Способ выделения «-алканов сю-сго из керосиновых и керосино- газойлевых фракций нефти

 

387953

ОЛИСАйИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских.

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.Ч.1969 (№ 1333914/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22,V1.1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 5.1.1974

М. Кл. С 07с 7/12

Государственный комитет

Совета МинИстров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 66.074.3(088.8) с ъ :,, Авторы изобретения В. С. Гутыря, П. H. Галич, А. В. Табаков, Б. С. Яралов, Д. И. Евсеева, В. Я. Николина, И. Г. Луговской и Н. Т. Каиров

Заявитель Институт химии высокомолекулярных соединений АН Украинской ССР

СПОСОБ ВЪ|ДЕЛЕНИЯ и-АЛКАНО ф— С„ИЗ КЕРОСИНОВЫХ

И КЕРОСИНО-ГАЗОЙЛЕВЫХ ФРАКЦИЙ НЕФТИ

Изобретенйе относится к области разделения алифатических углеводородов.

Известен процесс выделения алканов нормального строения из смесей углеводородов, адсорбцией на синтетических цеалитах и последующей десорбцией.

Все стадии процесса ведут изобарически при 300 — 400 C.

В качестве десорбента используют и-пента н.

Для увеличения глубины десорбции предлагается в качестве десорбента использовать и-алкановый концентрат фракции 100 — 160 или 74 — 160 С, содержащий не менее 60% углеводородов нормального строения.

Близость молекулярных весов сырья и десорбента приводит к большой глубине десорбции, так как резко возрастает вытеснительная способность и-алканов, что позволяет обеспечить значительную производительность адсорбента при большой продолжительности цикла (до 1 час), умеренной температуре процесса и высокой чистоте и-алканов.

Процесс проводится в паровой фазе при

300 — 350 С и давлении 2 — 6 атм.

Отдувка примесей из вторичной пористой структуры и свободных объемов адсорбера осуществляется инертным газом (азот), содержащим не более 0,1% кислорода. Выделенные и-алканы могут использоваться в качестве высококачественных растворнтслей.

При работе установки на режим выделения и-алканов из керосиновых или керосино-газойлевых фракций, накопленный в емкостях

5 н-алкановый концентрат фракции 100 †1 или 74 — 160, содержащий не менее 60% углеводородов нормального строения, с чужи г десорбирующим агентом для и-алканов С10—

С 0. и-Алкановый концентрат получают по

10 методике, описанной в авт. св. № 202093. Использование цеолита NoA гранулированного химически инертным связующим и высокоэффективного десорбирующего агента обеспечивает высокую рабочую активность цеолита в

15 адсорбционном цикле. Прп этом скорость снижения динамической активности цеолига незначительна, что позволяет даже при переработке негидроочищенных потоков использовать на стадии адсорбции и продувки вместо дс.20 фицитного водорода азот. Дополнительным фактором, уменьшающим влияние кинетически эффектов на размытие сорбцпонного фронта и повышающим чистоту и-алканов является вторичная пористая структура, бо2s лее развитая, чем у цеолитов с бентонитным связующим.

На фиг. 1 дана схема проведения процесса, описанного в примере 1; на фиг. 2 — схема одновременного выделения и-алка нов C7 — С, 30 и С10 — С15.

60 б5

Пример 1.

А. Накопление десорбирующего агента.

Бензин прямой гонки (н. к. 160 С) насосом

1 подается через осушитель 2 и подогреватель 3 в реактификационную колонну 4, где разделяется на две фракции н. к. 74 и 74—

160 С.

Фракция н, к. 40 С сверху колонны 4, пройдя конденсатор-холодильник 5, направляется в емкость 6 десорбирующего агента.

Фракция 74 C к.к. (утяжеленный бензин) снизу колонны 4 насосом 7 подается в печь 8.

Температурный режим колонны поддерживается путем циркуляции «горячей струи» через печь 9. Холодное орошение подается насосом

10 из емкости 6.

Из печи 8 пары бензина с температурой

300 С направляются на адсорбцию в один из аппаратов 11 — 14. — В рассматриваемый момент времени аппарат ll находится в стадии адсорбции, 12— на продувке инертным газом при переходе ог режима адсорбции на десорбцию, 18 — в фазе десорбции. Адсорбер 14 предусмотрен для проведения окислительной регенерации цеолита во время работы установки.

После адсорбера смесь утяжеленного бензина (фракция 74 — 160 С) без адсорбированных С вЂ” Cp вместе с я-алканами фракции н. к.

74 С (которые десорбируются из цсолитов), направляются в скруббер 15, смешиваясь с

«отдувочным» продуктом из аппарата 12.

Процесс сорбции проводится до проскока я-алканов на выходе из адсорбера. После этого переключается на адсорбцию другой аппарат (в описываемом случае аппарат 13).

В аппаратах 12 продувают слой адсорбента инертным газом. Адсорбция, продувка и десорбция производится при давлении 5 ать, температуре 300 С. Продолжительность каждого цикла 20 чая.

3а счет отдувки чистота я-парафинов, адсорбированных цеолитами, достигает 95—

97.О/О. Инертный газ на продувку подается компрессором 16 через печь 17, В скруббере 15 отделяется инертный газ от денормализованной фракции, смешанной с яалканами фракции н. к. 74 С, которые десорбируются из цеолитов в стадии адсорбции и продувки.

В период пуска установки продукт на орошение скруббера подается насосом 18 из емкости 19.

Необходимое охлаждение орошения производится в холодильнике 20.

Балансовое количество денормализованной фракции (высокооктановый бензин) отводится е установки.

Инертный газ из скруббера 15 поступает на прием компрессора 16.

Циркуляция продувочного инертного газа осуществляется по схеме: компрессор 16 — + холодильник 21 — + емкость 22 — э печь 17— адсорбер 12 (11, 13, 14) — скруббер 15 — + емкость 23 — - компрессор 16, 5

После цикла отдувки адсорбер переключается на десорбцию. Десорбируюший агент (фракция н. к. 74 C) насосом 24 из емкости 6 подается в печь 25.

Из печи 25 пары десорбента с температурой 300 C направляются на десорбцию я-парафинов С вЂ” Ср в один из адсорбционных аппаратов (в данном случае 13).

Поступление десорбента предусмотрено сверху вниз, Количество десорбента принято шестикратным по отношению к алканам, адсорбированным на цеолите. Выходящий из адсорбера — десорбера десорбат (смесь десорбированных я-С вЂ” С с десорбентом, за исключением некоторой части я-Ср Сб, оставшихся на цеолите) и азот, заполняющий свободный объем аппарата перед стадией адсорбции, направляется через конденсатор 26 в емкость 27. Из емкости 27 десорбат насосом 28 подается в колонну 29 на разделение.

Десорбент сверху колонны 29 направляется через конденсатор 30 в емкость П. Из емкости 31 последний насосом 32 подается на орошение колонны 29, а необходимое количество возвращается снова в систему (емкость 6).

Избыток десорбента выводится из установки в качестве компонента высокооктанового бензина или может быть использован как пентан - — гексановая фракция. Печь 33 служит рибойлером колонны 29 за счет циркуляции я-парафинов по следующей схеме: низ колонны 29 — + насос 34 — э печь 33 — +- колонна 29.

Балансовое количество концентрата я-парафинов С вЂ” Cp тем же насосом 34 через холодильник 35 выводится из установки в товар. ный парк, или в соответствующую накопительную емкость десорбирующего агента в случае последующего выделения я-алканов из ксросино-газойлевых фракций.

Б. Выделение я-алканов C p — С,- и C p — С а из керосиновых и керосино-газойлевых фракций нефти.

Исходное сырье — керосиновая или кероси. но-газойлевая фракция насосом 1 подается через осушитель 2 в печь 8.

Перед входом в печь сырье разбавляется инертным газом (азотом) для снижения .парциального давления паров сырья и избежания капиллярпой конденсации во вторичной пористой структуре цеолитов.

Из печи 8 парогазовая смесь с температу poi1 300 †3 С направляется на адсорбцию в один из адсорберов (11 — 14), назначение которых то же самое, что и в варианте выделения я-парафинов из бензиновой фракции.

После адсорбера денормализованная фракция без адсорбированных я-С о — С,„.- (я-Cip—

С о) вместе с я-алканами С вЂ” Cp, которые частично десорбируются из цеолитов, и инертный газ направляются в скруббер 15, смешиваясь с отдувочным продуктом из аппарата 12. Адсорбция, продувка и десорбция производятся при давлении 5 ата, температуре

300 †3 С для фракции 200 †3 С. Про387953 должитсльность адсорбции, отдувки и дссорбции одинакова и составляет 20 л!ан.

В скруббсрс 15 происходит отделение инертного газа от денормализованной фракции, смешанной с той частью и-алканов

С,— С:, которые десорбируются из цеолпта на стадии адсорбции и продувки.

Отделение дснормализованной фракции от последних (примерно 20% от общего количества дссорбснта, поступающсго на адсорбционно-десорбционный цикл) производится в колонне 4. Продукт на разделение в колонну 4 подастся на скруббср 15 насосом 18.

Орошение скруббсра 15 осуществляется дснормализованной фракцией, подаваемой насосом 7 с низа колонны 4 после охлаждения в холодильнике 36.

Балансовое количество денормализованной фракции выводится из установки.

После цикла продувки адсорбционный аппарат переключается на дссорбцию. Десорбиру>ощий аг HT (концентрат н-парафинов

С вЂ” С ) насосом 24 чсрсз печь 25 подастся на дссорбцию и-парафинов в один из аппаратов

11, 12, 18, 14. Восполнение потерь дссорбснтг производится путем подачи концентрата нпарафинов С-, — C> из рсзсрвуарного парка в емкость 6. Выходящий из адсорбсра-десороера десорбат направляется в колонну 29 на разделение.

Концсг!трат н-ф— С> (н-C>p — С о) насосом

84 выводится из установки в товарный парк.

П р и м с р 2. Одновременное выделение налканов Cу — C> и С!» — С>; (Си — Сг»)

А. Выделение н-алканов С вЂ” С> из бензинов прямой гонки.

Фракция бензина н. к. 160 С насосом 1 подастся чсрсз осушитсль 2 в рсктификационную колонну 3, где разделяются на две фракции н. к. 100 С и 100 — 160 С.

Фракция н. к. 100 С сверху колонны 8, пройдя конденсатор — холодильник 4, направляется в емкость десорбирующего агента 5.

Фракция 100 — 160 С с низа колонны 3 подастся в печь 6, из которой пары бензина с температурой 300 С направляются на адсорбцию в один из аппаратов 7, 8, 9, 10.

В рассматриваемый момент времени аппарат 7 находится на стадии адсорбции, 8 — на продувке инертным газом при персходс от адсорбции на десорбцию, 9 — в фазе десорбции.

Чствсртый адсорбср 10 позволяет проводить окислительную рсгснсрацию цеолита во время работы установки. Рабочие условия адсорбции аналогичны приведенным в примере 1.

После адсорбера смесь денормализованного бензина (100 — 160 C) и и-алканов фракции !. к. 100 С (которыс дссорбируются из цеолита), направляется в скруббер 11, смешиваясь предварительно с отдувочным продуктом, поступающим из аппарата 8.

Процесс сорбции происходит до проскока и-алканов на выходе из адсорбера. После этого переключается на адсорбцию следующий аппарат.

В скруббере 11 происходит отделение инертного газа от дснормализованцой фрак5 ции, смешанной с н-алканами фракции н. к.

100 С, которые дссорбируются из цсолитов в стадии адсорбции и продувки.

Инертный газ из скруббера 11 поступает на прием компрессора 13.

10 Циркуляция продувочного инертного газа осущсствляется по схеме: компрессор 18— холодильник 14 — э-емкость 15 — +печь 16 — >адсорбер 8 (7, 9, 10) — +скруббер I I — емкость 17 — >-компрессор 13.

15 После цикла отдувки адсорбционный аппарат переключается на десорбцпю. Десорбиру ющий агент (фракция н. к. 74 С) насосом 18 из емкости 5 подается в печь 19. Из печи 19 нары дссорбента с температурой 300 С на20 правляются на дссорбцию н-парафинов

C> — С-, в один из адсорбциопных аппаратоп (в рассматриваемом случас 9) . Выходящий пз адсорбера дссорбат и азот, заполняющий свободный объем аппарата n=-1.,÷ стадией дс25 сорбции, направляется через конденсатор 20 в колонну 21 на раздслсние.

Десорбснт сверху колонны 21 через копд>снсатор 22 поступает в емкость 5.

Избыток дссорбента выводится с установки

30 в качестве компонента высокооктанового бензина. Выделенные н-алканы С вЂ” С > выводятся в товарный парк, а часть из них поступает на пополнение расхода десорбента в емкость 26.

35 Б. Получение н-акланов C>p — Сд и С>о — C2p из керосиновых и керосино-газойлевых фракций нефти.

Исходное сырье — керосиновая или керосино-газойлевая фракция насосом 24 подается

40 через осушитель 25 в печь 26.

Перед входом в печь сырье разбавляется инертным газом (азотом).

Из печи 26 парогазовая смесь с температурой 300 — 350 С направляется на адсорбци>о

45 в один из аппаратов 27, 28, 29, 30, назначение которых го же самое, что и в варианте выделения н-парафинов пз бензиновой фракц !и.

После адсорбера денормализованная фракция без адсорбированных í-C„— С>;, (н-C>p—

50 С>>>) вместе с н-алканами С-,— С-, которые частично десорбируются из цеоlHTQB, и инертный газ направляются в скруббср 31, смешиваясь с отдувочным продуктом из аппарата

28. Лдсорбция, продувка и десорбция произ55 водится при давлении 5 ата, температуре

300 С (350 С для фракции 200 — 325 С). Оощая продолжительность цикла составляег

60 !!ин (по 20 лан в каждой стадии).

В скруббсре 31 происходит отделение

60 HncpTHQI газа от денормализованной фракции, смешанной с той частью н-алканов С вЂ”

С., которые десорбируются из цеолита в стадии адсорбции и продувки.

Отделение денормглизованной фракции от

65 посдедних производится в колонне 82, Про387953 таблица 2

Количество

Наименование

;, на сырье

Сырье фр. 200 — 250 C (смесь битковской и долинской нефтей 1: 1):

sc-парафин C„— С„в

10 в нем

Рафинат и отдувочный продукт: депарафинированная фракция 200 — 250 С в рафинате

15 остаточное содержание и-парафинов С,„— С„ в ней десорбирующий агент фр.

100 — 160 С в рафинате

Лесорбирующий агент на де20 сорбцию

Десорбат: и-парафины ф— С„ в нем десорбирующий агет в

25 десорбате

Всего отогнано десорбента фр.

100 — 160 С пз рафината и десорбата

450

100,0

22,0

482

107

360

122

28,2

540

120

113

508

418

418+122=540 120

35

96,2

1,4

0,4

2,0

100

Индивидуальный состав н-парафинов, вес. %;

Сю

С

С

С а

Ci4

Сд

Всего

0,3

13,0

29,1

27,2

22,6

4,0

96,2

По этому же способу проводят депарафинизацию фракции 200 †3 С. Температуру в аппарате в этом случае поддерживают на всех стадиях 325 С. Давление, продолжительность цикла, условия разбавления и отдувки, методы анализа аналогичны приведенным в при60 мере 2.

Материальный баланс опыта дан в табл. 2.

Степень извлечения и-алканов от потенциала 85,2%, активность цеолита 2,5 вес. %, Характеристика выделенных и-алканов

65 фракции 200 — 325 С (после отгонки из десорМатериальный баланс опыта приведен в табл. 1.

Степень извлечения и-алканов C o — С15 от потенциала в опыте 91%, активность цеолита

3%

Характеристика выделенных и-алканов фракции 200 — 250 Г (после отгонки десорбидукт на разделение в колонну 82 подается из скруббера 31 насосом 38.

Орошение скруббера 31 осуществляется денормализованной фракцией, подаваемой насосом 34 с низа колонны 82 через холодильник

35. Балансовое количество денормализованной фракции выводится с установки.

После цикла продувки адсорбционный аппарат переключается на десорбцию. Десорбирующий агент (концентрат и-парафинов

Ст — С.) из емкости 28 забирается насосом 85 и через печь 37 подается на десорбцию и-парафинов в один из аппаратов 27 — 80. Восполнение потерь десор бент а осуществляется путем подачи концентрата и-парафинов Ст—

С в емкость 23. Выходящий из адсорбера-десорбера десорбат смесь десорбированных иалканов и-C o — С а или и-Сю — С а с десорбентом (за исключением и-Ст — С-, оставшихся на цеолите) направляется через холодильник

88 на разделение. Концентрат и-Сю- — Сга (иС а — С20) с низа колонны 89 выводится с установки в товарный парк.

Пример 3. В адсорбер, выполненный из стали 1Х18Н10Т, высотой 12,5 м и диаметром

25 мм, заполненный 3 кг дегидратированного цеолита МА при температуре 300 С и давления 5 ата подают фракцию 200 — 250 С. Пары сырья разбавляют азотом в ооъемном отношении 1: 2. Депарафинированный продукт конденсируют и стабилизируют для удаления и возвращения в процессе и-алканов десорбирующего агента. Через 20 мин подачу сырья прекращают, а азот продолжают подавать в течение последующих 20 лшн для удаления из цеолита продуктов неселективной адсорбции и капиллярной конденсации. Отдувочный продукт отбирают с низа газосепаратора. Затем прекращают подачу азота и через слой адсорбента противотоком и сырья пропускают пары десорбирующего агента (предварительно накопленный и-алкановый концентрат фракции 100 — 160 С, содержащий 70 вес. % и-алканов C> — C;). Продолжительность стадии десорбции 20 мин. Общая продолжительность цикла 60 мин. Температура и давление на всех стадиях работы одинаковы (5 ата и

300 С). Десорбат разгоняют на ректификационной колонке эффективностью 60 т. т. Отогнанный десорбирующий агент возвращают в систему, а и-парафины анализируют на хроматографе ЛХМ-7А. Содержание олефинов определяют методом йодных чисел, а концентрацию ароматических углеводородов по формалитовой реакции с помощью фотоколориметра ФЭК-56 на основе предварительно составленных калибровочных кривых, рующего агента из десорбата) приведена ниже, групповой состав дан в вес.

Парафиновые углеводороды С а — С1а

Ароматические углеводороды

Олефины

Изопарафиновые и нафтеновые углеводороды

Всего

387953

1,2

2,2

100

Таблица 2

Количество

Наименование г

% на сырье и-парафинов

109

440

488

365

83 10

3,0

117

26,6 15

558

136

127

17 0 20

483+ 117 = 600

136

Предмет изобретения

Способ выделения н-алканов С в — С2в из

25 керосиновых и керосино-газойлевых фракций нефти адсорбцией молекулярными ситами типа А и последующей десорбцией и-алканов насыщенными углеводородами в адиабатических условиях при 300 — 400 С, отличающийся

30 тем, что, с целью увеличения глубины десорбции, в качестве десорбента используют н-алкановый концентрат фракции 100 — 160 или

74 — 160 С, содержащий не менее 60о а углеводородов нормального строения. группового

96,0

1,2

1,2

2,2

100

Сырье фракции 200 — 325 С: н-парафины в нем

Рафинат и отдувочный продукт: депарафинизированная фракция 200 — 325 С в рафинате остаточное содержание н-парафинов ф— С„в ней десорбирующий агент фракции 100 — 160 в рафинате

Десорбент на десорбцию

Десорбат: н-парафины C„— С„в десорбирующем агенте

Всего отогнано фракции

100 — 160 из рафината и десорбата бента фракции 100 — 160 С) для состава, вес., дана ниже. н-Парафиновые углеводороды

С ю — С19

Ароматические углеводороды

Олефины

Изопарафины и нафтены

Всего

Олефины

Изопарафины и нафтены

Всего

Индивидуальный состав вес %.

C)0

С, Сд

С|з

С14

С1в

С ив

С т

С ив

Си

Всего

0,1

3,4

10,6

23,1

22,3

10,1

5,8

8,5

9,3

2,8

96,0

387953

Фиг 2

Составитель С. Рассанова

Техред T. Курилко

Редактор Л. Герасимова

Корректор А. Васильева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3463,/14 Изд. № 1854 Тираж 523 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/Б