[发明专利]使用反应蒸馏的C7异构化

说明书

技术领域

本发明涉及链烷烃原料的异构化。特别地，本发明涉及通过联合 分馏和催化异构来异构化C₇烃馏分。该方法包括在分馏器中将原料分 离为不同的馏分，其中至少一种馏分富含C₇烃，在异构化催化剂存在 下在单独的异构化装置中异构化该馏分，以及将该异构化的馏分循环 回到分馏器来生产多分枝(multi-branched)链烷烃。

背景技术

越来越需要发现以前汽油中使用的辛烷促进剂(busters)如对环境 和健康有害的芳族化合物的替代物。多分枝链烷烃是具有高辛烷值并 且低或无危险性的理想汽油调合组分。因此这鼓励人们去发展通过异 构化合适的直链烷烃馏分，例如低辛烷值的C₄到C₁₂馏分来提高链烷烃 辛烷值的方法。虽然C₅/C₆链烷烃异构化是通常的炼油厂工艺，但应用 C₇⁺馏分却遇到了那些馏分通常高程度裂化为气体而带来的重大困难。

链烷烃异构化是平衡限制反应并且对于包括C₇烃的更高馏分，异 构化伴随有裂化反应。相对裂化选择性随着异构化转化率的提高而提 高，由于接近平衡时异构化反应速率降低，而裂化是不可逆反应并且 不受平衡条件的影响。较高石蜡烃异构化的另一个问题是异构化的链 烷烃产品的裂化，它比其相应的直链烷烃更容易裂化。

对于平衡限制异构化反应，转化率可以通过在蒸馏条件下利用反 应蒸馏进行反应以此在反应过程中连续移走产品来增加。

烃类异构化中的反应蒸馏是已知的技术。

因此，US专利5,948,948、6,054,630以及6,084,141描述了借助与反 应区相联的蒸馏区、利用反应蒸馏方法的链烷烃异构化，所述反应区 至少部分在蒸馏区内部并且包括一个或多个其中在催化剂和氢气存 在下转化原料的催化床。

如本领域技术人员所知，通过异构化催化剂床的氢气流动必须维 持在一个足够的分压以避免蒸煮(cooking)催化剂以及优化催化剂效 率。

这限制了上述已知的反应蒸馏的使用，其中异构化必须部分地在 蒸馏塔内部进行，因为存在于催化剂中的氢气通过塔顶和液体流动一 起从催化剂中除去。

当在催化异构化中使用时，反应蒸馏的另一个缺点是蒸馏塔中气 体形式裂化产物和氢气的存在。气态化合物的存在降低了蒸馏效率。 因此塔中冷凝塔板数必须增加以维持不同产品馏分的合理分离。

上述已知方法还存在的一个缺点是异构化产品从内和外反应区 再次引入到分离塔中非常接近于出料塔板的水平。如上面所述，异构 化的多分枝链烷烃容易裂化，在与待异构化馏分排出几乎相同的水平 处再引入那些化合物将导致异构物裂化增加。

发明内容

本发明的总目的是提供一种没有上述缺点、用于富含C₇烃类的烃 进料的异构化方法。

当在外部异构化反应器中进行异构化方法、富含正庚烷和单分枝 庚烷的中间馏分从分离塔中排出并在再引入异构物进入分离塔前放 出(purging)氢气和异构化期间形成的裂化产物，本发明的目的可以实 现。

因此，本发明的异构化方法包括如下步骤：

(a)在分离塔中将包含至少C₇烃的烃类进料分离成具有比正庚烷 更高沸点的烃的重馏分、富含正庚烷和/或单分枝异庚烷的中间馏分、 以及富含多分枝异庚烷的轻馏分；

(b)连续地从分离塔中排出至少一部分富含正庚烷和/或单分枝 异庚烷的中间馏分；

(c)将排出部分引入异构化反应器并在异构化条件下、异构化催 化剂以及富含氢气的气体物流存在下异构化该部分；

(d)从异构化反应器中将富含多分枝异庚烷以及裂化烃和氢气 的异构化流出物物流排出；

(e)从异构化流出物中放出裂化烃和氢气以得到稳定化反应器流 出物；

(f)将该稳定化反应器流出物循环到分离塔；以及

(g)从分馏塔中取出富含多分枝C₇异构体的塔顶产品。

典型的用于本发明方法作为原料供应给分离塔的烃物流富含正 庚烷和异庚烷。该进料可以另外含有其它C₇烃类例如C₇环烷烃、甲苯 和C₇烯烃。另外，该进料可以含有大量的C₆和更重的烃类。