用于分離鏈烷烴異構化區流出物的設備和方法
【專利說明】用于分離鏈烷烴異構化區流出物的設備和方法
[0001]優先權陳述
[0002]本申請要求2012年12月14日提交的美國申請N0.13/715，813的優先權，通過引用將其全部內部并入本文中。
技術領域
[0003]本技術領域一般性地涉及用于分離烴的設備和方法，更特別地涉及用于分離來自鏈烷烴異構化區的含鏈烷烴異構體的流出物的設備和方法。
[0004]背景
[0005]異構化方法由許多精煉廠廣泛用于將直鏈鏈烷烴的分子結構重排成通常具有更高辛烷值的更多支鏈烴。一種該方法在鏈烷烴異構化區中將正丁烷(正丁烷)重排成異丁烷。異構化方法向熱動力平衡進行，其中流出物(異構化物)仍包含實質濃度的正丁烷，通常1.2:1-2:1的異丁烷:正丁烷摩爾比。在鏈烷烴異構化區下游，將流出物在脫異丁烷(DIB)塔中分離以形成通常具有至少80摩爾％且至多99摩爾％異丁烷的純度的異丁烷產物。DIB塔配制成具有多個垂直排列且間隔開的分餾塔板的分餾塔，其有效地充當用于將流出物分餾的蒸氣-液體接觸裝置。
[0006]由于正丁烷和異丁烷的沸點是較接近的且需要較純的異丁烷產物，DIB塔通常以高回流比操作以幫助驅使流出物的蒸氣餾分向上通過DIB塔，從而接觸流出物的下降液體餾分以有效地分離異丁烷產物。不幸的是，為了更加具有能量效率，設計一些DIB塔具有在塔的下部與塔的上部相比明顯更低的再沸負荷，例如1:9-1:10的塔的下部相對于上部的再沸負荷比。因而，在DIB塔的下部產生比塔的上部明顯更少的蒸氣。這可導致液體通過分餾塔板上的孔的較低蒸氣速度和流量，稱為滴漏，導致鏈烷烴異構化區流出物和較低純度異丁烷產物的無效分離。
[0007]因此，理想的是提供用于在DIB塔中以改進的蒸氣速度和降低的滴漏分離鏈烷烴異構化區流出物以將異丁烷與流出物有效分離的設備和方法。此外，本發明的其它理想特征和特性從隨后的詳細描述和所附權利要求書中連同附圖和該背景一起獲悉。
[0008]簡述
[0009]本文提供用于分離鏈烷烴異構化區流出物的設備和方法。根據一個示例實施方案，用于分離異構化區流出物的設備包含DIB塔。DIB塔配置用于將鏈烷烴異構化區流出物分餾以形成富支化(；烴料流。DIB塔包含一個容器。該容器包含豎直延伸且包圍內部圓柱形體積的圓柱壁，所述內部圓柱形體積具有延伸至上部的下部。內部鍛模(swage)置于內部圓柱形體積的下部。多個分餾塔板包括內部圓柱形體積中置于內部鍛模以上的上部分餾塔板和置于內部鍛模中的下部分餾塔板。下部分餾塔板具有比上部分餾塔板更小的直徑。
[0010]根據另一示例實施方案，提供用于分離異構化區流出物的設備。該設備包含DIB塔，所述DIB塔配置用于將鏈烷烴異構化區流出物分餾成蒸氣和液體餾分以形成富支化C4烴料流和含C4+烴料流。DIB塔包含一個容器。該容器包含豎直延伸且包圍內部圓柱形體積的圓柱壁，所述內部圓柱形體積具有延伸至上部的下部。內部鍛模置于下部。多個分餾塔板包括內部圓柱形體積中置于內部鍛模以上的上部分餾塔板和置于內部鍛模中的下部分餾塔板。下部分餾塔板具有比上部分餾塔板更小的鼓泡面積。下部再沸器與DIB塔流體連通以接收一部分含C4+烴料流。下部再沸器配置用于加熱一部分含C4+烴料流以形成第一再沸器出口料流，其在內部鍛模以下返回DIB塔。上部再沸器與DIB塔流體連通以接收鏈烷烴異構化區流出物的液體餾分。上部再沸器配置用于加熱液體餾分以形成第二再沸器出口料流，其在內部鍛模以上返回DIB塔。熱泵壓縮機配置用于接收富支化C4烴料流的蒸氣部分并形成壓縮的富支化(；烴料流。上部再沸器包含與熱泵壓縮機流體連通的上部換熱器，其用于接收壓縮的富支化C4烴料流用于與液體餾分直接熱交換以形成第二再沸器出口料流。
[0011]根據另一示例實施方案，提供分離鏈烷烴異構化區流出物的方法。該方法包括步驟:將鏈烷烴異構化區流出物分餾以形成富支化(;烴料流。將鏈烷烴異構化區流出物分餾包括沿著置于DIB塔下部的內部鍛模中的下部分餾塔板部分形成與鏈烷烴異構化區流出物的第一蒸氣和液體餾分接觸的第一蒸氣-液體接觸區。沿著置于DIB塔中內部鍛模以上的上部分餾塔板部分形成與鏈烷烴異構化區流出物的第二蒸氣和液體餾分接觸的第二蒸氣-液體接觸區。下部分餾塔板部分具有比上部分餾塔板部分更小的直徑。
[0012]附圖簡述
[0013]下文連同以下附圖描述各個實施方案，其中類似的數字表示類似的元件，且其中:
[0014]圖1示意性闡述根據本發明一個示例實施方案的設備和方法，其包括用于分離異構化區流出物的DIB塔；
[0015]圖2為圖1所述DIB塔沿著線2-2的截面圖；
[0016]圖3為圖2所述DIB塔沿著線3_3的截面圖；和
[0017]圖4為圖1所述DIB塔沿著線4-4的截面圖。
[0018]詳述
[0019]以下詳述在性質上僅為示例性的，且不意欲限制各個實施方案或應用及其用途。此外，不意欲受先前的背景或以下詳述中提出的任何理論束縛。
[0020]本文預期的各個實施方案涉及用于分離包含鏈烷烴異構體，包括正丁烷和異丁烷的鏈烷烴異構化區流出物的設備和方法。不同于現有技術，本文教導的示例實施方案使用DIB塔，所述DIB塔配置用于接收鏈烷烴異構化區流出物且包括置于DIB塔的內部圓柱形體積下部的內部鍛模。在一個示例實施方案中，內部鍛模配置為開口型管，其具有與DIB塔的圓柱壁相鄰布置的擴口管段和從擴口管段與DIB塔的下部共軸向下延伸的較窄直管段。內部鍛模有效地降低DIB塔下部產生的蒸氣可上升通過其進入塔上部的DIB塔下部的直徑。
[0021]DIB塔包括多個分餾塔板，包括置于內部圓柱形體積中內部鍛模以上的上部分餾塔板和置于內部鍛模中的下部分餾塔板。在一個示例實施方案中，分餾塔板配置為多孔水平板，例如各自具有一些借此形成的孔的平板，限定蒸氣可上升通過水平板中的孔的塔板的鼓泡或活性面積。由于下部分餾塔板置于內部鍛模中，它具有比上部分餾塔板更小的直徑，以及因此相應地比上部分餾塔板更小的鼓泡面積。因而，在其中DIB塔的下部產生比塔的上部更少的蒸氣的DIB塔中，下部分餾塔板的較小鼓泡面積要求較少的蒸氣通行以實現所需蒸氣速度以降低或防止液體向下通過孔流到分餾塔板上，由此降低或防止DIB塔中的滴漏。
[0022]參考圖1，提供根據一個示例實施方案用于分離鏈烷烴異構化區流出物12的設備10。如所述，鏈烷烴異構化區流出物12在鏈烷烴異構化區14中形成。如本文所用，術語“區”可指包括一個或多個設備件和/或一個或多個分區的區域。設備件可包括一個或多個反應器或反應容器(例如反應區)、加熱器、交換器、管、泵、壓縮機和控制器。另外，設備件如反應器、干燥器或容器可進一步包括一個或多個區或分區。
[0023]將鏈烷烴進料流16和含氫氣氣流18引入鏈烷烴異構化區14中。在一個示例實施方案中，鏈烷烴進料流16富含(:4烴，例如正丁烷，并且還可包含較少量的異丁烷、戊