本发明涉及一种烃物料催化重整的方法,更确切地说本发明涉及的方法是处理由重整反应得到的产物。 这种反应一般是在至少一个重整反应器中在催化剂存在下于适宜的操作条件下进行的。
从最后一个反应器出来的产物可能进行冷却处理,或者在送到分离重整产物和生产氢气的处理之前进行其它的处理。
本发明涉及这种处理。
图1说明了发明人所了解的现有技术。
将来自重整反应的产物P(其中包括经过各种处理)加入(管道20)到分离器1中以便分离该产物,得到一方面为富含氢的气相R(管道21),另一方面为液体流出物E(管道22)两种产物。
低压气相R部分地循环到重整反应(管道23)。
另一部分低压气相一般经过储存罐2送到(管道24)压缩机3。
在这里表示的是具有级间罐11的两级压缩机。
压缩到至少10巴所得到的物相送到流出液E中(管道26)。在中间冷却时得到的液相循环到分离回路(管道25)。
在送到再接触器(或吸收器)4之前,带有压缩气相的流出液E双相混合物冷却到5℃以下(一般为-25℃-0℃)。
通过与吸收器出来的产品进行热交换,即与通过交换器9的气体G和与通过交换器10地液体重整产物进行热交换,可降低其温度。这种温度降低还不够,还应该安装冷却系统8。
吸收器4在至少10巴压力及低于5℃温度下工作,它能分离一些相,并回收重整产物(管道27)和气体G(管道28),其气体氢的纯度是93-95%。
最好,一部分气体G送到(管道29)氢处理设备,尤其是重整物料的氢处理设备。
然后,将这种气体通过纯化系统5以便制出高纯氢(至少99%,最好99.9%),将残余的气体GR排出设备之外,一般是烧掉。
这种方法可生产很纯的氢,它可供给位于重整下游的氢裂解设备,纯度为93-95%的氢可供给上游的氢处理设备。
发明人发现,采用这些方法,只能回收重整时产生的近85%的氢。在本发明中提出一种方法,该方法能回收在理论上重整生成的近95%(甚至更高)的氢,所述方法基于残余气体在基本恒定的压力下循环,最好随之更改重接触的操作条件。
更准确地说,本发明的目的是一种处理含烃物料催化重整反应产物的方法,它包括:
-将重整产物P分离成富含氢的气相R和流出液E,
-将一部分在分离时得到的气相R循环到重整反应中,
-将另一部分所述气相R压缩到至少10巴的压力,
-将所述的流出液E与压缩的气相R再接触,其接触条件是能够得到富含氢的气体和富含重整产物的液相,
-纯化所述气体G,以便得到纯度超过99%的氢和残余气体GR,
在这个方法中,残余气体GR至少部分循环到压缩气相中,在基本恒定的压力下进行该循环,而另一部分未循环的残余气体排掉。
最好是,流出液E和压缩的气相于20-60℃温度、10-50巴压力下进行再接触,以便得到氢纯度至多为95%的气体G。
本发明还涉及实施该方法的设备,它包括:
-分离器,它装有一根由重整反应器出来的产物的进口管道,一根富含氢的气相R排出管道和一根流出液E排出管道,
-一根在分离器气相R的排出管道上的支管,它通到重整反应器进料管道,以便使分离器出来的部分所述气相R循环,
-压缩回路,它包括至少一台压缩机及其附件,所述回路配置在气相R排出管路上,以便将分离器出来的未循环气相压缩到至少10巴。
-一根管道,它把所述压缩相引入到一根可将流出液E送到再接触器的管道中,
-再接触器,它装有一根流出液进口管道,此流出液是在压力下与气相混合的;一根排出重整产物的管道和一根排出气体的管道,
-纯化系统,所述的气体进入该系统,并且从其排出纯度高于99%的氢气和残余气体,
-一根所述残余气体的循环管道,它将纯化系统与向压缩回路供料的管道连结起来,
-位于纯化系统中或在所述系统残余气体出口管道上的中间容器。
由图2对该方法与设备作了描述。
含有烃(主要是芳烃)和氢的产物P,以与图1相同的方式由管道20进入分离器1,在分离器中产物P分离成富含氢的气相R(管道21)和液体流出物E(管道22)。一般使用闪蒸法分离。
一部分低压气相R通过管道23循环到重整反应器。
将另一部分R送到(管道24)压缩回路中,该回路包括至少一台压缩机3,它安装一些有用附件;在压缩机上游的储存罐2,图中还表示出(该图不限制本发明)带有级间罐11的两段压缩。
一部分压缩气相,其压力至少为10巴,一般为10-50巴,最好为20-30巴,加入(管道26)到再接触器4中流出液的进口管道里。
与现有技术的方式相同,由管道25将从罐11出来的液体循环。
将流出液与压缩相的双相混合物加到吸收器4中。
其吸收器(或接触器)4最好在20-60℃,压力至少10巴,一般为10-50巴,优选为20-30巴下运行。
在常见的交换器30中进行的经典热交换足以使进入交换器的双相混合物的温度降低到接近70℃。
含有芳烃的重整产物(管道27)和富含氢的气体G(管道28)是从吸收器4出来的。
这里气体G的氢纯度至多95%,一般约82-87%。
这种气体G的氢纯度对于氢处理是足够的,一部分这种气体由管道29送到该氢处理设备。
这种气体G通过纯化系统5能得到很纯的氢(至少99%,一般为99.9%)和残余气体GR。
与现有技术相反,这种残余气体不完全排掉,而是一部分气体(至少50%,一般为90-95%以上的气体体积)由管道31循环到压缩回路,更准确地说是循环到罐2。
在压力基本恒定的条件下进行循环,即残余气体的压力受到了限制以便达到压力的变化(进入压缩回路的气体)至多±0.2巴。
达到这个结果的方法是将中间容器6置于纯化系统5中或安在残余气体输出管道33上。
另一部分残余气体予以清除(排掉)以避免杂质在压缩回路中积累(管道32)。
通过利用残余气体的循环,它还可以与改变的吸附条件相配合,并且再利用更大容量的压缩机(离心压缩机),申请人可以
-将很纯的氢产率提高近15%,
-因采用变动的吸附条件而避免了冷却和交换系统的投资,
-在保持良好分离的同时,因而也保持了重整产物具有相同的质量,
-由于循环而降低了压缩成本,它可以利用较少的压缩级数而得到相同的压缩率。
从可预知的压缩成本来看,本技术领域里的技术人员直到现在也不回收这种残余的氢,他们也没有意想到上述这些优点。
为了说明本发明优点,对经典方法(见图1)与本发明方法(图2)予以对比。
图1 图2
操作条件
分离器P(巴) 2.3 2.3
再接触器P(巴) 30 30
T(℃) 0 40
纯化系统P(巴) 2.5/2.9 2.5/2.9
残余气体循环(%) 0 90
性能
*回收H2(%) 87.5 97.5
**回收LPG(%) 77.5 84.5
回收C5+(%) 无变化
*回收H2=高纯H2量+送到上游氢处理的H2量/重整产物中生成的H2量
**回收LPG=来自再接触器的重整产物中C3/C4量/重整产物中生成的C3/C4