Установка выделения пропилена из пропан-пропиленовой фракции

Полезная модель относится к области получения низших олефинов, в частности, к установкам по выделению пропилена из ППФ различного происхождения, в том числе и пиролизного.

Установка выделения пропилена из ППФ любого происхождения, включающая депропанизатор, узел гидрирования ацетиленистых в ППФ и колонну выделения пропилена из ППФ, дополнительно перед депропанизатором содержит одну или две колонны для выделения из пропан-пропиленовой фракции непиролизного происхождения углеводородов С₁-C ₂, С_5+,, и других нежелательных примесей и подогреватель для очищенной ППФ непиролизного происхождения, выходная линия которого соединена с патрубками подачи данной фракции, расположенными выше 20 тарелки и ниже 27 тарелки депропанизатора.

Технический результат - увеличение выработки пропилена полимеризационной чистоты.

Установка выделения пропилена из пропан-пропиленовой фракции (ППФ) относится к области получения низших олефинов, в частности, к установкам по выделению пропилена из ППФ различного происхождения, в том числе и пиролизного.

При пиролизе углеводородного сырья получают пирогаз, который содержит этилен, пропилен и другие компоненты, и который направляют на компримирование и далее на газоразделение, а жидкие продукты пиролиза направляют на переработку. Газообразные продукты пиролиза разделяют методами низкотемпературной абсорбции и низкотемпературной ректификации, в ряде последовательных аппаратов - деметанизаторе, деэтанизаторе, депропанизаторе, дебутанизаторе.

Кубовый продукт деэтанизатора, состоящий из углеводородов С₃ и более тяжелых, поступает в депропанизатор, в котором от 35 до 45 тарелок (Степанова А.В. Производство низших олефинов. Киев: Наукова думка, 1978 г., с.197-200). Верхний продукт депропанизатора пропан-пропиленовая фракция направляется на разделение в колонну выделения пропилена. Вследствие близких температур кипения пропана и пропилена, содержащихся в ППФ, разделение этой фракции представляется возможным на колонне с большим числом тарелок (до 200) тарелок и работать под давлением в кубе около 17-18 атм.

Известна установка для разделения ППФ, в которой кубовый продукт деэтанизатора и кубовый продукт колонны отпарки конденсата высокого давления, разные по составу, подают в двухколонную систему депропанизации, где при разных давлениях отгоняют пропан и пропилен от смеси C₄ и более тяжелых углеводородов, затем очищенную от С₄-углеводородов фракцию направляют в реактор гидрирования ацетиленовых углеводородов, а затем в колонну выделения пропилена, где с верха колонны отбирают пропилен

«для полимеризации», а из куба пропановую фракцию (Олефины - последовательное разделение для выделения олефинов и очистки сырого пирогаза. Нефтегазовые технологии, №9, 2005, стр.82). Недостатком способа является сложное аппаратурное решение депропанизатора и невозможность разделять в нем одновременно с потоком пиролизной ППФ пропан-пропиленовую фракцию непиролизного происхождения, так как данная двухколонная система рассчитана именно только на разделение двух указанных потоков пиролизной установки.

Наиболее близкой является установка, в которой для увеличения выхода пропилена в линию подачи ППФ из депропанизатора в колонну выделения пропилена делают врезку, куда вместе с пиролизной подают фракции С₃-углеводородов другой природы, например, выделенные из газов нефтепереработки (Р.Д.Прикетт, К.Е.Буш, Г.Круэй «Опыт компании Chevron в модернизации этиленовой установки». Нефтегазовые технологии, №4, 1998, стр.81-83). Недостатком способа, является то, что получение пропилена полимеризационной чистоты в колонне выделения пропилена из сырьевого потока ППФ, сформированного из пиролизной ППФ и потоков С ₃ другого происхождения с высоким содержанием легких углеводородов (C₂) и тяжелых (фракция С ₄₊) без изменения конструкции и рабочих параметров депропанизатора, предшествующего аппарата, где проводится отделение ППФ от тяжелых углеводородов невозможно.

Целью настоящей полезной модели является разработка установки для выделения пропилена полимеризационной чистоты из смеси ППФ пиролизного и иного происхождения.

Для решения этой задачи узел выделения пропилена на этиленовой установке дополнен одной или двумя колоннами предварительной очистки ППФ непиролизного происхождения, и подогревателем для предварительного подогрева очищенной ППФ непиролизного происхождения.

Отличительные признаки полезной модели это наличие дополнительно перед депропанизатором одной или двух колонн для выделения из пропанпропиленовой

фракции непиролизного происхождения углеводородов С₁-C₂ , С_5+,, и других нежелательных примесей и подогревателя для очищенной ППФ непиролизного происхождения, выходная линия которого соединена с патрубками подачи данной фракции в депропанизатор, расположенными выше 20 тарелки и ниже 27 тарелки.

Новизна предложенного технического решения заключается в наличии перед узлом выделения пропилена из ППФ пиролизного происхождения дополнительно одной или двух колонн для предварительной подготовки ППФ непиролизного происхождения и подогревателя очищенной ППФ непиролизного происхождения и соединения выходного трубопровода подогревателя с патрубками ввода ППФ непиролизного происхождения, расположенными выше 20 или ниже 27 тарелки депропанизатора в узле выделения пропилена из ППФ пиролизного происхождения этиленовой установки, что не описано ни в одном аналогичном техническом решении.

Предложенная установка представляет собой ряд последовательных колонн и других технологических аппаратов, представленных на рисунке, связанных через насосы трубопроводами и оборудованными системой запорно-регулирующей аппаратуры, а именно, ректификационных колонн (1, 2, 6), теплообменника (3), узла для гидрирования ацетиленистых соединений в ППФ (5), депропанизатор (4).

Установка по полезной модели работает следующим образом:

ППФ непиролизного происхождения I поступает на 20, 22 или 24 тарелку первой ректификационной колонны (1) предварительной ректификации, где кубом выводятся углеводороды С₅₊, метанол и вода II, при этом температура в кубе 97-99°С, давление в кубе 15,0-15,5 МПа. ППФ с верха первой колонны III подается на 20 или 26 тарелку второй ректификационной колонны (2) для отгонки легких углеводородов до C₂, при этом температура в кубе 35°С, давление в кубе 12,5 МПа.

Освобожденная от нежелательных примесей ППФ непиролизного происхождения (II) из куба колонны (2) поступает в подогреватель (3), в

котором она подогревается закалочной водой до температуры 20-60°С и поступает (V), в зависимости от содержания в ней пропилена, на тарелки, расположенные выше или ниже 20 и 27 тарелок, в депропанизатор (4), в котором 49 тарелок, температура в кубе 74-80°С, давление в кубе 0,70-0,72 МПа. Продукт отпарной колонны конденсата (VI) направляют между 27 и 28 тарелками, кубовый продукт из деэтанизатора VII направляют на 20 тарелку.

Очищенную от С ₄₊ углеводородов ППФ VIII с верха депропанизатора направляют в узел гидроочистки от ацетиленовых углеводородов (5), откуда гидроочищенная ППФ IX направляется в колонну выделения пропилена (6), где при давлении в кубе равном 1,58-1,65 МПа, температуре куба 44-49°С, температуре верха 37-40,3°С происходит ее разделение на продуктовый пропилен полимеризационной чистоты XI, отводимый с верха колонны, и пропановую фракцию XI, отводимую из куба колонны (6). Рабочие параметры функционирования аппаратов могут меняться и не принципиальны для определения сущности данной полезной модели.

Промышленная применимость подтверждается примерами, приведенными ниже.

Пример 1. ППФ непиролизного происхождения, с расходом 8,00 т/час подают в колонну (1), из куба колонны выводят углеводороды С₅₊, влагу и метанол, ППФ с верха колонны (1) подают в колонну (2) для отделения легких углеводородов до С₂ , очищенную ППФ из куба колонны (2) в количестве 7,20 тн/час с содержанием (% об.) пропилена - 82,00, пропана - 17,90, С ₄₊ - углеводородов - 0,10 направляют через подогреватель (3), где ППФ нагревается до 20-60°С, на шестую тарелку депропанизатора (4).

Продукт отпарной колонны конденсата VI с расходом 23,00 т/час с содержанием (% об.) пропилена - 23,7; пропана - 1,58; С₄₊ углеводородов - 74,72 направляют в пространство между 27 и 28 тарелками. Кубовый продукт из деэтанизатора с расходом 39,5 т/час, с содержанием (% об.) пропилена - 66,70; пропана - 3,39; С₄₊ углеводородов - 29,91 направляют на 22 тарелку депропанизатора (4). ППФ (VIII), отводимая с верха (4), имеет

состав, % об.: пропилен - 91,00; пропан - 4,00; С₄₊ углеводороды - 0,05; ацетиленовые углеводороды - 4,95. Кубовый продукт (4) XII имеет состав (% об.): сумма углеводородов С₃ - 0,03; сумма углеводородов С₄ - 50,77; сумма углеводородов С₅₊ - 49,50.

В депропанизаторе (4) поддерживают следующие условия работы:

После реактора гидрирования (5) гидрированная ППФ IX имеет состав, % об.: пропилен - 94,00; пропан - 6,00; С ₄₊ углеводороды - отсутствие; ацетиленовые углеводороды - отсутствие.

С верха колонны (6) отводили продуктовый пропилен Х с составом, % об.: пропилен - 99,82; пропан - 0,18; С₄₊ углеводороды - отсутствие; аллен + метилацетилен - отсутствие, из куба - пропановую фракцию XI составом, % об.: пропилен - 8,87; пропан - 91,20; С₄₊ углеводороды - 0,90; ацетиленовые углеводороды - отсутствие, при условиях работы колонны:

Достигаемый эффект от полезной модели заключается в том, что возможно увеличить выработку пропилена полимеризационной чистоты в колонне выделения пропилена из ППФ пиролизного происхождения, выделенной в депропанизаторе, за счет использования смешанного сырья, а именно, потоков ППФ пиролизного происхождения и ППФ другой природы, например, выделенной из газов каталитического крекинга или из газов нефтепереработки и т.п.

Установка выделения пропилена из ППФ любого происхождения, включающая депропанизатор, узел гидрирования ацетиленистых в ППФ и колонну выделения пропилена из ППФ, отличающаяся тем, что она дополнительно перед депропанизатором содержит одну или две колонны для выделения из пропан-пропиленовой фракции непиролизного происхождения углеводородов C₁-С ₂, С₅₊, и других нежелательных примесей и подогреватель для очищенной ППФ непиролизного происхождения, выходная линия которого соединена с патрубками подачи данной фракции, расположенными выше 20 тарелки и ниже 27 тарелки депропанизатора.