Способ адсорбционного выделения @ -парафинов

 

СПОСОБ АДСОРБЦИОННОГО ВЫДЕЛЕНИЯ И -ПАРАФИНОВ из нефтяных фракций в псевдоожижеиыом слое цеолита типа А,, включающий стадии адсорбции , продувки, десорбции и окислительной ркегенерации, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода н -парафинов, стадию адсорбции проводят в прямоточно-ттротивоточном режиме контакта паров нефтяных фракций и цеолита в двух последовательно расположенных зонах прямоточного и противоточного контактов имеющих соотношение объемов 2:1 или 1:2, с подачей цеолита со стгщии десорбции в зоны раздельно ЯВУЦ.Я потоками: первый - в верх противоточной зоны, второй - после охлаждения в ниэ прямоточной зоны. сл с: сл 4 00 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

"с ОР>уу

3„r

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, ;.:. - - :" "

Н AB TOPCHOIIIV ClhNETEI%CTB Y (21) 3491843/23-04 (22):15.06.82 (46) 30.11.83. Бюл. 9 44 (72) Ю.З.Вотлокин, Я.В.Мирский и М.И.Ремова

{53) 665.662.2(088.8) (56) 1. Гельперин H.È, и др. Основы техники псевдоожижения. И., "Химия", 1967, с. 412.

2. Гидромеханика каталитмческих процессов, Сб. трудов ГрозНИИ

ЦНИИТЭнефтехим, 1981, с. 66 (прототип).

:(54)(57) .СИОСОВ 3ЩСОРБЦИОННОГО ВЫДЕЛЕНИЯ Н -ПЛРйФИНОВ из нефтяных фракций s псевдоожижеином слое цео„„Su.„1057485 А лита типа А, включакщий стадии адсорбции, продувки, деаорбции и окислительной регенерации, о т л и ч а— ю ц и и с я тем, что, с целью увеличения выхода и -парафинов, стадию адсорбции проводят в прямоточно-противоточном режиме контакта паров нефтяных фракций и цеолита в двух последовательно расположенных зонах прямоточного и противоточного контактов,имекцих соотношение объемов

2:1 илй 1:2, с подачей цеолита со стадии десорбции в зоны раздельно двумя потоками: первый — в верх про-. тивоточной зоны, второй — после охлаждения в низ прямоточной зоны.

С:

<Р

С

Об

Сд

Изобретение относится к способам адсорбционного выделения н -парафинов иэ нефтяных фракций в псевдоожиженном слое адсорбента и может быть использовано н нефтеперерабатывающей промышленности. 5

Известны адсорбционные процессы, s которых адсорбент контактирует с газом последовательно при прямоточном, а затем — противоточном движении (1). 10

Исходная газовая фаза в указанных процессах, пройдя прямоточную зону, не поступает в противоточную, и адсорбент в противоточной зоне контактирует со свежей порцией газа, что приводит к понижению отбора извлекаемого компонента в связи с недостаточно полным использованием исходного газа (парон сырья).

Наиболее близким к предлагаемому является способ адсорбционного выделения Н -парафинов из д. зельных фракций н псевдоожнженном слое цеолита, типа А, включающий стадии адсорбции,,продувки, десорбции, продунки после десорбции и окислительной регенерации.

В этом способе адсорбцию н -парафинов ведут при протиноточном движении паров сырья и адсорбента (2).

Недостатком прототипа является по- ЗО ниженный отбор н -парафинов, обусловленный проведением стадий адсорбции и десорбции при близких температурах„ в связи с отсутствием зоны охлаждения цеолита перед стадией ацсорбции, 39 а такхе проскбком парон сырья через слой и обратным заносом цеолита. Для сокрашения проскока паров н известном способе увеличивают высоту слоя, что приводит к повышенной загрузке 4Q адсорбента в зону адсорбции, а следовательно, и к увеличению его расхода.

Цель изобретения — унеличение выхода и -парафинов. 45

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу адсорбционного выделения н-парафинон иэ нефтяных фракций н псевдоо>хиженном слое нкл чающему стадии 5р адсорбции, продувки, десорбции и окислительной регенерации, стадию адсорбции проводят в прямоточно-противоточном режиме контакта паров нефтяных фракций и цеолита в двух последовательно расположенных зонах прямоточного и противоточного контактов, имеющих соотношение объемов

2:1 или 1:2, с.подачей цеолита со стадии десорбции в зоны раздельно двумя потоками; первый — н нерх противотонной зоны, второй вЂ,после . охлаждения. н низ прямоточной зоны.

Перед вводом в прямоточную зону цео- лит предварительно охлаждают в специальной зоне теплообмена, имеющей змеевики, по которым прокачивается жидкое сырье, являющееся охлаждающим агентом.

Соотношение объемов зон прямоточного и противоточного контактов фаз выбрано с учетом конструктивных особенностей аппаратов с псевдоожиженным слоем цеолита, оборудованных горизонтальными решетками, равномерно расположенными по высоте.

На заданный тепловой режим стадии адсорбции изменение соотношения объемов указанных зон не оказывает влияния в связи с возможностью варьирования количества цеолита, поступающего в каждую зону.

На чертеже схематически изображено осущестнление предлагаемого способа.

На схеме обозначено пары сырья 1, эона 2 прямоточной адсорбции, адсорбер 3, десорбер 4, линия 5 транспорта цеолита в прямоточную зону адсорбции, газ 6 н зону адсорбции, эона 7 охлаждения цеолита, жидкое сырье 8 и охлаждающие змеевики, линия 9 транспорта цеолита в зону протиноточной адсорбции, зона 10 протиноточной адсорбции, верхний переток

11 цеолита в зону отдувки, нижний переток 12 цеолита в зону отдунки, зона 13 отдувки адсорбера, газ 14 н коллекторе перетока, газ 15 в зону . отдунки адсорбера, пар 16 для транспорта цеолита в десорбер, линия 17 транспорта цеолита иэ адсорбера в десорбер, перегретый водяной пар 18 н десорбер, газ 19 н десорбер, линия

20 транспорта .цеолита в регенератор, регенератор 21, воздух 22 в регенератор, линия 23 транспорта регенериронанного цеолита в адсорбер, денормалиэованная фракция 24, Н -парафины

25, дымовые газы 26, азот 27 для отдувки воздуха иэ слоя цеолита, воздух

28 на транспорт цеолита, регулирующие клапаны 29, азот 30 для отдувки углеводородов и водяного пара из слоя цеолита.

Пары сырья 1 (бензиновой, дизельной фракции) поступают в зону прямоточной адсорбции 2 адсорбера 3, куда подают часть цеолита из десорбера 4 по линии транспорта 5 и холодный гаэ 6 для создания псевдоожиженного слоя.

В условиях прямоточного движения цеолита и паров сырья в зоне 2 происходит адсорбция н -парафинов.

Для снижения температуры цеолита служит зона 7 охлаждения. Съем тепла в зоне 7 осуществляется подачей в охлаждающие змеевики жидкого сырья, которое затем направляют на дополни- тельный нагрев и испарение. Температура в зоне адсорбции на 35-40 С ниже температуры десорбции, что способствует увеличению отбора н -парафинов.

В эоне 13 отдувки из слоя, цеолита с помощью газа 15 отдувают пары сырья и далее цеолит водяным паром 16 по линии 17 транспортируют в десорбер 4.

Для вытеснения адсорбированных Н-парафинов и нагрева слоя цеолита в десорбер 4 подают перегретый водяной пар 18 с температурой 550 С.

На выходе иэ десорбера цеолит продувают углеводородным газом 19.

Часть цеолита из десорбера 4,по линии 0

20 направляют в регенератор 21, куда подают воздух по линии 22. Отрегенерированный цеолит по линии 23 направляют в адсорбер 3. Денормализат .24, Н -парафины 25 и дымовые газы 26 выводят соответственно из адсорбера 3, десорбера 4 и регенератора 21.

Для отдувки воздуха иэ потока регенерированного цеолита в линию 23 подают азот 27. Транспорт цеолита иэ десорбера в регенератор осуществляют с помощью воздуха 28. Для регулирования количеств цеолита, поступающих по линиям 5, 9, 17, 20, 23, служат клапаны 29. 25

Отдувку углеводородов и водяного пара иэ слоя цеолита, поступающего в регенератор, проводят азотом 30.

Пример 1. Пары сырья (бензиновой фракции) с пределами кипе- 30 ния 105-140 С, содержащие 20 мас.Ъ н-парафинов, в количестве 6 т/ч с температурой 300-310 С подают в ниэ адсорбера в прямоточную зону,. куда поступает 75 т/ч цеолита из десорбера и углеводородный гаэ — 500 нм 3/

/ч с температурой 20-30ОС.

Для снижения температуры адсорбции в змеевики, расположенные в нижней части адсорбера, подают жид- 4О кое сырье в количестве 6 т/ч с температурой 30 С.

В верхнюю (противоточную) часть зоны адсорбции поступает из десорбера 75 т/ч цеолита, который контактирует с парами сырья в режиме проти- 45 вотока °

Температура в адсорбере 320 С.

Насыщенный н -парафинами цеолит через переток из зоны адсорбцни поступает в зону отдувки адсорбен- 50 та, в которую подается 400 нм З/ч уг леводородного газа с температурой 20-30©С для вытеснения паров сырья, увлеченных слоем адсорбента.

Объем нижней (до перетока) 55 прямоточной зоны составляет 5 .м верхней (противоточной) — 10 мз.

Общая продолжительность адсорбции

4 мин. Цеолит иэ зоны отдувки транспортируют в десорбер с помощью 60 водяного пара, перегретого до

550 С. Расход водяного пара на транспорт цеолита 2 т/ч. В десорбер подается дополнительное количество водяного пара — 2,2 т/ч для вытес- 65 иеицй Ворованных н -парафинов из йевеетей цеолита. Температура в зуйе д@рофФцйи 360 С. На выходе из дееоуйюра в адсорбер цеолит продуваемая и охлаждается с помощью углев@дереднога газа (температура газа

20-30 С) . Расход газа 60 нм З/ч. д

Часть цаелита из десорбера—

1 „5 т/ч и в регенератор для выжига кокса. Температура в регенераторе 459 С. Отрегенерированный цеолит из регенератора возвращают в эену отдувки адсорбера.

Отбор н -парафинов от потенциала в сырье составляет 80%.

Пример 2. Процесс проводят по.предлагаемому способу в условиях примера 1 за исключением того, что кж ичестве цеолита, поступающего в нряиоточную зону, равно 100 т/ч, в протиэотояную — 50 т/ч, объем прямоточней зоны 10,2 м З, противоточной

5,1 м (ооотношение объемов зон

2:1).

Отбор н-парафинов от потенциала в еырье 79,8%.

Пример 3. По известному способу С2 3.

Сырье — бензиновую фракцию 105140 С, содержащую 20 мас.% н -пара6 финов, в количестве 6 т/ч с температурой 300-310 С и углеводородный газ (500 нм /ч) подают в ниэ адсорбера.

Цеолит из десорбера (150 т/ч) поступает в верхнюю часть зоны адсорбции.

Количество цеолита в зоне адсорбции составляет 17,5 м . Вывод его из эоны адсорбции в зону продувки осуществляется черЕэ переточное окно, рас-. положенное в нижней части адсорбера.

При противоточном движении паров сырья и цеолита происходит адсорбция

Н-парафинов в полостях цеолита. Продолжительность адсорбции 5,0 мин.

Температура в зоне адсорбции 350ОС.

Насыщенный H -парафинами цеолит перетекает в зону отдувки, в которую подают газ в количестве 400 нм /ч и затем с помощью перегретого водяного пара (фасход пара 2 т/ч) транспортируют в десорбер, в который подают дополнительно 2 т/ч водяного пара.

Температура в десорбере 360ОС. На выходе из десорбера цеолит продувают углеведеродным газом с температурой

450 С и подают в ниэ адсорбера.

Часть цеолита из десорбера (1,5 т/ч) пропускают через регенератор и затеи возвращают в зону адсорбЦИИ, Отбор й-парафинов от потенциала в сырье по известному Г2 1 способу составляет 785.

3Ицыщз полученных результатов (таблица) показывает, что отбор

Ннарафвнов от потенциала по предлагаем му способу увеличивается

1057485

Предлагаемый способ

Известный способ f?3

Показатели

17,5

15,3

10,2

s прямоточной зоне

17,5

5,1

17,5.10

2:1

150

150 150

75 100

75 50

500 450 в прямоточную зону

150

Расход сырья в змеевике зоны охлаждения, т/ч

5,9

6,0

Температура,ОС в адсорбере

350

322

320

356

360

360

5 0

4,0

4,0

78,0

79,8

ВНИИПИ Эаказ 9505/28 Тираж 418 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãîðîä,óë. Проектная, 4 примерно на 2,0% в связи с тем,что в способе применение прямоточно-противоточного режима контакта паровой и твердой фаз, а также зоны охлаждения адсорбента позволяет осуществлять прроцесс адсорбции в оптималь- 5 ном режиме.

Способ использует преимущество прямотока — уменьшение перемешивания фаэ при работе в начальной стадии со значительной разницей концентраций адсорбтива в сырье и цеолите. В дальнейшем, при снижении разности кон.центраций адсорбтива в сырье и цеолите в прямотоке по высоте зоны адсорбции, процесс массообмена проводится в противоточном режиме контакта, где разность концентрации адсорбтива вновь возрастает благодаря контакту со свежей массой цеолита. При этом положительное влияние оказывает улучшение структуры псевдоожиженного слоя, характерное для противотока.

Объем цеолита в зоне адсорбции, мз 15 в том числе: в противоточной зоне

Соотношение эон прямоточной и противоточной

Количество цеолита, т/ч, поступающего иэ десорбера в адсорбер в толк числе: в противоточную зону

Расход газа в.зону охлаждения, нм З/ч в десорбере

Продолжительность адсорбции мин

Отбор н-парафинов от потенциала в сырье, %

Благодаря использованию зоны охлаждения, предлагаемый способ позволяет осуществлять стадию адсорбции при температуре примерно на 40ОС ниже, чем температура десорбции, что значительно улучшает показатели процесса.

В отличие от известного способа процесс.адсорбции может регулироваться как соотношением эон, так и количествами адсорбента, поступающими в каждую . зону, что обуславливает получение высоких отборов н-парафинов при заданном соотношении объемов зон.

Увеличение отбора, н -парафинов от потенциала в сырье по предлагаемому способу на 2% позволит получить на установке производительностью

250 тыс.т/гад по сырью дополнительно

1000 т/год и -парафинов.

Сопоставительные данные по предлагаемому и известному способам приведены в таблице.