環(huán)的熱解反應(yīng)區(qū)中以形成氯化氫料流，和使氯化氫料流進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)的上游。
[0010]本文所述實(shí)施方案可提供兩種化學(xué)品，其通常在起動(dòng)裝置操作啟動(dòng)期間或在維護(hù)以后，根據(jù)需要用于生產(chǎn)或精煉設(shè)備如異構(gòu)化裝置以及一些其它設(shè)備中以產(chǎn)生無水氯化氫。因而，原位生產(chǎn)無水氯化氫可通過及時(shí)提供具有很少或不具有庫存的無水氯化氫而消除運(yùn)輸危險(xiǎn)和儲(chǔ)存復(fù)雜性。
[0011]定義
[0012]如本文所用，術(shù)語“料流”可包括各種烴分子如直鏈、支化或環(huán)狀烷烴、烯烴、二烯烴和炔烴，和任選其它物質(zhì)，例如氣體如氫氣，或雜質(zhì)如重金屬，以及硫和氮化合物。料流還可包括芳族和非芳族烴。此外，烴分子可縮寫為CpCyCf Cn，其中“η”表示一個(gè)或多個(gè)烴分子中的碳原子數(shù)。此外，上標(biāo)“ + ”或可與縮寫的一個(gè)或多個(gè)烴符號(hào)一起使用，例如C3+或(V，其包括在縮寫的一種或多種烴內(nèi)。作為實(shí)例，縮寫“C3+”意指一種或多種具有3個(gè)和/或更多碳原子的烴分子。作為選擇或者另外，料流可包含非烴流體，例如氫、水和/或氯化氫。
[0013]如本文所用，術(shù)語“區(qū)”可指包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備件和/或一個(gè)或多個(gè)分區(qū)的區(qū)域。設(shè)備件可包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器或反應(yīng)容器、加熱器、交換器、管、泵、壓縮機(jī)和控制器。另外，設(shè)備件如反應(yīng)器、干燥器或容器可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)或分區(qū)。
[0014]如本文所用，術(shù)語“富含”可意指料流中一種化合物或一類化合物的量為至少一般50%，優(yōu)選70摩爾％。
[0015]如本文所用，術(shù)語“基本上”可意指料流中一種化合物或一類化合物的量為至少一般80%，優(yōu)選90摩爾％。
[0016]如本文所用，術(shù)語“份每百萬份”可縮寫為“ppm”。
[0017]如本文所用，術(shù)語“烷烴”和“鏈烷烴”可互換地使用。
[0018]如本文所用，術(shù)語“無水”通常意指物質(zhì)或料流中不多于100重量ppm的水。
[0019]如所述，圖中的工藝流程線可互換地指例如管線、管、料流、進(jìn)料、原料、流出物和
產(chǎn)物。
[0020]附圖簡(jiǎn)述
[0021]圖為典型異構(gòu)化裝置的示意圖。
[0022]詳述
[0023]參考附圖，異構(gòu)化裝置100可包含反應(yīng)區(qū)140、至少一個(gè)干燥區(qū)160、至少一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180、至少一個(gè)穩(wěn)定化區(qū)200和洗滌區(qū)240。另外，異構(gòu)化裝置100可包含在至少一個(gè)干燥區(qū)160上游的其它設(shè)備，例如一種或多種苯飽和反應(yīng)器，其可接收烴進(jìn)料和氫料流以及在這些進(jìn)料各自上的一個(gè)或多個(gè)硫保護(hù)床。另外，苯飽和反應(yīng)器也可與一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料/流出物交換器以及蒸發(fā)器冷卻器和用于苯飽和反應(yīng)器流出物的接收器關(guān)聯(lián)。特別地，接收器可在苯飽和反應(yīng)器流出物作為包含一種或多種C4-C8烴的進(jìn)料流110供入以前將輕餾分從苯飽和反應(yīng)器流出物中除去。典型的異構(gòu)化裝置公開于例如2011年I月13日提交的美國申請(qǐng)N0.13/005, 940中。如下文所述，無水氯化氫可用于處理異構(gòu)化裝置100，但其它化合物如其它酸也可使用或代替它。
[0024]在生產(chǎn)操作期間，可將進(jìn)料流110供入至少一個(gè)包含干燥器164的干燥區(qū)160中。如果將氯化物料流176供入至少一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180中，則可將經(jīng)干燥的進(jìn)料流112供入另一干燥區(qū)170中。類似地，也可將補(bǔ)充氣流172在進(jìn)入至少一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180中以前供入任選另一干燥區(qū)174中。如果至少一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180不包含鹵化催化劑，則可省去氯化物料流176以及干燥區(qū)170和174。
[0025]至少一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180可包含產(chǎn)生異構(gòu)化區(qū)流出物188的異構(gòu)化反應(yīng)器184。如果使用鹵化如氯化的催化劑，則典型的異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180公開于例如US7，223，898中。在該異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180中，可將在如下文所述通常在穩(wěn)定化區(qū)200中分離的氣體在排出以前洗漆。
[0026]異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180可包含例如US7, 223，898B2和US5，326，926中所公開的一種或多種典型催化劑。結(jié)合進(jìn)料可在異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180中與異構(gòu)化催化劑接觸。該催化劑可以為鹵化催化劑,例如氯化鉬氧化鋁催化劑。氧化鋁可以為無水Y-氧化鋁，但也可使用其它氧化鋁。除鉬外，催化劑可任選包含鈀、鍺、釕、銠、鋨和銥中的一種或多種。催化劑可包含基于催化劑的重量為0.1-0.25重量％的鉬以及任選0.1-0.25重量％的鈀、鍺、釕、銠、鋨和銥中的一種或多種。這類典型催化劑公開于例如US5, 326, 926中。
[0027]如果使用非鹵化催化劑，則可省去如上所述干燥區(qū)170和174和氯化物料流176。特別地，料流112和172可直接行進(jìn)至異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180中而不干燥。并入該區(qū)中的催化劑公開于例如US7，223，898B2中。
[0028]另一合適的異構(gòu)化催化劑為固體強(qiáng)酸催化劑，其可包含4族金屬的氧化物或氫氧化物，優(yōu)選鋯氧化物或氫氧化物的硫酸化載體，鑭系元素或釔的至少第一組分，以及為鉬系金屬，例如鉬、鈀、釕、銠、銥和鋨中的至少一種元素的至少第二組分。4族金屬可包括鈦、鋯、鉿和/或舞t (dubnium)。催化劑任選包含無機(jī)氧化物粘合劑，例如氧化鋁。典型催化劑為硫酸化氧化鋯催化劑。
[0029]固體強(qiáng)酸催化劑的載體材料可包括4族金屬的氧化物或氫氧化物。在一個(gè)典型實(shí)施方案中，族4元素為鋯或鈦。硫酸鹽可復(fù)合在載體材料上?？墒褂萌魏魏线m的方法將鑭系元素或釔組分并入復(fù)合物中。鑭系元素組分可以為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、鋩、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿和镥中的一種或多種。鑭系組分的合適量基于元素基于催化劑的重量可以為
0.01-10重量％。鉬系金屬組分可通過任何合適的方法如浸潰加入催化復(fù)合物中。鉬系金屬組分可以為鉬、鈀、釕、銠、銥和鋨中的一種或多種，其量基于元素基于催化劑的重量為鉬系金屬組分的0.01-2重量％。
[0030]任選，催化劑與耐熔無機(jī)氧化物結(jié)合。當(dāng)使用時(shí)，粘合劑通常基于最終催化劑的重量占0.1-50%，優(yōu)選5-20重量％。載體、硫酸鹽、金屬組分和任選粘合劑可以任何有效制備烴異構(gòu)化用催化劑的順序復(fù)合。鑭系元素或釔與鉬系金屬的合適原子比的實(shí)例可以為至少1:1 ;優(yōu)選2:1。任選，催化劑 可進(jìn)一步包含鐵、鈷、鎳、錸或其混合物的第三組分。作為實(shí)例，鐵可以以基于元素基于催化劑的重量為0.1-5重量％的量存在。在一個(gè)典型實(shí)施方案中，固體強(qiáng)酸異構(gòu)化催化劑可以為硫酸化氧化鋯或改性硫酸化氧化鋯。
[0031]至少一個(gè)異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180可以在任何合適的條件，例如40_235°C的溫度和700-7, OOOkPa的壓力下操作。異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)180的進(jìn)料速率也可在寬范圍內(nèi)變化，包括
0.5-12hr_1的液時(shí)空速。
[0032]異構(gòu)化區(qū)流出物188可進(jìn)入至少一個(gè)穩(wěn)定化區(qū)200中。一般而言，穩(wěn)定化區(qū)200可包含在140-210°C的溫度和790-2，IOOkPa的壓力下操作的穩(wěn)定塔210。一般而言，穩(wěn)定塔210可包含接收器220和再沸器222。通常，異構(gòu)化區(qū)流出物188進(jìn)入穩(wěn)定塔210中，其中一部分作為頂部料流212進(jìn)入。頂部料流212可進(jìn)入接收器220中，其中回流料流224離開接收器220的底部，然后進(jìn)入穩(wěn)定塔210中。另一部分頂部料流212可作為氣流230進(jìn)入洗滌區(qū)240中，如下文所述。異構(gòu)化區(qū)流出物188的較重部分可在115-162°C，優(yōu)選140_210°C的溫度下作為汽提塔底部料流214離開。
[0033]汽提塔底部料流214可分離成再沸料流216和通常含有異構(gòu)化C4和/或C5烴的產(chǎn)物流226。再沸料流216可通過再沸器222以提供給穩(wěn)定塔210必要的任務(wù)。一般而言，再沸器222可使用加熱料流218，其來自任何合適熱源如另一工藝流或加壓蒸汽。[0034]氣流230可進(jìn)入洗滌區(qū)240中。洗滌區(qū)240可包含接收任何合適的洗滌水流248，包括水的洗滌器244。通常，洗滌水流248可除去任何不理想的污染物如鹵化物或硫。底部的廢水流252和來自頂部的燃料氣流256可離開洗滌器244。
[0035]在異構(gòu)化裝置100的建設(shè)或維護(hù)期間，異構(gòu)化反應(yīng)器184可打開，容許空氣進(jìn)入?yún)^(qū)180,200和240中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備件中。此外，通常使用水清洗各設(shè)備，包括異構(gòu)化反應(yīng)器184的內(nèi)件?？諝夂?或水的流體可在設(shè)備中產(chǎn)生不想要的金屬氧化物，即氧氣可與設(shè)備的金屬組分反應(yīng)。設(shè)備的這一銹化是不理想的，因?yàn)檫@些金屬氧化物可保留在裝置中并在方法操作期間導(dǎo)致不理想的反應(yīng)。因此，在啟動(dòng)期間，希望在裝置操作以前清除金屬氧化物。
[0036]在進(jìn)行中的操作停機(jī)期間，通?？墒惯M(jìn)料流110關(guān)進(jìn)或轉(zhuǎn)向其它目的地，例如儲(chǔ)存?？稍诓僮鳟悩?gòu)化裝置100以前及在打開和關(guān)閉容器以后將氯化氫料流148供入異構(gòu)化區(qū)180的上游。氯化氫料流148可通過提供具有不多于100重量ppm水的無水氫料流120和具有基于無水有機(jī)氯化物料流122的重量不多于100重量ppm水的無水有機(jī)氯化物料流122而生產(chǎn)。
[0037]無水有機(jī)氯化物料流122可包含一種或多種全氯代C1-C4烴，通常無水有機(jī)氯化物料流122包含基于無水有機(jī)氯化物料流122的重量為至少99重量％的一種或多種全氯代C1-C4烴，或者無水有機(jī)氯化物料流122可包含一種或多種全氯代C2-C3烴，優(yōu)選包含全氯乙烷。料流120和122可通過相應(yīng)流量控制閥124和126并結(jié)合成氯化氫原料128。氯化氫原料128可使用任何合適的加熱料流134如蒸汽或另一工藝流通過加熱器132。
[0038]經(jīng)加熱的氯化氫原料128可任選接收氫料流138。理想地，經(jīng)加熱的氯化氫原料128具有基于無水有機(jī)氯化物料流122的總摩爾量為400-5，000摩爾％的氫。隨后，可將該氯化氫原料128供入可包含反應(yīng)器144的反應(yīng)區(qū)140。在一個(gè)典型實(shí)施方案中，反應(yīng)區(qū)可以為包含陶瓷環(huán)且在40-235°C的溫度、700-7，OOOkPa的壓力和0.5-50hr_1的有機(jī)氯化物流速下操作的熱解反應(yīng)區(qū)140。熱解反應(yīng)區(qū)140可將有機(jī)氯化物轉(zhuǎn)化成氯化氫。因此，氯化氫料流148 (優(yōu)選無水)可由反應(yīng)區(qū)140提供。
[0039]作為選擇，催化劑可以為沉積在惰性載體如氧化鋁或二氧化硅上的鎳、鈀和鉬中的至少一種?？商峁┘訜崞?32以將氯化氫原料128加熱至所需溫度。操作條件可包括40-235°C的溫度、700-7，OOOkPa的壓力和0.5-50hr_1的有機(jī)氯化物流速。
[0040]一般而言，有機(jī)氯化物可分解成烴和無水氯化氫。優(yōu)選無水氯化氫料流148具有不多于100重量ppm，優(yōu)選不多于10重量ppm的水。盡管可將無水氯化氫送入異構(gòu)化裝置100內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，可將氯化氫料流148供入干燥區(qū)160的下游，但供入異構(gòu)化區(qū)180的上游。氯化氫料流148可通過區(qū)180、200和240，進(jìn)入?yún)^(qū)中包含的設(shè)備中。特別地，氯化氫料流148可通過異構(gòu)化反應(yīng)器184、穩(wěn)定塔210、再沸器222、接收器220和洗滌器244。因而，可將氧化鐵轉(zhuǎn)化成氯化鐵，因此可減少異構(gòu)化裝置100內(nèi)的銹。在洗滌器244中，氯化氫可進(jìn)入該容器中并與洗滌水流248接觸。氯化氫然后可隨可包含至少一部分氯化氫料流148的廢水流252離開異構(gòu)化裝置100。其后可繼續(xù)啟動(dòng)異構(gòu)化裝置100的程序。
[0041]沒有進(jìn)一步描述，相信本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用先前的描述，最完整程度地使用本發(fā)明。因此，前述優(yōu)選的具體實(shí)施方案應(yīng)理解為僅是說明性的，且不以任何方式限制公開內(nèi)容的其余部分。
[0042]在前文中，除非另有指出，所有溫度以。C描述，所有份和百分?jǐn)?shù)以重量計(jì)。
[0043]由先前描述中， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地確定本發(fā)明的主要特征，且可不偏離其精神和范圍地作出本發(fā)明的各種變化和改進(jìn)以使它適于各種用途和條件。
【權(quán)利要求】
1.處理用于異構(gòu)化裝置的設(shè)備內(nèi)部的方法，其中異構(gòu)化裝置包含干燥區(qū)、異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)和穩(wěn)定化區(qū)中的至少一個(gè)，用于接收包含一種或多種C4-C8烴的進(jìn)料流，所述方法包括: A)將無水氫料流和無水有機(jī)氯化物料流結(jié)合以形成氯化氫原料； B)使氯化氫原料進(jìn)入含有催化劑的反應(yīng)區(qū)中以形成氯化氫料流，所述催化劑包含在氧化鋁載體上的鎳、鈀和鉬中的至少一種；和 C)使氯化氫料流進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)的上游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中無水有機(jī)氯化物料流包含一種或多種全氯RC1-C4烴。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中無水有機(jī)氯化物料流包含至少99重量％的一種或多種全氯代C1-C4烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中無水有機(jī)氯化物料流包含一種或多種全氯代C2-C3烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中無水有機(jī)氯化物料流包含全氯乙烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中氯化氫原料包含基于氯化氫原料的總摩爾量為3-5摩爾％的氫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中氯化氫料流通過異構(gòu)化反應(yīng)區(qū)以將氧化鐵轉(zhuǎn)化成氯化鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其進(jìn)一步包括使氯化氫料流進(jìn)入至少一個(gè)穩(wěn)定化區(qū)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中穩(wěn)定化區(qū)包含穩(wěn)定塔和接收器，其中來自接收器的氣流進(jìn)入洗滌器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中至少一部分氯化氫料流隨廢水流離開洗滌器。
【文檔編號(hào)】B01J23/42GK103796977SQ201280045363
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】R·C·諾頓, D·K·蘇利萬, J·達(dá)古伊奧 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司