СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ «-АЛКАНОВ Сю-Сго ИЗ КЕРОСИНОВЫХ И КЕРОСИНО-ГАЗОЙЛЕВЫХ ФРАКЦИЙ НЕФТИ Советский патент 1973 года по МПК C07C7/12 

1

Изобретение относится к области разделения алифатических углеводородов.

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

Все стадии процесса ведут изобарически при 300-400°С.

В качестве десорбента используют н-пентан.

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

Близость молекулярных весов сырья и десорбента приводит к больплой глубине десорбции, так как резко возрастает вытеснительная способность н-алканов, что позволяет обеспечить значительную производительность адсорбента при большой продолжительности цикла (до 1 час), умеренной температуре процесса и высокой чистоте н-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 пе более 0,1% кислорода. Выделенные н-алканы могут использоваться в качестве высококачественных растворителей. При работе установки на режим выделения н-алкаиов из керосиновых или керосино-газойлбвых фракций, накопленный в емкостях

н-алкановый концентрат фракции 100-160 или 74-160°, содержащий не менее 60% углеводородов нормального строения, служит десорбирующим агентом для н-алканов Сю- С20- н-Алкановый концентрат получают по

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

адсорбционном цикле. При этом скорость снижения динамической, активности цеолита незначительна, что позволяет даже при переработке негидроочищенных потоков использовать на стадии адсорбции и продувки вместо дефицитного водорода азот. Дополнительным фактором, уменьщающим влияние кинетически эффектов на размытие сорбционного фронта и повышающим чистоту н-алканов является вторичная пористая структура, более развитая, чем у цеолитов с бентонитным связующим.

На фиг. 1 дана схема проведения процесса, описанного в примере 1; на фиг. 2 - схема одновременного выделения н-алканов Су-С-.,

и Сю-Ci6. Пример 1. А. Накопление десорбирующего агента. Бензин прямой гонки (и. к. 160°С) насосом / подается через осушитель 2 и подогреватель 3 в реактификационную колонну 4, где 5 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 десорбируюатего агента. Фракция 74°С 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 15 W из емкости 6. Из печи 8 пары бензина с температурой 300°С направляются на адсорбцию в один из аппаратов //-М. В рассматриваемый момент времени аппа- 20 рат // находится в стадии адсорбции, J2 - на продувке инертным газом при переходе от режима адсорбции на десорбцию, 13-в фазе десорбции. Адсорбер J4 предусмотрен для .проведения окислительной регенерации цео- 25 лита во время работы установки. После адсорбера смесь утяжеленного бензина (фракция 74-1бО°С) без адсорбированных ) вместе с н-алканами фракции н. к. 74°С (которые десорбируются из цеолитов), 30 направляются в скруббер 15, смешиваясь с «отдувочным продуктом из аппарата 12. Процесс сорбции проводится до проскока «-алканов на выходе из адсорбера. После этого переключается на адсорбцию другой 35 аппарат (в описываемом случае аппарат 13). В аппаратах J2 продувают слой адсорбента инертным газом. Адсорбция, продувка и десорбция производится при давлении 5 ата, температуре 300°С. Продолжительность каж- 40 дого цикла 20 мин. За счет отдувки чистота н-парафинов, адсорбированных цеолитами, достигает 95- 97%. Инертный газ на продувку подается компрессором 16 через печь 17. В скруббере 15 отделяется инертный газ от денормализованной фракции, смешанной с налканами 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 с установки. Инертный газ из скруббера 15 поступает на прием компрессора 16. Циркуляция продувочного инертного газа осуществляется по схеме: компрессор 16- холодильник 21- -емкость 22 печь 17-- адсорбер 12 (11, 13, 14)- -скруббер 15-у емкость 25- -компрессор/. 10 45 50 55 60 65 После цикла отдувки адсорбер переключается на десорбцию. Десорбирующий агент (фракция н. к. 74°С) насосом 24 из емкости подается в печь 25. Из печи 25 пары десорбента с температурой 300°С направляются на десорбцию н-парафиноБ Су-Сд в один из адсорбционных, аппаратов (в данном случае J3). Поступление десорбента предусмотрено сверху вниз. Количество.десорбента принято шестикратным по отношению к алканам, адсорбированным на цеолите. Выходяший из адсорбера - десорбера десорбат (смесь десорбированных ) с десорбептом, за исключением некоторой части н-Сд-Се, оставшихся на цеолите) и азот, заполняющий свободный объем аппарата перед стадией адсорбции, направляется через конденсатор 26 в емкость 27. Из е.мкости 27 десорбат насосом 28 подается в колонну 29 на разделение, Десорбент сверху колонны 29 направляется через конденсатор 30 в емкость 31. Из емкости 3 последний насосом 32 подается на орошение колонны 29, а необходимое количество возвращается снова в систему (емкость 6). Избыток десорбента выводится из установ,ки в качестве компонента высокооктанового бензина или может быть использован как пентан - гексановая фракция. Печь 33 служит рибойлером колонны 29 за счет циркуляции н-парафинов по следующей схеме: низ колонны 29- -насос 34- -печь 33- -колонна 29. Балансовое количество коицентрата w-napaфинов тем же насосом 34 через холодильник 35 выводится из установки в товарный нарк, или в соответствующую накопительную емкость десорбирующего агента в случае последующего выделения «-алканов из керосино-газойлевых фракций. Б. Выделение й-алканов Сю-Cis и Сю-Сао из керосиновых и керосино-газойлевых фракций нефти. . Исходиое сырье - керосиновая или керосино-газойлевая фракция насосом / подается через осушитель 2 в печь 8. Перед входом в печь сырье разбавляется инертным газом (азотом) для снижения парциального давления паров сырья и избежания капиллярной конденсации во вторичной пористой структуре цеолитов. Из печи 8 парогазовая смесь с температурой 300-350°С направляется на адсорбцию в один из адсорберов (11-14), назначение которых то же самое, что и в варианте выделения н-парафинов из бензиновой фракции. После адсорбера денормализованная фракция без адсорбированных н-Сю-Си (н-Сю- С2о) вместе с н-алканами , которые частично десорбируются из цеолитов, и инертный газ нанравляются в скруббер 15, смешиваясь с отдувочным продуктом из аппарата 12. Адсорбция, продувка и десорбция производятся при давлении 5 ата, температуре 300-350°С для фракции 200-300°С. Продолжительность адсорбции, отдувки и десорбции одинакова и составляет 20 мин.

В скруббере /5 происходит отделеиие инертного газа от денормализованной фракции, смешанной с той частью н-алканов Cj--С.;., которые десорбируются из цеолита на стадии адсорбции и цродувки.

Отделение денормализоваиной фракции от последних (примерно 20% от общего количества десорбента, поступающего иа адсорбционно-десорбционный цикл) производится в колонне 4. Продукт иа разделение в колонну 4 подается на скруббер 15 пасосом 18.

Орощение скруббера /5 осуществляется дспормализованной фракцией, подаваемой насосом 7 с низа колонны 4 после охлаждения в холодильнике 36.

Балансовое количество денормализоваиной фракции выводится из установки.

После цнкла продувки адсорбционный anпарат переключается на десорбцию. Десорбирующий агент (концентрат н-иарафинов Су-С-) пасосом 24 через нечь 25 подастся на десорбцию н-парафинов в один из аппаратов 11, 12, 13, 14. Восполнение потерь дссорбеита производится иутсм иодачи концентрата ннарафинов ) из резервуарпого парка в емкость 6. Выходящий из адсорбера-десорбера десорбат направляется в колонну 29 на разделение.

Концентрат н-Сю-Cis (и-Сю-€20) насосом 34 выводится из установки в товарный парк.

П р и м ер 2. Одновременное выделение налканов Cj-C,, и Сю-Ci5 (Сю-С2о).

А. Выделение н-алканов из бензинов прямой гонки.

Фракция бензина н. к. 160°С иасосом / подается через осушитель 2 в ректификационную колонну 5, где разделяются на две фракции н. к. 10б°С и 100-160°С.

Фракция н. к. 100°С сверху колонны 3, пройдя конденсатор - холодильник 4, направляется в емкость десорбирующего агента 5.

Фракция 100-160°С с низа колонны 3 нодается 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 ипертным газом при переходе от адсорбции на десорбцию, 9 - в фазе десорбции. Четвертый адсорбер 10 позволяет проводить окислительную регенерацию цеолита во время работы установки. Рабочие условия адсорбции аналогичны приведенным в примере 1.

После адсорбера смесь денормализованного бензина (100-160°С) и н-алканов фракции л. к. 100°С (которые десорбируются из цеолита), направляется в скруббер //, смешиваясь предварительно с отдувочным продуктом, поступающим из аппарата 8.

Процесс сорбции происходит до проскока (-Элканов на вьщоде из адсорбера. П.

этого переключается на адсорбцию следующий аппарат.

В скруббере // происходит отделение инертного газа от денормализованной фракиии, смешанной с н-алканами фракции н. к. 100°С, которые десорбируются из цеолитов в стадии адсорбции и продувки.

Инертный газ из скруббера 11 поступает на прием компрессора 13.

Циркуляция продувочного ииертного газа осуществляется по схеме: компрессор 13 - холодильиик 14 - -емкость 15 - -иечь 16 - адсорбер 8 (7, 9, 10} - -скруббер // -s-емкость 17- -компрессор 13.

После цикла отдувки адсорбционный аииарат нереключается иа десорбцию. Десорби- , рующий агент (фракция н. к. 74°С) насосом 18 из емкости 5 подается в печь 19. Из печи /.9 пары десорбента с температурой 300°С направляются на десорбцию н-парафинов Су-С , в один из адсорбциопных аппаратов (в рассматриваемом случае 9. Выходящий из адсорбера десорбат и азот, заполняющий свободный объем аппарата перед стадией десорбции, направляется через конденсатор 20 в колонну 21 на разделение.

Десорбент сверху колонны 21 через конденсатор 22 поступает в емкость 5.

Избыток десорбента выводится с установки в качеетве компонента высокооктанового бензина. Выделенные н-алканы Су-С) выводятся в товарный парк, а часть из них поступает на пополнение расхода десорбента в емкость 26.

Б. Получение н-акланов Сю-Cis и из керосиновых и керосино-газойлевых фракций нефти.

Исходное сырье-керосиновая или керосипо-газойлевая фракция насосом 24 иодается через осушитель 25 в печь 26.

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

Из печи 26 парогазовая смесь с температурой 300-350°С направляется на адсорбцию в один из аппаратов 27, 28, 29, 30, назначение которых то же самое, что и в варианте выделения н-парафинов из бензиновой фракции.

После адсорбера денормализованная фракция без адсорбированных н-Сю-Cis (н-Сю- С2о) вместе с н-алканами Су-Сп, которые частично десорбируются из цеолитов, и инертный газ направляются в скруббер 5/, смешиваясь с отдувочным нродуктом из аппарата 28. Адсорбция, продувка и десорбция производится при давлении 5 ата, температуре 300°С (350°С для фракции 200-325°С). Общая продолжительность цикла составляет 60 мин (по 20 мин в каждой стадии).

В скруббере 31 происходит отделение инертного газа от денормализованной фракции, емещанной с той частью н-алканов Со, которые десорбируются из цеолита в стадии адсорбции и продувки. . Отделение денормализованной фракции от последних. п.ройзврдится в колонне 52, Продукт на разделение в колонну 32 подается из скруббера 31 насосом 33. Орошение скруббера 31 осуществляется денормализованной фракцией, подаваемой насосом 34 с низа колонны 32 через холодильник 5 35. Балансовое количество денормализоваиной фракции выводится с установки. После цикла ;продувки адсорбционный аппарат переключается на десорбцию. Десорбирующий агент (концентрат н-парафинов ю Су-C-i) из емкости 23 забирается насосом 36 и через печь 37 подается на десорбцию н-парафинов в один из аппаратов 27-30. Восполнение потерь десорбента осуществляется путем подачи концентрата w-парафииов 15 Ст в емкость 23. Выходящий из адсорбера-десорбера десорбат смесь десорбированных налканов или н-Сю-€20 с десорбеитом (за исключением , оставшихся на цеолите) направляется через холодильник 20 38 на разделение. Концентрат н-Сю-С 5 (нСю-Сдо) с низа колонны 39 выводится с установки в товарный парк. Пример 3. В адсорбер, выполненный из стали 1Х18Н10Т, высотой 12,5 м и диаметром 25 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 объемном отношении 1 :2. Депарафинированный продз кт 30 конденсируют и стабилизируют для удаления и возвращения в ироцессе н-алканов десорбирующего агента. Через 20 мин подачу сырья прекращают, а азот продолжают подавать в течение последующих 20 мин для удаления из 35 цеолита продуктов неселективной адсорбции и капиллярной конденсации. Отдувочиый продукт отбирают с низа газосепаратора. Затем прекращают подачу азота и через слой адсорбента противотбком и сырья пропускают па- 40 ры десорбирующего агента (предварительно наконленный н-алкановый концентрат фракции 100-160°С, содержащий 70 вес. % н-алканов ). Продолжительность стадии десорбции 20 мин. Общая продолжительность 45 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 50 в Систему, а н-парафииы анализируют на хроматографе ЛХМ-7А. Содержание олефинов определяют методом йодных чисел, а концентрацию ароматических углеводородов по формалитовой реакции с помощью фотоколори- 55 метра ФЭК-56 на основе предварительно составлённых калибровочных кривых. Материальный баланс опыта приведен в табл. 1. Степень извлечения н-алканов Сю-Cis от потенциала в опыте 91%, активность цеолита 3%. Характеристика выделенных н-алканов фракции 200-250°С (после отгонкй десорбн- 65 60 Таблииа 2 щего агента из десорбата) приведена нигрупповой состав дан в вес. %. Парафиновые углеводороды СюCi5 Ароматические углеводороды Олефины Изопарафиновые и нафтеновые углеводороды Всего Индивидуальный состав «-парафинов. %: этому же способу проводят депарафинию фракции 200-325°С. Температуру в рате в этом случае поддерживают на всех иях 325°С. Давление, продолжительность а, условия разбавления и отдувки, метоанализа аналогичны приведенным в при2. атериальный баланс опыта дан в табл. 2. епень извлечения н-алканов от потенциа5,2%, активность цеолита 2,5 вес. %. рактеристика выделенных н-алканов ции 200-325°С (после отгонки из десорТаблица 2

бента фракции 100-160°С) длягруппового

состава, вес. %, дана ниже.

н-Парафиновые углеводороды

Сю-Ci996,0

Ароматические углеводороды1,2

Олефины1,2

Изопарафины и нафтены2,2

Всего100

1,2 2,2

нафтены и 100

Индивидуальный состав н-парафинов.

вес. %.

0,1

Сю Си

3,4

10,6

Cl2

23,1

С,з

22,3 Си

10,1

С,5

5,8

Ci6

8,5

С,7

9,3 С,8

2,8 Ci9

96,0

Всего

Предмет изобретения

Способ выделения н-алканов Сю-С2о из керосиновых и керосино-газойлевых фракций нефти адсорбцией молекулярными ситами тина А и последующей десорбцией н-алканов насыщенными углеводородами в адиабатических условиях при 300-400°С, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины десорбции, в качестве десорбента используют н-алкановый концентрат фракции 100-160 или 74-160°С, содержащий не менее 60% углеводородов нормального строения.

Н-Алкань/Cj-Ce/ Инертный газ I -,,VН-Аманы Рракция u.K.-WC Денармализобаниая .С Ч.К. 160 f i 38 Денормализобанная срр-100 1§0°С H-AJiKOHbiCiQ-rCyf 1}енорнализо6оннаяфр.