分離來自熱解汽油的c5二烯烴的方法和裝置的制造方法
【專利說明】分離來自熱解汽油的C5 二烯烴的方法和裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據35U.S.C.§119(e)要求保護于2013年6月5號提交的美國臨時專利申請號61/831447的權益，通過引用將其整體結合到文中，如同在文中完整闡述過一樣。
[0003]發明背景
[0004]由液體進料乙烯生產單元(或裂化裝置)生產的熱解汽油包含有價值的C5二烯烴，例如順式和反式I，3_戊二烯(還稱為間戊二烯或“Pips”)、異戊二烯和環戊二烯(cro)。本領域的當前方法關注于從這種混合物分離異戊二烯以制備聚異戊二烯。通常通過氫化將重級分例如順式和反式I，3_戊二烯及環戊二烯的二聚體(稱為二環戊二烯或DCPD)破壞以與汽油共混或作為進料循環到裂化裝置。分離技術已公知了幾十年，且其使用設備例如二聚體反應器、蒸餾塔和提取蒸餾方法來獲得聚合物級異戊二烯，并最大程度回收異戊二烯。
[0005]Dcro和I，3_戊二烯用作烴樹脂制造工業中的原料。這兩種原料的組成隨各個液體裂化器的工藝細節而變化。所制造的烴樹脂類型對制備烴樹脂領域的技術人員來說是公知的。傳統上由C5級分獲得的間戊二烯流不包含用于制備催化C5烴樹脂所必需的其他關鍵反應性單體。而且，DCPD流傳統上以使cro共二聚體的形成降到最小程度的方式來操作。實際上，設計C5分離以使二聚體系的目標在于使共二聚體及異戊二烯隨后的損失降到最小。C5分離單元的設計意在使異戊二烯回收最大化，且重分子例如DCPD和間戊二烯一般在純化異戊二烯的過程中被廢棄/損失。
[0006]異戊二烯純化系統傳統上包括2級提取蒸餾和一系列至少3個純化塔和水洗滌塔。通常需要使非異戊二烯的產品通過氫化步驟以使有問題的炔飽和。現有技術方法集中于異戊二烯純化或集中于通過氫化除去炔以提高物流的品質。現有技術方法認為異戊二烯回收和DCPD與I，3-戊二稀回收處于單一的協調工藝(single coordinated process)中。
發明領域
[0007]所要求保護的發明和裝置以及方法意在獲得包含為所需要的烴樹脂前體組分的其他有價值的關鍵反應性單烯烴和二烯烴的Dcro和間戊二烯流，所述關鍵反應性單烯烴和二烯烴已經存在于C5級分中，但被損失或忽視，本發明和裝置以及方法提供了靈活性且便于分離DCPD和I，3-戊二烯，向下游氫化單元提供相當大容量和操作益處，同時在不需要氫化的情況下提高副產物的價值。這種裝置和方法將允許更有效的操作和系統設計以及操作條件，以由熱解汽油的C5級分生產最少四個有價值的物流。
[0008]發明概述
[0009]在各種實施方案中，公開了用于獲得烴樹脂級DCPD流、烴樹脂級間戊二烯流和粗異戊二烯流的裝置系統和操作條件。所述裝置由蒸餾塔、一系列最少兩個二聚體反應器系統構成，其中各個系統具有超過一個并聯配置的二聚體鼓筒，在二聚體系統前面是熱交換器，蒸餾塔之后是二聚體系統且最少具有一個蒸餾塔。
[0010]在其他各種實施方案中，公開了由粗異戊二烯獲得聚合物級異戊二烯的方法，以及不含硫的高品質汽油價值流的生產。所述裝置由以下構成:由提取蒸餾塔和溶劑回收塔構成的第一提取蒸餾系統；由脫硫系統、脫色系統構成的雜質除去系統；乙炔氫化系統；蒸餾塔;第二提取蒸餾系統;和最少一個蒸餾塔和由容器和蒸餾塔構成的溶劑再生系統。
[0011]在其他各種實施方案中，公開了濃縮循環流中的CPD以將高價值的反應性單體和二烯烴回收到間戊二烯流的方法，以及提高Dcro流的價值或回收異戊二烯的靈活性。
[0012]前文業已相對寬泛地概述了本公開的特點，以便可以更好理解以下詳述。將在下文描述形成權利要求的主題的本公開的其他特點和優點。
[0013]附圖概述
[0014]為了更全面理解本公開及其優點，現在結合描述本公開的具體實施方案的附圖進行以下說明，其中:
[0015]圖1顯示例示性烴樹脂原料級DCro和間戊二烯生產系統;和
[0016]圖2顯示異戊二烯提取系統與烴樹脂級間戊二烯和DCPD分離系統的例示性結合。
[0017]例示性實施方案詳述
[0018]在以下說明書中，描述了某些細節例如具體的數量、尺寸等，以便徹底地理解本文中所公開的實施方案。然而，本領域技術人員將顯而易見的是可以在沒有這些具體細節的情況下實施本公開。在許多情況下，已經省略了涉及這些考慮等的細節，因為這些細節對于全面理解本公開來說并不是必須的，且這些細節在相關領域技術人員的能力內。
[0019]大體參考附圖，應當理解說明的目的在于描述本公開的具體實施方案而不意在對其進行限制。附圖不必按比例制作。
[0020]雖然本領域技術人員知曉文中所使用的大多數術語，然而應當理解當未明確限定時，術語應當解釋為采用本領域技術人員當前所接受的含義。
[0021]文中所使用的“抽余油”例如是指輕質烴;文中所使用的“二聚體”是指Dcro(cro的二聚體)；文中所使用的“共二聚體”是指CPD-異戊二烯、CPD-間戊二烯和CPD-甲基環戊二烯;且文中所使用的相關的三聚體、四聚體分子包含CPD、異戊二烯、間戊二烯和/或甲基環戊二烯分子中的三種或四種的各種組合。
[0022]在熱裂化中在用于生產乙烯和/或丙烯的石油的液體級分蒸汽(steam)(例如LPG、石腦油、柴油和重級分)的存在下，生產稱為熱解汽油的烴液體級分。該熱解汽油由4個碳原子-超過10個碳原子范圍的烴組分組成。其中對創新領域重要的是單烯烴和二烯烴，例如環戊二烯(CPD)、甲基環戊二烯、順式和/或反式I，3_戊二烯(Pips)、異戊二烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、環戊烯和包含5個碳的類似的烴分子。這些化合物用于制備烴樹脂，所述烴樹脂用于各行各業。異戊二烯主要用于制備橡膠和用于某些嵌段共聚物。
[0023]在各種實施方案中，公開了用于獲得物流的裝置，所述物流由制備特定催化和熱烴樹脂必需的單一組分或多個組分組成。所述裝置包括蒸餾塔、一系列至少兩個二聚體反應器系統，其中各個系統具有至少兩個并聯配置的二聚體鼓筒，在二聚體系統前面是熱交換器，蒸餾塔之后是二聚體系統且最少具有一個蒸餾塔。所述裝置連續操作。
[0024]本發明的一個實施方案涉及用于生產DCro和間戊二烯以及異戊二烯的方法，所述方法使用采用二聚反應器的特定配置和操作條件的系統以提高Dcro的生產，同時回收用于烴樹脂生產的某些前體。如圖1中所述，所述方法采用脫異戊烷器(脫輕級分塔)以從C5進料除去異戊烷。從工藝的剩余物中以輕級分將回收的異戊烷分離。使剩余的C5進料通過具有優化條件的二聚系統以提高Dcro生產。使二聚混合物通過C5分割塔，其中在塔頂提取粗異戊二烯。使來自C5分割塔的底部產物通過第二二聚體系，隨后通過Pips塔，在其中提取Pips。使來自Pips塔的底部級分通過DCPD塔，在其中提取DCH)。另外，優化C5分割塔的條件以在Pips提取中回收提高量的2-甲基-2-丁烯(2MB2)，2-甲基-2-丁烯在生產烴樹脂中用作有價值的單體。
[0025]粗異戊二烯級分隨后經受包括兩級提取蒸餾塔/溶劑回收塔(EDC/SRC)系統的分餾方法，兩級提取蒸餾塔/溶劑回收塔(EDC/SRC)系統具有在第一和第二 EDC/SRC系統之間存在的雜質除去系統和粗異戊二烯分餾系統。
[0026]在裝置的各種實施方案中，二聚體系統由具有塔頂放空控制、具有或不具有控溫交換器的容器;或殼側有蒸發介質的等溫熱交換器;或具有用于控溫和混合的循環栗的槽；或具有攪拌器的球體;或以上任兩個的組合組成。不同于集中于使DCH)產率最大化和使異戊二稀二聚的損失降到最小的當前發明(present applicat1n)，一組2或3個平行