[发明专利]用于放热反应的有效利用能源的方法及装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种蒸馏-反应系统，其中回收一部分反应热并用其操作蒸馏过程。

背景技术

在诸如催化蒸馏系统的反应/蒸馏组合系统中，其中催化剂以适合用作蒸馏结构的形态存在；利用在反应区中产生的反应热降低蒸馏过程的能量需求，即再沸器负荷。当关键分离在反区之内及之上的台中发生时，此即实际的状况。另一方面，若关键分离在反应区之下的台中发生，反应热并不降低塔的热负荷，而仅仅增加冷凝器的冷却负荷。

本发明的优势是一种灵活及有效的利用反应热降低关键分离发生于反应之前的反应-蒸馏系统中再沸器负荷的方法。

发明内容

简而言之，本发明为一种自石油流中回收反应组份的反应热，用于辅助分馏石油流以移除并回收反应组份的方法。

本发明包括自多组份石油流中回收反应组份的反应热，用于辅助分馏分馏产生该反应组份的多组份石油流的方法，其包含：分馏该多组份石油以回收至少两份馏份，第一馏份含有该具有第一沸点范围的反应组份且包含少于全部的多组份石油流，且第二馏份具有低于第一沸点范围的第二沸点；自该分馏作用中移除该第一馏份；在一定条件下使该反应组份反应，该条件可使该反应组份进行放热反应且产生具有高于该第二温度范围的第三温度范围的反应流；自该分馏作用中移除该第二馏份；藉由与该反应流进行间接热交换来加热该第二馏份，从而对该第二馏份进行加热，并将第二馏份返回至分馏作用中。

较佳存在至少两份具有低于该第一馏份的沸点范围的馏份，其皆自分馏作用中移除并藉由使其与该反应流间接接触而实现加热。较佳使自分馏作用中移除的除该第一馏份之外的最高沸点范围的馏份首先与该反应流接触，且使除该第一馏份之外的各馏份依其递减的沸点范围与该反应流间接接触，并随后将其返回至分馏作用中。

实施方式

本发明提供一种用于高放热蒸馏反应系统的有效利用能源的方法流程，其中反应器处于蒸馏塔之外且其中反应器的原料包含至少一种来自蒸馏塔的液体产物流之混合物。在绝热及沸点条件且在导致一部分流过反应器的液体由于反应热而汽化的压力下操作该反应器。在此等条件下，藉由反应器压力控制反应温度。本发明预期该压力(及因此的温度)将维持在足够高水平，以便可有效使用反应器排出液为蒸馏塔提供再沸热量。在本发明的一实施例中，以塞式下流的模式操作反应器，将反应器排出液送至一塔侧再沸器中，并藉由将反应器压力维持在高于蒸馏塔的水平，以便反应器排出液的露点温度范围高于蒸馏塔再沸器温度，从而完成热利用。

以下为将受益于本发明一或多个态样的工业生产过程的实例，其中反应原料源自先前的分馏作用：

藉由经氢化作用将苯转化为环己烷来降低预定用于动力汽油的重整油流中的苯含量；

经苯氢化作用产生环己烷；

经硝基苯氢化作用产生苯胺；

芳族化合物烷基化作用，如乙苯、异丙苯、丁苯；

氧化作用系统，如经乙烯/02/乙酸产生乙酸乙烯酯；及

加氢甲酰化作用系统，如费托(Fischer-Tropsch)产物；经CO/H₂产生甲醇。

该图为一种用于在反应器2中的放热反应中将具有较轻及较重组份的原化合物A与化合物B转化而形成产物C的方法的通用实施例。整个方法流程由蒸馏塔1、反应区2、液-汽分离器3和4、再沸器6和7和8、加热器9、冷凝器10和11、原料/排出液交换器12组成。用于再沸器6的热源可为蒸气、热油或处理加热器。用于冷凝器10及11的冷源可为冷却水或空气。如下所述用于保持热交换器的热源自反应热获得。

馈入蒸馏塔的原料流101a为多组份石油，其包含重端组份、包括化合物A的中间沸点范围组份、轻沸范围组份及轻端组份。对经组态在进料点之上及之下具有质量传递台的塔1进行设计以将原料分流为流102中的轻沸点范围组份，自塔的进料台之上几个台提取之流104中的基本上包括所有化合物A的中间范围组份，及流103中的重端组份。此藉由在进料台之上及之下提供足够的台并向再沸器6、7及8中输入足够热量而完成。在流103与原料流101a进行热交换而实现冷却之后获得重端产物流107。

反应器2为含有促进所要反应的催化剂的绝热沸点反应器。馈入该反应器的原料包括流104(经加热器9)，含有化合物B的流108，及如下所示产生的循环流114。富集有化合物A且基本上不含重端组份的流104自进料台之上几个台提取。流108可为蒸气或液体。将反应器2组态为上流或下流操作的典型固定床反应器，或在一较佳实例中为在质量传递结构内含有载体催化剂的下流反应器。