[发明专利]处理含异戊烯的轻裂解石脑油流的方法和所用的蒸馏柱反应器

说明书

本发明涉及多用途催化蒸馏柱及使用这种柱通过异烯烃和醇反应生产醚。更具体地说，本发明涉及通过使含于裂解石脑油汽流中的异戊烯和甲醇在蒸馏柱反应器中进行反应生产叔戊基甲基醚，它包括除去C₆⁺馏份，通过除去硫醇使原料脱硫，除去原料中的腈，选择氢化原料中的二烯烃及使异戊烯和甲醇反应生产叔戊基甲基醚。

精制的C₅馏份用作汽油调合用储备料及作为异戊烯的来源以便和低级醇反应生产醚是很有价值的。由于最近通过的对汽油组份规定了某些新的限制的“清洁空气法案”(Clean Air Act)，对于精炼厂来说叔戊基甲基醚(TAME)迅速变得十分可贵，某些上述限制是(1)含一定量的“含氧物”(“oxygenates”)，如甲基叔丁基醚(MTBE)，TAME或乙醇；(2)减少汽油中的烯烃的数量，(3)降低蒸气压(挥发度)。

在大多数C₅馏份中，适用于生产TAME的异戊烯经常含量很低，例如少于15％，而存在着抑制醚化反应的其它C₅烯烃异构体及足量的二烯烃和乙炔。本发明的优点在于在一个单独的蒸馏柱反应器中，在醚化反应之前可除掉这些污染物如二烯烃，乙炔，硫醇及腈。本发明的另一优点是从该柱中回收的含醚的汽流不需进一步处理即可用作辛烷调合用储备料。本发明的上述优点及其它优点及特征可从下文中看得更清楚。

简言之，本发明包括一个单独的蒸馏柱反应器，以裂解轻石脑油为原料可生产叔戊基甲基醚。该蒸馏柱反应器可作为脱戊烷塔除去C₆及更高的馏份，并且因同时加入甲醇，可实现从C₅馏份中共沸分离出腈。其中设置了合适的催化蒸馏结构床可以完成所有的需要进行的反应。第一个床能选择性地使某些二烯烃和硫醇反应使生成能随C₆残渣(塔底物)一起除去的较重物质并能选择性地氢化原料中的二烯烃，第二个床能完成醚化反应。

在现有技术中，对于分馏进料流的各种工序要求多个单元，以除去C₆和较重级分；对C₅级分进行加氢处理以除去二烯烃和硫醇以及醚化异戊烯。蒸馏柱反应器仅在一个单元中便提供了所有这三个工序，从而基本上降低了建造和安装的总成本和进行这些工序的劳务操作。另外，醚化反应放出的反应热可立即方便地用于进料流的分馏。

生产叔戊基甲基醚的本发明的优选方法包括以下步骤：

(a)将第一个含轻裂解石脑油的气流加到蒸馏柱反应器中，该反应器内有汽提区(stripping section)形成催化蒸馏结构的含氢化催化剂的第一蒸馏反应区及形成催化蒸馏结构的含酸性阳离子交换树脂的第二蒸馏反应区；

(b)同时往上述蒸馏柱反应器中加含氢气的第二个气流和含甲醇的第三个气流；

(c)于上述贫化区内分离出上述轻裂解石脑油中的C₆及更高沸点的馏份，同时沸腾的C₅馏份进入上述第一蒸馏反应区；

(d)在上述第一蒸馏反应区内同时进行：

(ⅰ)除去主要是硫醇的含硫化合物，这是通过使含于上述C₅沸腾馏份中的硫醇和含于上述C₅沸腾馏份中的一部分二烯烃反应产生比上述C₅沸腾馏份的沸点高的硫化物来完成的。

(ⅱ)使含于上述C₅沸腾馏份中的其余二烯烃和任何乙炔和一部分上述氢气反应，以便减少不饱和度并减少一部分异戊烯异构化，以及

(ⅲ)形成C₅/甲醇共沸物，沸腾上述共沸物进入上述第二蒸馏反应区，同时通过分馏分离含于上述C₅馏份中的上述硫化物及任何含氮化合物；

(e)在上述第二蒸馏反应区同时进行：

(ⅰ)使含于上述共沸物中的异戊烯和含于上述共沸物中的甲醇反应生成叔戊基甲基醚；

(ⅱ)通过分馏从未反应的C₅馏份及甲醇中分离上述叔戊基甲基醚；

(f)作为塔顶蒸出物从上述蒸馏柱反应器中回收C₅馏份，未反应的甲醇及未反应的氢；

(g)作为残渣(塔底物)从上述蒸馏柱反应器中回收C₆及更高的馏份，上述叔戊基甲基醚，上述硫化物及上述含氮化合物。

上述步骤(c)中的较高沸点的组份包括TAME，硫化物及最终从塔底离开柱反应器的腈。

本发明的催化蒸馏柱可用附图进一步图解说明。