Спосіб видалення ароматичних сполук з олефінової вихідної сировини та спосіб алкілування ізобутану

1. Спосіб видалення ароматичних сполук з олефінової вихідної сировини, яку подають для алкілування парафіну, у якому: подають олефін та вуглеводневий потік, що містить ароматичні сполуки, та потік розрідженого алкілатного продукту, який містить алкілатний продукт та непрореагований матеріал від алкілування парафіну, до зони дистиляції; видаляють непрореагований матеріал як верхній погон і видаляють алкілатний продукт і частину ароматичних сполук як нижній погон. 2. Спосіб за п. 1, у якому олефінова вихідна сировина включає С4 олефіни, а розріджений алкілатний продукт включає ізооктан. 3. Спосіб за п. 2, у якому потік С4 олефіну містить ізобутилен, і частину ізобутилену димеризують до діізобутилену у зоні дистиляції, та діізобутилен видаляють у нижньому погоні з концентрованим C2 2 (19) 1 3 можна регулювати, робилися різні пропозиції щодо вдосконалення та посилення реакції. Оскільки технічні вимоги до бензину додатково обмежують кількість олефінів, ароматичних сполук та тиск пари компонентів, бензин традиційно потребує компонентів суміші з високим вмістом ізопарафіну з низьким тиском пари, таких, як алкілати. У таких випадках при очищенні додатково перетворюють багато більш важких олефінових потоків, таких, як піддані флюїдизованому крекінгові потоки C5 олефіну, для відповідності майбутнім технічним вимогам до бензину, і вимагається засіб ефективного відокремлення ароматичних компонентів, таких, як бензол, толуол та ксилоли (ВТХ), які можуть бути присутні в цій більш важкій олефіновій сировині. Крім того, деякі С4 олефіни, які одержують шляхом дегідрогенізації бутанів, можуть містити ароматичні сполуки. Якщо їх не видаляти, ці ароматичні домішки утворюють алкілсульфонові кислоти, які іноді називаються алкілсульфонатами. Крім того, що вони викликають потребу у додатковій витраті кислоти, побічні продукти можуть викликати значні проблеми з подальшими компонентами процесу, наприклад, вилуговування, через утворення стійкої поверхнево-активної речовини (алкілсульфонату натрію). У загальних рисах даний винахід стосується способу видалення ароматичних сполук з олефінової сировини, яка подається для кислотного алкілування парафіну, причому спосіб включає: подачу вуглеводневого потоку, який містить олефін, та розрідженого потоку алкілатного продукту з зони алкілування парафіну до зони дистиляції, видалення непрореагованого матеріалу з вищезгаданого вуглеводневого потоку як верхнього погона і видалення потоку більш концентрованого алкілатного продукту та частини вищезгаданих ароматичних сполук як нижнього погона. Фіг. 1 є спрощеною технологічною схемою даного винаходу з застосуванням С4 олефінів. Фіг. 2 є спрощеною технологічною схемою даного винаходу з застосуванням C5 олефінів з підданої легкому крекінгові лігроїнової сировини. Цей винахід стосується способу видалення ароматичного компонента з потоку сировини для алкілування з одночасною ректифікацією розрідженого потоку, що містить алкілат. Наприклад, даний винахід може застосовуватися для видалення ВТХ з олефінів, які застосовують як вихідну сировину для алкілування. Як такий, винахід забезпечує засіб, за допомогою якого забруднювачі сірчаної кислоти, такі, як бензол, толуол та ксилол, можуть бути видалені з олефінової вихідної сировини. Він також забезпечує засіб видалення більш важких горючих компонентів з сировини для алкілування, що містить олефін, у якій більш важкі горючі компоненти можуть бути присутні в олефіновій сировині або можуть вироблятися під час ректифікації олефінової сировини. Традиційну ректифікаційну колону застосовують з метою видалення ароматичних сполук та відокремлення легких ізопарафінів від потоку, що містить алкілат. Потік, що містить алкілат, який надходить до колони як сировина, надходить з алкілувальної установки. Продукт верхнього пого 93932 4 на з цієї колони надходить до алкілувальної установки, яка може бути тією самою або іншою алкілувальною установкою. Продукт нижнього погона ректифікації збирають і застосовують як змішаний компонент для бензину або піддають подальшій ректифікації для одержання відокремлених змішаних компонентів бензину. Метою винаходу є забезпечення засобу легкого відокремлення більш важких компонентів від потоку олефінової сировини, яку застосовують для алкілування. Згідно з існуючим рівнем техніки, зазвичай застосовують дві колони для одержання алкілатного продукту та попередньої обробки олефінової сировини для алкілування. Даний винахід забезпечує обидві функції при застосуванні однієї колони, і, як такий, дозволяє знижувати капітальні витрати на збільшення обсягів алкілування, за наявності існуючого обладнання, здатного регулювати утворення компонентів верхнього погона, які алкілувальна установка не може перетворити на продукти С5+ або С6+ типу. LCN-ректифіковані потоки C5-С6 зазвичай містять приблизно 0,3 мас. % бензолу, який вимагає видалення. Потреба у видаленні ароматичних сполук із сировини зумовлюється тим, що у разі, якщо їх не видалити, ці забруднювачі алкілування викликають додаткових витрат кислоти, а отже, більших експлуатаційних витрат для очищення. Наприклад, ароматичні домішки, такі, як бензол, якщо залишаються у сировині, що подається для алкілування парафіну за допомогою сірчаної кислоти, утворюють сульфонові кислоти, які іноді називаються алкілсульфонатами (бензол перетворюється на C6H5SO3H). Присутність сульфонових кислот після алкілувальної установки може спричинювати значні проблеми для компонентів обладнання, наприклад, вилуговування, через утворення стійкої поверхнево-активної речовини (алкілсульфонату натрію). Тому такі ароматичні сполуки, як правило, видаляються через установлення жорстких умов попередньої ректифікації. Згідно з даним винаходом, цей етап поєднується з видобуванням та концентруванням розрідженого алкілату з процесу алкілування. У разі необхідності додаткового алкілування FCC C5 олефінів для зниження загального тиску насиченої пари в об'єднаному бензині, розріджений продукт алкілування з існуючої установки для алкілування С4, який містить значну частку ізобутану, може бути переспрямований з існуючої колони для відгону ізобутану і використаний як вихідний матеріал для подачі у пентановідгінну колону або секцію для відгону С5, і нова олефінова сировина, фракція C5-С6 LCN, може подаватись у загальну пентановідгінну колону як вихідний матеріал (потік, що містить C5 олефін). Композитний матеріал С5 може кипіти у верхньому погоні, і утворений в результаті потік верхнього погона надсилається до алкілувальної установки, у якій розріджений продукт (верхній погон) надсилається до існуючої колони для відгону ізобутану та бутановідгінної колони. Новий вихідний матеріал C5 є вільним від ВТХ, і додаткова колона для відгону 5 ізобутану не вимагається (ВТХ видаляється у нижньому погоні). Розріджений потік алкілату може подаватися у точці подачі, вище або нижче місця введення потоку сировини, що містить олефін, залежно від умов подачі і від того, який з цих двох матеріалів потребує більшого переміщення рідини для забезпечення видалення певної важкої складової (наприклад, ВТХ). У разі потоку олефіну у LCN (major C) олефіни можуть одержуватися як частина потоку верхнього погона пентановідгінної колони для застосування у якості вихідного матеріалу для алкілування, який подається до іншої алкілувальної установки. Також бажаним є видалення бензолу з цього матеріалу, яке здійснюється через етап ректифікації, на якому LCN надходить через верхнє місце подачі, а розріджений потік алкілату надходить через нижнє місце подачі пентановідгінної колони. Продукт нижнього погону від цієї операції є сумішшю алкілату та С6, фракція LCN. Вихідна сировина дегідрогенізації С4, яка містить здебільшого ізобутан та ізобутилен, часто містить загалом приблизно 0,3 мас. % ароматичних сполук. Ароматичні сполуки являють собою побічний продукт реакції дегідрогенізації. Видалення цих ароматичних сполук є суттєвим для зниження витрати кислоти в алкілувальній установці. Цю сировину очищують від ароматичних сполук для забезпечення належного вихідного матеріалу для наступного алкілування (продукт верхнього погона ректифікації) з одночасним виробленням алкілатного продукту нижнього погона. У цьому разі застосовують секцію для відгону С4, колону для відгону ізопентану або бутановідгінну колону для здійснення цього відокремлення. На Фіг. 1 пояснюється спосіб алкілування для алкілування ізобутану, який включає подачу (1) ізобутану та (2) С4 олефінів, які містяться у верхньому погоні з бутановідгінної колони до реактора для алкілування, де ізобутан реагує з С4 олефінами для утворення розрідженого алкілатного продукту, який містить алкілат, який може включати ізооктан, і непрореагований ізобутан та незначну кількість С4 олефінів; і подачу розрідженого алкілатного продукту до бутановідгінної колони; процес удосконалюється згідно з даним винаходом через подачу потоку С4 олефіну, який містить ароматичні сполуки, до бутановідгінної колони; видалення алкілатного продукту та ароматичних сполук з бутановідгінної колони як нижнього погона; видалення потоку С4, практично вільного від ароматичних сполук, з бутановідгінної колони як верхнього погона; і подачу верхнього погона до реактора для алкілування. На Фіг. 1 показано алкілування для потоку іС4= (ізобутилену) з ізобутаном для утворення алкілату. Як можна побачити, ізобутан надходить для алкілування через потік 101. Підживлення iC4='s, яке містить невелику кількість ароматичних сполук, як описано вище, подають у ректифікаційну колону 20, яка може бути секцією для відгону С4 або для відгону ізопентану, але у даному разі показується як бутановідгінна колона, через потік 102. Ізобутан та ізобутилен реагують у реакторі 10 у присутності 93932 6 концентрованої сірчаної кислоти для утворення розрідженого алкілатного продукту, який видаляється через потік 103 і подається до бутановідгінної колони 20, де С4's (непрореагований ізобутан та ізобутилен і підживлювальні С4's) видаляються як верхній погон для рециркуляції до реактора 10 через потік 105. Алкілатний продукт, разом з будьякими С6 та більш важкими ароматичними сполуками, видаляється з бутановідгінної колони як нижній погон у формі потоку 106. Оскільки розріджений алкілат містить малу кількість кислотних сполук з реактора, невелика кількість ізобутиленів може реагувати між собою під час ректифікації для утворення димерів або діізобутилену. Ця реакція з побічним продуктом фактично сприяє поліпшенню октанового числа в алкілатній суміші у нижньому погоні, оскільки алкілування ізобутиленами не забезпечує такого високооктанового алкілату, як нормальні бутени. У разі потреби більшу кількість ізобутиленів може бути димеризовано або у бутановідгінній колоні (шляхом додавання дистиляційної структури, яка містить каталізатор димеризації) або в окремому реакторі для димеризації (не показано) навпроти реактора для алкілування 10. Типовим каталізатором димеризації є AMBERLYST 15 ® виробництва Rohm and Haas. Застосування цього каталізатора з цією метою у реакторі типу дистиляційної колони описується у Патенті США 4,215,011, включеному авторами шляхом посилання. Якщо додатковий ізобутилен димеризується у пентановідгінній колоні, діізобутилен виходить з нижнім погоном. Якщо застосовується окремий попередній реактор для димеризації, діізобутилен подається до реактора для алкілування 10 і там реагує з ізобутаном, як описується у Патенті США № 6,774,275, включеному авторами шляхом посилання. У деяких випадках для очищення може бути бажаним застосування C5 олефінів, які містяться у потоці легкого підданого флюїдизованому крекінгові лігроїну (LCN), з метою зниження тиску пари утвореного в результаті алкілату. Як було зазначено вище, такий потік може містити до 0,30 мас. % ароматичних сполук. У цьому разі може застосовуватися двоетапний спосіб алкілування, з реактором першого етапу, в якому застосовують традиційні С4 олефіни з непрореагованим ізобутаном, який каскадно переноситься до реактора другого етапу за допомогою C5 олефінів. Такий процес описується на Фіг. 2. У реактор першого етапу 10 подають ізобутан у потоці 101 та С4 олефіни (нормальний бутен або ізобутилен) через потік 102. Вони реагують між собою у реакторі 10 у присутності концентрованої сірчаної кислоти, і потік, який виходить з реактора, надсилається до колони для відгону ізобутану (не показано), з якої розріджений потік алкілату видобувається як нижній погон, який подається на пентановідгінну колону 30. Легкий підданий крекінгові лігроїн у потоці 104 одночасно подається на пентановідгінну колону, в якій C5 та легший матеріал забирається як верхній погон через потік 105. С6 та більш важкий матеріал у легкому підданому крекінгові лігроїні, включаючи будь-які ароматичні сполуки, забираються як ниж 7 ній погон разом з алкілатним продуктом у потоці 106. С5 та легший верхній погон містять непрореагований ізобутан і обидва можуть подаватися на реактор другого етапу для алкілування (не показано), у якому ізобутан реагує з С5 олефінами у присутності концентрованої сірчаної кислоти для утворення розрідженого С5 алкілату (як правило, 93932 8 С9 розгалуженого алкану). Розріджений C5 алкілат, разом з будь-яким непрореагованим ізобутаном, обробляється через бутановідгінну колону (не показано), причому верхній погон з бутановідгінної колони подається до колони для відгону ізобутану (не показано), де С4 відновлюються й рециркулюють до першого реактора 10 або реактора другого етапу (не показано). 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 93932 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601