УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕГКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ 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. С. 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 дефлегматора и 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, сепаратора, компрессора с холодильником, и узла адсорбционной очистки, включающей также блок фракционирования, особенностью является то, что в качестве сепаратора установлен дефлегматор с охлаждающим блоком, оснащенный линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и холодильником, с фракционирующим абсорбером, оборудованным охлаждающим блоком и оснащенным линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией подачи газа регенерации с дефлегматором, 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 дефлегматором линией подачи флегмы, с фракционирующим абсорбером - линиями подачи абсорбента и насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа дефлегмации или 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, холодильником и охлаждающим блоком дефлегматора.

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 дефлегматора и 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 охлаждающими блоками дефлегматора и фракционирующего абсорбера и холодильником 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, холодильника 4, дефлегматора 5, компрессора 6 и фракционирующего абсорбера 7, а также блок фракционирования 8, узел адсорбционной очистки 9 и мембранную установку 10. Пунктиром показана возможна установка рекуперационного теплообменника 11, обогреваемого катализатом.

При работе установки в узел 1 по линии 12 подают метансодержащий циркулирующий газ, а по линии 13 - сырье после смешения с метансодержащим газом, подаваемым по линии 14, и нагрева в охлаждающем блоке аппарата 7, холодильнике 4 и охлаждающем блоке дефлегматора 5. Катализат, полученный в узле 1, охлаждают в аппарате 2 и совместно газом регенерации, подаваемым по линии 15, подвергают дефлегмации в аппарате 5 и получают газ дефлегмации, выводимый по линии 16 и флегму, подаваемую в блок 8 по линии 17 совместно с насыщенным абсорбентом, подаваемым по линии 18. Из блока 8 по линии 19 выводят фракцию углеводородов С₉₊ в качестве абсорбента, по линии 20 -отходящий газ, а по линиям 21 - ароматические углеводороды. Газ дефлегмации сжимают компрессором 6, охлаждают в аппарате 3 и холодильнике 4 и подают во фракционирующий абсорбер 7, с низа которого по линии 18 выводят насыщенный абсорбент, а с верха - отбензиненный газ, подаваемый по линии 22 в узел адсорбционной очистки 9, в который по линии 23 подают отдувочный газ, из которого по линии 15 выводят газ регенерации, а по линии 24 - сухой газ, который в установке 10 разделяют на водородсодержащий газ, выводимый по линии 25, и метансодержащий циркулирующий газ, который по линии 12 подают в узел 1. Отходящий газ из блока 9 подают в линию 16 или линию 12.

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 выработки ароматических углеводородов, включающей блок каталитической переработки, узел сепарации катализата в составе аппарата воздушного охлаждения, сепаратора, компрессора с холодильником, и узел адсорбционной очистки, включающей также блок фракционирования. В качестве сепаратора установлен дефлегматор с охлаждающим блоком, оснащенный линией вывода флегмы, соединенный линией вывода газа дефлегмации, оборудованной компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и холодильником, с фракционирующим абсорбером, оборудованным охлаждающим блоком и оснащенным линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией вывода газа регенерации с дефлегматором, а линией вывода сухого газа - с мембранной установкой, оснащенной линией вывода водородсодержащего газа и соединенной с узлом каталитической переработки линией вывода метансодержащего циркулирующего газа. Блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с дефлегматором линией подачи флегмы, с фракционирующим абсорбером - линиями вывода абсорбента из блока фракционирования и подачи насыщенного абсорбента в блок фракционирования, а с линией подачи газа дефлегмации или 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, холодильником и охлаждающим блоком дефлегматора. Технический результат - упрощение установки и увеличение межрегенерационного пробега катализатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья для выработки ароматических углеводородов, включающая блок каталитической переработки, узел сепарации катализата в составе аппарата воздушного охлаждения, сепаратора, компрессора с холодильником, и узел адсорбционной очистки, включающая также блок фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен дефлегматор с охлаждающим блоком, оснащенный линией вывода флегмы, соединенный линией вывода газа дефлегмации, оборудованной компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и холодильником, с фракционирующим абсорбером, оборудованным охлаждающим блоком и оснащенным линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией вывода газа регенерации с дефлегматором, 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 дефлегматором линией подачи флегмы, с фракционирующим абсорбером - линиями вывода абсорбента из блока фракционирования и подачи насыщенного абсорбента в блок фракционирования, а с линией подачи газа дефлегмации или 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, холодильником и охлаждающим блоком дефлегматора.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что узел каталитической переработки дополнительно оснащен линией подачи метансодержащего газа.