一種輕石腦油異構化全循環系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及以輕石腦油（主要指富含正構碳五碳六烷烴)為原料生產高辛烷值汽 油組分的領域，如:將含有低辛烷值的正構戊烷和正構己烷物流，通過本發明生產出含有更 多高辛烷值的支鏈烷烴組分的物流。或以富含正丁烷原料生產異丁烷的領域。
【背景技術】
[0002] 清潔燃料生產是目前煉油企業的主要任務之一。汽油池中除了催化裂化汽油從重 原料得到以外，其它組分都是由石腦油或輕烴轉換得到，石腦油資源一直短缺，應最大限度 地利用好有限的石腦油資源，尤其是利用好低辛烷值的輕石腦油(C4~C7)。輕石腦油辛烷 值的高低是由其組分決定的，低辛烷值組分構成的輕石腦油，其辛烷值就低，表1中列出了 輕質烷烴的辛烷值數據，從表中可以看出，正構烷烴和部分單甲基烷烴辛烷值較低，所以通 過異構化反應將這部分組分轉化為辛烷值高的組分就能提高異構化油的產品辛烷值。
[0003] 表1輕質烷烴辛烷值等主要性質匯總表
[0004]
[0005] C5/C6烷烴異構化油無硫、無芳、無烯烴，R0N最高可達92,且R0N和Μ0Ν差值只有1~ 2個單位，對提高調和汽油的抗爆指數有利，同時可以調節汽油前端辛烷值，使汽油餾程辛 烷值分布合理，從而改善發動機啟動性能，是清潔汽油的理想組分，所以C5/C6烷烴異構化 技術就成為很好的選擇。隨著汽油標準的不斷提高，輕石腦油異構化技術越來越引起重視， 目前廣泛采用的催化劑主要是雙功能金屬/酸性型，分三類:分子篩中溫型、固體超強酸型、 鹵素氧化鋁類低溫型。類似的專利催化劑如：CN87103444、CN93103676.3、CN99105790.2、 US20130324782A1，另外還有其他一些專利催化劑（市場份額小），如CN201510250323.0。不 論對哪種催化劑，其生產方法體現在工藝流程上可歸納為三種:一次通過流程、部分循環流 程和全循環流程。因為輕烷烴異構化反應是平衡反應，正構烷烴每次通過反應器不可能百 分百轉化為異構烷烴，所以將通過反應器后的正構組分分離出來再次返回反應器反應可以 提高最終產品的辛烷值，因此根據對產品辛烷值的要求，就相應地有部分循環流程和全循 環流程。
[0006] 已有的輕石腦油異構化工藝方法，部分循環和全循環流程都可以通過采用吸附床 工藝(或膜分離工藝）、多個分餾塔工藝，或兩者相結合的工藝來實現;采用分餾塔工藝，一 般是采用反應器前DIP(脫異戊烷塔)和反應器后穩定塔，DIH(脫異己烷塔），以及DP(脫戊烷 塔)循環等。本發明人曾發表文獻對多個分餾塔全循環工藝進行介紹(張永銘.C5/C6輕石腦 油異構化裝置工藝流程優化選擇[J].石油煉制與化工，2013,44(9) :93-96);本發明是提供 一種全新的短流程方式，運用分餾手段實現組分全循環的工藝方法，達到提高辛烷值的目 的。本發明的最大特點是流程短、投資省、能耗低、操作維護易。
[0007] 現有公開的專利技術涉及到提高裝置產品辛烷值的工藝流程和生產方法基本上 都是通過逐塔(或吸附床，或結合吸附床，或結合膜分離單元)分離出循環組分分別循環的 方式實現循環組分再次通過反應器參加反應以提高總轉化率的工藝流程，所以需要設計多 臺分離塔和相關設備，流程長、投資大、能耗也高，操作生產維護工作量也大。本發明是通過 一臺分離塔只采用分餾手段實現穩定脫出燃料氣和液化氣組分，尤其是單塔實現組分分離 循環，達到提高低辛烷值組分循環轉化率的目的，最終提高最終產品辛烷值。
【發明內容】
[0008] 本發明提供一種輕石腦油異構化全循環系統，保持傳統工藝流程方法產品性能 (R0N最高可達92)基礎上，簡化縮短了生產流程、投資省、能耗低、操作維護容易、減少生產 成本。
[0009] 為達到上述目的，本發明提供了一種輕石腦油異構化全循環系統，包括:進料/產 品換熱器、反應、換熱、氣液分離單元、重組分/循環油換熱器、分離塔、第一循環換熱器、第 二循環換熱器、循環栗、冷凝冷卻器、回流罐和回流栗、其中：
[0010]所述進料/產品換熱器與所述分離塔相連，進入的原料與從所述分離塔出來的高 辛烷值物流在所述進料/產品換熱器進行換熱，經換熱后的原料再經過所述反應、換熱、氣 液分離單元的相關換熱設備換熱后進入所述分離塔，經換熱冷卻后的高辛烷值物流作為產 品輸出，其中換熱后的原料在離開所述反應、換熱、氣液分離單元后設置有將原料直接送入 所述反應、換熱、氣液分離單元內的分支管線；
[0011] 所述重組分/循環油換熱器與所述反應、換熱、氣液分離單元相連，反應物料經所 述反應、換熱、氣液分離單元處理后得到的反應后液相物流與由所述分離塔底部出來的重 組分油在所述重組分/循環油換熱器中換熱，換熱后的反應后液相物流進入所述分離塔中 部；
[0012] 所述第一循環換熱器和所述第二循環換熱器分別連接在所述分離塔與所述循環 栗的入口之間，所述循環栗的出口與所述反應、換熱、氣液分離單元相連接，從所述分離塔 中部抽出兩股低辛烷值組分物流經所述第一循環換熱器和所述第二循環換熱器冷卻后，通 過所述循環栗提高壓力后進入所述反應、換熱、氣液分離單元；
[0013] 所述分離塔還與所述進料/產品換熱器相連，由所述分離塔分離得到的高辛烷值 物流進入所述進料/產品換熱器參與換熱；
[0014] 所述冷凝冷卻器的一端連接所述分離塔的頂端，所述回流罐連接在所述冷凝冷卻 器的另一端與所述回流栗的輸入端之間，所述回流栗的輸出端與所述分離塔相連，所述回 流罐中得到的燃料氣由所述回流罐上端輸出，所述回流栗的輸出端還設置有用于輸出液化 石油氣LPG或LPG組分的旁支。
[0015] 進一步地，上述輕石腦油異構化全循環系統還包括再沸器，所述再沸器連接在由 所述分離塔底部出來的重組分油管線與所述分離塔之間，塔底重組分油中的一部分經所述 再沸器加熱部分汽化后重新進入所述分離塔，重組分油中的剩余物流經換熱后作為產品輸 出。
[0016] 進一步地，所述反應、換熱、氣液分離單元下部連接有用于通入新氫氣的管線。
[0017] 進一步地，所述反應、換熱、氣液分離單元所采用的催化劑為各種酸性型和雙功能 金屬/酸性型輕石腦油異構化催化劑中的一種或多種。
[0018] 進一步地，上述各設備間的管線上分別設置有切斷閥。
[0019] 進一步地，上述輕石腦油異構化全循環系統還設置有原料與高辛烷值物流、原料 與循環物流、原料與反應器后流出汽相或液相物流或兩相混合物流、原料與產品物流、原料 與重組分物流、原料與輕組分物流、產品物流與高辛烷值物流、產品物流與循環物流、產品 物流與反應器前物流、產品物流與重組分物流、產品物流與輕組分物流、以及冷媒、熱媒與 上述物流間的換熱方式中的一種或多種換熱方式。
[0020] 進一步地，通過操作關閉切斷閥或取消設置的部分設備間切斷閥和抽出側線管 線，達到部分循環的目的。
[0021] 與傳統方法相比，本發明具有以下優點：
[0022] (1)本發明與傳統方法相比較，公用工程消耗和設備臺數少于傳統方法，大約會引 起能耗減少15%和生產成本減少20% ;
[0023] (2)本發明與傳統方法相比較，本發明設備臺數少于傳統方法，占地面積大約減少 40%；
[0024] (3)本發明與傳統方法相比較，設備臺數、占地、管道、儀表、框架、電纜等各專業材 料少于傳統方法，引起投資大約減少30%。
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對 于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其 他的附圖。
[0026] 圖1為本發明一個實施例的輕石腦油異構化全循環系統示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0028] 圖1為本發明一個實施例的輕石腦油異構化全循環系統示意圖。如圖所示，圖中，A 為進入系統的原料，B為第一高辛烷值物流，C為第二高辛烷值物流，D為冷媒，E為燃料氣，F 為LPG，G為新氫，Η為重組分物流，I為反應后液相物流，J為熱媒，K為輸出的產品，輕石腦油 異構化全循環系統包括:進料/產品換熱器1、反應、換熱、氣液分離單元2、重組分/循環油換 熱器11、分離塔6、第一循環換熱器3、第二循環換熱器4、循環栗5、冷凝冷卻器7、回流罐8和 回流栗9、其中：
[0029] 進料/產品換熱器與所述分離塔相連，進入的原料與從所述分離塔出來的高辛烷 值物流在所述進料/產品換熱器進行換熱，經換熱后的原料再經過所述反應、換熱、氣液分 離單元的相關換熱設備換熱后進入所述分離塔，經換熱冷卻后的高辛烷值物流作為產品輸 出，其中換熱后的原料在離開所述反應、換熱、氣液分離單元后設置有將原料直接送入所述 反應、換熱、氣液分離單元內的分支管線；
[0030] 重組分/循環油換熱器與所述反應、換熱、氣液分離單元相連，反應物料經所述反 應、換熱、氣液分離單元處理后得到的反應后液相物流與由所述分離塔底部出來的重組分 油在所述重組分/循環油換熱器中換熱，換熱后的反應后液相物流進入所述分離塔中部；
[0031] 第一循環換熱器和所述第二循環換熱器分別連接在分離塔與所述循環栗的入口 之間，循環栗的出口與反應、換熱、氣液分離單元相連接；
[0032] 從分離塔中部抽出兩股低辛烷值組分物流經第一循環換熱器和第二循環換熱器 冷卻后，通過循環栗提高壓力后進入反應、換熱、氣液分離單元；
[0033] 分離塔還與進料/產品換熱器相連，由分離塔分離得到的高辛烷值物流進入進料/ 產品換熱器參與換熱；
[0034] 冷凝冷卻器的一端連接分離塔的頂端，回流罐連接在冷凝冷卻器的另一端與回流 栗的輸入端之間，回流栗的輸出端與分離塔相連，回流罐中得到的燃料氣由回流罐上端輸 出，回流栗的輸出端還設置有用于輸出液化石油氣LPG或LPG組分的旁支；
[0035] 進一步地，上述輕石腦油異構化全循環系統還包括再沸器10,再沸器連接在由分 離塔底部出來的重組分油管線與分離塔之間，塔底重組分油中的一部分經再沸