CN102585887A - 石脑油的吸附分离和优化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石脑油的吸附分离方法,包括如下步骤:将石脑油在保持液相条件下通入装填有5A分子筛的模拟移动床吸附分离装置;通过液固吸附分离连续工艺,得到脱附流出物和吸余流出物;所述脱附流出物和吸余流出物分别经过脱附剂回收后获得富含正构烷烃的脱附油,以及富含非正构烷烃的吸余油;其中,所述脱附油中正构烷烃的重量含量为90~100%;所述吸余油中非正构烷烃的重量含量为90~100%。本发明还提供石脑油的优化利用方法。本发明提供了操作温度低、连续操作、产率高、脱附剂损耗低、产品收率高和分子筛利用率高的吸附分离方法,并可以将分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置。
Description
技术领域
本发明涉及一种石脑油的吸附分离和优化利用方法,更具体地涉及采用分子筛模拟移动床液固吸附分离连续工艺使石脑油中正构烷烃和非正构烷烃分子水平高效分离从而实现优化利用的方法。
背景技术
石脑油是指原油中从常压蒸馏开始馏出的温度(即初馏点)到200℃(或180℃)之间的轻馏分,其烃类组成碳数分布在C4~C10之间。主要组成为正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃,其中正构烷烃的含量为20%-50%,非正构烃含量为50%-80%。
传统的石油加工流程采取馏分管理的策略,即按照物质的蒸馏特性将原油中的混合物切割成不同馏程的产品,然后根据产品的性质赋予相应的用途。在这种管理模式下资源往往不能得到最为合理的利用。比如,石脑油在炼油工业中的用途目前主要有三种:(1)用作催化重整的原料,生产高辛烷值汽油或芳烃产品;(2)用作乙烯裂解原料;(3)用于车用燃料汽油的调配,但会遇到蒸汽压不合格的问题,同时石脑油中含有大量的正构烷烃,辛烷值很低。
从建设资源节约型和生态环保型社会的要求考虑,如何优化利用石脑油资源是值得进一步研究的问题。关于中国目前的现状是,由于我国原油偏重,石脑油的收率较低,长期以来存在乙烯裂解和催化重整争原料的问题,为了尽量满足乙烯工业的原料供应,许多炼厂重整装置开工不足。
英国专利2119398公开用5A分子筛来选择性吸附分离正异构烃及硫化合物,强调的是分子筛的某种特定的结构用来吸附正构烃而排斥非正构烃,并且强调了对硫化物的分离作用。该专利中公开的是使用分子筛晶体,尺寸为1500埃到0.5微米,不适合大规模的工业应用。
H.J.Bieser在美国专利4006197,S.Kulprathipanja在美国专利4455444分别公开了采用连续模拟移动床(SMB)吸附分离方法用于正构链烷烃回收。该专利针对的典型原料的碳数范围为10-15。如将该方案应用到碳数为5-10的石脑油中的正构烷烃分离时,无法获得有效的分离。这可能是由于较轻烃组分在分离过程中难以实现液相操作,且不同正构烷烃分子间置换吸脱附能力弱,进而导致难以分离。
中国专利CN 1621497A公开了一种石脑油的优化利用方法,该技术采用萃取分离的方法,将石脑油分离为抽余油和抽出油,所获得的抽出油作为重整装置原料,抽余油作为乙烯裂解装置原料,由于萃取过程的选择性问题,其难以达到分子管理清晰分割的水平,将抽余油作为乙烯裂解原料时,由于抽余油是正构烷烃和异构烷烃的混合物,乙烯收率明显低于以正构烷烃为主的原料。
中国专利CN 1710030A公开了一种基于分子管理的5A分子筛固定床工艺对石脑油的优化利用方法,该技术通过固定床吸附分离过程,将石脑油分成富含正构烷烃的脱附油产品和富含非正构烷烃的吸余油产品,并分别加以高效利用。但该技术为气固相吸附的间歇操作过程,存在产率低、床层分子筛利用率难以提高和石脑油加热汽化操作安全性等问题。
综上所述,本领域缺乏一种如何对石脑油进行有效吸附分离的方法,以及如何优化利用石脑油资源的方法。
因此,本领域迫切需要开发一种操作温度低、连续操作、产率高、脱附剂损耗低、产品收率高和分子筛利用率高的石脑油的吸附分离方法,并需要开发将分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置的技术方案。
发明内容
本发明的第一目的在于获得一种操作温度低、连续操作、产率高、脱附剂损耗低、产品收率高和分子筛利用率高的吸附分离方法,并可以将分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置。
本发明的第二目的在于获得一种操作温度低、连续操作、产率高、脱附剂损耗低、产品收率高和分子筛利用率高的优化利用方法,并可以将分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置。
本发明的第三目的在于获得一种操作温度低、连续操作、产率高、脱附剂损耗低、产品收率高和分子筛利用率高的优化利用,可以将分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置。
在本发明的第一方面,提供了一种石脑油的吸附分离方法,其包括如下步骤:
将石脑油在保持液相条件下通入装填有5A分子筛的模拟移动床吸附分离装置;
通过液固吸附分离连续工艺,得到脱附流出物和吸余流出物;
所述脱附流出物和吸余流出物分别经过脱附剂回收后获得富含正构烷烃的脱附油,以及富含非正构烷烃的吸余油;
其中,所述脱附油中正构烷烃的重量含量为90~100%;所述吸余油中非正构烷烃的重量含量为90~100%。
在本发明的一个具体实施方式中,所述模拟移动床吸附分离装置中,床层温度为100-190℃,石脑油进料空速为0.05-1.5h-1,液态脱附剂进料空速为0.05-10h-1。
在本发明的一个具体实施方式中,所述模拟移动床吸附分离装置中,采用的模拟移动床吸附分离柱为串联多柱塔节,且所述塔节中装填有5A分子筛的单柱的高径比为2~20∶1。
在本发明的一个具体实施方式中,所述塔节为圆柱塔节。
在本发明的一个具体实施方式中,所说的脱附剂为正戊烷或正己烷。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的石脑油为直馏石脑油、加氢裂化石脑油或加氢裂解石脑油。
本发明的第二方面提供一种石脑油的优化利用方法,其包括如下步骤:
按本发明的方法,对石脑油进行吸附分离,得到富含正构烷烃的脱附油,以及富含非正构烷烃的吸余油;
所述脱附油作为乙烯蒸汽裂解装置的原料或经精馏装置切割成窄馏份制取溶剂油;
所述吸余油作为催化重整装置原料或用作高辛烷值清洁汽油的调和组分。
在本发明的一个具体实施方式中,所述乙烯蒸汽裂解装置的炉出口温度为700-940℃,停留时间为0.15-0.9秒,稀释蒸汽与所述脱附油质量比为0.2-1.0。
在本发明的一个具体实施方式中,所述吸余油进入催化重整装置,反应温度为350-550℃,反应压力为0.2-3.5Mpa,氢气与吸余油的摩尔比1-8。
本发明的第三方面提供一种本发明所述的模拟移动床吸附分离在石脑油的吸附分离和优化利用的用途。
附图说明
图1为本发明的方法的流程图。
图2为模拟移动床工艺与后续加工工艺耦合的示意图(脱附产品作为优质乙烯裂解原料、吸余产品作为优质催化重整原料)。
图3为模拟移动床工艺与后续加工工艺耦合的示意图(脱附产品作为优质乙烯裂解原料、吸余产品作为高辛烷值调和组分)。
图4为模拟移动床工艺与后续加工工艺耦合的示意图(脱附产品作为制取高品质溶剂油原料、吸余产品作为高辛烷值汽油调和组分)。
图5为模拟移动床工艺与后续加工工艺耦合的示意图(脱附产品作为制取高品质溶剂油原料、吸余产品作为优质催化重整原料)。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究,通过改进制备工艺,获得了具有操作温度低、脱附剂损耗少和分子筛利用率高等优点,且脱附剂可循环利用的石脑油的吸附分离方法,并将该分离工艺与后续加工工艺耦合,获得一种石脑油的优化利用新方法,以液固吸附连续工艺的模拟移动床技术克服现有技术存在的缺陷,将基于分子管理的宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油的石脑油资源高效分离和优化利用技术提升到新水平。在此基础上完成了本发明。
本发明的技术构思如下:
本发明是关于一种石脑油资源优化利用的新技术方法。通过液相模拟移动床吸附分离连续过程,石脑油被分成富含正构烷烃的脱溶剂脱附油产品和富含非正构烷烃的脱溶剂吸余油产品。脱溶剂脱附油可以作为优质的蒸汽裂解原料或通过精馏切割成窄馏份。脱溶剂吸余油可以作为优质的催化重整原料或高辛烷值清洁汽油调和组分。根据石脑油资源数量和市场需求情况,可以灵活地将石脑油液相模拟移动床吸附分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置。该技术与同类方法比较,具有操作温度低、连续操作、产量高、脱附剂损耗低、产品收率高和分子筛利用率高等优点。
本发明中,术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此,术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。
以下对本发明的各个方面进行详述:
石脑油的吸附分离方法
本发明的石脑油的吸附分离方法主要包括:
将石脑油在保持液相条件下通入装填有5A分子筛的模拟移动床吸附分离装置;
通过液固吸附分离连续工艺,得到含有脱附剂的脱附流出物和吸余流出物;
所述脱附流出物和吸余流出物分别经过脱附剂回收后获得富含正构烷烃的脱附油,以及富含非正构烷烃的吸余油;
其中,所述脱附油中正构烷烃的重量含量为90~100%,以所述脱附油的总重量计;所述吸余油中非正构烃的重量含量为90~100%,以所述吸余油的总重量计。
石脑油
本发明的方法可以适合现有技术的各种石脑油,也即“原油中从常压蒸馏开始馏出的温度(即初馏点)到200℃(或180℃)之间的轻馏分,其烃类组成碳数分布在C4~C10之间。主要组成为正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃,其中正构烷烃的含量为20%-50%,非正构烃含量为50%-80%。”
更具体地,本发明的石脑油可以为直馏石脑油、加氢裂化石脑油或加氢裂解石脑油。
5A分子筛
在本发明中,采用了装填有5A分子筛的模拟移动床吸附分离装置。发明人认为,从石脑油中分离正构烷烃最经济且有效的方法是利用5A分子筛的择形吸附原理进行吸附分离。5A分子筛微孔道的平均孔径为正构烷烃分子的直径约为可以进入分子筛微孔道内,而非正构烃的分子直径要大于此,则不能被吸附。由于分子筛孔道的孔径均一,分离效率很高。
本发明的5A分子筛可以市售获得。
模拟移动床吸附分离装置
在本发明的一个具体实施方式中,所述模拟移动床吸附分离装置中,床层温度为100-190℃,石脑油进料空速为0.05-1.5h-1,液态脱附剂进料空速为0.05-10h-1。更优选的,液态石脑油进料空速为0.3-0.7h-1,脱附剂进料空速为1.2-2.8h-1,切换时间为750-900s。
在本发明的一个具体实施方式中,所述模拟移动床吸附分离装置中,采用的模拟移动床吸附分离柱为串联多柱塔节,且所述塔节中装填有5A分子筛的单柱的高径比为2~20∶1。
在一具体实施方式中,所述塔节为圆柱塔节。
本发明通过模拟移动床吸附分离以及脱附剂回收过程,得到两种产品:脱溶剂吸余油和脱溶剂脱附油。脱溶剂脱附油是富含正构烷烃的油品,C4~C10正构烃的含量为90%-100%,非正构烃(包括异构烷烃、环烷烃和芳烃)的含量为0%-10%。脱溶剂吸余油是富含非正构烃的油品,非正构烃(包括异构烷烃、环烷烃和芳烃)的含量为90%-100%,正构烃含量为0%-10%。
相比于固定床,本发明方法在分离效果相当的前提下实现了液相操作、操作温度低、连续操作产率高以及分子筛床层利用率高等优势。
由于我国原油偏重,石脑油的收率较低,长期以来存在乙烯裂解和催化重整争原料的问题,为了尽量满足乙烯工业的原料供应,许多炼厂重整装置开工不足。
为了提高石脑油的利用效率,缓解这一矛盾,分子管理模式越来越显示出其优越性。分子管理是根据不同用途对产品分子的具体要求,分离混合物组分以达到物尽其用。对于石脑油,按照分子管理的思路,分离出其中的正构烷烃作为优质乙烯裂解原料或切割成窄馏份制取溶剂油产品,非正构部分(主要是异构烷烃、环烷烃和芳烃)作为优质催化重整原料或高辛烷值汽油调和组分。
脱附剂
本发明的一个具体实施方式中,所说的脱附剂为正戊烷或正己烷。
优选实施方式
本发明将石脑油和脱附剂加热至150-170℃,分别通入装填有5A分子筛的模拟移动床的原料进口(F)和脱附剂进口(D),石脑油中的正构烷烃在模拟移动床的吸附区(III区)中置换出分子筛中吸附的脱附剂而被吸附在分子筛孔道中,吸附处理后的吸余油流出模拟移动床吸附分离装置,冷却至10~30℃,吸余油被冷凝,液化,再经过脱附剂回收塔后获得富含非正构烷烃的脱溶剂吸余油,脱溶剂吸余油中非正构烃重量含量为90~100%;脱附剂在模拟移动床的脱附区(I区)中置换出分子筛中吸附的正构烷烃并由脱附油出口(AD)带出,冷却至10~30℃,脱附油被冷凝,液化,再经过脱附剂回收塔后获得富含正构烃的脱溶剂脱附油,脱溶剂脱附油中正构烃重量含量为90~100%;
石脑油的优化利用方法
本发明的石脑油的优化利用方法,其包括如下步骤:
按上述的方法对石脑油进行吸附分离,得到富含正构烷烃的脱附油,以及富含非正构烷烃的吸余油;
所述脱附油作为乙烯蒸汽裂解装置的原料或经精馏装置切割成窄馏份制取溶剂油;
所述吸余油作为催化重整装置原料或用作高辛烷值清洁汽油的调和组分。
脱附油
所述脱附油作为乙烯蒸汽裂解装置的原料或经精馏装置切割成窄馏份制取溶剂油。
在本发明的一个具体实施方式中,所述乙烯蒸汽裂解装置的炉出口温度为700-940℃,停留时间为0.15-0.9秒,稀释蒸汽与所述脱附油质量比为0.2-1.0。
所说的乙烯蒸汽裂解的裂解炉,可采用现有技术,如SH型和CBL型裂解炉。由于以富含正构烷烃的脱溶剂脱附油为乙烯裂解炉进料,乙烯收率和三烯总收率比现有的乙烯原料石脑油有大幅提高。
在蒸汽裂解制乙烯工艺中,原料费用约占乙烯生产总成本的60%~80%。以正构烷烃作为裂解原料,裂解工艺的乙烯收率是最高的。乙烯收率与裂解原料的BMCI(Bureau of Mines Correlation Index,关联指数)值之间呈现良好的线形关系。烃类的BMCI值越小,表示脂肪性越强,则乙烯的收率越高。正构烷烃的BMCI值接近于零,因此是最佳的乙烯裂解原料。
溶剂油的附加值远高于燃料汽油,但溶剂油的精制往往成为制约溶剂油生产的瓶颈。溶剂油最常出现的不合格现象是芳烃含量超标、沸程过宽以及闪点不合格等,精制过程往往会使溶剂油收率下降,生产成本上升。吸附分离的脱附油富含正构烷烃,不含芳烃,并且各组分之间的相对挥发度大,易于通过精馏的手段加以分离,制取优质溶剂油产品或聚合级正己烷、医药级高纯正己烷、正庚烷等试剂产品。
吸余油
在本发明的一个具体实施方式中,脱溶剂吸余油用作催化重整原料进入催化重整装置,获得芳烃产品,操作条件如下:反应温度为350-550℃,反应压力为0.2-3.5Mpa,氢气与脱溶剂吸余油的摩尔比1-8。
上述实施方式中,芳烃收率比相应的石脑油提高10-15个百分点。
所说的催化重整反应器,可采用现有技术,如S.R装置和CCR装置。由于以富含非正构烃芳烃潜含量高的脱溶剂吸余油为催化重整原料,芳烃收率比现有的重整原料石脑油有显著提高。
脱除了正构烷烃的油品芳烃潜含量高,更适宜作催化重整原料。正构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率很慢,转化率低。虽然提高反应温度可加快反应的进行,但又会加剧催化剂结碳,使生产周期缩短,对操作和设备的要求也更高。重整原料中正构烷烃含量的减少将显著有利于提高芳烃收率和降低反应条件的苛刻度。
或者,脱溶剂吸余油用作高辛烷值清洁汽油的调和组分。其辛烷值比相应的石脑油提高20个单位以上。
汽油的辛烷值与其烃类组成关系密切。芳香烃和异构烷烃辛烷值最高,可达100以上,烯烃和环烷烃次之,正构烷烃最低,如正庚烷为零,正辛烷为负值。石脑油中正构烷烃含量高,辛烷值较低,通常在60左右。将汽油中的正构烷烃脱除后,吸余油的辛烷值会有较大幅度的提高,可作为高辛烷值汽油调和组分。
本发明的优点
本发明由于采用5A分子筛液相模拟移动床吸附分离,以及采用石脑油和脱附剂以液相通过床层,较其他现有的专利技术具有操作温度低、连续操作、产率高、脱附剂损耗少、产品收率高和分子筛利用率高等优点,且脱附剂可循环利用。
本发明方法,吸附过程和脱附过程同时、连续进行。本发明工艺还可以将分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置。
由上述公开的技术方案可见,本发明的方法可以显著提高石脑油的利用效率,并为下游加工工艺(乙烯裂解和催化重整)提供优质原料,同时可以联产高辛烷值清洁汽油的调和组分或高品质溶剂油等清洁化学品。根据石脑油资源数量和市场需求情况,可以灵活地将石脑油吸附分离工艺与后续加工工艺耦合,实现资源的合理配置。
如无具体说明,本发明的各种原料均可以通过市售得到;或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
本发明的其他方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明,否则所有的份数为重量份,所有的百分比为重量百分比,所述的聚合物分子量为数均分子量。
除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1
参见图1的工艺流程,本发明的工艺流程包括如下步骤:
将液态石脑油和脱附剂分别通入装填有5A分子筛的分离柱III区和I区,石脑油中的正构烷烃被吸附在I区床层分子筛的微孔道中,吸附处理后的吸余油流出模拟移动床分离柱III区,冷却,吸余油被冷凝,获得富含非正构烷烃的吸余油,送入催化重整装置3,获得重整产品,如苯、甲苯和二甲苯;
同时,脱附剂在模拟移动床分离柱I区进行脱附,携带有正构烷烃的脱附剂流出模拟移动床分离柱I区,正构烷烃被冷凝,液化,获得富含正构烃的脱附油,送入进入乙烯蒸汽裂解装置2,获得裂解产品,如乙烯、丙稀和丁二烯,脱附剂循环使用;
然后通过旋转阀7,将模拟移动床的进出口位置同步向前移动一个分离柱的位置,吸附分离原理与上述相同。
含有质量浓度为30%的正构烷烃的馏程为40-180℃直馏液态石脑油5kg通过温度为170℃的模拟移动床分子筛床层,床层中装填3.4kg 5A分子筛,床层高度为30cm,高径比为10∶1,石脑油进料空速为0.34h-1,脱附剂正戊烷进料空速为1.37h-1,切换时间为900秒,冷凝后得到吸余中间油和脱附油,将吸余中间油和脱附油通过脱附剂回收过程后得到的脱溶剂吸余中间油中非正构烷烃质量浓度为85%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为98%。
将脱溶剂吸余中间油作为原料通入模拟移动床进行再次吸附分离并经过脱附剂回收过程后,得到的脱溶剂吸余油中非正构烷烃质量浓度为92%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为98%。脱溶剂吸余油收率约为70%,脱溶剂脱附油收率约为30%。
由于模拟移动床床层是由若干个首尾相连的单柱组成,石脑油和脱附剂在一个切换周期内需经过所有单柱床层以完成分离。故对于模拟移动床工艺,分子筛床层利用率为100%。对于本实施例中的模拟移动床工艺,石脑油年处理量为1944kg/a。
脱溶剂脱附油作为乙烯裂解原料,裂解条件为:停留时间为0.40s,稀释蒸汽比为0.6,裂解出口温度为840℃。与石脑油原料相比,气体收率由85.8%提高到94.8%,乙烯收率从30.7%提高到47.2%,乙烯、丙烯和丁二烯三烯总收率从55.5%提高到72.1%。
催化重整装置的操作条件为催化重整的反应温度为450℃,反应压力为1.5Mpa,氢油摩尔比2。吸余油的芳烃收率与相应原料石脑油相比从55.4%升高到70.5%。
吸余油的辛烷值与原料石脑油相比从65提高到86,提高了21个单位。
实施例2
本发明的工艺流程如图1所示。
含有质量浓度为30%的正构烷烃的馏程为40-180℃直馏液态石脑油5kg通过温度为150℃的模拟移动床分子筛床层,床层中装填3.4kg 5A分子筛,床层高度为30cm,高径比为10∶1,石脑油进料空速为0.17h-1,脱附剂正戊烷进料空速为0.68h-1,切换时间为900秒,冷凝后得到吸余中间油和脱附油,将吸余中间油和脱附油通过脱附剂回收过程后得到的脱溶剂吸余中间油中非正构烷烃质量浓度为82%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为95%。
将脱溶剂吸余中间油作为原料通入模拟移动床进行再次吸附分离并经过脱附剂回收过程后,得到的脱溶剂吸余油中非正构烷烃质量浓度为90%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为95%。脱溶剂吸余油收率约为70%,脱溶剂脱附油收率约为30%。
脱溶剂脱附油作为乙烯裂解原料,裂解条件为:停留时间为0.40s,稀释蒸汽比为0.6,裂解出口温度为840℃。与石脑油原料相比,气体收率由85.8%提高到94.3%,乙烯收率从30.7%提高到46.9%,乙烯、丙烯和丁二烯三烯总收率从55.5%提高到71.8%。
催化重整装置的操作条件为催化重整的反应温度为450℃,反应压力为1.5Mpa,氢油摩尔比2。吸余油的芳烃收率与相应原料石脑油相比从55.4%升高到70.1%。
吸余油的辛烷值与原料石脑油相比从65提高到85,提高了20个单位。
实施例3
本发明的工艺流程如图1所示。
含有质量浓度为25%的正构烷烃的馏程为44-182℃加氢裂化石脑油5kg通过温度为170℃的模拟移动床分子筛床层,床层中装填3.4kg 5A分子筛,床层高度为30cm,高径比为10∶1,石脑油进料空速为0.17h-1,脱附剂正戊烷进料空速为0.86h-1,切换时间为700秒,冷凝后得到吸余中间油和脱附油,将吸余中间油和脱附油通过脱附剂回收过程后得到的脱溶剂吸余中间油中非正构烷烃质量浓度为88%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为95%。
将脱溶剂吸余中间油作为原料通入模拟移动床进行再次吸附分离并经过脱附剂回收过程后,得到的脱溶剂吸余油中非正构烷烃质量浓度为94%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为95%。脱溶剂吸余油收率约为70%,脱溶剂脱附油收率约为30%。
脱溶剂脱附油作为乙烯裂解原料,裂解条件为:停留时间为0.40s,稀释蒸汽比为0.6,裂解出口温度为840℃。与石脑油原料相比,气体收率由86.0%提高到93.5%,乙烯收率从30.2%提高到46.4%,乙烯、丙烯和丁二烯三烯总收率从54.3%提高到70.6%。
催化重整装置的操作条件为催化重整的反应温度为450℃,反应压力为1.5Mpa,氢油摩尔比2。吸余油的芳烃收率与相应原料石脑油相比从55.4%升高到70.7%。
吸余油的辛烷值与原料石脑油相比从63提高到85,提高了22个单位。
实施例4
本发明的工艺流程如图1所示。
含有质量浓度为30%的正构烷烃的馏程为50-190℃加氢裂解石脑油5kg通过温度为170℃的模拟移动床分子筛床层,床层中装填3.4kg 5A分子筛,床层高度为30cm,高径比为10∶1,石脑油进料空速为0.34h-1,脱附剂正己烷进料空速为1.37h-1,切换时间为900秒,冷凝后得到吸余中间油和脱附油,将吸余中间油和脱附油通过脱附剂回收过程后得到的脱溶剂吸余中间油中非正构烷烃质量浓度为82%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为95%。
将脱溶剂吸余中间油作为原料通入模拟移动床进行再次吸附分离并经过脱附剂回收过程后,得到的脱溶剂吸余油中非正构烷烃质量浓度为90%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为95%。脱溶剂吸余油收率约为70%,脱溶剂脱附油收率约为30%。
脱溶剂脱附油作为乙烯裂解原料,裂解条件为:停留时间为0.40s,稀释蒸汽比为0.6,裂解出口温度为840℃。与石脑油原料相比,气体收率由85.8%提高到94.3%,乙烯收率从30.7%提高到46.9%,乙烯、丙烯和丁二烯三烯总收率从55.5%提高到71.8%。
催化重整装置的操作条件为催化重整的反应温度为450℃,反应压力为1.5Mpa,氢油摩尔比2。吸余油的芳烃收率与相应原料石脑油相比从55.4%升高到70.1%。
吸余油的辛烷值与原料石脑油相比从65提高到85,提高了20个单位。
实施例5
本发明的工艺流程如图1所示。
含有质量浓度为35%的正构烷烃的馏程为50-190℃加氢裂解石脑油5kg通过温度为180℃的模拟移动床分子筛床层,床层中装填3.4kg 5A分子筛,床层高度为30cm,高径比为10∶1,石脑油进料空速为0.34h-1,脱附剂正己烷进料空速为1.37h-1,切换时间为900秒,冷凝后得到吸余中间油和脱附油,将吸余中间油和脱附油通过脱附剂回收过程后得到的脱溶剂吸余中间油中非正构烷烃质量浓度为83%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为98%。
将脱溶剂吸余中间油作为原料通入模拟移动床进行再次吸附分离并经过脱附剂回收过程后,得到的脱溶剂吸余油中非正构烷烃质量浓度为91%,得到的脱溶剂脱附油中正构烷烃质量浓度为98%。脱溶剂吸余油收率约为65%,脱溶剂脱附油收率约为35%。
脱溶剂脱附油作为乙烯裂解原料,裂解条件为:停留时间为0.40s,稀释蒸汽比为0.6,裂解出口温度为840℃。与石脑油原料相比,气体收率由85.8%提高到94.8%,乙烯收率从30.7%提高到47.2%,乙烯、丙烯和丁二烯三烯总收率从55.5%提高到72.1%。
催化重整装置的操作条件为催化重整的反应温度为450℃,反应压力为1.5Mpa,氢油摩尔比2。吸余油的芳烃收率与相应原料石脑油相比从55.4%升高到70.5%。
吸余油的辛烷值与原料石脑油相比从65提高到86,提高了21个单位。
对比例1
按照传统加工流程,将5kg含有质量浓度为30%正构烷烃的馏程为40-180℃直馏石脑油,分成1.90kg和3.10kg的两部分,分别作为乙烯裂解原料和催化重整原料。
1.90kg含有质量浓度为30%正构烷烃的馏程为40-180℃直馏石脑油作为乙烯裂解原料,裂解条件为:停留时间为0.80s,稀释蒸汽比为0.6,裂解出口温度为900℃。得到乙烯0.63g,乙烯、丙烯和丁二烯三烯总量1.04kg。
3.10kg含有质量浓度为30%正构烷烃的馏程为40-180℃直馏石脑油进催化重整装置,操作条件为催化重整的反应温度为450℃,反应压力为2.0Mpa,氢油摩尔比2。得到芳烃产品1.55kg。
由实施例和对比例可知,5kg含有质量浓度为30%正构烷烃的馏程为40-180℃直馏石脑油直接作为乙烯裂解和催化重整原料和应用本发明集成优化技术的产品产量见表1。
表1
对比例2
含有质量浓度为30%的正构烷烃的馏程为40-180℃直馏液态石脑油5kg通过温度为300℃的固定床分子筛床层,床层中装填3.4kg 5A分子筛,得到富含正构烷烃的脱附油产品和富含非正构烷烃的吸余油产品,其产品纯度与模拟移动床工艺得到的产品纯度相当。该固定床工艺石脑油年处理量为972kg/a,分子筛床层利用率为95%左右。
由实施例和对比例可知,由模拟移动床工艺和固定床工艺分别处理5kg含有质量浓度为30%正构烷烃的馏程为40-180℃直馏石脑油,其各项指标对比见表2。
表2
指标 | 模拟移动床工艺 | 固定床工艺 |
操作相态 | 液相 | 气相 |
操作温度(℃) | 170 | 300 |
产品收率(%) | 0.99-1.00 | 0.88-0.95 |
年处理量(kg/a) | 1944 | 972 |
分子筛利用率(%) | 100 | 95-98 |
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用以限定本发明的实质技术内容范围,本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中,任何他人完成的技术实体或方法,若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同,也或是一种等效的变更,均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种石脑油的吸附分离方法,其特征在于,包括如下步骤:
将石脑油在保持液相条件下通入装填有5A分子筛的模拟移动床吸附分离装置;
通过液固吸附分离连续工艺,得到脱附流出物和吸余流出物;
所述脱附流出物和吸余流出物分别经过脱附剂回收后获得富含正构烷烃的脱附油,以及富含非正构烷烃的吸余油;
其中,所述脱附油中正构烷烃的重量含量为90~100%;所述吸余油中非正构烷烃的重量含量为90~100%。
2.如权利要求1所述的吸附分离方法,其特征在于,所述模拟移动床吸附分离装置中,床层温度为100-190℃,石脑油进料空速为0.05-1.5h-1,液态脱附剂进料空速为0.05-10h-1。
3.如权利要求1所述的吸附分离方法,其特征在于,所述模拟移动床吸附分离装置中,采用的模拟移动床吸附分离柱为串联多柱塔节,且所述塔节中装填有5A分子筛的单柱的高径比为2~20∶1。
4.如权利要求3所述的吸附分离方法,其特征在于,所述塔节为圆柱塔节。
5.如权利要求1所述的吸附分离方法,其特征在于,所述脱附剂为正戊烷或正己烷。
6.如权利要求1所述的吸附分离方法,其特征在于,所述的石脑油为直馏石脑油、加氢裂化石脑油或加氢裂解石脑油。
7.一种石脑油的优化利用方法,其特征在于,包括如下步骤:
按权利要求1的方法,对石脑油进行吸附分离,得到富含正构烷烃的脱附油,以及富含非正构烷烃的吸余油;
所述脱附油作为乙烯蒸汽裂解装置的原料或经精馏装置切割成窄馏份制取溶剂油;
所述吸余油作为催化重整装置原料或用作高辛烷值清洁汽油的调和组分。
8.如权利要求7所述的优化利用方法,其特征在于,所述乙烯蒸汽裂解装置的炉出口温度为700-940℃,停留时间为0.15-0.9秒,稀释蒸汽与所述脱附油质量比为0.2-1.0。
9.如权利要求7所述的优化利用方法,其特征在于,
所述吸余油进入催化重整装置,反应温度为350-550℃,反应压力为0.2-3.5Mpa,氢气与吸余油的摩尔比1-8。
10.一种如权利要求1所述的模拟移动床吸附分离在石脑油优化利用方面的用途。
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