Способ разделения смесей легких предельных углеводородов

(51)4 С 49/06, 9/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Бйэ,г; олонне деров головй углеводоодной смет ректификац ции со смеше одукта (ГП) Ьракцией (ча личестве 0,3 еи провод этанпз ного и нем па жидко ть исх- 1,0 кмоль таниэации);одном спв ко кмоли Г асП колонны дезконденсациейзвращением скколонну дезтФлегмы; подач а смеше продукт онденси тичноинил; вчасти пынизаци й кубо ка о честнедуктапропан ектификацию в колонну дени с получением головнойржащей Фракции и бутансоракппи н виде кубовогоПредпочтительно на смешез пропансо держащей продукта ние с ГП ют исход пода 0,5 нении(УВ) . Цельзнергоэатр РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ ЛЕГН 11 Х УГЛЕВОДОРОДОВ тение относится к нефтестности к разделению смепредельных углеводородон изобретения - снижение т. Разделение смесей УВ 0,65 кмостепенинается впропаназатрат инешги с сп иа ргов срав8,2%.,п 00, ф5чглС.А СОЮЗ СОВЕТСНИХ ф==л РЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Александров И.А. Перегонкаректификация в нефтепереработкеМ.: Химия, 1981, с,282-283.Заявка Франции2481247,кл, С 07 С 9/08, 1981. ЯО ип ИЯЫ 2 В колонны дезтаниэации ную смесь в количеств ль/кмоль ГП. При сохр деэтанизации 124% об бокий отбор от потен 93,9% при снижении эн а проведение процесса известным способом на -лы, 1 ил., 17 табл.сырья на тарелкупитания 50 65 50 сырья на смешение 54 верха смеси на входе в холодильник 63 100 10 куба 50 50 орошения Число тарелок 30 48 флегмовое число Таблица 15 Иатериапьный баланс деэтаниэатора 5 Получено Поступило Углеводород т ГСукой гав 1 поКубовый продукт (поток 12) ыръя на тарелку Сырье на смешениепитание (поток 4) (поток 6) ток 10)кг/ч гlч мас.М кг/ч мас,7 мас.Т кг/ч мас.3 3,04 0,42 0,02 1,13 0,02,91 2,96 357,86 49, 15 46,61 0,36 21,26 2,96 244,7643,9874,52 199,19 29,25 33,62 3753,06 29,00 29,25 С,н,604 2471,46 8,40 754,93 18,40 иС,Н 9,09 1760,87 42)93 10,24 5793,88 .44,77 42,93 207, 9055, 1 5,09 5,09 3,24 5,35 0,08 0,56 1,34 1,34 1,4 0,01 0,99 0,42 0,01 0,02 9568,0 4100,82 100,0 , 727,о 6 ОО,О 100,0 100,0 иск НтиС Н,С,Итого 283,2)2198,631760,514107,53487,0127,21 Основные показатели технологического режима при соотношении смешиваемыхпотоков О, 65 кмоль на 1 кмоль паров верха 691,67 182,77 1,41 ф 12940,8619 1348328 20 Таб лица 6 атериальный баланс смешения сырья с парами верха деэтаиизатора при соотношении 065 кмоль на 1 кмоль паров верха Получено Поступило Углеводород Сухой гав (по- Ороаеине колонны ток 10) (поток 11)ары верха колонны (поток 7) ырье на смещение с парами верха (поток 6) 7 чкмольи мас,Х к ч кмоль/ч мас Л г ч мас ас 0,0 Ов 04 4,6202,01 О0,0ф ОО,В 2 78 0,0 479398 120,4 ого 00,0 27,96 100,0 166,84 100,Таб лица Материальный баланс колонны Поступило глевоЛо но дород итание (поток 12/ КГ/Ч мас.7 кг/ч мас.Х1 348128Составитель Н.Кириллова Редактор Н.Киштулинец Техред А.Кравчук Корректор И,Муска Заказ 5161/23 Тираж 371 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,41 1348Изобретение относится к способам разделения смесей легких предельных углеводородов, полученных при стабилизации нестабильных бензинон уста 5 новок прямой перегонки нефти и каталитического риформинга путем ректификации, и может быть использовано н нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. 10Цель изобретения - снижение энергозатрат.На чертеже представлена схема осущестнления предлагаемого способа,Исходное сырье 1, состоящее из 15 смеси головок стабилизации нестабильных бензинов установок первичной переработки нефти и каталитического риформинга, поступает в сырьевую емкость 2. Из емкости 2 насосом 3 часть 20 сырья по линии 4 подается в середину ректийикационной колонны-деэтацизатора 5, другая часть сырья по линии 6 подается тем же насосом на смешение с паровым потоком 7 верха ректифика ционной колонны 5, полученная смесь поступает в холодильник в конденсат 8, затем в рефлюксную емкость 9, где несконденсировавшийся этансодержащий газ по линии 10 подается в топливную 30 сеть, а конденсат по линии 11 поступает на орошение в колонну 5. Режим в колонне поддерживают такой, чтобы кубовый продукт 12 колонны 5 был достаточно очищен от этана, а нескоцденсированные газы 10 содержали пропана це более 107 от содержания его н исходном сырье. При этом температура конденсации составляет не менее 45- 48 С. Кубовый продукт 12 деэтаццза тора поступает на ректификацию в колонну-депропацизатор 13, где сверху колонны по линии 14 удаляется пропановая фракция, а снизу по линии 15 бутановая Фракция.45П р и м е р 1. В качестве исходной смеси, подвергаемой разделению, взята смесь головок стабилизации установок первичной переработки нефти и каталитического риФорминга.50В табл, приведены данные по параметрам технологического процесса колонны-деэтанизатора 5, н табл.2 и 3 - материальный баланс разделения смеси в деэтанизаторе по изобретению, в табл.4 и 5 - по известному способу, в табл, 6 даны сравнительные показатели энергетических и приведенных затрат по изобретению и известному 328 2способу для сравнения. Расчеты выполнялись на ЭВМ ГСс использованием вычислительной системы имитационцого моделирования и анализа химико-технологических производств.Из данных табл.6 видно, что при ранцой степени деэтанизации сырья (1,247) и одинаковых отборах пропана от потенциала (957) расход тепла в кипятильник и съем тепла в холодильнике значительно ниже, чем в известном способе, Из данных табл.6 также видно, что наиболее оптимальным соотношением между подаваемым ца смешение количеством жидкого потока и парового потока является О, 5-0, 65 кмоль жидкости на 1 кмоль пара, Снижениесоотношения между потоком жидкостии пара подаваемого на смешение снижает отбор пропана от потенциала.В табл. 7, 8 и 9 приведены режимные показатели ц материальные балансы работы пропаноной колонны 13,П р и м е р 2. Процесс разделения сырья того же состава, что и в примере 1, осуществляют так же как н примере 1, но на смешение с головным продуктом 7 колонны деэтацизации 5 подают исходный поток н количестве 1 кмоль ца 1 кмоль. Показатели режима, а также материальные балансы деэтаццзатора 5 и депроцацизатора 13 по изобретению представлены н табл.10-13. Из табл. 10-13 видно, что прц степени деэтацизации 1,243 и отборе от потенциала пропана равном 95,7 получается головной продукт колоццы 13, отвечающий требованиям ГОСТ 20448-80 ца бытовой газ. Из табл.6 видцо, что экономия энергозатрат н данном случае н сравнении с известным способом составляет 12,87,П р и м е р 3. Процесс проводят ацалогичцо описанному н примере 1, цо при подаче исходной смеси на смешение с головцыл продуктом колонны 5 н количестве 0,65 кмоль/кмоль. Режимные показатели работы колон 5 и 13 и их материальные балансы представлены н табл,14 - 17, Из табл,14-17видно, что при сохранении степени деэтаццзации 1,247, обеспечивается высо- кий отбор от потенциала пропана (93,9 Е) при снижении энергозатрат на проведение процесса н сравнении с известным способом ца 18,2 Х (табл.6).10 15 Таб лица 1 Основные показатели технологического режима деэтанизатора 5 Способ Параметр Предла- Иэвестгаемый ный Давление в колонне, атао Температура, С 27 27 сырья на тарелку пита- ния 50 50 рецикла насмешение 50 99 58 64 паров верха смеси на входе в холодильник 63 72 99 101 куба 48 48 орошения 30 30 Число тарелок 3 13483Формула изобре тения 1. Способ разделения смесей легких предельных углеводородов путем ректификации в колонне деэтанизации со смешением паров головного продукта с жидкой углеводородной фракцией, частичной конденсацией продукта смешения, возвращением сконденсированной части в колонну деэтанизации в качестве флегмы, подачи кубового продукта на ректификацию в колонну депропанизации с получением головной пропансодержащей фракции и бутансо 284держащей фракции в виде кубового продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, в качестве жидкой углеводородной фракции используют часть исходной смеси в количестве 0,35-1,0 кмоль/ /кмоль головного продукта колонны деэтанизации.2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на смешение с головным продуктом колонны деэтаниэации подают исходную смесь в количестве 0,5-0,65 кмоль/кмоль головного продукта.1348328 Т а б л и и а 2 материальный баланс деэтаниэатора 5 по иэобретению при соотношении смешивающихся потоков 0,35 кмоль на 1 кмоль паров верхаПолучено Пос тупило Г К уб о в ый п родук т УглеводоСухой гаэ Сырье на тарелку питания род кг/ч мас.7 кг/ч мас.3 мас. 7. кг/ч кг/ч мас,/ 304 0,45 0,02 0,46 0,02 2,58 60, 69 2,96 296 343,8 3398,15 29,25 599,71 29,25 С,Н,247307 903 42,37 6,28 377,25 184 2138,12 18,4 66) 58 9)86 5801,82 44,65 4988,14 42,93 880,19 42,93 3,4 0,5 5,09 0,66 0,1 1,34 н8 Н 1,13 0,01 0,01 0,17 0,01 0,96 СО+8 1161825 100,00 2050,28 100,0 674,87 100,00 12993,66 100,00 Итого ТаОлнцаЗМатериальнып Оаланс сиешеиия части сырья с парами верха по изобретению при соотношении потоков 0,35 кмольна 1 кмов паров верха углеводород Получено Поступило Пары верха колонны поток 7 Т ухоЯ гав (поток 10) Сырье на смешение с парам верха (потока 6) кг/ч киоль/ч иас,Т,9 17,80 599,7 13, 63 2521,28 57, 3 29,25 9,00 9,8 29,6 921,13 44,80 390,84 774 42,37 6,28 725,72151534 701,73 12 3,64 42 155 9,8 0,7 54,2 5,0 3,4 О,15 2,38 2,9 1,З 0,66 39,77 061 0,1 с01 0,1 2050,5144,9 26,01 39,20 00,0 674,8 00,0 6520,38 100,0 ого и С 9 Н н СЯНе и С 8 Н 12 59 67155,83 880,19 104,36 27,47 Сырье на смешение с парамиверха 104,36 5,09 27,47 1,34 358,96 53,19 45,51 035199,86 29,61 3798,0 29,22 691,51 5,32182,67 1,4 рошеиие ко н 11348328 Т а б лица 4 Материальный баланс деэтанизатора по известному способу УглеводоПолучено Пос тупило род Кубовый продукт Сырья на тарелку Рецикл на смешепитания ние Сухой газ кг/ч кг/ч мас,Х мас.7 1 кг/ч мас.Е кг/ч мас.7 3,04 0,02 0,4 3,04 СН,355,96 51,08 48,51 2,96 404,47 Се Нб 0,32 188,87 27,41 3840, 61 25, 59 3997,83 29, 25 31, 65 1,56 С,Н,2515,44 18,40 427,41 21,12 37,84 5,41 2905)01 19,36 5868,4 42,93694,92 5,09 172,16 8,51 0,8 5,23 861,85 5, 74 227,86 1,52 1,34 45,54 183,33 1,01 2,25 0,1 1,13 0,01 0,28 1,41 0,01 Сб)ф 0,01 13668,56 100,0 2023,84 100,0 686,59 100,05005,86 100,0 Итого Таблнпа 5 Материальный баланс сменения рецикла пропановой колонны с парами верха по известному способуПары верха 1 поток 7) Углеводород Репикл на смещение с парами1 кг/ч кмоль/ч мас.2 кг/ч мас,2 кг/ч оль/ч ас,394 О, 251124,06 37, 47,О 1 0,00 100,0 100,0 686 59 61, 66 980 100Э 100,иС 4 Н 1 бнС 1 Н 10иСа Н 17нСв Н 1 а 346,84 66,55 94,64 13,68 7120,6 47,46 пои соотнояенин потоков 0,35 кмоль на 1 к)оль паров верха10Таблица 6 1348328 оотношение между потоками жидкости и пара, подаваемых на смешение, кмоль жидк./кмоль пара Параметр 1 1 1 0,5 0,65 1 0,35 0,35 Предлагаемый способ Отбор Сз от потенциала, мас,7 92 93,9 95,7 90,4 95,0 1,24 1,24 1,24 1,24 1,24 Расход тепла, ккал/ч: подаваемого в кипятильник 697000 679000 720500 589000 825000 отводимого в холо- дильнике 198000 182000 233000 245000 295500 Суммарные энергоэатраты, кВт/ч 444,43 432,56 460, 39 462, 0 528, 0 Та 6 лица 7 Основные показатели технологического режима колонны 13Способ Параметр Давление в колонне, ата 17,5 17,5 Температура, Ссырья на тарелку питания 77 53 верха колонны 97,7 98 куба 50 50 орошения 48 48 Число тарелок 3,2 3,5 флегмовое число Степень деэтаниэации, мас,7 Предла- Иэвестгаемый ный Известный способ12 1348328 Т а б л и ц а 8Материальный баланс пропановой колонны 13 по изобретению Поступило Углеводород Получено Кубовый остаток Дис тилля т мас.3 кг/ч мас,Х кг/ч кг/ч мас.Х 45,46 0,35 45,46 1,12 3798,00 29,22 4,65 3383,88 82,66 19,03 иС Н,р 2473,07 482,98 181,16 1,80 22,36 63,15 5801,82 44,65 4,43 нСН иС)Н 691,51 5,32 7)77 182, 67 1,4 2,06 нС Н 1,13 0,01 6)ф 1,13 0,01 129 С 13)66 100,0 4093,48 Итого 8900,18 100,0 100,0 Т а б лица 9 Материальный баланс пропановой колонны 13 по известному способу Углеводород Поступило Получено Кубовый остаток (на рецикл)кг/ч мас.Х Дис тилля т кг/ч мас.7. кг/ч 0,32 0,99 Сф Н 6 25,59 19,36 67,50 1,56 САГНЭ 15,70 иС 11 Н)р 21,12 66,55 нС Нр 7120,60 47,46 7,8 861,85 227,86 5,74 8,5 иГ) Н 1нС Н 2,25 1,52 0,01 1,41 1,41 0,01 Сб)6 Итого 15005,85 4878,75 100,0 100,0 10127,1 1 ОО,О 48,513840,612905,0 48,51 3683,63 766,17 381, О 414,121990,095620)66691,51182, 67 156,98 2138,84 6739,59861,85227,8614 13 1348328Таблица 10 Основные показатели технологического ре" жима при соотношении смешиваемых потоков1 кмоль на 1 кмоль паров верха Детаниза- Колонтор 5 на 13 Параметр Давление в колонне,ата 17,5 27 Температура, С сырья на тарелкупитания 65 50 сырья на смеше 50 ние 53 верха смеси на входе вхолодильник 62,5 101, 5 102 куба 50 50 орошения 48 30 Число тарелок флегмовое число Таблица 11Материальный баланс деэтаниэатора 5 ло иэобретению лри соотнофении смефиваемьи потоков 1 кмоль на1 кмоль паров верха Углево- дород Постулило Получено гСырье на смефение спарами верха (поток 6)Т Сухой гаэ (лоКубовый продукт (лоток 12) ырье на тарелку питания (поток 4) ток 1 Г) мас.Хкг/чмас.2 кг/ч мас.2кг/чмас.Х кг/ч 2,74 1,37 О,О 2 37 О,О 2 с,н,2,96 2,96 356,54171,9245,4679,02 0,37 с,н,2925 840 С 2,93 29,25 8,40 42,93 29,31 19,27 44,34 исисисис, н 509 5,09 3,98 0,65 5,30 1,34 1,34 0,5 0 08 1,40 с,О,68 О,О 1 о,о 1,36 о,о Итого 6834,25 оо,о оо,о 614,64 1 ОО,О 13053,88 100,0 202,291999,021257,502933,94347,8591,58 202, 291999,021257,512933,94ЗС 7,8691,58О,686834, 27 0,4558, 0127,977,4012,86 48,ОС3826,122515,1578886691,7482,6615 16 1348328 Таблица 12Натеривльный баланс смещения части сырья дезтанизатора 5 с парами верха при соотнощенни смещиввемыхпотоковкмоль на 1 кмоль паров верха Углеводород Поступило Получено Пары верха колонны 5 (пртох 7) Орощенне колонны 5 Сухой газ (поток 10)Сырье на смещение с парами верха (поток 6). кг/ч 0,12, 274 1,37 4,68 0,09 6,05 0,38 0,45 0,04 002 6,74 1591,Э 5 1400 Сз Нф 202,79 1999,02 1745,6 58 19 Э 56, 54 58, 01 33,60 42, 65 2,96 1 7 1,92 27, 97 4043, 00 Э 5, 56 2215,90 50,36 45,43 21, 68 29,25 18,40 7,4 488,047)5 9525,8 г 1700,08 1496 3560,87 31,32 369,68 3,25 45,46 79,02 8,41 9,40 фч На 1257,50 нс, Н 2933,94 50, 59 42, 93 12,86 1 217 13,60 О 50 3,98 0,65 0,36 иСз Н, Э 47,86нСв Н, 91 58 4,83 5 09 98, 03 086 0,08 0,13 0,5 0,10 6,95 1,27 1,34 0,0 0,68 0,01 0,01 0,68 11368,38 100,0 660,60 100,0 100,0 5194,29 129,97 6834,25 130,64 100,0 Итого Т а б л и ц а 13 Материальный баланс пропановой колонны 13 УглевоДо Ро/2 По с тупило Получено Питание (поток 12)