本申請根據(jù)35 U.S.C.§119(e)要求于2014年1月24日提交的美國臨時專利申請第61/931,450號的權(quán)益，該申請通過全文引用結(jié)合到本文中，正如其在本文中被完整地闡述。

發(fā)明背景

包含芳族化合物的物流通常含有“重?zé)N，原因是源自加氫處理單元的綠油、上游分餾器的攜帶物(carryover)、各種聚合物、降解產(chǎn)物等”。目前不容易通過本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的方法將這些去除。

考慮到上述原因，在精煉廠，從溶劑加工流容易地分離重?zé)N的裝置和方法將具有顯著的好處。這樣的裝置和方法將允許更有效率地操作精煉廠工藝流并還以有用的形式提供重?zé)N以用于進(jìn)一步加工。

發(fā)明概述

在不同的實施方案中，公開了用于從溶劑流去除經(jīng)聚集的重?zé)N的裝置。所述裝置包含：第一萃取單元、第二萃取單元、水輸入管線、輕烴(HC)輸入管線和潔凈溶劑輸出管線。

在不同的實施方案中，公開了用于從溶劑流去除重?zé)N的裝置。所述裝置包含：第一萃取單元、第二萃取單元、輕烴輸入管線、水輸入管線、重?zé)N輸出管線和潔凈溶劑輸出管線。所述水輸入管線通過源自萃取蒸餾工藝的經(jīng)冷凝的汽提蒸汽供應(yīng)。

在其它不同的實施方案中，公開了用于從溶劑流去除重?zé)N的方法。所述方法包括：提供第一批混合物，其包含重?zé)N和至少一種溶劑；使用萃余物洗液洗滌第一批混合物；由第一批混合物去除所述至少一種溶劑和萃余物洗液；在直立式多段接觸器中，用洗水洗滌源自第一批的萃余物；并分離輸出流，所述輸出流包含重?zé)N和潔凈溶劑流的第二輸出物。

上文已經(jīng)相當(dāng)廣泛地描述了本公開的特征，從而使得下文的詳細(xì)說明可被更佳地理解。本公開的其它特征和優(yōu)點將在下文描述，其形成權(quán)利要求的主題。

附圖簡述

為了更加充分地理解本公開及其優(yōu)點，結(jié)合描述本公開的特定實施方案的附圖來進(jìn)行以下描述，其中：

圖1示意性地示出根據(jù)本要求保護(hù)發(fā)明的一個實施方案的具有水循環(huán)步驟的重?zé)N去除系統(tǒng)；

圖2示意性地示出根據(jù)本要求保護(hù)發(fā)明的一個實施方案的不具有水循環(huán)步驟的重?zé)N去除系統(tǒng)；

圖3示意性地示出重?zé)N去除系統(tǒng)和溶劑再生系統(tǒng)的結(jié)合。

示例性實施方案的詳述

在下文的說明中，描述了特定的細(xì)節(jié)，例如特定數(shù)量、大小等，從而提供對在本中公開的實施方案的充分理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，即便是沒有這些特定的細(xì)節(jié)，同樣是可以實施本公開的。在許多情況下，關(guān)于這些考慮因素及諸如此類的細(xì)節(jié)已被省略，因為這些細(xì)節(jié)對于獲得對本公開的充分理解并不是必須的，而是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的技能范圍內(nèi)的。

概括地來看附圖，應(yīng)當(dāng)理解，示例出于對本發(fā)明的特定實施方案進(jìn)行描述的目的，其并不意圖限制本發(fā)明。附圖不必按比例繪制。

雖然在本文中所使用的大部分術(shù)語為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉，然而，應(yīng)該理解的是，當(dāng)未經(jīng)明確定義時，所述術(shù)語應(yīng)該被詮釋為采用目前由本領(lǐng)域技術(shù)人員所接受的含義。

本文中所使用的“萃余物”是指例如輕質(zhì)略微極性的烴。這些為C1-C6烴，優(yōu)選烷烴和環(huán)烷烴。

重?zé)N(HHC)、特別是C9+烴例如芳族和環(huán)烷烴會累積于精煉系統(tǒng)內(nèi)，例如像萃取蒸餾系統(tǒng)，這是成問題的，特別是當(dāng)所述系統(tǒng)具有閉合回路循環(huán)的時候。本發(fā)明的實施方案涉及在精煉廠中芳族化合物(特別是C6-C8芳族化合物)萃取工藝(基于極性溶劑的萃取蒸餾)。發(fā)生重?zé)N累積的原因在于重?zé)N的沸點接近或高于在所述工藝中將要萃取的芳族化合物的沸點，并且對用于進(jìn)行萃取的溶劑具有中度至輕微的親和力。這會導(dǎo)致在溶劑循環(huán)回路內(nèi)的累積，因而影響芳族化合物回收。

通過簡單蒸餾來分離重?zé)N是困難的，或者是高能耗的。當(dāng)難于分離并且重?zé)N隨著時間累積時，萃取工藝的效能就會下降。在難于完成重?zé)N分離的情況下，需要備選的分離方法以維持產(chǎn)物質(zhì)量和最優(yōu)化的系統(tǒng)效能。在下文的討論中，討論了萃取蒸餾的說明性精煉工藝。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，用于去除重?zé)N的裝置和方法可用于多個需要由中度至高極性溶劑去除重?zé)N的精煉工藝中的任一個。下文討論的裝置和方法結(jié)合有輕烴萃取以在萃取蒸餾過程中從溶劑流去除重?zé)N。所述裝置和方法相對于已有的裝置和方法來說是有利的，因為除了重?zé)N去除物(HHR)流外，必須要處理的水和有機(jī)廢物流的量是非常低的。

優(yōu)點在于：輕烴(LHC)流為取自萃取蒸餾塔中的萃余物塔頂流的滑流且不需要外部進(jìn)料輸入。萃余物和待去除的較重?zé)N二者的性質(zhì)均為非極性(或微極性)，利用該性質(zhì)來去除重HC。在該系統(tǒng)內(nèi)，溶劑的損失是最小的(小于溶劑循環(huán)流率的1ppmw)。水和溶劑二者均為極性的，利用該性質(zhì)來防止萃余物中的溶劑攜帶。此外，下文提出的水循環(huán)選項減少了整個系統(tǒng)對萃余物洗液(或LHC)和洗水的需求，做法是，使溶劑對極性化合物更具選擇性(以減少回收為代價)并因此降低對微極性重?zé)N的親和力。

在不同的實施方案中，公開了用于從溶劑流去除重?zé)N的裝置。所述裝置包含：第一萃取單元、第二萃取單元、輕烴輸入管線、水輸入管線、以及重?zé)N輸出管線和溶劑輸出管線。所述裝置允許分批處理包含重?zé)N的溶劑流。所述裝置可連續(xù)地運行。工藝數(shù)據(jù)可決定一個事件，該事件暗示重?zé)N去除應(yīng)當(dāng)被執(zhí)行。去除重?zé)N的裝置還可被自動地觸發(fā)，例如通過檢測溶劑流內(nèi)的重?zé)N濃度是否高于可允許的特定水平。在某些情況下，所述可允許的水平為1wt％重?zé)N，在其它情況下為5wt％，并且在其它情況下為10wt％。重?zé)N的濃度檢測例如可以通過氣相色譜來完成。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述系統(tǒng)由包含重HC的溶劑滑流的萃余物洗液組成。所述萃余物洗液為第一接觸器(contractor)(單至多段)。這之后為第二接觸器，其為洗水接觸器(單至多段)。在某些實施方案中，水再循環(huán)回到萃余物洗液單元。在其它實施方案中，水并未被再循環(huán)。水未再循環(huán)的選項雖然有效，卻是以增加的萃余物洗液和洗水流率需求為代價的。

在裝置的不同實施方案中，所述溶劑流包含源自閉合回路溶劑流的滑流。如上所討論，閉合回路溶劑流有益于重?zé)N的累積。在不同的實施方案中，所述裝置進(jìn)一步包含源自第一萃取單元的輸出管線。在不同的實施方案中，所述裝置進(jìn)一步包含蒸汽生成(SG)系統(tǒng)。例如，溶劑可以從輸出管線去除、用蒸汽生成系統(tǒng)再生并返回至萃取蒸餾系統(tǒng)。這種溶劑再生系統(tǒng)例如可以包括，在使溶劑返回至萃取蒸餾系統(tǒng)內(nèi)之前從所述溶劑去除水的過程和系統(tǒng)。

在不同的實施方案中，所述裝置連接至萃取系統(tǒng)。在其中使所述裝置連接至萃取系統(tǒng)的實施方案中，所述萃取系統(tǒng)可被用于萃取芳族化合物。芳族化合物例如可以包括苯、甲苯、苯乙烯和二甲苯。

當(dāng)在閉合回路萃取蒸餾系統(tǒng)中檢測重?zé)N的閾值濃度時，包含重?zé)N的溶劑的受控部分通過本文公開的用于去除重?zé)N的裝置而被自動轉(zhuǎn)移并處理。圖1示意性地示出重?zé)N去除系統(tǒng)100。包含重?zé)N的溶劑源101使用源自輸入管線102的輕烴(LHC)進(jìn)料進(jìn)行處理。混合例如在溶劑/LHC靜態(tài)混合器103內(nèi)完成。在第一接觸器內(nèi)，用輕烴萃取重?zé)N。水循環(huán)任選地由水輸入管線104供應(yīng)。在水/溶劑/LHC靜態(tài)混合器105內(nèi)，源自水輸入管線104的水與重?zé)N的溶劑/LHC混合物進(jìn)行混合。所述裝置包含第一接觸器106。第一接觸器106實現(xiàn)從分離器底部作為不含HHC(重?zé)N)的分離相去除溶劑。溶劑相的去除通過轉(zhuǎn)移管線112發(fā)生。現(xiàn)已貧重?zé)N的溶劑可被進(jìn)一步處理，以便返回至萃取蒸餾系統(tǒng)內(nèi)?；蛘撸軇┫嗫山?jīng)進(jìn)一步加工以用于溶劑回收、水再循環(huán)、棄置、或其組合。殘留在第一階段分離器106內(nèi)的上部相包括溶解在輕烴萃取物內(nèi)的重?zé)N。

在第一階段分離器106內(nèi)的上部相包含有少量溶解的或混合的溶劑以及重?zé)N和輕烴萃取物。為了防止系統(tǒng)中的溶劑損失，從溶解于輕烴萃取物中的重?zé)N去除殘留的溶劑是有利的。去除第一階段接觸器106的溶劑相中的大部分溶劑后，將溶解在輕烴中的重?zé)N從第一接觸器106轉(zhuǎn)移至第二接觸器107。在第二接觸器中，LHC+HHC相(輕烴和重?zé)N相)用新鮮水輸入洗滌，以萃取LHC+HHC相中的溶劑攜帶物。在水再循環(huán)選項中，將該水+攜帶物溶劑相(管線113)送回第一接觸器。根據(jù)工藝觀點來看，該水使第一接觸器中的極性溶劑對極性化合物更具選擇性，但是會降低回收率，由此降低其對重?zé)N的親和力。這減少了整個系統(tǒng)對洗水和萃余物洗液(LHC)的需求。在第二接觸器中分離的烴相由輕烴和經(jīng)去除的重?zé)N組成。

從第二接觸器107的底部去除的洗水主要含有沒有在第二階段分離器107中從重?zé)N/LHC混合物分離的痕量溶劑。在本文中所描述的裝置包括轉(zhuǎn)移管線113，籍此從第二接觸器107去除的洗水可用作為洗水用于溶解于溶劑中的重?zé)N批料。

圖2中的方法表示所要求保護(hù)的本發(fā)明的一個備選的實施方案，其中水并未再循環(huán)至第一接觸器。包含重?zé)N的溶劑源101用從輸入管線102進(jìn)料的輕烴(LHC)處理。例如在溶劑/LHC靜態(tài)混合器103內(nèi)完成混合。將重?zé)N萃取在輕烴中。所述裝置包含第一接觸器106。第一接觸器106從分離器底部作為溶劑相完成溶劑的去除。溶劑相的去除通過轉(zhuǎn)移管線112發(fā)生?，F(xiàn)在，溶劑與源自第二接觸器107的水流合并，并且供回至芳族化合物萃取工藝，用以進(jìn)一步加工。殘留在第一階段接觸器106中的上部相包括溶解在輕烴萃取物中的重?zé)N加上某些另外的溶劑攜帶物。

在第一階段分離器106中的上部相包含少量溶解或混合的溶劑、以及重?zé)N和輕烴萃取物。為了使溶劑損失減至最小，從溶解在輕烴萃取物中的重?zé)N去除殘留溶劑是有利的。去除第一階段分離器106的溶劑相中的大部分溶劑后，使溶解在輕烴中的重?zé)N從第一接觸器106轉(zhuǎn)移至第二接觸器107。重?zé)N+輕烴相在第二階段分離器107中作為頂層分離，并且作為烴流經(jīng)由烴輸出管線115去除。重?zé)N/LHC相中的殘留溶劑在第二接觸器106中作為底層(117)去除。

將經(jīng)由重?zé)N輸出管線110從第一接觸器106去除的重?zé)N流進(jìn)料至第二接觸器107的底部。通過水輸入管線114將新鮮水引入至第二接觸器107的頂部。水以逆流方式經(jīng)過多階段與重?zé)N流混合，并選擇性地從重?zé)N萃取殘留溶劑。其作為物流117去除，物流117與物流112合并，然后送回至芳族化合物萃取工藝。

在其它不同的實施方案中，公開了用于從溶劑流去除重?zé)N的裝置。所述裝置包含：第一萃取單元、第二萃取單元、輕烴輸入管線、水輸入管線、重?zé)N輸出管線和溶劑輸出管線。所述水輸入管線通過源自萃取蒸餾工藝的冷凝汽提蒸汽供應(yīng)。在所述裝置不同的實施方案中，所述溶劑流包含閉合回路溶劑流。在不同的實施方案中，所述裝置進(jìn)一步包含源自第一萃取單元的輸出管線。在不同的實施方案中，所述裝置進(jìn)一步包含蒸汽生成系統(tǒng)。在不同的實施方案中，萃取蒸餾過程包括芳族化合物萃取蒸餾過程。在不同的實施方案中，汽提蒸汽由蒸汽生成系統(tǒng)產(chǎn)生。

有利地進(jìn)行重?zé)N去除的說明性方法為芳族化合物萃取蒸餾。芳族化合物萃取蒸餾工藝可以如圖3所示與重?zé)N去除裝置(HRS)和蒸汽生成(SG)系統(tǒng)結(jié)合。溶劑存儲器(SRC)201與芳族化合物萃取蒸餾工藝相結(jié)合。當(dāng)溶劑存儲器201中的溶劑載滿重?zé)N時，一部分溶劑從溶劑存儲器201釋出并進(jìn)入管線211中，管線211位于至烴去除系統(tǒng)204的途中。用源自管線202的非芳族輕烴和源自管線203的水處理包含重?zé)N的溶劑。源自芳族化合物萃取工藝中的萃取蒸餾塔的塔頂萃余物用于HHR(重?zé)N去除)去除系統(tǒng)所需的輕烴進(jìn)料的目的。冷凝后，可從溶劑回收塔(在芳族化合物萃取工藝中)的塔頂產(chǎn)物取出新鮮水。將重?zé)N、溶劑、非芳族輕烴和水的混合物進(jìn)料到重?zé)N去除系統(tǒng)204中。例如，如上所討論，使重?zé)N、溶劑、非芳族輕烴和水的混合物進(jìn)入第一萃取單元并隨后進(jìn)入第二萃取單元中，從而從重?zé)N和非芳族輕烴分離水和溶劑。溶解在非芳族輕烴中的重?zé)N經(jīng)由輸出管線205去除。隨后將水和溶劑的合并流(206)進(jìn)料至如在實施方案中所示的芳族萃取工藝的蒸汽生成回路中。值得注意的是，在不存在HHR去除系統(tǒng)的情況下，通常從溶劑回收塔頂產(chǎn)物去除水，并進(jìn)料到蒸汽生成工段中。因此，當(dāng)存在HHR去除系統(tǒng)時，水取出以及溶劑+水流進(jìn)料并不會偏離芳族化合物萃取單元的常規(guī)工藝構(gòu)造。這是使HHR去除系統(tǒng)與芳族化合物萃取工藝結(jié)合的附加優(yōu)點。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，如上所討論的重?zé)N去除系統(tǒng)可以與其中有利地去除重?zé)N的多個工藝條件中任一個相結(jié)合，并且如上所提及的實施方案與芳族化合物萃取蒸餾工藝的結(jié)合應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步認(rèn)識到，如上所討論的工藝在不產(chǎn)生廢溶劑或洗滌水流方面是有利的。LHC/重?zé)N流可進(jìn)一步經(jīng)加工以例如用于共混至液體燃料系統(tǒng)內(nèi)，或者通過轉(zhuǎn)移至另一個精煉單元，例如至用以將重?zé)N裂解成更加有用的小的有機(jī)化合物，或者與該物流的現(xiàn)有加工單元共聯(lián)結(jié)。

在不同的實施方案中，公開了用于從溶劑流去除重?zé)N的方法。所述方法包括提供第一批包含重?zé)N和至少一種溶劑的混合物；用輕烴萃取第一批混合物；用洗水洗滌第一批混合物；在直立式多階段接觸器中用洗水洗滌第一批混合物；去除洗水；并分離包含重?zé)N的輸出流。在不同的實施方案中，所述方法進(jìn)一步包含至少再一次重復(fù)所提供的步驟。因此，可連續(xù)地執(zhí)行如在本文中所公開的用于去除重?zé)N的方法。

在所述方法不同的實施方案中，包含重?zé)N的輸出物進(jìn)一步包含輕烴。在所述方法不同的實施方案中，溶劑流包含閉合回路溶劑流。在所述方法的不同實施方案中，溶劑流包含芳族化合物。在所述方法的不同實施方案中，所述萃取步驟去除重芳族化合物。

在所述方法的不同實施方案中，重?zé)N在所述至少一種溶劑中的濃度高于觸發(fā)所述方法運行的閾值。

因此，本發(fā)明不同的實施方案公開了用于從溶劑流去除重?zé)N的裝置，所述裝置包含：第一萃取單元；第二萃取單元；輕烴輸入管線；水輸入管線；和重?zé)N輸出管線。

在不同的實施方案中，溶劑流包含閉合回路溶劑流。在不同的實施方案中，所述裝置進(jìn)一步包含源自第一萃取單元的輸出管線。在不同的實施方案中，所述裝置進(jìn)一步包含溶劑再生系統(tǒng)。

根據(jù)如上說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地確定本發(fā)明的必要特性，并且在不偏離其精神和范圍的情況下，可以做出不同的改變和改進(jìn)以使本公開適用于各種用途和條件。如上所述的實施方案僅意圖是說明性的，并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對本公開范圍的限制，而本發(fā)明的范圍在下文的權(quán)利要求中限定。