Способ выделения из нефтяных фракций индивидуальных нормальных алканов

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

288773 (6!) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлена25.09.68 (21) 1275348/23-04 с присоединением заявки № (5l) М. Кл.

С 10 G 43/04

Государственник комитет ссср оо делам нзооретоннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК 665 545. .3 (088.8) Опубликовано 25.02.79.Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.79 (72) Автор изобретения

В. А. Матишев

Ф 1 т ;Е ?.: ъ Ф

Московский ордена Трудового Красного Знащени йндти т нефтехимической и газовой промышленности им. акад, И. М. Губкина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ

Н-АЛКАНОВ ИЗ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к способу по учения чистых индивидуальных н-алканов с помошью карбамида.

j3ce известные схемы процесса карбамидной депарафинизации позволяют получать из нефтяных фракций сумму жидких или мягких парафинов (состава С„

С ) с чистотой не выше 95-98,5 вес.%.

Однако некоторым процессам нефтехимического синтеза (производство индивидуальных Д.-олефинов, а на основе последних первичных алифатических спиртов), производству синтетических белков и белково-витаминных концентратов в качестве сырья необходимы парафиновые углеводороды нормального строения с чистотой не ниже 99,5 вес.%.

Еше более высокая чистота н-парафиновых углеводородов требуется для подбора и изучения новых.штаммов дрожжей и бактерий, используемых в производстве синтетических белков.

Предлагаемый способ выделения капканов из нефтяного сырья заключает ся в том, что смесь н-алканов обрабатывают карбамидом при температуре верхнего предела комплексообразования интртвидуального н-алкана в присутствия этанола с последующей промывкой карбамидного комплекса соответствующим н-апканом, удалением раствЬритепя и разложением комплекса. Предлагаемый способ (процесс) позволяет выделять индивидуальные парафины (алканы) нормального строения из нефтяных дистилпятов, их содержащих, с чистотой целевого продукта (каждого выделенного напкана) не менее 99,99 вес. %.

Температура верхнего предела ком плексообразования (ВПК) — это максимальная температура, при которой начинается и количественно протекает процесс комплексообразования карбамида с индивидуальным н-алканом. Эта тем» пература тем выше, чем больше молекулярный вес. н-алкана, для н-алканов с числом угпЕродных атомов в молеку288773 ле 10 и более зависит от числа углероцных атомов П следующим образом: !

КИЙ (1)

g,фб+О (п- ) цля тех же н-алканов в составе нефтяных фракций: о о,ьод (2) ао где&с„„- температура ВПК н-алкана в составе нефтяной фракции, С;

8 — температура ВПК инцивидуальо ного н-алкана (c- О), С; — температура кипения инциви- И кип цуального н-алкана при 760 мм рт.ст., Се

Д - количество углеродных атомов в молекуле н-алкана;

6 - основание натуральных логарифмов;

cL . — постоянные градиенты пони1 жения температуры ВПК на единицу повышения весовой концентрации примеси, 0

С вес. %;

С„. - весовая концентрация примеси, вес. %; С Х,с„.

Слецовательно, цля выделения инцивидуального н-алкана из нефтяной фракции необхоцимо и достаточно знать и ЗО поццерживать на всем протяжении стации комплексообразования температуру процесса, равную или несколько меньшую (на 1-2 С)&с„,. При этом е капканы с меньшим числом углеродных атомов в молекуле, имеющие 6 „, ниже, чем у выцеляемого н-алкана, не войцут в комплекс. Послецний, соцержащий в своем составе только один н-алкан и промытый н-алканом того же молекулярного веса, разлагают нагреванием цо о

115-120 С на кристаллический карбамид и н-алкан высокой степени чистоты.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

Основным аппаратом в схеме технологического блока выцеления н-алкана с числом углероцных атомов t1 является система трех идентичных по своему устройству аццукторов (реакторов) lа, 16

50 и 18, работающих по сменно-циклическому режиму и объединенных в один аппарат колонного тила.

Кажцый из адцукторов прецставляет собой цилинцрический сосуц с верхним !

55 и нижним фланцами. На расстоянии (конструктивно .определяемом в зависимости от производительности установки и габаритов аццуктора) в 100-300 мм от обоих фланцев внутри аццуктора устанавливаются диски-фильтры. Послецние прецставляют собой стальные пластины с отверстиями диаметром 25-50 мм, покрытые бельтингом с обеих сторон, Верхний фильтр служит цля прецотвращения уноса карбамица потоком отходящего из аццуктора продукта и одновременно является верхней границей расширения комплекса в с тации ком плекс о образования. Нижний фильтр уцерживает стационарный слой сухого кристаллического карбамица, занимающего при первоначальной загрузке половину объема аццуктора, который ограничен фильтрами. Кажный аццуктор снабжен индивидуальной рубашкой, в которую можно подавать либо водяной пар, либо горячую воду или другой жидкий теплоноситель.

В каждом аццукторе последовательно проходят три стадии процесса: комплексообразование, промывка комплекса, разложение комплекса. B,íà÷aëüíûé периоц работы технологического блоха ацдукторы 1 б и lв не работают.

Комплексообразование. Исходное сырье (линия 1) и этиловый спирт(линия П) смешивают в тройнике смещения, полученная смесь нагревается в теплообменнике 2 цо температуры ВПК, н-алкана с A углероцных атомов в молекуле (В „„), а затем подается в нижнюю часть аццуктора la..Прецваритехц но в рубашку аццухтора подают теплоноситель цля того, чтобы к моменту вхоца сырьевой смеси в аццуктор температура стационарного слоя карбамица соответствовала 6 „,. По мере прохожце-- ния сырьевой смеси через стационарный слой карбамид вступает в реакцию комплексообразования с н-алканом, имеющим в молекуле и углероцных атомов.

По заполнении всего объема аццуктора

1а, сырье после 100%-ного извлечения выцеляемого н-алкана отвоцится IIo линии Ш в буферную емкость 3. Перколят (в качестве сырья цля блока выцеления н-алкана с (t1-1) углеродных атомов в молекуле) откачивают в сырьевую емкость следующего технологического блока. Стацию комплексообразования считают законченной, когда через аццуктор пройдет расчетное количество сырья.

Работа "на проскок выделяемого н -алкана исключается, так как следы í-апкана с и углеродных атомов в переко288773 6

5 пяте снижают чистоту н-алкана с (-1) углеродных атомов, выцеляемого в следующем блоке устайовки. По окончании стадии комплексообразбвания непрореагировавшее сырье с незначительной цолей перколята из межкристаллического пространства комплеса передавливают сжатым воздухом в емкость 4. После этого стадия комплексообразования начинается в адцукторе 16, а подачу воздуха в аддуктор lа прекращают, и последний переводят на стадию промывки. с . Промывка комплекса. н-Алкан с углероцных атомов в молекуле из емкости 5 через паровой поцогреватель

6 по линии 1У подают в нижнюю часть адцуктора 1а. Агент промывки QTMbEBB» ет с поверхности кристаллов комплекса уцержанный при отцуве перколят и по линии V поступает в емкость 7. Йз последней агент промывки с незначительным количеством перколята частично подкачивают к сырьевой смеси, поступающей в аддуктор 16 в стадии комплексообразования, а. частично — на начальной стадии промывки в аццукторе

16 — в линию Vl перец поцогревателем

6. Стадию промывки комплеса считают законченной, когда качество агента промывки в линии нндентично качеству его в емкости 5. После этого промывной агент сжатым воздухом передавливают по линии аи в емкость 5. По окончании отдува в рубашку аццуктора lа поцают теплоноситель с температурой о

115- 120 С. С этого момента в ацдукторе lв начинается стадия комплексообраэования, в ацдукторе 16 — стадия промывки комплекса, а в аддукторе lsстадия разложения комплекса.

Разложение комплекса. После того, как температура всего стационарного слоя на 2-3 С превысит температуру разложения комплеса выделяемого н-алкана, последний передавливают сжатым воздухом по линии 1Х в емкость 8 то» варной продукции, а часть выделенногон-алкана - в емкость 5 промывного агента. н-Алкан высокой чистоты из емкости 8 подают в низ промывной колонны 9 с насадкой из керамических колец Рашига, rqe от н-алкана воцой отмывают слецы активатора и растворенного в нем карбамида. С верха колонны 9 отмытый н-алкан самотеком поступает в нижнюю часть осушительной колонны 10 со стационарным слоем

М

29

51

55 стеклянной ваты. Здесь н-алкан осушают от следов влаги, после чего он csмотеком поступает в емкость 11 как оварный продукт.

Аналогичным образом в следующем техноло1.ическом блоке выцеляют н-алкан с (tl -1) .углеродных атомов в молекуле, затем с (tl -2) и т. д до полного выделения всех н-алканов, содержащихся в исходном сырье.

Пример. 100 r сухого кристал лического карбамида помещают в вертикальный лабораторный реактор (ацдуктор) снабженный рубашкой, в которой циркулирует жидкий теплоноситель. Температуру последнего поддерживают с по- . мощью термостата типа Геплера с точа ностью цо 0>1 С. Сырье (жидкий парафин установки карбамицной денарафяиизации Московского НПЗ с содержанием ароматических 11,4 вес.% и комплексообразуюших 79,2 вес.%, состава по нормальным алканам С о-С1 ) и активатоР (этиловый спирт в колйчжтъв 3 sec.% на загрузку карбамица) . подают в ств ционарный слой карбамида при твмперв — Ь туре 85.2 С со скоростью 6 вес.% иа загрузку карбамица за 1 ч. Укаэанная температура комплексообраэования, иря которой из данного вица сырья выде ляется только н-гексадекан, была получена расчетным методом по уравнению (2). В исходном сырье соцержалось 0,47 вес. н-гексадекана, поэто му количество сырья, пропущенного в стадии комплексообраэования, саставляло 5789 r. По расчету в комплекс доа » но было войти 27,22 r н-гексадекаиа, в результате эксперимента при раэло жеиии комплекса было выделено 27,2 г (99,8 вес.% от потенциала) н- emcee кана с чистотой 99,99 вес.% по данным храматографического . анализа и нижеприведенным константам, определенным для полученного продукта в. лаборатории и D 1.4345; t1 0,77303 „, „.18,2 С. Промывка комплекса осуае» ствлчлась эталонным н-гексацекаиом, взятым в количестве 300 вес.% as еагрузку карбамица, с последующим уцалением агента промывки иэ стационар наго слоя при остаточном цавлении5мм рт. ст. до прекращения отцеления жидкой фазы в течение 30 мии. Рвэложеяие комплекса вели 2 ч при 115ОС.

Ф ормула из об ре теиия

Способ выделения инцивидуальиых н-алканов иэ нефтяного сырья путем обнов карбамицом ведут при температуре верхнего прецела комплексообразования инцивицуального н-алкана и в качестве растЬорителя цля промывки комплекса иснользуIoT н-ялкап, который выделяют, 7 288773 работки его карбамицом в присутствии этанола, промывки образовавшегося комплекса растворителем с последующим его разложением, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, обработку смеси н-алкаЦНИИПИ Заказ 623/60 Тираж 608 Подписное филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная 4