Конструкция реактора разложения перхлорэтилена для подачи водорода в установку изомеризации
Изобретение относится к способу изомеризации легких углеводородов, включающему нагревание потока сухого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, до температуры от 65°C до 290°C для образования нагретого потока водорода и нагретого потока, содержащего хлорорганическое соединение; введение потока нагретого водорода и нагретого потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения, содержащий катализатор разложения хлоридов для разложения хлорорганического соединения с образованием потока продукта, содержащего водород, углеводород и HCl; введение потока продукта и потока легкого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие 4-8 атомов углерода, при температуре менее 100°C в реакционную зону изомеризации и изомеризации потока легкого углеводородного сырья в присутствии HCl в потоке продукта в условиях изомеризации в присутствии катализатора изомеризации с образованием продукта изомеризации в реакционной зоне изомеризации. Технический результат - уменьшение рабочей температуры в реакционной зоне изомеризации, температура на входе в реакционную зону изомеризации составляет менее 105°C. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область применения изобретения
Изобретение относится к способу изомеризации лигроинового сырья для получения изомеров с повышенным октановым числом для непосредственного смешивания с бензиновым пулом.
Предпосылки создания изобретения
Способы изомеризации широко применяют на многих НПЗ для преобразования молекулярной структуры неразветвленных парафиновых углеводородов в более разветвленные углеводороды, которые обычно имеют более высокие октановые числа. Во многих способах изомеризации в реакционной зоне (например, в зоне, включающей в себя один или более реакторов) используют хлорированный катализатор, такой как катализатор на основе хлорированного оксида алюминия, катализатор на основе платины, нанесенной на хлорированный оксид алюминия, и т.п. Хлорированный катализатор требует непрерывного добавления хлоридов для замены хлоридов, удаленных с поверхности катализатора и унесенных с продуктом реакционной зоны. Как правило, в подаваемый поток парафина выше по потоку от реактора в реакционной зоне непрерывно вводят свежий хлоридный промотор, такой как перхлорэтилен. Внутри реактора хлоридный промотор разлагается с образованием хлорида водорода, который активирует, например промотирует или регенерирует, катализатор, восполняя хлориды, удаленные с поверхности катализатора. В способе UOP Penex, разработанном компанией UOP LLC, г. Дес-Плейнс, штат Иллинойс, США, обычно используют два реактора с неподвижным слоем, расположенных в конфигурации «основной/резервный». Реакторы содержат катализатор на основе платины, нанесенной на хлорированный оксид алюминия, который приводят в контакт с легким прямогонным (LSR) лигроиновым сырьем, газообразным водородом и следовыми количествами хлорорганических соединений, все из которых подвергаются сушке с целью предотвращения попадания в процесс воды (которая является каталитическим ядом и способствует коррозии). Хлорорганические соединения превращаются в хлорид водорода (HCl), который промотирует и поддерживает высокую активность катализатора, тогда как водород способствует повышению селективности продукта к разветвленным изомерам, подавляя полимеризацию промежуточных соединений олефинов.
Во многих установках изомеризации используют такой источник хлоридов, как перхлорэтилен (PERC), для обеспечения в катализаторе на основе хлорированного оксида алюминия необходимой концентрации HCl, составляющей 150 масс. ч.н.м., с целью поддержания оптимального протекания процесса изомеризации. Температура разложения перхлорэтилена в реакторе изомеризации вынуждает разогревать реактор изомеризации до более высокой температуры, чем требуется для оптимального протекания процесса изомеризации. Поскольку минимальная температура разложения перхлорэтилена до HCl составляет 105°C, типичная минимальная температура на входе в реакционные зоны изомеризации C4–C6 составляет 105°C.
Однако желательно снизить температуру на входе в реакционную зону изомеризации для уменьшения крекинга во время изомеризации.
Таким образом, существует потребность в усовершенствованном способе изомеризации, в котором температура на входе в реакционную зону изомеризации составляет менее 105°C.
Определения
Используемый в настоящем документе термин «поток» может представлять собой поток, включающий в себя различные молекулы углеводородов, такие как неразветвленные, разветвленные или циклические алканы, алкены, алкадиены и алкины, и необязательно другие вещества, такие как газы, например водород, или примеси, такие как тяжелые металлы, и соединения серы и азота. Поток может также включать в себя ароматические и неароматические углеводороды. Более того, молекулы углеводородов могут быть сокращенно обозначены как C1, C2, C3, ..., Cn, где n представляет собой число атомов углерода в молекуле углеводорода. Кроме того, термин «углеводород
Cn–Cn + 1», например «углеводород C5–C6», может означать по меньшей мере один из углеводородов C5 и C6.
При использовании в настоящем документе термин «зона» может относиться к объекту, включающему в себя одну или более единиц оборудования и/или одну или более подзон. Единицы оборудования могут включать в себя один или более реакторов или аппаратов реактора, нагревателей, сепараторов, обменников, труб, насосов, компрессоров и контроллеров. Кроме того, единица оборудования, такая как реактор, осушитель или сосуд, может дополнительно включать в себя одну или более зон или подзон. Следует понимать, что каждая зона может включать в себя больше оборудования и/или сосудов, чем показано на чертеже.
Используемый в настоящем документе термин «устройство переноса флюида» по существу означает устройство для транспортировки флюида. Такие устройства включают в себя насосы, как правило для жидкостей, и компрессоры, как правило для газов.
При использовании в настоящем документе термин «обогащенный» может означать количество, обычно составляющее по меньшей мере 50 мол.% и предпочтительно 70 мол.% от соединения или класса соединений в потоке.
При использовании в настоящем документе термин «по существу» может означать количество, обычно составляющее по меньшей мере 90 мол.%, предпочтительно 95 мол.% и оптимально 99 мол.% от соединения или класса соединений в потоке.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 представлена иллюстрация одного варианта осуществления способа изомеризации предшествующего уровня техники.
На фиг. 2 представлена иллюстрация одного варианта осуществления способа изомеризации в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 3 представлена иллюстрация другого варианта вариант осуществления способа изомеризации в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание
Выделение функции разложения хлорорганического соединения в отдельный реактор, оптимизированный специально для разложения хлорорганического соединения, позволяет реакционной зоне изомеризации работать при более низких температурах, что приводит к увеличению выхода из-за снижения крекинга. Кроме того, более низкие рабочие температуры позволяют использовать сырье, содержащее более тяжелые углеводороды, например C7+ и выше.
Вместо разложения хлорорганического соединения на HCl в реакторе изомеризации, как это осуществляли в предшествующем уровне техники, обеспечивают отдельный реактор для разложения хлорорганического соединения, такого как перхлорэтилен. Продукт разложения хлорорганического соединения направляют в реактор изомеризации вместе с углеводородным сырьем, содержащим парафины.
Применение реактора разложения хлорорганического соединения позволяет уменьшать рабочие температуры в реакционной зоне изомеризации. Например, типичные рабочие условия типичного способа изомеризации включают в себя температуру на входе в реакционную зону изомеризации, составляющую 105°C. При использовании способа настоящего изобретения температура на входе в зону реактора изомеризации составляет менее 100°C, или в диапазоне от 70°C до 100°C, или от 75°C до 100°C, или от 80°C до 100°C, или от 85°C до 100°C, или от 90°C до 100°C, или от 95°C до 100°C. Типичные условия изомеризации включают в себя одно или более из: температуры в диапазоне от 80°C до 215°C; давления в диапазоне от 1,4 МПа (изб) до 7,0 МПа (изб); или часовой объемной скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч-1 или от 0,5 до 2 ч-1.
Поток, содержащий водород и хлорорганическое соединение, нагревают до температуры от 65°C до 390°C перед подачей в реактор разложения хлорорганического соединения.
Продукт из реактора разложения хлорорганического соединения перед объединением с углеводородным сырьем, возможно, потребуется охладить до температуры в диапазоне, например, от 80°C до 100°C.
Катализатор разложения хлорорганического соединения содержит по меньшей мере одно из: никеля, платины или палладия на подложке из инертного материала. Подходящие подложки из инертного материала включают, без ограничений, оксид алюминия.
Подходящие виды углеводородного сырья включают, без ограничений,
C4–C8, или C4–C7, или C4–C6, или C5–6, или C4.
Один аспект изобретения представляет собой способ изомеризации легких углеводородов. В одном варианте осуществления способ включает: нагревание потока сухого водорода и потока, содержащего сухое хлорорганическое соединение, до температуры от 65°C до 290°C; введение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения, содержащий катализатор разложения хлоридов, с образованием потока продукта, содержащего водород, углеводород и HCl; и введение потока продукта и потока легкого углеводородного сырья при температуре менее 100°C в реакционную зону изомеризации в условиях изомеризации в присутствии катализатора изомеризации с образованием продукта изомеризации.
В некоторых вариантах осуществления введение потока продукта и потока легкого углеводородного сырья в реакционную зону изомеризации включает: объединение потока продукта и по меньшей мере части потока легкого углеводородного сырья перед введением потока продукта и потока легкого углеводородного сырья в реакционную зону изомеризации.
В некоторых вариантах осуществления введение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения включает: объединение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед введением потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения.
В некоторых вариантах осуществления катализатор разложения содержит по меньшей мере одно из: никеля, платины или палладия на подложке из инертного материала.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: объединение потока водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед нагреванием.
В некоторых вариантах осуществления поток легкого углеводородного сырья содержит углеводороды, имеющие от 4 до 6 атомов углерода.
В некоторых вариантах осуществления поток, содержащий хлорорганическое соединение, содержит один или более перхлорпроизводных углеводородов C2–C3.
В некоторых вариантах осуществления поток, содержащий хлорорганическое соединение, содержит один или более из перхлорэтилена или тетрахлорида углерода.
В некоторых вариантах осуществления поток продукта подают в реакционную зону изомеризации при температуре от 70°C до 100°C.
В некоторых вариантах осуществления условия изомеризации включают одно или более из: температуры в диапазоне от 80°C до 215°C; давления в диапазоне от 1,4 МПа (изб) до 7,0 МПа (изб); или часовой объемной скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч-1.
В некоторых вариантах осуществления молярное соотношение водорода и хлорорганического соединения в реакторе разложения хлорорганического соединения составляет от 350 : 1 до 2700 : 1.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает по меньшей мере одно из: определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала по результатам определения; определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования данных по результатам определения; формирования и передачи сигнала; или формирования и передачи данных.
Другой аспект изобретения представляет собой способ изомеризации легких углеводородов, включающий: нагревание потока сухого водорода и потока, содержащего сухое хлорорганическое соединение, до температуры от 65°C до 290°C, причем поток, содержащий хлорорганическое соединение, содержит один или более из: перхлорпроизводного углеводорода C1–C4 или тетрахлорида углерода; введение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения, содержащий катализатор разложения хлоридов, с образованием потока продукта, содержащего водород, углеводород и HCl; и введения объединенного потока, содержащего поток продукта и поток легких углеводородов, при температуре менее 100°C в реакционную зону изомеризации в условиях изомеризации в присутствии катализатора изомеризации с образованием продукта изомеризации, причем поток легкого углеводородного сырья содержит углеводороды, имеющие от 4 до 7 атомов углерода.
В некоторых вариантах осуществления введение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения включает: объединение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед введением потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: объединение продукта и по меньшей мере части потока легкого углеводородного сырья перед введением объединенного потока в реакционную зону изомеризации.
В некоторых вариантах осуществления катализатор разложения содержит по меньшей мере одно из: никеля, платины или палладия на подложке из инертного материала.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: объединение потока водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед нагреванием.
В некоторых вариантах осуществления поток продукта подают в реакционную зону изомеризации при температуре от 70°C до 100°C.
В некоторых вариантах осуществления условия изомеризации включают одно или более из: температуры в диапазоне от 80°C до 215°C; давления в диапазоне от 1,4 МПа (изб) до 7,0 МПа (изб); или часовой объемной скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч-1.
В некоторых вариантах осуществления молярное соотношение водорода и хлорорганического соединения в реакторе разложения хлорорганического соединения составляет от 350 : 1 до 2700 : 1.
В одном варианте осуществления способ изомеризации потока углеводородов включает объединение первого углеводородного сырья, содержащего углеводороды и водород, и второго углеводородного сырья, содержащего углеводороды C4–C6, с получением объединенного углеводородного сырья. Часть этого объединенного углеводородного сырья объединяют с хлорорганическим сырьем, таким как перхлорэтилен, а затем объединенное сырье направляют в реактор разложения хлорорганического соединения для разложения хлорорганического соединения. Сырье, содержащее продукт из реактора разложения хлорорганического соединения, затем направляют в реактор изомеризации для получения изомеризованного углеводородного продукта. Применение отдельного реактора для разложения хлорорганического соединения позволяет реактору изомеризации работать при более низких температурах, чем в традиционной системе, и обеспечивает увеличение выхода при этих более низких температурах.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут понятны из описания изобретения, графических материалов и формулы изобретения, представленных в настоящем документе.
Были определены технологические условия для проведения реакции разложения хлорорганического соединения в паровой фазе, при которых подпиточный водород, подаваемый в установку, используют в установке для захвата хлорорганического соединения и управления повышением температуры, обусловленным протеканием высокоэкзотермической реакции, путем разбавления H2. Это обеспечивает работу реактора изомеризации при более низкой температуре и увеличивает выход C5+ из установки изомеризации до 0,7 масс.%. Применение реактора разложения хлорорганического соединения сводит к минимуму стоимость установки, а также обеспечивает очень малые размеры реактора и гибкость эксплуатации в диапазоне условий. Более низкое давление, и/или более низкая температура, и/или более низкая рабочая точка избытка Н2 может быть желательно для других областей применения, требующих разложения хлорорганических соединений до HCl.
На фиг. 1 показан один вариант осуществления способа 100 изомеризации с использованием двух реакторов изомеризации. Поток 105 углеводородного сырья высушивают в осушителе 110, и поток 115 высушенного углеводородного сырья направляют в уравнительную емкость 120 сырья (FSD), откуда он выходит в виде потока 125. Поток 130 водорода высушивают в осушителе 135. Поток 140 высушенного водорода объединяют с потоком 125 с образованием объединенного потока 145, который направляют через теплообменники 150 и 155 с образованием предварительно нагретого потока 160. Поток 165 хлорорганического соединения добавляют к предварительно нагретому потоку 160 с образованием потока 170, который содержит углеводород, водород и хлорорганическое соединение. Поток 170 направляют в нагреватель 172, а затем — в первый реактор 175 изомеризации. Первый продукт 180 изомеризации направляют через теплообменник 155 во второй реактор 185 изомеризации. Второй продукт 190 изомеризации направляют через теплообменник 150 и извлекают. Необязательно часть 195 первого продукта 180 изомеризации из первого реактора 175 изомеризации может быть объединена со вторым продуктом 190 изомеризации из второго реактора 185 изомеризации.
На фиг. 2 показан один вариант осуществления способа 200 настоящего изобретения. Поток 105 углеводородного сырья высушивают в осушителе 110. Если способ 200 представляет собой способ изомеризации C4, жидкое углеводородное сырье может быть обогащено углеводородом C4, таким как бутан. В альтернативном варианте осуществления, если способ 200 представляет собой способ изомеризации C5–C6, жидкое углеводородное сырье может быть обогащено углеводородом C5–C6, таким как пентан-гексан. Примеры устройств обоих типов описаны, например, в публикации Nelson A. Cusher, UOP Butamer Process and UOP Penex Process of the Handbook of Petroleum Refining Processes, Third Edition, Robert A. Meyers, Editor, 2004, pp. 9.7-9.27. Однако в некоторых примерах осуществления способ 200 также можно использовать для одновременной изомеризации потока из одного или более бутанов, одного или более пентанов и одного или более гексанов. Следует отметить, что реакции изомеризации включают в себя реакции, имеющие преимущественно нормальные парафины в качестве сырья и разветвленные парафины в качестве продукта изомеризата, а также реакции, имеющие преимущественно разветвленные парафины в качестве сырья и нормальные парафины в качестве продукта изомеризата. Иными словами, поток жидких углеводородов может быть обогащен изобутаном или разветвленным углеводородом C5–C6. Другие реакции изомеризации, включающие углеводороды C4 или C5–C6, также входят в объем изобретения.
Поток 115 высушенного углеводорода направляют в уравнительную емкость 120 сырья, откуда он выходит в виде потока 125. Поток 130 водорода высушивают в осушителе 135 с образованием потока 140 высушенного водорода.
Поток 205, содержащий хлорорганическое соединение, добавляют в высушенный поток 140 водорода с образованием потока 210. Поток 210 направляют в нагреватель 215 с образованием нагретого потока 220. Нагретый поток 220 направляют в реактор 225 разложения хлорорганического соединения, где хлорорганическое соединение разлагается.
Продукт 230 из реактора 225 разложения хлорорганического соединения содержит HCl, углеводороды из хлорорганического соединения, водород.
В некоторых вариантах осуществления продукт 230 охлаждают в охладителе 235 с образованием охлажденного потока 240.
Охлажденный поток 240 объединяют с потоком 125 с образованием объединенного потока 145, который содержит углеводороды из потока углеводородного сырья, HCl, углеводороды из хлорорганического соединения и водород. Объединенный поток 145 направляют через теплообменники 150 и 155 с образованием предварительно нагретого потока 160, который направляют в нагреватель 172 и затем — в первый реактор 175 изомеризации. Первый продукт 180 изомеризации направляют через теплообменник 155 во второй реактор 185 изомеризации. Второй продукт 190 изомеризации направляют через теплообменник 150 и извлекают. Необязательно часть 195 первого продукта 180 изомеризации из первого реактора 175 изомеризации может быть объединена со вторым продуктом 190 изомеризации из второго реактора 185 изомеризации.
На фиг. 3 показан другой вариант осуществления способа 300 настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 3, газ, обогащенный водородом, поступает в трубопровод 20 и, как показано, проходит через абсорбер 22 для защиты от сернистых соединений в трубопровод 24, а затем нагревается в нагревателе 26 и подается в трубопровод 28. Показан реактор 30 метанирования, в котором происходит генерация метана и воды из монооксида углерода или диоксида углерода, содержащихся во флюиде, с получением потока в трубопроводе 32, который охлаждают посредством охладителя 34, и охлажденный флюид в трубопроводе 36 осушают в осушителе 38 и далее направляют в трубопровод 42. Обогащенный углеводородами поток в трубопроводе 42 разделяют на потоки 43 и 44.
Поток 40 углеводородного сырья добавляют в трубопровод 43 с образованием смешанного потока, обогащенного углеводородами и водородом, который поступает в трубопровод 74. Флюид в трубопроводе 74 нагревают в нагревателе 76 с образованием потока 78, который направляют в реактор 80 насыщения, где происходит насыщение олефинов и ароматических соединений. Продукт реактора насыщения в потоке 82 охлаждают в охладителе 84 с образованием потока 86. Поток 86 смешивают с потоком 58 с образованием потока 49. Обогащенный водородом поток 44 смешивают с потоком 46, содержащим PERC, с образованием потока 47, который нагревают в нагревателе 48 с образованием потока 50. Поток 50 направляют в реактор 52 разложения PERC с образованием потока 54, который охлаждают в охладителе 56 с образованием охлажденного потока 58, который смешивают с потоком 86 с образованием потока 49. Флюид в трубопроводе 49 нагревают посредством нагревателя 60 с образованием нагретого потока 62 и подают в реактор 64 изомеризации. Хотя на схеме показан только один реактор 64 изомеризации, часто применяют два последовательно расположенных реактора, как показано, например, на фиг. 2. Хотя на схеме показан только реактор 64 изомеризации, следует понимать, что система может дополнительно включать в себя другие сосуды и/или оборудование, такое как один или более нагревателей, компрессор рециклового газа, сепаратор и дополнительные реакторы.
Продукт из реактора 64 изомеризации может выходить по трубопроводу 66 в колонну фракционирования, такую как ректификационная колонна 68, которая может производить один или более продуктов, на схеме они показаны как газ 70, такой как топливный газ, и изомеризованный продукт в трубопроводе 72.
Аппарат может включать в себя один или более сосудов, одно или более устройств переноса флюида (не показаны), одну или более зон осушения и один или более расположенных ниже по потоку сосудов. Один или более сосудов при необходимости могут включать в себя уравнительную емкость 22 или другие уравнительные емкости (в дальнейшем в совокупности именуемые уравнительной емкостью), для приема потока углеводородов и емкость на всосе (не показана) для приема газа, обогащенного водородом, такого как поток рециркулирующего газообразного водорода.
Оптимизированный реактор разложения хлорорганического соединения сводит к минимуму стоимость установки, а также обеспечивает очень малые размеры реактора и гибкость эксплуатации в диапазоне условий. Различные возможные конфигурации блок-схемы установки изомеризации позволяют получать диапазон возможных концентраций хлорорганического соединения в сырье реактора разложения при разбавлении подпиточным водородом в максимально возможной степени около 0,03–0,25 мол.% перхлорэтилена или водорода/перхлорэтилена в молярном соотношении 350–2700. Были выявлены условия, при которых достигают практически полного разложения хлорорганического соединения с использованием катализатора на основе Pt, нанесенной на хлорированный оксид алюминия, при часовой объемной скорости газа (GHSV) до 60 000 ч-1 и температуре в диапазоне 150–250°C с высокой селективностью по отношению к продукту реакции полного дехлорирования (этана). Более низкие температуры реактора обусловливают более низкий диапазон GHSV от 15 000 до 30 000 ч-1. Поскольку это позволяет использовать реактор такого небольшого размера, допускается, что размер коммерческого реактора может быть намного больше, чем требуется с технической точки зрения, например в расчете на GHSV в диапазоне от 5000 ч-1, или может быть выбран минимальный размер реактора, соответствующий одной бочке катализатора, поскольку катализатор обычно приобретают бочками. Параллельно можно установить два небольших реактора такого размера, чтобы предусмотреть возможность простой замены катализатора без прерывания подачи HCl в расположенный ниже по потоку реактор изомеризации.
Предполагается также, что тот же катализатор, который используется в реакторе изомеризации, может быть использован и в реакторе разложения перхлорэтилена, поскольку такой катализатор уже имеется на предприятии покупателя, а экспериментальные результаты показали его высокую эффективность в реакции разложения перхлорэтилена. Можно использовать катализатор с более низким содержанием Pt, но тогда следует изменить температуру реактора и/или GHSV для компенсации более низкой активности катализатора с более низким содержанием Pt.
Остаточные количества этиленового продукта реакции (последняя стадия в серии реакций гидрохлорирования перхлорэтилена) могут привести к практически полной гидрогенизации при работе при более высоких температурах исследуемого диапазона, если это является проблемой в последующем процессе. В области применения, в которой требуется изомеризация, небольшой остаточный уровень C2= не играет негативной роли, поскольку из этого промежуточного соединения C2= уже было высвобождено 100% HCl из конвертированного перхлорэтилена, а следовые количества C2= будут гидрогенизированы в расположенном ниже по потоку реакторе изомеризации без влияния на процесс. Реактор разложения перхлорэтилена, работающий при пониженном давлении, продемонстрировал пониженную степень дехлорирования при поддержании прочих переменных процесса на постоянном уровне. В области применения, в которой требуется изомеризация, разложение PERC при низком давлении не рассматривается, поскольку поток водорода должен находиться под более высоким давлением для подачи в реактор изомеризации, который находится под давлением 550 фунтов/кв. дюйм изб.
Любые из упомянутых выше трубопроводов, отдельных устройств, каркасов, окружающего пространства, зон и т.п. могут быть оборудованы одним или более компонентами мониторинга, включая датчики, измерительные устройства, устройства считывания данных или устройства передачи данных. Результаты измерения сигналов, процесса или состояния, а также данные от компонентов мониторинга можно использовать для отслеживания условий внутри технологического оборудования, а также вокруг него и на его поверхности. Сигналы, результаты измерений и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть собраны, обработаны и/или переданы через одну или более сетей или соединений, которые могут быть защищенными или открытыми, общими или выделенными, прямыми или непрямыми, проводными или беспроводными, шифрованными или без шифрования и/или могут представлять собой их комбинацию (-и); данное описание не устанавливает никаких ограничений в этом отношении.
Сигналы, измерения и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть переданы на одно или более вычислительных устройств или систем. Вычислительные устройства или системы могут включать в себя по меньшей мере один процессор и память, хранящую машиночитаемые инструкции, которые при исполнении по меньшей мере одним процессором приводят к выполнению одним или более вычислительными устройствами процесса, который может включать одну или более стадий. Например, одно или более вычислительных устройств могут быть выполнены с возможностью приема от одного или более компонентов мониторинга данных, относящихся к по меньшей мере одному компоненту оборудования, связанного со способом. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью анализа данных. На основании анализа данных одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью определения одной или более рекомендуемых корректировок для одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью передачи зашифрованных или незашифрованных данных, которые включают в себя одну или более рекомендуемых корректировок для одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе.
Конкретные варианты осуществления
Хотя приведенное ниже описание относится к конкретным вариантам осуществления, следует понимать, что настоящее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Первый вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ изомеризации легких углеводородов, включающий нагревание потока сухого водорода и потока, содержащего сухое хлорорганическое соединение, до температуры от 65°C до 290°C; введение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения, содержащий катализатор разложения хлоридов, с образованием потока продукта, содержащего водород, углеводород и HCl; введение потока продукта и потока легких углеводородов при температуре менее 100°C в реакционную зону изомеризации в условиях изомеризации в присутствии катализатора изомеризации с образованием продукта изомеризации. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых введение потока продукта и потока легких углеводородов в реакционную зону изомеризации включает объединение потока продукта и по меньшей мере части потока легкого углеводородного сырья перед введением потока продукта и потока легких углеводородов в реакционную зону изомеризации. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, которые включают объединение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед введением потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых катализатор разложения содержит по меньшей мере одно из никеля, платины или палладия на подложке из инертного материала. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих объединение потока водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед нагреванием. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток легкого углеводородного сырья содержит углеводороды, имеющие от 4 до 6 атомов углерода. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток, содержащий хлорорганическое соединение, содержит один или более перхлорпроизводных углеводородов C2–C3. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток, содержащий хлорорганическое соединение, содержит один или более из перхлорэтилена или тетрахлорида углерода. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток продукта и поток легких углеводородов подают в реакционную зону изомеризации при температуре от 70°C до 100°C. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, в которых условия изомеризации включают в себя одно или более из: температуры в диапазоне от 80°C до 215°C; давления в диапазоне от 1,4 МПа (изб) до 7,0 МПа (изб); или часовой объемной скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч-1. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых молярное соотношение водорода и хлорорганического соединения в реакторе разложения хлорорганического соединения составляет от 350 : 1 до 2700 : 1. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, которые дополнительно включают по меньшей мере одно из определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала по результатам определения; определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования данных по результатам определения; формирования и передачи сигнала; или формирования и передачи данных.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ изомеризации легких углеводородов, включающий нагревание потока сухого водорода и потока, содержащего сухое хлорорганическое соединение, до температуры от 65°C до 290°C, причем поток, содержащий хлорорганическое соединение, содержит один или более из перхлорпроизводного углеводорода C1–C4 или тетрахлорида углерода; введение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения, содержащий катализатор разложения хлоридов, с образованием потока продукта, содержащего водород, углеводород и HCl; и введение объединенного потока, содержащего поток продукта и поток легких углеводородов, при температуре менее 100°C в реакционную зону изомеризации в условиях изомеризации в присутствии катализатора изомеризации с образованием продукта изомеризации, причем поток легкого углеводородного сырья содержит углеводороды, имеющие от 4 до 7 атомов углерода. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых введение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения включает объединение потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед введением потока нагретого водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, в реактор разложения хлорорганического соединения. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих объединение продукта и по меньшей мере части потока легкого углеводородного сырья перед введением объединенного потока в реакционную зону изомеризации. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых катализатор разложения содержит по меньшей мере одно из никеля, платины или палладия на подложке из инертного материала. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих объединение потока водорода и потока, содержащего хлорорганическое соединение, перед нагреванием. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток продукта подают в реакционную зону изомеризации при температуре от 70°C до 100°C. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых условия изомеризации включают в себя одно или более из: температуры в диапазоне от 80°C до 215°C; или давления в диапазоне от 1,4 МПа (изб) до 7,0 МПа (изб); или часовой объемной скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч-1. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых молярное соотношение водорода и хлорорганического соединения в реакторе разложения хлорорганического соединения составляет от 350 : 1 до 2700 : 1.
Без дополнительной проработки считается, что с использованием предшествующего описания специалист в данной области может в полной мере использовать настоящее изобретение и легко устанавливать основные характеристики настоящего изобретения, чтобы без отступления от его сущности и объема вносить в изобретение различные изменения и модификации и адаптировать его к различным вариантам применения и условиям. Таким образом, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать как исключительно иллюстративные, не накладывающие каких-либо ограничений на остальную часть описания и охватывающие различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.
Если не указано иное, в приведенном выше описании все температуры представлены в градусах по шкале Цельсия, а все доли и процентные значения даны по массе.
1. Способ изомеризации легких углеводородов, включающий:
нагревание потока (140) сухого водорода и потока (205), содержащего хлорорганическое соединение, до температуры от 65°C до 290°C для образования нагретого потока водорода и нагретого потока, содержащего хлорорганическое соединение;
введение потока (140) нагретого водорода и нагретого потока (205), содержащего хлорорганическое соединение, в реактор (225) разложения хлорорганического соединения, содержащий катализатор разложения хлоридов для разложения хлорорганического соединения с образованием потока (230) продукта, содержащего водород, углеводород и HCl;
введение потока (230) продукта и потока (105) легкого углеводородного сырья, содержащего углеводороды, имеющие 4-8 атомов углерода, при температуре менее 100°C в реакционную зону изомеризации и изомеризации потока легкого углеводородного сырья в присутствии HCl в потоке продукта в условиях изомеризации в присутствии катализатора изомеризации с образованием продукта (190) изомеризации в реакционной зоне изомеризации.
2. Способ по п. 1, в котором введение потока (230) продукта и потока (105) легкого углеводородного сырья в реакционную зону изомеризации включает:
объединение потока (230) продукта и по меньшей мере части потока (105) легкого углеводородного сырья перед введением потока (230) продукта и потока (105) легкого углеводородного сырья в реакционную зону изомеризации.
3. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором введение потока (140) нагретого водорода и потока (205), содержащего хлорорганическое соединение, в реактор (225) разложения хлорорганического соединения включает:
объединение потока (140) нагретого водорода и потока (205), содержащего хлорорганическое соединение, перед введением потока (140) нагретого водорода и потока (205), содержащего хлорорганическое соединение, в реактор (225) разложения хлорорганического соединения.
4. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором катализатор разложения содержит по меньшей мере одно из никеля, платины или палладия на подложке из инертного материала.
5. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий:
объединение потока (130) водорода и потока (205), содержащего хлорорганическое соединение, перед нагреванием.
6. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором поток (105) легкого углеводородного сырья содержит углеводороды, имеющие от 4 до 6 атомов углерода.
7. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором поток (205), содержащий хлорорганическое соединение, содержит один или более перхлорпроизводных углеводородов C2–C3.
8. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором поток (230) продукта и поток (105) легких углеводородов вводят в реакционную зону изомеризации при температуре от 70°C до 100°C.
9. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором условия изомеризации включают в себя одно или более из: температуры в диапазоне от 80°C до 215°C; давления в диапазоне от 1,4 МПа (изб.) до 7,0 МПа (изб.); или часовой объемной скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч-1.
10. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором молярное соотношение водорода и хлорорганического соединения в реакторе (225) разложения хлорорганического соединения составляет от 350:1 до 2700:1.
