一種輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及以輕石腦油（主要指富含正構(gòu)碳五碳六烷烴)為原料生產(chǎn)高辛烷值汽 油組分的領(lǐng)域，如:將含有低辛烷值的正構(gòu)戊烷和正構(gòu)己烷物流，通過本發(fā)明生產(chǎn)出含有更 多高辛烷值的支鏈烷烴組分的物流?；蛞愿缓⊥樵仙a(chǎn)異丁烷的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 清潔燃料生產(chǎn)是目前煉油企業(yè)的主要任務(wù)之一。汽油池中除了催化裂化汽油從重 原料得到以外，其它組分都是由石腦油或輕烴轉(zhuǎn)換得到，石腦油資源一直短缺，應(yīng)最大限度 地利用好有限的石腦油資源，尤其是利用好低辛烷值的輕石腦油(C4~C7)。輕石腦油辛烷 值的高低是由其組分決定的，低辛烷值組分構(gòu)成的輕石腦油，其辛烷值就低，表1中列出了 輕質(zhì)烷烴的辛烷值數(shù)據(jù)，從表中可以看出，正構(gòu)烷烴和部分單甲基烷烴辛烷值較低，所以通 過異構(gòu)化反應(yīng)將這部分組分轉(zhuǎn)化為辛烷值高的組分就能提高異構(gòu)化油的產(chǎn)品辛烷值。
[0003] 表1輕質(zhì)烷烴辛烷值等主要性質(zhì)匯總表
[0004]
[0005] C5/C6烷烴異構(gòu)化油無硫、無芳、無烯烴，R0N最高可達(dá)92,且R0N和Μ0Ν差值只有1~ 2個單位，對提高調(diào)和汽油的抗爆指數(shù)有利，同時可以調(diào)節(jié)汽油前端辛烷值，使汽油餾程辛 烷值分布合理，從而改善發(fā)動機啟動性能，是清潔汽油的理想組分，所以C5/C6烷烴異構(gòu)化 技術(shù)就成為很好的選擇。隨著汽油標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，輕石腦油異構(gòu)化技術(shù)越來越引起重視， 目前廣泛采用的催化劑主要是雙功能金屬/酸性型，分三類:分子篩中溫型、固體超強酸型、 鹵素氧化鋁類低溫型。類似的專利催化劑如：CN87103444、CN93103676.3、CN99105790.2、 US20130324782A1，另外還有其他一些專利催化劑（市場份額?。?，如CN201510250323.0。不 論對哪種催化劑，其生產(chǎn)方法體現(xiàn)在工藝流程上可歸納為三種:一次通過流程、部分循環(huán)流 程和全循環(huán)流程。因為輕烷烴異構(gòu)化反應(yīng)是平衡反應(yīng)，正構(gòu)烷烴每次通過反應(yīng)器不可能百 分百轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烷烴，所以將通過反應(yīng)器后的正構(gòu)組分分離出來再次返回反應(yīng)器反應(yīng)可以 提高最終產(chǎn)品的辛烷值，因此根據(jù)對產(chǎn)品辛烷值的要求，就相應(yīng)地有部分循環(huán)流程和全循 環(huán)流程。
[0006] 已有的輕石腦油異構(gòu)化工藝方法，部分循環(huán)和全循環(huán)流程都可以通過采用吸附床 工藝(或膜分離工藝）、多個分餾塔工藝，或兩者相結(jié)合的工藝來實現(xiàn);采用分餾塔工藝，一 般是采用反應(yīng)器前DIP(脫異戊烷塔)和反應(yīng)器后穩(wěn)定塔，DIH(脫異己烷塔），以及DP(脫戊烷 塔)循環(huán)等。本發(fā)明人曾發(fā)表文獻(xiàn)對多個分餾塔全循環(huán)工藝進(jìn)行介紹(張永銘.C5/C6輕石腦 油異構(gòu)化裝置工藝流程優(yōu)化選擇[J].石油煉制與化工，2013,44(9) :93-96);本發(fā)明是提供 一種全新的短流程方式，運用分餾手段實現(xiàn)組分全循環(huán)的工藝方法，達(dá)到提高辛烷值的目 的。本發(fā)明的最大特點是流程短、投資省、能耗低、操作維護易。
[0007] 現(xiàn)有公開的專利技術(shù)涉及到提高裝置產(chǎn)品辛烷值的工藝流程和生產(chǎn)方法基本上 都是通過逐塔(或吸附床，或結(jié)合吸附床，或結(jié)合膜分離單元)分離出循環(huán)組分分別循環(huán)的 方式實現(xiàn)循環(huán)組分再次通過反應(yīng)器參加反應(yīng)以提高總轉(zhuǎn)化率的工藝流程，所以需要設(shè)計多 臺分離塔和相關(guān)設(shè)備，流程長、投資大、能耗也高，操作生產(chǎn)維護工作量也大。本發(fā)明是通過 一臺分離塔只采用分餾手段實現(xiàn)穩(wěn)定脫出燃料氣和液化氣組分，尤其是單塔實現(xiàn)組分分離 循環(huán)，達(dá)到提高低辛烷值組分循環(huán)轉(zhuǎn)化率的目的，最終提高最終產(chǎn)品辛烷值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)，保持傳統(tǒng)工藝流程方法產(chǎn)品性能 (R0N最高可達(dá)92)基礎(chǔ)上，簡化縮短了生產(chǎn)流程、投資省、能耗低、操作維護容易、減少生產(chǎn) 成本。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)，包括:進(jìn)料/產(chǎn) 品換熱器、反應(yīng)、換熱、氣液分離單元、重組分/循環(huán)油換熱器、分離塔、第一循環(huán)換熱器、第 二循環(huán)換熱器、循環(huán)栗、冷凝冷卻器、回流罐和回流栗、其中：
[0010]所述進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器與所述分離塔相連，進(jìn)入的原料與從所述分離塔出來的高 辛烷值物流在所述進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器進(jìn)行換熱，經(jīng)換熱后的原料再經(jīng)過所述反應(yīng)、換熱、氣 液分離單元的相關(guān)換熱設(shè)備換熱后進(jìn)入所述分離塔，經(jīng)換熱冷卻后的高辛烷值物流作為產(chǎn) 品輸出，其中換熱后的原料在離開所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元后設(shè)置有將原料直接送入 所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元內(nèi)的分支管線；
[0011] 所述重組分/循環(huán)油換熱器與所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元相連，反應(yīng)物料經(jīng)所 述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元處理后得到的反應(yīng)后液相物流與由所述分離塔底部出來的重 組分油在所述重組分/循環(huán)油換熱器中換熱，換熱后的反應(yīng)后液相物流進(jìn)入所述分離塔中 部；
[0012] 所述第一循環(huán)換熱器和所述第二循環(huán)換熱器分別連接在所述分離塔與所述循環(huán) 栗的入口之間，所述循環(huán)栗的出口與所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元相連接，從所述分離塔 中部抽出兩股低辛烷值組分物流經(jīng)所述第一循環(huán)換熱器和所述第二循環(huán)換熱器冷卻后，通 過所述循環(huán)栗提高壓力后進(jìn)入所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元；
[0013] 所述分離塔還與所述進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器相連，由所述分離塔分離得到的高辛烷值 物流進(jìn)入所述進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器參與換熱；
[0014] 所述冷凝冷卻器的一端連接所述分離塔的頂端，所述回流罐連接在所述冷凝冷卻 器的另一端與所述回流栗的輸入端之間，所述回流栗的輸出端與所述分離塔相連，所述回 流罐中得到的燃料氣由所述回流罐上端輸出，所述回流栗的輸出端還設(shè)置有用于輸出液化 石油氣LPG或LPG組分的旁支。
[0015] 進(jìn)一步地，上述輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)還包括再沸器，所述再沸器連接在由 所述分離塔底部出來的重組分油管線與所述分離塔之間，塔底重組分油中的一部分經(jīng)所述 再沸器加熱部分汽化后重新進(jìn)入所述分離塔，重組分油中的剩余物流經(jīng)換熱后作為產(chǎn)品輸 出。
[0016] 進(jìn)一步地，所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元下部連接有用于通入新氫氣的管線。
[0017] 進(jìn)一步地，所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元所采用的催化劑為各種酸性型和雙功能 金屬/酸性型輕石腦油異構(gòu)化催化劑中的一種或多種。
[0018] 進(jìn)一步地，上述各設(shè)備間的管線上分別設(shè)置有切斷閥。
[0019] 進(jìn)一步地，上述輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)還設(shè)置有原料與高辛烷值物流、原料 與循環(huán)物流、原料與反應(yīng)器后流出汽相或液相物流或兩相混合物流、原料與產(chǎn)品物流、原料 與重組分物流、原料與輕組分物流、產(chǎn)品物流與高辛烷值物流、產(chǎn)品物流與循環(huán)物流、產(chǎn)品 物流與反應(yīng)器前物流、產(chǎn)品物流與重組分物流、產(chǎn)品物流與輕組分物流、以及冷媒、熱媒與 上述物流間的換熱方式中的一種或多種換熱方式。
[0020] 進(jìn)一步地，通過操作關(guān)閉切斷閥或取消設(shè)置的部分設(shè)備間切斷閥和抽出側(cè)線管 線，達(dá)到部分循環(huán)的目的。
[0021] 與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0022] (1)本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比較，公用工程消耗和設(shè)備臺數(shù)少于傳統(tǒng)方法，大約會引 起能耗減少15%和生產(chǎn)成本減少20% ;
[0023] (2)本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比較，本發(fā)明設(shè)備臺數(shù)少于傳統(tǒng)方法，占地面積大約減少 40%；
[0024] (3)本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比較，設(shè)備臺數(shù)、占地、管道、儀表、框架、電纜等各專業(yè)材 料少于傳統(tǒng)方法，引起投資大約減少30%。
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例技術(shù)描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對 于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。
[0026] 圖1為本發(fā)明一個實施例的輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028] 圖1為本發(fā)明一個實施例的輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)示意圖。如圖所示，圖中，A 為進(jìn)入系統(tǒng)的原料，B為第一高辛烷值物流，C為第二高辛烷值物流，D為冷媒，E為燃料氣，F(xiàn) 為LPG，G為新氫，Η為重組分物流，I為反應(yīng)后液相物流，J為熱媒，K為輸出的產(chǎn)品，輕石腦油 異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)包括:進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器1、反應(yīng)、換熱、氣液分離單元2、重組分/循環(huán)油換 熱器11、分離塔6、第一循環(huán)換熱器3、第二循環(huán)換熱器4、循環(huán)栗5、冷凝冷卻器7、回流罐8和 回流栗9、其中：
[0029] 進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器與所述分離塔相連，進(jìn)入的原料與從所述分離塔出來的高辛烷 值物流在所述進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器進(jìn)行換熱，經(jīng)換熱后的原料再經(jīng)過所述反應(yīng)、換熱、氣液分 離單元的相關(guān)換熱設(shè)備換熱后進(jìn)入所述分離塔，經(jīng)換熱冷卻后的高辛烷值物流作為產(chǎn)品輸 出，其中換熱后的原料在離開所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元后設(shè)置有將原料直接送入所述 反應(yīng)、換熱、氣液分離單元內(nèi)的分支管線；
[0030] 重組分/循環(huán)油換熱器與所述反應(yīng)、換熱、氣液分離單元相連，反應(yīng)物料經(jīng)所述反 應(yīng)、換熱、氣液分離單元處理后得到的反應(yīng)后液相物流與由所述分離塔底部出來的重組分 油在所述重組分/循環(huán)油換熱器中換熱，換熱后的反應(yīng)后液相物流進(jìn)入所述分離塔中部；
[0031] 第一循環(huán)換熱器和所述第二循環(huán)換熱器分別連接在分離塔與所述循環(huán)栗的入口 之間，循環(huán)栗的出口與反應(yīng)、換熱、氣液分離單元相連接；
[0032] 從分離塔中部抽出兩股低辛烷值組分物流經(jīng)第一循環(huán)換熱器和第二循環(huán)換熱器 冷卻后，通過循環(huán)栗提高壓力后進(jìn)入反應(yīng)、換熱、氣液分離單元；
[0033] 分離塔還與進(jìn)料/產(chǎn)品換熱器相連，由分離塔分離得到的高辛烷值物流進(jìn)入進(jìn)料/ 產(chǎn)品換熱器參與換熱；
[0034] 冷凝冷卻器的一端連接分離塔的頂端，回流罐連接在冷凝冷卻器的另一端與回流 栗的輸入端之間，回流栗的輸出端與分離塔相連，回流罐中得到的燃料氣由回流罐上端輸 出，回流栗的輸出端還設(shè)置有用于輸出液化石油氣LPG或LPG組分的旁支；
[0035] 進(jìn)一步地，上述輕石腦油異構(gòu)化全循環(huán)系統(tǒng)還包括再沸器10,再沸器連接在由分 離塔底部出來的重組分油管線與分離塔之間，塔底重組分油中的一部分經(jīng)再沸