用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備和方法
【專利說明】用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備和方法
[0001]優(yōu)先權(quán)申明
[0002]本申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2013年4月26日的美國專利申請(qǐng)N0.13/871，271的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過其完整地引用而在此結(jié)合。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域總體涉及碳?xì)浠衔镏卣⑶腋唧w地涉及具有改進(jìn)的過程熱回收(process heat recovery)的碳?xì)浠衔镏卣b置和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中需要高辛烷汽油。過去，辛烷值經(jīng)常通過將各種含鉛添加劑結(jié)合到汽油中而改進(jìn)。由于環(huán)境原因，含鉛添加劑已從汽油中逐步淘汰，因此更需要重新配置在汽油化合物中使用的碳?xì)浠衔锏慕Y(jié)構(gòu)以達(dá)到更高的辛烷值。碳?xì)浠衔锏拇呋卣菬捰蜕趟鶑V泛使用的用于提升汽油的辛烷值的方法。
[0005]在催化重整中，碳?xì)浠衔锝o料，例如，C5碳?xì)浠衔镏罜 n碳?xì)浠衔?，與重整催化劑接觸以將至少一部分重?zé)N轉(zhuǎn)換至芳香烴以增加汽油的辛烷含量。重?zé)N的催化重整是吸熱的并且典型地需要級(jí)間加熱以有效地驅(qū)動(dòng)催化重整反應(yīng)以生產(chǎn)包括芳香烴的重整產(chǎn)品。目前，使用燃燒產(chǎn)生熱量和熱煙道氣的燃燒燃料的輻射加熱器用以提供級(jí)間加熱。煉油商尋求從熱的煙道氣回收廢熱的方法以改進(jìn)重整產(chǎn)品的處理和生產(chǎn)。
[0006]相應(yīng)的，希望提供用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備和方法，其具有改進(jìn)的過程熱回收和重整產(chǎn)品的生產(chǎn)。另外，在結(jié)合附圖和該【背景技術(shù)】的基礎(chǔ)上，從后續(xù)的詳細(xì)描述和隨附的權(quán)利要求中本發(fā)明的其它所希望的特征和特性會(huì)變得顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在此提供了用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備和方法。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備包括重整加熱區(qū)。所述重整加熱區(qū)配置為加熱含有(C5-C11)碳?xì)浠衔锏闹卣麉^(qū)給料以形成加熱的重整區(qū)給料流。所述重整加熱區(qū)具有輻射爐部分和公共對(duì)流部分，輻射爐部分配置為燃燒燃料氣體以形成熱的煙道氣，公共對(duì)流部分與輻射爐部分流體連通以接收熱的煙道氣。所述重整加熱區(qū)包括過程熱回收盤管裝置，其放置在公共對(duì)流部分中用于從熱的煙道氣中回收熱量。重整反應(yīng)區(qū)接收經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流。所述重整反應(yīng)區(qū)包括與輻射爐部分流體連接的多個(gè)分級(jí)反應(yīng)器催化劑床。附加的反應(yīng)器催化劑床和過程熱回收盤管裝置流體連接。所述重整加熱區(qū)、多個(gè)分級(jí)的反應(yīng)器催化劑床和附加的反應(yīng)器催化劑床協(xié)同配置為用于分級(jí)加熱和重整所述經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流以形成重整反應(yīng)區(qū)排放物。所述重整反應(yīng)區(qū)排放物包括H2、含有芳香族的C5+碳?xì)浠衔?、和C4碳?xì)浠衔铩?br>[0008]根據(jù)另一示例性實(shí)施例，提供了用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備。所述設(shè)備包括聯(lián)合給料交換器，所述聯(lián)合給料交換器配置為用于在聯(lián)合給料流和重整反應(yīng)區(qū)排放物之間進(jìn)行間接熱交換以形成部分加熱的重整區(qū)給料流。所述聯(lián)合給料流包括含再循環(huán)H2X6碳?xì)浠衔锏膬魵怏w流和含(C5-C11)碳?xì)浠衔锏闹卣麉^(qū)給料。重整加熱區(qū)和聯(lián)合給料交換器流體連接。所述重整加熱區(qū)包含多個(gè)輻射加熱器，所述輻射加熱器包含進(jìn)料加熱器和級(jí)間加熱器。所述多個(gè)輻射加熱器配置用于燃燒燃料氣體以形成熱的煙道氣。所述進(jìn)料加熱器配置用于加熱所述部分經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流以形成經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流。過程熱回收盤管裝置配置為從熱的煙道氣中回收熱量。重整反應(yīng)區(qū)包含多個(gè)分級(jí)的反應(yīng)器催化劑床。所述多個(gè)分級(jí)的反應(yīng)器催化劑床包括與進(jìn)料加熱器流體連通的第一級(jí)反應(yīng)器催化劑床和與級(jí)間加熱器流體連通的級(jí)間反應(yīng)器催化劑床。所述多個(gè)輻射加熱器和所述多個(gè)分級(jí)的反應(yīng)器催化劑床協(xié)同配置用于級(jí)間加熱和部分重整所述經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流以形成部分重整的排放物。附加的反應(yīng)器催化劑床與過程熱回收盤管裝置流體連通。所述過程熱回收盤管裝置和所述附加的反應(yīng)器催化劑床協(xié)同配置為用于級(jí)間加熱和重整部分重整的排放物以形成重整的反應(yīng)區(qū)排放物。所述重整反應(yīng)區(qū)排放物包括H2、含有芳香族的C5+碳?xì)浠衔?、和C4碳?xì)浠衔铩?br>[0009]根據(jù)另一示例性實(shí)施例，提供了用于重整碳?xì)浠衔锏姆椒?。所述方法包括步驟:燃燒燃料氣體以形成熱的煙道氣和加熱含有(C5-C11)碳?xì)浠衔锏闹卣麉^(qū)給料以形成經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流。經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流被部分重整以形成部分重整的排放物。部分重整的排放物流過過程熱回收盤管裝置，所述過程熱回收盤管裝置從熱的煙道氣中回收熱量以形成經(jīng)加熱的部分重整的排放物。所述經(jīng)加熱的部分重整排放物和重整催化劑在重整條件下接觸以形成重整反應(yīng)區(qū)排放物。所述重整反應(yīng)區(qū)排放物包括H2、含有芳香族的C5+碳?xì)浠衔?、和C4碳?xì)浠衔铩?br>【附圖說明】
[0010]下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述各種實(shí)施例，在圖中類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件，其中:
[0011]圖1示意性地示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的包括過程熱回收盤管裝置的用于重整碳?xì)浠衔锏脑O(shè)備和方法。
[0012]圖2示意性的示出了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括過程熱回收盤管裝置的用于重整碳?xì)浠衔锏脑O(shè)備的一部分。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面的詳細(xì)描述在本質(zhì)上僅為示例性的并且不用于限制其各種變型或應(yīng)用和使用。另外，在前面【背景技術(shù)】或下面的詳細(xì)描述中所給出的任何理論不旨在限制本發(fā)明。
[0014]這里想到的各種實(shí)施例涉及用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備和方法。這里所教導(dǎo)的示例性實(shí)施例提供了重整加熱區(qū)，所述重整加熱區(qū)加熱含有(C5-C11)碳?xì)浠衔锏闹卣麉^(qū)給料。如這里所使用的，所述“區(qū)”指的是包括一個(gè)或多個(gè)裝置件和/或一個(gè)或多個(gè)子區(qū)的區(qū)域。裝置件可包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器或反應(yīng)槽罐、加熱器、交換器、管道、栗、壓縮機(jī)和控制器。另外，裝置件例如反應(yīng)器、烘干器或槽罐可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)或子區(qū)。如在這里使用的，Cx指的是含有X個(gè)碳原子個(gè)數(shù)的碳?xì)浠衔锓肿邮?，Cx+指的是含有X個(gè)和/或大于X個(gè)碳原子個(gè)數(shù)的碳?xì)浠衔锓肿邮?，cx+指的是含有X個(gè)和/或大于X個(gè)碳原子個(gè)數(shù)的碳?xì)浠衔锓肿邮?，Cx指的是含有X個(gè)和/或小于X個(gè)碳原子個(gè)數(shù)的碳?xì)浠衔锓肿邮健?br>[0015]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，重整加熱區(qū)具有燃燒燃料氣體以形成熱的煙道氣和產(chǎn)生過程熱以形成經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流的輻射爐部分。公共對(duì)流部分和輻射爐部分流體連通以接收熱的煙道氣。在公共對(duì)流部分中放置的是用于從熱的煙道氣中回收熱量的過程熱回收盤管裝置。
[0016]重整反應(yīng)區(qū)接收經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流。所述重整反應(yīng)區(qū)具有和輻射爐部分流體連通的多個(gè)分級(jí)的反應(yīng)器催化劑床。附加的反應(yīng)器催化劑床和所述的過程熱回收盤管裝置流體連通。多個(gè)分級(jí)反應(yīng)器催化劑床和附加的反應(yīng)器催化劑床協(xié)作以重整所述經(jīng)加熱的重整區(qū)給料流，同時(shí)包括輻射爐部分和過程熱回收盤管裝置的所述重整加熱區(qū)提供加熱(包括級(jí)間加熱)以驅(qū)動(dòng)所述催化重整反應(yīng)來形成重整反應(yīng)區(qū)排放物。所述重整反應(yīng)區(qū)排放物包括H2、含有芳香族的C5+碳?xì)浠衔?、以及C4碳?xì)浠衔铩Ｍㄟ^使用過程熱回收盤管裝置從熱的煙道氣中回收熱量，回收的熱量能返回至重整過程用于級(jí)間加熱待引入到附加的反應(yīng)器催化劑床的重整區(qū)給料流，以改善過程熱回收和重整產(chǎn)品的生產(chǎn)。有利地，通過借助附加的反應(yīng)器催化劑床來增加另外的催化劑的體積，通過改造公共對(duì)流部分中的現(xiàn)有的存在的激波管過程盤管以形成過程熱回收盤管裝置來提供相應(yīng)的級(jí)間加熱，可以將現(xiàn)有的重整過程經(jīng)濟(jì)地改造成為這里所公開的實(shí)施例。
[0017]參照?qǐng)D1，提供了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于碳?xì)浠衔镏卣脑O(shè)備10。所述設(shè)備10包括聯(lián)合給料交換器、與聯(lián)合給料交換器11流體連通的重整加熱區(qū)12、與聯(lián)合給料交換器11和重整加熱區(qū)12流體連通的重整反應(yīng)區(qū)14、以及與聯(lián)合給料交換器11流體連通的產(chǎn)品分離回收區(qū)16。
[0018]沸點(diǎn)范圍為例如從70°C到205°C的含有從CjIjC11碳?xì)浠衔锏闹卣麉^(qū)給料18被引入至聯(lián)合給料交換器11。所述聯(lián)合給料交換器11操作以在重整區(qū)排放物20和重整區(qū)給料18之間進(jìn)行換熱。在示例性實(shí)施例中，自聯(lián)合給料交換器11的上游，來自產(chǎn)品分離回收區(qū)16的含有再循環(huán)H2、C6碳?xì)浠衔锏膬魵怏w流22和重整區(qū)給料18混合以形成聯(lián)合給料流24。這樣，聯(lián)合給料流24連同重整區(qū)給料18 —起被引入至聯(lián)合給料交換器11用于間接熱交換。如所示的，部分加熱的重整區(qū)給料流26從聯(lián)合給料交換器11中移除。在示例性實(shí)施例中，部分加熱的重整區(qū)給料流26具有從150°C到300°C的溫度。
[0019]部分加熱的重整區(qū)給料流26運(yùn)送至重整加熱區(qū)12。重整加熱區(qū)12具有輻射爐部分28和與輻射爐部分28流體連通的公共對(duì)流部分30。在示例性實(shí)施例中并且如所示出的，輻射爐部分28包括通過壁33彼此分開的三個(gè)輻射加熱器32，輻射加熱器32配置為燃燒燃料氣體34以產(chǎn)生過程熱。盡管輻射爐部分28示出為總共具有3個(gè)輻射加熱器32，輻射爐部分28可具有2個(gè)輻射加熱器或多于3個(gè)的輻射加熱器，例如四個(gè)或更多個(gè)輻射加熱器。輻射加熱器32最上游的為進(jìn)料加熱器36，進(jìn)料加熱器36下游的是級(jí)間加