Способ адсорбционной очистки @ -парафинов от ароматических углеводородов Советский патент 1987 года по МПК C07C7/13 

Изобретение относится к способам очистки парафинов нормального ряда от ароматических углеводородов с использованием адсорбентов и может применяться в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промъпштен- ности.

Целью изобретения является повышение качества и выхода очищенных н-парафинов и увеличение их удельного съема с циркулирующего адсорбента

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления способа.

На схеме введены обозначения; 1 - зона предварительной адсорбции вытеснителя 7. - зона адсорбции} 3 - зона промывки адсорбента; 4 - десорбер, 5 - регенератор; 6 - сепаратор жидкости; 7 - сепаратор газов; 8 - дозатор; 9 - гидротранспортJ 10 - ввод неочищенных н-парафинов; 11 - вывод очищенных н-парафинов , 12 - ввод вытеснителя; 13 - вывод вытеснителя; 14 - ввод паров вьп еснителя; 15 - вывод паров вытесните-ля; 16-22 - линии транспорта адсорбента; 23 - линия

транспорта пульпы адсорбента. I

Способ осуществляют следующим образом.

В первой (верхней) по ходу гщсор- бента зоне 1 на регенерированном адсорбенте, подаваемом по линии транспорта 16, осуществляют предварительную адсорбцию вытеснителя, поступающего в эту зону по линии ввода 14 в паровой фазе. Эта стадия позволяет повысить вькод очищенных н-парафинов за счет ускорения удаления газов из микропор цеолитеодержащего адсорбента,что имело место прижидкофазной обработке адсорбента,и увеличения его емкости по ароматическим углеводородам, что позволяет увеличить съем очищенных н-парафинов с циркулирующего адсорбента. Одновременно 7зытес- нитель, адсорбируясь на адсорбенте, уменьшает его емкость по н-парафинам что приводит соответственно к уменьшению их потерь на последуюн их стадиях, а следовательно, к росту выхода н-парафинов после очистки. При осуществлении стадии пр(здварительной адсорбции возможно упрощение также задачи поддержания нужной температуры адсорбента перед стадией адсорбции за счет возможности охлаждения регенерированного адсорбента, испаряя часть поданного вытеснителя.

5

0

В зоне 2 адсорбции при противо- точном движении неочищенных н-парафинов, поступающих по линии ввода 10 через слой адсорбента, получают высокоочищенные н-парафины, которые выводят по- линии 11 с содержанием ароматических углеводородов 0,01 мас.%. Несмотря на то, что адсорбент селективно поглощает ароматические углеводороды, он также адсорбирует частично и н-парафин. Поскольку н-парафины являются целевым продуктом, то на стадии промывки их удаляют из адсорбента путем их десорбции вытеснителем в жидкой фазе. Эффективность этой стадии (малое удаление ароматических углеводородов, наибольшее - н-парафинов) является определяющей в увеличении выхода н-парафинов (так как не вытесненные н-парафины на стадии промывки 3 и десорбции 4 сжигаются в регенераторе 5).

5

Стадию промывки 3 проводят путем противоточного контакта адсорбента, прошедшего стадию адсорбции, с вытеснителем,, подаваемым по линии ввода 12. Ароматические углеводороды, обладаюЕ(ие большей адсорбируемостью на адсорбенте, при подаче вытесни- теля подвергаются десорбции в значительно меньшей степени, чем н-парафины. Поэтому вытеснитель, выводимый по линии 13 из зоны промывки 3, со- 5 держит Малую концентрацию ароматических углеводородов. При введении стадии предварительной адсорбции 1 подача вытеснителя 14, уменьшая емкость адсорбента по н-парафинам, уменьшает необходимое количество вытеснителя 12 на стадию промьшки.

В данном способе вытеснитель (например, гептан, бензин) поступает в верхнюю 1 и нижнюю 3 зоны движущегося слоя. В верхней он позволяет уменьшить емкость адсорбента по н- парафинам, ускоряет удаление газов из микрсэпор, в нижней - десорбирует увлеченные н-парафины из адсорбента. В средней зоне (стадия адсорбции) вытеснитель, присутствуя в ней из-за противоточного движения фаз является растворителем н-парафинов, улучшая С кинетику очистки. Таким образом, по высоте движущегося слоя адсорбента меняется соотношение адсорбент: вытеснитель от 1:0,2 до 1:1 стадии адсорбции до стадии промывки.

0

0

5

0

313138А5

Дальнейшее осуществление способа проходит по следующей схеме.

Адсорбент после зоны промывки 3 гидротранспортом 9 в виде потока пульпы по линии транспорта 23 посту- 5 пает в сепаратор 6 жидкости для отделения от вытеснителя. Смоченньй адсорбент, поступающий по линии 17, на стадии десорбции 4 в движущемся плотном слое подвергают нагреву парога- - зовым потоком, в результате чего де- сорбируются вытеснитель и н-парафины, а также небольшая часть ароматических углеводородов.

щенньгх н-парафинов в соотношении с пропущенным адсорбентом 1:1.

Адсорбент после стадии адсорбции в результате его движения поступает на стадию промывки. В качестве вытеснителя использован н-гептан (с концентрацией ароматических углеводородов 0,0035 мас.%). При осуществлении этой стадии вытеснитель подают в нижнюю зону движущегося слоя с объемной скоростью 0,3 ч . в соотно- .

)5

шении к циркулирующему адсорбенту 1:1. Концентрация ароматических углеводородов, в выходящем потоке вытеснителя после стадии промывки составила Адсорбент по линии 18 после стадии о,4 мас.%. Адсорбент выводится из

нижней зоны движущегося слоя после стадии промывки.

Стадия глубокой десорбции парогадесорбции поступает в дозатор 8, где газовым потоком транспортируется в сепаратор 7, после чего в регенератор 5. При осуществлении стадии окис-20 зовым потоком производится на лабора- лительной регенерации из адсорбента

.торной установке со стационарным слоем адсорбента с целью определения количества оставшихся после стадии промывки н-парафинов и оценки возможных потерь н-парафинов при окислительной регенерации.

в движущемся плотном слое выжигают подачей воздуха ароматические, смолистые вещества и незначительную часть труднодесорбируемых компонен- тов н-парафинов.

Уменьшение потерь очищенных н-парафинов достигается в предложенном способе за счет введения стадии предварительной адсорбции. Потери вытес- нителя, который заменяет н-парафины, на стадиях десорбции и регенерации значительно ниже при одинаковых условиях их проведения, так как вытеснитель более легко десорбируется, чем н-парафины. Регенерированньй адсорбент по линии (дозатор 8 - линия 22 - сепаратор газа 21) и системе пневмотранспорта поступает вновь на стадию предварительной адсорбции 1.

Предложенный способ очистки испытан на лабораторной установке с движущимся слоем адсорбента, где стадии предварительной адсорбции, адсорбции промывки осуществляют в стеклянной трубке диаметром 30 мм, высотой 1000 мм.

Пример 1. Сырье, неочищенные н-парафины фракции 200-320 С с концентрацией ароматических углеводородов 1,53 мас.% подают в зону адсорбции с объемной скоростью 0,06 ч . В этой зоне происходит адсорбционная очистка н-парафинов при прохождении, движущегося плотным слоем, регенерированного адсорбента до содержания

50

55

Пример 2. Отличается от у ловий примера 1 наличием дополните ной стадии предварительной адсорбци вытеснителя в верхней по ходу движ ния адсорбента зоне. Вытеснитель п тупает в парофазном состоянии в дви жущийся слой регенерированного адсо бента с соотношением адсорбент: вытеснитель 1:0,2. В результате введе ния стадии предварительной адсорбцт возрастает съем очищенных н-парафин с циркулирующего адсорбента (соотнош ние адсорбент: очищенные н-парафины 1:1,3). Потери н-парафинов при реге нерации составляют 0,2 мае./о на сыр при концентрации ароматических угле водородов в выходящем вытеснителе 0,4 мас.%.

Пример 3. Отличается от ус ловий примера 2 изменением соотноше ния адсорбент: вытеснитель до 1:0,5 на стадии промывки адсорбента. Поте ри н-парафинов при регенерации составляют 2 мас.% при концентрации ар

ароматических углеводородов 0,016 мас.% матических углеводородов в выходяВ результате очистки получено очищенньгх н-парафинов в соотношении с пропущенным адсорбентом 1:1.

Адсорбент после стадии адсорбции в результате его движения поступает на стадию промывки. В качестве вытеснителя использован н-гептан (с концентрацией ароматических углеводородов 0,0035 мас.%). При осуществлении этой стадии вытеснитель подают в нижнюю зону движущегося слоя с объемной скоростью 0,3 ч . в соотно-

)5

зовым потоком производится на лабора-

.торной установке со стационарным слоем адсорбента с целью определения количества оставшихся после стадии промывки н-парафинов и оценки возможных потерь н-парафинов при окислительной регенерации.

Так, после продувки слоя адсорбента диоксидом углерода (СО) с t 250 С на нем осталось н-парафинов А мас.% на сьфье, что признано в опыте как их потеря при последующей стадии окислительной регенерации.

Пример 2. Отличается от уст- ловий примера 1 наличием дополнительной стадии предварительной адсорбции вытеснителя в верхней по ходу движения адсорбента зоне. Вытеснитель поступает в парофазном состоянии в движущийся слой регенерированного адсорбента с соотношением адсорбент: вытеснитель 1:0,2. В результате введения стадии предварительной адсорбцт и возрастает съем очищенных н-парафинов с циркулирующего адсорбента (соотношение адсорбент: очищенные н-парафины 1:1,3). Потери н-парафинов при регенерации составляют 0,2 мае./о на сырье при концентрации ароматических углеводородов в выходящем вытеснителе 0,4 мас.%.

Пример 3. Отличается от условий примера 2 изменением соотношения адсорбент: вытеснитель до 1:0,5 на стадии промывки адсорбента. Потери н-парафинов при регенерации составляют 2 мас.% при концентрации арощем вытеснителе 0,3 мас.%.

Пример 4. Отличается от условий примера 2 изменением соотношения адсорбент: вытеснитель до 1:2 на стадии промывки адсорбента. Потери н-парафинов при регенерации составляют 0,5 мас.% при концентрации ароматических углеводородов в выходящем вытеснителе 0,8 мас.%.

Сопоставительные данные по предложенному и известному способам приведены в таблице. Как из нее следует в предлагаемом способе достигнута концентрация ароматических углеводородов в очищенных н-парафинах 0,016 мас.% за счет организации про- тивоточного контакта фаз в движущемся плотном слое цеолитсодержащего адсорбента при малых объемных скоростях сырья и вытеснителя.

Введение стадии гфедварительной адсорбции вытеснителя увеличивает удельный съем очищенных н--парафинов циркулирующего адсорбента в 1,3 раза снижает потери н-парафинов при регенерации адсорбента до 0,2 мас.% на .сырье. Это видно из сравнения данных по полученному соотношению адсорбент: очищенные н-парафины и потери н-парафинов при регенерации из примера 2 с примером 1, где стадия пред варительной адсорбции отсутствует. Для того, чтобы условия для стадии адсорбции в этих примерах бьши идентичными, в примере 1 вытеснитель в

жидкой фазе подают на адсорбент в на- 35 ции, промывки адсорбента вытеснитечале стадии адсорбции в соотношении 0,2:1.

Влияние изменения соотношения адсорбент: вытеснитель по высоте движулем, десорбции и окислительной реге нерации, отличающийся тем, что, с целью повьш ения качеств выхода н-парафинов и их удельного

щегося слоя на П11 оцесс очистки пока- съема с циркулирующего адсорбента.

зано в примерах 2-4. Для насыщения адсорбента вытеснителем его необходимо подавать на стадию предварительной адсорбции в соотношении к циркулирующему адсорбенту 0,2:1. Повьшение го соотношения адсорбент: вытесни- количества подаваемого на эту стадию тель по высоте слоя адсорбента от вытеснителя приведет к его непроиз- 1:0,2 до 1:1.

процесс ведут при предварительной сорбции вытеснителя адсорбентом в ровой фазе, а стадии адсорбции и п мывки ведут при изменении массовоo

5

водительному расходу (поскольку адсорбент уже насыщен), уменьшение - к ослаблению влияния этой стадии на повышение удельного съема очищенных н-парафинов, их выхода. Для стадии адсорбции, также выполня.ется соотношение адсорбент: вытеснитель 1:0,2. . Для стадии промывки адсорбента наилучшим является подача вытеснителя в соотношении 1:1 на циркулирующий адсорбент (пример 2). При меньшей подаче вытеснителя (1:0,5 пример 3) плохо десорбируются н-парафины, это ведет к увеличению их потерь при регенерации. При возрастании подачи вытеснителя (1:2,, пример 4) растет одновременно с десорбцией н-парафинов также и вытеснение ароматических углеводородов (рост концентрадаи ароматических углеводородов в выводимом вытеснителе с 0,3 до 0,8 мас.%|, что нежелательно, так как они подлежат сжиганию на стадии окислительной регенерации. Одновременно это ведет к непроизводительным энергетическим затратам на перекачку и последующее разделение вытеснителя и вьщеленных н-парафинов.

Формула изобретения

Способ адсорбционной очистки н-парафинов от ароматических углеводородов в движущемся слое адсорбента, включающей стадии жидкофазной адсорблем, десорбции и окислительной регенерации, отличающийся тем, что, с целью повьш ения качества выхода н-парафинов и их удельного

съема с циркулирующего адсорбента.

го соотношения адсорбент: вытесни- тель по высоте слоя адсорбента от 1:0,2 до 1:1.

процесс ведут при предварительной адсорбции вытеснителя адсорбентом в паровой фазе, а стадии адсорбции и промывки ведут при изменении массово

1,53 1,53 1,53 1,53

Есть Есть Есть

1:0,2 1:0,2 1:0,2

Объемная скорость

( сырья, ч

0,06 0,06 0,06 0,06

-

в

1:1 1:1,3 1:1,3 1:1,3

1:0,2 1:0,2 1:0,2 1:0,2

0,016 0,016 0,016 0,016

Объемная скорость вытеснителя, ч

У

:

1:1

1:11:0,5 1:2

0,40,4. 0,30,8

0,220,5

2-3

Есть Есть Есть

1:0,2 1:0,2 1:0,2

0,5-0,7

1:1,3 1:1,3

1:0,2 1:0,2

0,016 0,016

0,3

0,3

1:0,5 1:2

0,30,8

20,5

(1,5-2):1 1:(0,7-1)

0,1-0,4

0,5-0,7 (1-1,5):1

-0,8 до 4

Изобретение относится к углеводородам, в частности к способу адсорбционной очистки Н -парафинов от ароматических углеводородов, и может быть применено в нефтеперерабатьгеаю- щей и нефтехимической промьшшенности. Повьшение выхода и качества очистки н-парафинов от ароматических углеводородов и увеличение их съема с единицы объема адсорбента достигается введением предварительной обработки адсорбента. Очистку н-парафинов ведут следующим образом: а) предварительно проводят адсорбцию газообразного вытеснителя (гептан, бензин) на цео- литсодержащем адсорбенте (это ускоряет удаление газов из микропор, снижает емкость по н-парафинам и уменьшает их потери); б) противоточно подают исходные н-парафины и адсорбент с отводом очищенных парафинов (ароматические углеводороды адсорбируются на адсорбенте) , в) промывают адсорбент жидким вытеснителем (происходит десорбция и вывод примесей), причем зона адсорбции переходит непосредственно в зону промывки, и поэтому меняется соотношение адсорбент - вытеснитель от 1:0,2 на стадии адсорбции до 1:1 на стадии промывки. Все стадии ведут в движущемся слое адсорбента. Затем адсорбент сепарируют от вытеснителя, нагревают парогазовым потоком (для окончательной десорбции вытеснителя, н-парафинов и ароматических углеводородов) и регенерируют выжиганием с помощью воздуха адсорбированных веществ и смол. Способ обеспечивает высокую очистку от ароматических углеводородов (остаточное содержание до 0,016%) при снижении потерь целевых н-парафинов с 4 до 0,2%. Удельный съем очищенных парафинов возрастает в 1,8-2,6 раза. |1 ил. Г табл. i (Л С с/ оо СХ) 4 ел