[发明专利]通过蒸汽裂化正链烷烃的乙烯生产

说明书

对较早的国家申请的优先权要求

本申请要求2010年3月30日提交的美国申请12/749,817的优先权。

发明领域

本发明涉及一种用于制备蒸汽裂化加工装置用进料流的模拟移动床吸附分离方法。本发明更特别的是涉及一种用于生产高纯度正链烷烃物流的模拟移动床吸附分离方法，所述高纯度正链烷烃物流作为进料流用于蒸汽裂化工艺。吸附分离方法使用具有12个碳原子的烃解吸剂并且吸附分离方法在A/Fn比为约0.90-约0.92下操作。

发明背景

蒸汽裂化在商业上在大型工业装置中用于生产乙烯和较少量的丙烯，所述蒸汽裂化是在蒸汽存在下烃的热裂化。这些热解装置通常装有石脑油沸程的进料流。典型的石油衍生的石脑油含有包括正链烷烃、支化链烷烃、烯烃、环烷烃、苯和烷基芳烃在内的多种不同烃类。本领域已知链烷烃最容易裂化和提供最高产量的乙烯并且对于通常的裂化条件而言一些化合物例如苯相对耐高温。已知正链烷烃裂化比异链烷烃裂化产生更高的产品产量。1983年9月4-7日于布里斯班召开的第十一届澳洲化学工程大会(the Eleventh Australian Conference on Chemical Engineering)上由I.A.Reddoch等人提供的标题为“Separation of Normal Paraffins from Isoparaffins”的论文公开了，如果裂化装置装入正链烷烃的C₅-C₉物流而不是通常的C₅-C₉的天然汽油，则可以提高裂化装置的乙烯产量。

通过分馏，一种分级形式，将石油石脑油的各种组分分离为特定的结构类型是昂贵且复杂的并且改进作为蒸汽裂化进料的石脑油的特性的任一种尝试均利用了作用于一类结构类型的其它方式，例如提取。

分离石油馏分中的各种级别的烃的好处已导致研发了许多不同技术，所述技术通过类型而不是各自的分子量或挥发性分离烃。例如，可使用各种形式的液体提取从芳烃和链烷烃的混合物中除去芳烃。已研发出吸附分离技术从链烷烃中分离出烯烃和从非正链烷烃例如支化链烷烃和芳烃中分离出正(直链)链烷烃。所述方法的一个实例描述于GB2,119,398A中，其利用晶体大于的分子筛排除掉非直链烃和硫化合物而选择性吸附直链烃。

如果以连续方式进行吸附分离，对大型装置而言存在很大经济利益。US4,006,197和US4,455,444描述了进行连续模拟移动床(SMB)吸附分离工艺用以回收正链烷烃的技术，其为运行该发明的吸附分离区的优选实施方案。US4,006,197描述了提余物和提取物流的分馏以回收解吸剂，所述解吸剂在该工艺中可再利用。

US3,291,726描述了利用模拟移动床技术从石油衍生的馏分中分离正链烷烃。US6,407,301描述了利用模拟移动床技术从非正构烃中分离正链烷烃以产生蒸汽裂化区的进料和催化重整区的进料。两篇参考文献进一步描述了可通过分馏从吸附区取出的原料和提余物和提取物提供适用于该工艺的解吸剂。

通过分馏原料产生的在模拟移动床中使用的解吸剂通常导致解吸剂的沸点与提余物或提取物的组分的沸点十分接近。解吸剂的分离和循环可能需要更昂贵的设备，例如增加蒸馏塔内的层级和伴随较大设备的更多的能源成本(utilities cost)。当利用模拟移动床技术从非正构烃中分离正链烷烃以便产生蒸汽裂化区的进料和催化重整区的进料时，使用沸点不同于提余物和提取物流的组分的沸点并且不存在于进料流内的解吸剂产生明显的成本降低。提余物塔和提取物塔可减少尺寸并且可减少能源消耗(utilities consumption)。解吸剂不需要蒸发并且因此在提余物塔和提取物塔中减少了能源消耗。另外，回流比减小了，从而降低了成本。与其它操作相比，模拟移动床的进料流在引入模拟移动床之前不需要分馏，因而消除了伴随一个分馏塔的成本。

另一方面，更重要的是，A/Fn比可以为约0.90-约0.92，其明显小于约1.0-约1.2的标准范围。A/Fn比明显降低的结果是采用较少的解吸剂能够处理更多的材料，从而降低成本。

发明概述