УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕГКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2021 года по МПК C10G35/04 

Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов С₃₊ и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Известна установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья [RU 2565229, опубл. 20.10.2015 г., МПК C10G 35/04], включающая нагреватель, по меньшей мере два изотермических каталитических реактора, оснащенных в качестве узлов передачи тепла блоками теплообменных элементов, генератор теплоносителя, соединенный с блоками теплообменных элементов линией подачи газа окисления в качестве теплоносителя, при этом установка оборудована системой регенерации катализатора и утилизации газа регенерации.

Основным недостатком установки является малый межрегенерационный пробег катализатора и низкий выход целевых продуктов из-за отсутствия системы рециркуляции непревращенных компонентов сырья.

Известно явление увеличения межрегенерационного пробега катализатора при смешении сырья с метаном [Ечевский Г.В. Получение ароматических углеводородов из ПНГ и других легких фракций Oil & Gas Journal Russia. 2012. T. 58. №3. C. 83-88], однако для достижения значимого эффекта требуется технически не приемлемый расход метана, превышающий расход сырья в 4-10 раз. Это требует разработки технических решений, снижающих расход метана со стороны до разумного.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов С₃ и С₄ [RU 57278, опубл. 10.10.2006, МПК С07С 15/42], включающая два блока каталитической переработки, один из который состоит из узла каталитической переработки в составе рекуперационного теплообменника, подогревателя сырья и блока каталитических реакторов, обогреваемых дымовыми газами, узла сепарации продуктов реакции (катализата) в составе аппарата воздушного охлаждения, водяного холодильника (холодильника) и пропанового холодильника, сепаратора, компрессора с системой сепараторов и холодильников, предназначенного для получения жидкого нестабильного концентрата ароматических углеводородов и парофазного потока, а также узла адсорбционной очистки парофазного потока от остаточных ароматических углеводородов. Кроме того, установка включает блок фракционирования с колонной стабилизации концентрата ароматических углеводородов, и блок рециркуляции непревращенных компонентов сырья с узлами абсорбции очищенного парофазного потока и предварительного фракционирования сырья с получением абсорбента.

Недостатком известной установки является ее сложность, а также малый межрегенерационный пробег катализатора.

Задачей изобретения является упрощение установки и увеличение межрегенерационного пробега катализатора.

Техническим результатом является упрощение установки за счет включения фракционирующего абсорбера в состав узла сепарации катализата взамен системы сепараторов и холодильников, что позволяет исключить пропановый холодильник и узел абсорбции. Увеличение межрегенерационного пробега катализатора достигается рециркуляцией метана в составе потока циркулирующего метансодержащего газа, содержащего также компоненты непревращенного сырья, для чего установка дополнена узлом мембранного выделения водорода.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок каталитической переработки, который состоит из узла каталитической переработки с линиями подачи сырья и абсорбента, состоящего из рекуперационного теплообменника, подогревателя сырья и блока каталитических реакторов, обогреваемых дымовыми газами, узла сепарации катализата в составе аппарата воздушного охлаждения, первого холодильника, сепаратора и компрессора со вторым холодильником и узлаадсорбционной очистки, включающей также блок фракционирования, особенностью является то, что узел сепарации катализата оборудован фракционирующим абсорбером с охлаждающим блоком, оснащенным линией подачи газа сепарации с компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и вторым холодильником, а также линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией подачи газа регенерации с сепаратором, а линией вывода сухого газа - с мембранной установкой, оснащенной линией вывода водородсодержащего газа и соединенной с узлом каталитической переработки линией подачи метансодержащего циркулирующего газа, при этом блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с сепаратором линией подачи остатка сепарации, с фракционирующим абсорбером - линиями подачи абсорбента и насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа сепарации или линией подачи метансодержащего циркулирующего газа - линией подачи отходящего газа, кроме того, линия подачи сырья соединена с линией подачи метансодержащего газа, а затем с охлаждающим блоком фракционирующего абсорбера, первым и вторым холодильниками.

При необходимости подогрева сухого газа перед мембранной установкой для повышения глубины извлечения водородсодержащего газа линия катализата может быть соединена с рекуперационным теплообменником, установленным на линии сухого газа.

Для переработки сырья, включающего тяжелые компоненты и/или серосодержащие соединения, установка может включать блоки подготовки сырья для его фракционирования и обессеривания. В качестве метансодержащего газа может быть использован, например, природный газ или часть циркулирующего метансодержащего газа. В качестве отдувочного газа может быть использована, например, часть метансодержащего или сухого газа. Блок фракционирования содержит ректификационные колонны в наборе и с конструкцией, соответствующей заданному ассортименту ароматических углеводородов. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Включение фракционирующего абсорбера в состав узла сепарации катализата взамен системы сепараторов и холодильников обеспечивает глубокое удаление ароматических углеводородов из катализата, что позволяет исключить пропановый холодильник и узел абсорбции, за счет чего упростить установку. Соединение линии подачи сырья, смешанного с метансодержащим газом, с охлаждающим блоком фракционирующего абсорбера и холодильниками позволяет использовать этот поток, имеющий отрицательную температуру вследствие испарения легкого углеводородного сырья при смешении с газом, в качестве хладоагента, за счет чего исключить систему подачи внешнего теплоносителя и дополнительно упростить установку. Оснащение установки узлом адсорбционной очистки, расположенным на линии вывода отбензиненного газа и мембранной установки, расположенной на линии вывода сухого газа, обеспечивает получение метансодержащего циркулирующего газа, что дает возможность организовать рециркуляцию метана в узел каталитической переработки и увеличить межрегенерационный пробег катализатора.

Установка (показана на чертеже) включает узел каталитической переработки 1, узел сепарации катализата в составе первого и второго аппаратов воздушного охлаждения 2 и 3, первого и второго холодильников 4 и 5, сепаратора 6, компрессора 7 и фракционирующего абсорбера 8, а также блок фракционирования 9, узел адсорбционной очистки 10 и мембранную установку 11. Пунктиром показана возможная установка рекуперационного теплообменника 12, обогреваемого катализатом.

При работе установки в узел 1 по линии 13 подают метансодержащий циркулирующий газ, а по линии 14 - сырье после смешения с метансодержащим газом, подаваемым по линии 15, и нагрева в охлаждающем блоке аппарата 8 и холодильниках 4 и 5. Катализат, полученный в узле 1, охлаждают в аппарате 2 и холодильнике 4 и совместно газом регенерации, подаваемым по линии 16, разделяют в сепараторе 6 на газ сепарации, выводимый по линии 17 и остаток, подаваемый в блок 9 по линии 18 совместно с насыщенным абсорбентом, подаваемым по линии 19. Из блока 9 по линии 20 выводят фракцию углеводородов С₉₊ в качестве абсорбента, по линии 21 - отходящий газ, а по линиям 22 - ароматические углеводороды. Газ сепарации сжимают компрессором 7, охлаждают в аппарате 3 и холодильнике 5 и разделяют в аппарате 8 с получением насыщенного абсорбента, выводимого по линии 19, и отбензиненного газа, подаваемого по линии 23 в узел адсорбционной очистки 10, в который по линии 24 подают отдувочный газ, из которого по линии 16 выводят газ регенерации, а по линии 25 - сухой газ, который в установке 11 разделяют на водородсодержащий газ, выводимый по линии 26, и метансодержащий циркулирующий газ, который по линии 13 подают в узел 1. Отходящий газ из блока 9 подают в линию 17 или линию 13.

Таким образом предлагаемая установка более проста, обеспечивает увеличение межрегенерационного пробега катализатора и может быть использована в промышленности.

Изобретение относится к установке каталитической переработки легкого углеводородного сырья для получения ароматических углеводородов, включающей блок каталитической переработки, который состоит из узла каталитической переработки с линией подачи сырья, узла сепарации катализата в составе аппарата воздушного охлаждения, первого холодильника, сепаратора и компрессора со вторым холодильником и узла адсорбционной очистки, включающей также блок фракционирования. Узел сепарации катализата оборудован фракционирующим абсорбером с охлаждающим блоком, оснащенным линией подачи газа сепарации с компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и вторым холодильником, а также линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией вывода газа регенерации с сепаратором, а линией вывода сухого газа - с мембранной установкой, оснащенной линией вывода водородсодержащего газа и соединенной с узлом каталитической переработки линией вывода метансодержащего циркулирующего газа, при этом блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с сепаратором линией подачи остатка сепарации, с фракционирующим абсорбером - линиями вывода фракции углеводородов С₉₊ в качестве абсорбента и подачи насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа сепарации или линией подачи метансодержащего циркулирующего газа - линией вывода отходящего газа, кроме того, линия подачи сырья соединена с линией подачи метансодержащего газа, а затем с охлаждающим блоком фракционирующего абсорбера, первым и вторым холодильниками. Технический результат - упрощение установки и увеличение межрегенерационного пробега катализатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья для получения ароматических углеводородов, включающая блок каталитической переработки, который состоит из узла каталитической переработки с линией подачи сырья, узла сепарации катализата в составе аппарата воздушного охлаждения, первого холодильника, сепаратора и компрессора со вторым холодильником и узла адсорбционной очистки, включающей также блок фракционирования, отличающаяся тем, что узел сепарации катализата оборудован фракционирующим абсорбером с охлаждающим блоком, оснащенным линией подачи газа сепарации с компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и вторым холодильником, а также линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией вывода газа регенерации с сепаратором, а линией вывода сухого газа - с мембранной установкой, оснащенной линией вывода водородсодержащего газа и соединенной с узлом каталитической переработки линией вывода метансодержащего циркулирующего газа, при этом блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с сепаратором линией подачи остатка сепарации, с фракционирующим абсорбером - линиями вывода фракции углеводородов С₉₊ в качестве абсорбента и подачи насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа сепарации или линией подачи метансодержащего циркулирующего газа - линией вывода отходящего газа, кроме того, линия подачи сырья соединена с линией подачи метансодержащего газа, а затем с охлаждающим блоком фракционирующего абсорбера, первым и вторым холодильниками.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии сухого газа дополнительно установлен рекуперационный теплообменник.