Установка для переработки легких парафинсодержащих углеводородных фракций в ароматические углеводороды

 

Полезная модель относится к комплексным устройствам и может найти применение в нефтехимии и нефтепереработке. Технический результат заключается в обеспечении по всему слою катализатора в реакторе, работающем как в режиме синтеза, так и в режиме регенерации, оптимального температурного режима. Сущность полезной модели выражается в том, что для получения ароматических углеводородов С610 из легких парафинсодержащих углеводородных фракций предлагается использовать установку, состоящую из блока каталитических реакторов, представляющих аппараты полочного типа, и технологически обвязанных с ними многосекционных печей, теплообменников, сепараторов, ректификационной колонны.

Изобретение относится к комплексным устройствам и может найти применение в нефтехимии и нефтепереработке.

Известна установка для получения ароматических углеводородов из сжиженного нефтяного газа по процессу ЦИКЛАР (Нефтехимия и нефтепереработка. 1994, №11, С.3-6).

Она состоит из четырех вертикально соосно расположенных адиабатических реактора с радиальным вводом сырья и технологически обвязанных с ними секции регенерации катализатора, подогревателей сырья, теплообменника, сепаратора, отпарной колонны, секции газоразделения.

Процесс ароматизации характеризуется жестким технологическим режимом (высокая температура, низкое давление), это приводит к быстрой дезактивации катализатора.

В данной установке дезактивированный катализатор постоянно выводится из реакторной зоны и подается пневмотранспортом в секцию регенерации. В процессе работы установки катализатор проходит через все четыре реактора, выводится из последнего в секцию регенерации, а эквивалентный объем регенерированного катализатора транспортируется в реакторный блок.

Практически полным аналогом представленной выше установки является установка для процесса АЛИФАР (Сборник «Курсы повышения квалификации по катализаторам и каталитическим процессам». Новосибирск. ИК СО РАН - 2002, С.299-300).

Общим недостатком установок (Нефтепереработка и нефтехимия. 1994, №11, С.3-6; Сборник «Курсы повышения квалификации по катализаторам и каталитическим процессам». Новосибирск. ИК СО РАН 2002, С.299-300) является сложность аппаратурного оформления стадии синтеза и регенерации

катализатора: реакторы и регенератор связаны между собой сложной системой пневмотранспорта гранул катализатора; регенерация катализатора требует специальных аппаратов; реакторы и вспомогательное оборудование имеют сложную и дорогостоящую аппаратуру.

Кроме того, движущийся катализатор разрушается, что требует постоянного удаления разрушенных гранул и, следовательно, специальной аппаратуры для отсева крошки катализатора.

Такое аппаратурное оформление процесса предъявляет повышенные требования к прочности катализатора.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для ароматизации парафиновых углеводородов, предложенная в Патенте РФ №2069227.

Согласно прототипу, установка включает два каталитических реактора кожухотрубчатого типа, содержащих катализатор в межтрубном пространстве реактора.

С реакторами технологически обвязаны технологические печи, теплогенераторы, кипятильники, теплообменники, конденсаторы, холодильники, сепарирующая, емкостная и запорнорегулирующая аппаратура, насосы.

В данной установке один из реакторов работает в режиме синтеза, а второй - в режиме регенерации и по мере закоксовывания катализатора реактора попеременно переключаются в режимы регенерации-синтеза. На установке прототипа процесс ароматизации осуществляется на стационарном слое катализатора.

Использование реактора со стационарным слоем катализатора упрощает аппаратурное оформление установки, кроме того, в этом случае не предъявляется повышенных требований к прочности катализатора.

Недостатком указанной установки является сложность поддержания оптимального температурного режима на стадиях синтеза и регенерации катализатора.

Задачей, решаемой предложенной полезной моделью, является обеспечение работы реакторов в оптимальном температурном режиме.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в обеспечении по всему слою катализатора в реакторе, работающем как в режиме синтеза, так и в режиме регенерации, оптимального температурного режима.

Это достигается заменой в структуре установки трубчатых реакторов на полочные.

В таком реакторе катализатор располагается стационарно на нескольких полках и на каждой из них устанавливается индивидуальный температурный режим, оптимальный для данной стадии процесса. Это способствует повышению степени конверсии сырья и селективности процесса.

В установке ароматизации с таким типом реакторов исходное сырье, поступающее в реактор, последовательно проходит все полки с катализатором, причем перед подачей на каждую последующую полку реактора сырье подогревается в многосекционной печи.

Согласно предложенной полезной модели реакторный узел состоит из трех реакторов полочного типа, соединенный системой трубопроводов, при этом два из них находятся в режиме синтеза, а третий - в режиме регенерации.

Наличие в структуре установки специальной системы трубопроводов и запорных клапанов позволяет переключать любой из реакторов в необходимый режим.

Сущность полезной модели выражается в том, что для получения ароматических углеводородов С610 из легких парафинсодержащих фракций предлагается использовать установку, состоящую из блока каталитических реакторов, представляющих аппараты полочного типа, и технологически обвязанных с ними многосекционных печей, теплообменников, сепараторов, ректификационной колонны.

На фигуре приведена принципиальная схема установки получения фракции ароматических углеводородов С6 10 из легких парафинсодержащих фракций.

Установка содержит технологически обвязанные полочные реакторы 1, 2, 3; многосекционные технологические печи 4, 5, 6; теплообменники 7, 8, 9, 10;

сепараторы 11, 12 и ректификационную колонну 13.

На фигуре показаны основные технологические потоки: исходное сырье (легкая парафинсодержащая фракция) (I), топливный газ (II), фракция ароматических углеводородов С 610 (ароматический концентрат) (III), компонент котельного топлива (IV); азот (V) и азотно-воздушная смесь (VI) на регенерацию.

В процессе работы установки в режиме синтеза постоянно находятся два реактора - 1 (2, 3) и 2 (3, 1) и один реактор 3 (2, 1)- в режиме регенерации.

Установка работает следующим образом.

Исходное сырье подается в теплообменник 7, а затем печь 4 (5, 6) для нагрева до заданной температуры; после печи разогретый поток сырья последовательно проходит все три полки с катализатором реактора 1 (2, 3), предварительно подогреваясь до заданной температуры в печи 4 (5, 6); образовавшийся катализат охлаждается в теплообменниках 7, 8 и направляется в сепаратор 11, где разделяется на газовую и жидкую фазы; жидкая фаза направляется в ректификационную колонну 13, где верхом колонны выходит топливный газ, низом - компонент котельного топлива, а с расчетной тарелки -фракция ароматических углеводородов С 610.

Газовая фаза катализата после сепаратора 11 подается в теплообменник 9, а затем печь 5 (6, 4) для нагрева до заданной температуры; после печи разогретый поток сырья последовательно проходит все три полки с катализатором реактора 2 (3, 1), предварительно подогреваясь до заданной температуры в печи 5 (6, 4); образовавшийся катализат охлаждается в теплообменниках 9, 10 и подается в сепаратор 12, где разделяется на жидкую и газовую фазу,

жидкая фаза направляется в ректификационную колонну 13, работающую как описано выше, а газовая фаза используется как топливный газ.

Работа установки в режиме регенерации осуществляется следующим образом.

Азотно-воздушная смесь нагревается в печи 6 (4, 5) и подается в реактор 3. После реактора газы регенерации сбрасываются, и реактор готов для перевода в режим синтеза.

Предлагаемая полезная модель поясняется примером.

Пример

В данном примере в режиме синтеза работают реактора 2 и 3, а в режиме регенерации - реактор 1.

В качестве сырья для получения ароматических углеводородов используют пропан-бутановую фракцию состава, % маc.: пропана-28; бутанов-72.

Исходное сырье (I) под давлением 0,2 МПа и с объемной скоростью 1,5 ч-1 (по массе) подается в теплообменник 7, а затем печь 5. Нагретый сырьевой поток с температурой 540°С направляется на первую полку реактора 2, выходящий после полки газовый поток направляется для подогрева в печь 5, а затем с температурой 545°С - на вторую полку реактора, выходящий с последней газовый поток подается в печь 5, а затем с температурой 550°С - на третью полку реактора; выходящий из реактора катализат охлаждается в теплообменнике 7, а затем теплообменнике 8 и направляется в сепаратор 11, где разделяется на жидкую и газовую фазы; жидкая фаза подается в ректификационную колонну 13, где верхом колонны выходит топливный газ (II), низом - компонент котельного топлива (IV), а с расчетной тарелки - фракция ароматических углеводородов С 610(III).

Газовая фаза катализата после сепаратора 11 направляется в теплообменник 9, а затем печь 6; нагретый сырьевой поток с температурой 555°С подается на первую полку реактора 3, выходящий с последней газовый поток направляется в печь 6, а затем с температурой 560°С - на вторую полку реактора,

выходящий со второй полки газовый поток подается в печь 6, а затем с температурой 565°С - на третью полку реактора; выходящий из реактора катализат охлаждается в теплообменнике 9, а затем теплообменнике 10 и направляется в сепаратор 12, где разделяется на жидкую и газовую фазы: газовая фаза подается в трубопровод топливного газа, а жидкая - ректификационную колонну 13, где верхом колонны выводится топливный газ (II), низом - компонент котельного топлива (IV), а с расчетной тарелки - фракция ароматических углеводородов С610 (III).

Регенерация закоксованного катализатора в реакторе 1 осуществляется следующим образом.

Реактор 1 продувается первоначально инертным газом - азотом (V), а затем азотно-воздушной смесью (VI), нагретыми в печи 4 до температуры 550°С. Концентрация воздуха в азоте постепенно увеличивается по мере выжига с катализатора кокса.

Установка получения ароматических углеводородов С 610, состоящая из блока каталитических реакторов и технологически обвязанных с ними многосекционных печей, теплообменников, сепараторов, ректификационной колонны, отличающаяся тем, что реакторы представляют аппараты полочного типа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области органической химии, а именно к технологии получения этилена из природного газа путем окислительной конденсации метана.

Изобретение относится к пневматическому транспортированию сыпучих материалов по трубопроводу в потоке среды, в частности, к пневматическим высевающим системам посевных машин и может быть использована в сельскохозяйственной и в других отраслях промышленности
Наверх