CN106457065B - 重烃的去除 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于从溶剂流分离重烃的装置、***及方法。所述重烃和溶剂可被回收并进一步加工。

Description

重烃的去除

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2014年1月24日提交的美国临时专利申请第61/931,450号的权益，该申请通过全文引用结合到本文中，正如其在本文中被完整地阐述。

发明背景

包含芳族化合物的物流通常含有“重烃，原因是源自加氢处理单元的绿油、上游分馏器的携带物(carryover)、各种聚合物、降解产物等”。目前不容易通过本领域现有技术的方法将这些去除。

考虑到上述原因，在精炼厂，从溶剂加工流容易地分离重烃的装置和方法将具有显著的好处。这样的装置和方法将允许更有效率地操作精炼厂工艺流并还以有用的形式提供重烃以用于进一步加工。

发明概述

在不同的实施方案中，公开了用于从溶剂流去除经聚集的重烃的装置。所述装置包含：第一萃取单元、第二萃取单元、水输入管线、轻烃(HC)输入管线和洁净溶剂输出管线。

在不同的实施方案中，公开了用于从溶剂流去除重烃的装置。所述装置包含：第一萃取单元、第二萃取单元、轻烃输入管线、水输入管线、重烃输出管线和洁净溶剂输出管线。所述水输入管线通过源自萃取蒸馏工艺的经冷凝的汽提蒸汽供应。

在其它不同的实施方案中，公开了用于从溶剂流去除重烃的方法。所述方法包括：提供第一批混合物，其包含重烃和至少一种溶剂；使用萃余物洗液洗涤第一批混合物；由第一批混合物去除所述至少一种溶剂和萃余物洗液；在直立式多段接触器中，用洗水洗涤源自第一批的萃余物；并分离输出流，所述输出流包含重烃和洁净溶剂流的第二输出物。

上文已经相当广泛地描述了本公开的特征，从而使得下文的详细说明可被更佳地理解。本公开的其它特征和优点将在下文描述，其形成权利要求的主题。

附图简述

为了更加充分地理解本公开及其优点，结合描述本公开的特定实施方案的附图来进行以下描述，其中：

图1示意性地示出根据本要求保护发明的一个实施方案的具有水循环步骤的重烃去除***；

图2示意性地示出根据本要求保护发明的一个实施方案的不具有水循环步骤的重烃去除***；

图3示意性地示出重烃去除***和溶剂再生***的结合。

示例性实施方案的详述

在下文的说明中，描述了特定的细节，例如特定数量、大小等，从而提供对在本中公开的实施方案的充分理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，即便是没有这些特定的细节，同样是可以实施本公开的。在许多情况下，关于这些考虑因素及诸如此类的细节已被省略，因为这些细节对于获得对本公开的充分理解并不是必须的，而是在本领域技术人员的技能范围内的。

概括地来看附图，应当理解，示例出于对本发明的特定实施方案进行描述的目的，其并不意图限制本发明。附图不必按比例绘制。

虽然在本文中所使用的大部分术语为本领域技术人员所知晓，然而，应该理解的是，当未经明确定义时，所述术语应该被诠释为采用目前由本领域技术人员所接受的含义。

本文中所使用的“萃余物”是指例如轻质略微极性的烃。这些为C1-C6烃，优选烷烃和环烷烃。

重烃(HHC)、特别是C9+烃例如芳族和环烷烃会累积于精炼***内，例如像萃取蒸馏***，这是成问题的，特别是当所述***具有闭合回路循环的时候。本发明的实施方案涉及在精炼厂中芳族化合物(特别是C6-C8芳族化合物)萃取工艺(基于极性溶剂的萃取蒸馏)。发生重烃累积的原因在于重烃的沸点接近或高于在所述工艺中将要萃取的芳族化合物的沸点，并且对用于进行萃取的溶剂具有中度至轻微的亲和力。这会导致在溶剂循环回路内的累积，因而影响芳族化合物回收。

通过简单蒸馏来分离重烃是困难的，或者是高能耗的。当难于分离并且重烃随着时间累积时，萃取工艺的效能就会下降。在难于完成重烃分离的情况下，需要备选的分离方法以维持产物质量和最优化的***效能。在下文的讨论中，讨论了萃取蒸馏的说明性精炼工艺。然而，本领域技术人员将认识到，用于去除重烃的装置和方法可用于多个需要由中度至高极性溶剂去除重烃的精炼工艺中的任一个。下文讨论的装置和方法结合有轻烃萃取以在萃取蒸馏过程中从溶剂流去除重烃。所述装置和方法相对于已有的装置和方法来说是有利的，因为除了重烃去除物(HHR)流外，必须要处理的水和有机废物流的量是非常低的。

优点在于：轻烃(LHC)流为取自萃取蒸馏塔中的萃余物塔顶流的滑流且不需要外部进料输入。萃余物和待去除的较重烃二者的性质均为非极性(或微极性)，利用该性质来去除重HC。在该***内，溶剂的损失是最小的(小于溶剂循环流率的1ppmw)。水和溶剂二者均为极性的，利用该性质来防止萃余物中的溶剂携带。此外，下文提出的水循环选项减少了整个***对萃余物洗液(或LHC)和洗水的需求，做法是，使溶剂对极性化合物更具选择性(以减少回收为代价)并因此降低对微极性重烃的亲和力。

在不同的实施方案中，公开了用于从溶剂流去除重烃的装置。所述装置包含：第一萃取单元、第二萃取单元、轻烃输入管线、水输入管线、以及重烃输出管线和溶剂输出管线。所述装置允许分批处理包含重烃的溶剂流。所述装置可连续地运行。工艺数据可决定一个事件，该事件暗示重烃去除应当被执行。去除重烃的装置还可被自动地触发，例如通过检测溶剂流内的重烃浓度是否高于可允许的特定水平。在某些情况下，所述可允许的水平为1wt％重烃，在其它情况下为5wt％，并且在其它情况下为10wt％。重烃的浓度检测例如可以通过气相色谱来完成。

在本发明的一个实施方案中，所述***由包含重HC的溶剂滑流的萃余物洗液组成。所述萃余物洗液为第一接触器(contractor)(单至多段)。这之后为第二接触器，其为洗水接触器(单至多段)。在某些实施方案中，水再循环回到萃余物洗液单元。在其它实施方案中，水并未被再循环。水未再循环的选项虽然有效，却是以增加的萃余物洗液和洗水流率需求为代价的。

在装置的不同实施方案中，所述溶剂流包含源自闭合回路溶剂流的滑流。如上所讨论，闭合回路溶剂流有益于重烃的累积。在不同的实施方案中，所述装置进一步包含源自第一萃取单元的输出管线。在不同的实施方案中，所述装置进一步包含蒸汽生成(SG)***。例如，溶剂可以从输出管线去除、用蒸汽生成***再生并返回至萃取蒸馏***。这种溶剂再生***例如可以包括，在使溶剂返回至萃取蒸馏***内之前从所述溶剂去除水的过程和***。

在不同的实施方案中，所述装置连接至萃取***。在其中使所述装置连接至萃取***的实施方案中，所述萃取***可被用于萃取芳族化合物。芳族化合物例如可以包括苯、甲苯、苯乙烯和二甲苯。

当在闭合回路萃取蒸馏***中检测重烃的阈值浓度时，包含重烃的溶剂的受控部分通过本文公开的用于去除重烃的装置而被自动转移并处理。图1示意性地示出重烃去除***100。包含重烃的溶剂源101使用源自输入管线102的轻烃(LHC)进料进行处理。混合例如在溶剂/LHC静态混合器103内完成。在第一接触器内，用轻烃萃取重烃。水循环任选地由水输入管线104供应。在水/溶剂/LHC静态混合器105内，源自水输入管线104的水与重烃的溶剂/LHC混合物进行混合。所述装置包含第一接触器106。第一接触器106实现从分离器底部作为不含HHC(重烃)的分离相去除溶剂。溶剂相的去除通过转移管线112发生。现已贫重烃的溶剂可被进一步处理，以便返回至萃取蒸馏***内。或者，溶剂相可经进一步加工以用于溶剂回收、水再循环、弃置、或其组合。残留在第一阶段分离器106内的上部相包括溶解在轻烃萃取物内的重烃。

在第一阶段分离器106内的上部相包含有少量溶解的或混合的溶剂以及重烃和轻烃萃取物。为了防止***中的溶剂损失，从溶解于轻烃萃取物中的重烃去除残留的溶剂是有利的。去除第一阶段接触器106的溶剂相中的大部分溶剂后，将溶解在轻烃中的重烃从第一接触器106转移至第二接触器107。在第二接触器中，LHC+HHC相(轻烃和重烃相)用新鲜水输入洗涤，以萃取LHC+HHC相中的溶剂携带物。在水再循环选项中，将该水+携带物溶剂相(管线113)送回第一接触器。根据工艺观点来看，该水使第一接触器中的极性溶剂对极性化合物更具选择性，但是会降低回收率，由此降低其对重烃的亲和力。这减少了整个***对洗水和萃余物洗液(LHC)的需求。在第二接触器中分离的烃相由轻烃和经去除的重烃组成。

从第二接触器107的底部去除的洗水主要含有没有在第二阶段分离器107中从重烃/LHC混合物分离的痕量溶剂。在本文中所描述的装置包括转移管线113，籍此从第二接触器107去除的洗水可用作为洗水用于溶解于溶剂中的重烃批料。

图2中的方法表示所要求保护的本发明的一个备选的实施方案，其中水并未再循环至第一接触器。包含重烃的溶剂源101用从输入管线102进料的轻烃(LHC)处理。例如在溶剂/LHC静态混合器103内完成混合。将重烃萃取在轻烃中。所述装置包含第一接触器106。第一接触器106从分离器底部作为溶剂相完成溶剂的去除。溶剂相的去除通过转移管线112发生。现在，溶剂与源自第二接触器107的水流合并，并且供回至芳族化合物萃取工艺，用以进一步加工。残留在第一阶段接触器106中的上部相包括溶解在轻烃萃取物中的重烃加上某些另外的溶剂携带物。

在第一阶段分离器106中的上部相包含少量溶解或混合的溶剂、以及重烃和轻烃萃取物。为了使溶剂损失减至最小，从溶解在轻烃萃取物中的重烃去除残留溶剂是有利的。去除第一阶段分离器106的溶剂相中的大部分溶剂后，使溶解在轻烃中的重烃从第一接触器106转移至第二接触器107。重烃+轻烃相在第二阶段分离器107中作为顶层分离，并且作为烃流经由烃输出管线115去除。重烃/LHC相中的残留溶剂在第二接触器106中作为底层(117)去除。

将经由重烃输出管线110从第一接触器106去除的重烃流进料至第二接触器107的底部。通过水输入管线114将新鲜水引入至第二接触器107的顶部。水以逆流方式经过多阶段与重烃流混合，并选择性地从重烃萃取残留溶剂。其作为物流117去除，物流117与物流112合并，然后送回至芳族化合物萃取工艺。

在其它不同的实施方案中，公开了用于从溶剂流去除重烃的装置。所述装置包含：第一萃取单元、第二萃取单元、轻烃输入管线、水输入管线、重烃输出管线和溶剂输出管线。所述水输入管线通过源自萃取蒸馏工艺的冷凝汽提蒸汽供应。在所述装置不同的实施方案中，所述溶剂流包含闭合回路溶剂流。在不同的实施方案中，所述装置进一步包含源自第一萃取单元的输出管线。在不同的实施方案中，所述装置进一步包含蒸汽生成***。在不同的实施方案中，萃取蒸馏过程包括芳族化合物萃取蒸馏过程。在不同的实施方案中，汽提蒸汽由蒸汽生成***产生。

有利地进行重烃去除的说明性方法为芳族化合物萃取蒸馏。芳族化合物萃取蒸馏工艺可以如图3所示与重烃去除装置(HRS)和蒸汽生成(SG)***结合。溶剂存储器(SRC)201与芳族化合物萃取蒸馏工艺相结合。当溶剂存储器201中的溶剂载满重烃时，一部分溶剂从溶剂存储器201释出并进入管线211中，管线211位于至烃去除***204的途中。用源自管线202的非芳族轻烃和源自管线203的水处理包含重烃的溶剂。源自芳族化合物萃取工艺中的萃取蒸馏塔的塔顶萃余物用于HHR(重烃去除)去除***所需的轻烃进料的目的。冷凝后，可从溶剂回收塔(在芳族化合物萃取工艺中)的塔顶产物取出新鲜水。将重烃、溶剂、非芳族轻烃和水的混合物进料到重烃去除***204中。例如，如上所讨论，使重烃、溶剂、非芳族轻烃和水的混合物进入第一萃取单元并随后进入第二萃取单元中，从而从重烃和非芳族轻烃分离水和溶剂。溶解在非芳族轻烃中的重烃经由输出管线205去除。随后将水和溶剂的合并流(206)进料至如在实施方案中所示的芳族萃取工艺的蒸汽生成回路中。值得注意的是，在不存在HHR去除***的情况下，通常从溶剂回收塔顶产物去除水，并进料到蒸汽生成工段中。因此，当存在HHR去除***时，水取出以及溶剂+水流进料并不会偏离芳族化合物萃取单元的常规工艺构造。这是使HHR去除***与芳族化合物萃取工艺结合的附加优点。

本领域技术人员将认识到，如上所讨论的重烃去除***可以与其中有利地去除重烃的多个工艺条件中任一个相结合，并且如上所提及的实施方案与芳族化合物萃取蒸馏工艺的结合应当被认为是说明性的。本领域技术人员将进一步认识到，如上所讨论的工艺在不产生废溶剂或洗涤水流方面是有利的。LHC/重烃流可进一步经加工以例如用于共混至液体燃料***内，或者通过转移至另一个精炼单元，例如至用以将重烃裂解成更加有用的小的有机化合物，或者与该物流的现有加工单元共联结。

在不同的实施方案中，公开了用于从溶剂流去除重烃的方法。所述方法包括提供第一批包含重烃和至少一种溶剂的混合物；用轻烃萃取第一批混合物；用洗水洗涤第一批混合物；在直立式多阶段接触器中用洗水洗涤第一批混合物；去除洗水；并分离包含重烃的输出流。在不同的实施方案中，所述方法进一步包含至少再一次重复所提供的步骤。因此，可连续地执行如在本文中所公开的用于去除重烃的方法。

在所述方法不同的实施方案中，包含重烃的输出物进一步包含轻烃。在所述方法不同的实施方案中，溶剂流包含闭合回路溶剂流。在所述方法的不同实施方案中，溶剂流包含芳族化合物。在所述方法的不同实施方案中，所述萃取步骤去除重芳族化合物。

在所述方法的不同实施方案中，重烃在所述至少一种溶剂中的浓度高于触发所述方法运行的阈值。

因此，本发明不同的实施方案公开了用于从溶剂流去除重烃的装置，所述装置包含：第一萃取单元；第二萃取单元；轻烃输入管线；水输入管线；和重烃输出管线。

在不同的实施方案中，溶剂流包含闭合回路溶剂流。在不同的实施方案中，所述装置进一步包含源自第一萃取单元的输出管线。在不同的实施方案中，所述装置进一步包含溶剂再生***。

根据如上说明，本领域技术人员可以容易地确定本发明的必要特性，并且在不偏离其精神和范围的情况下，可以做出不同的改变和改进以使本公开适用于各种用途和条件。如上所述的实施方案仅意图是说明性的，并且不应当被认为是对本公开范围的限制，而本发明的范围在下文的权利要求中限定。

Claims (3)

1.一种用于从溶剂流去除重烃的装置，所述装置包含：

包含重烃的溶剂源(101)；

轻烃输入管线(102)；

溶剂/轻烃静态混合器(103)；

第一接触器(106)，其从分离器底部作为溶剂相完成溶剂的去除；

转移管线(112)，用于第一接触器(106)中溶剂相的去除；

第二接触器(107)；

重烃输出管线(110)，用于从第一接触器(106)去除的重烃流进料至第二接触器(107)的底部;

水输入管线(114)，用于将新鲜水引入至第二接触器(107)的顶部，于该处所述新鲜水以逆流方式经过多阶段与所述重烃流混合，并选择性地从重烃萃取残留溶剂；

重烃+轻烃相在第二接触器(107)中作为顶层分离，并且作为烃流经由烃输出管线(115)去除；

在第二接触器(107)中的残留溶剂作为底层物流(117)去除；和

底层物流(117)与转移管线(112)中的物流合并，然后送回至芳族化合物萃取工艺，和所述第二接触器(107)是直立式多段接触器。

2.一种用于从溶剂流去除重烃的方法，所述方法包括如下步骤：

i) 包含重烃的溶剂源(101)用从输入管线(102)进料的轻烃处理，将重烃萃取在轻烃中；

ii) 第一接触器(106)从分离器底部作为溶剂相完成溶剂的去除，溶剂相的去除通过转移管线(112)发生；

iii) 将经由重烃输出管线(110)从第一接触器(106)去除的重烃流进料至第二接触器(107)的底部；

iv) 用水输入管线(114)将新鲜水引入至第二接触器(107)的顶部，并且所述新鲜水以逆流方式经过多阶段与所述重烃流混合，并选择性地从重烃萃取残留溶剂；

v) 重烃+轻烃相在第二接触器(107)中作为顶层分离，并且作为烃流经由烃输出管线(115)去除；

vi) 在第二接触器(107)中的残留溶剂作为底层物流(117)去除；和

vii) 底层物流(117)与转移管线(112)中的物流合并，然后送回至芳族化合物萃取工艺，和所述第二接触器(107)是直立式多段接触器。

3.权利要求2的方法，其中在步骤i)中，在静态混合器(103)内完成混合，将重烃萃取在轻烃中。