Способ выделения из нефтяных фракций индивидуальных нормальных алканов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(23) Приоритет 5348/2343/04 комете осударственкик ссср оо делам кзоор и открытотиш стет щ:";.,йнсти ковский орцена Труцового Красного Зн техимической и газовой промышпенностим, акац, И. М. Губкина) Заявитель ПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫН-АЛКАНОВ ИЗ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ х н-апкаИзобретение относится к способу поучения чистых индивидуальны нов с помощью карбамида.Все известные схемы процесса карбамицной депарафинизации позволяют получать из нефтяных фракций сумму жидких или мягких парафинов (состава С С ) с чистотой не выше 95-98,5 вес,%.Оцнако некоторым процессам нефтехимического синтеза (произвоцство индивидуальных сС-олефинов, а на основепоследних первичных алифатических спиртов), произвоцству синтетических белков и белково-витаминных концентратов в качестве сырья необхоцимы парафиновые углеводороды нормального строения с чистотой не ниже 99,5 вес.%,Еше более высокая чистота н-парафиновых углеводородов требуется для поцбора и изучения новых.штаммов дрожжей и бактерий, используемых в производстве синтетических белков.Предлагаемый способ выцеления налканов из нефтяного сыры заключает 2ся в том, что смесь н-алканов обрабатывают карбамидом при температуре верхнего предела комплексообразования инявидуального н-алкана в присутстви этанола с последующей промывкой кар бамидного комплекса соответствующимн-апканом, удалением раствЬритепя и разложением комплекса. Прецпагаемый способ (процесс) позволяет выцелять индивидуальные парафины (алканы) нормального строения из нефтяных дистилпятов, их соцержащих, с чистотой целевого продукта (кажцого выделенного напкана) не менее 99,99 вес, %. Температура верхнего предела ком плексообразования (ВПК) - это максимальная температура, при которой начинается и количественно протекает процесс комплексообразования карбамица с индивидуальным н-алканом. Эта тем пература тем выше, чем больше молекулярный вес.н-алкана, цля н-алканов с числом угдЕроцных атомов в молекуле 10 и более зависит от числа углеродных атомов П следующим образом:кап(2) 16 где 8 с- температура ВПК н-алкана в составе нефтяной фракции, С;9 - температура ВПК индивицуальоного н-алкана (с= О), С;- температура кипения индивикиподуального н-алкана при 760 мм рт.ст., Сеи - количество углеродных атомова молекуле н-алкана;6 - основание натуральных лога Орифм ов;сС - постоянные градиенты понижения температуры ВПК на единицу повышения весовой концентрации примеси,ОС вес. %;25С- весовая концентрация примеси, вес. %; СЕс.Следовательно, для выделения индивицуального н-алкана из нефтяной фракции необходимо и достаточно знать и 3 Оподдерживать на всем протяжении стадии комплексообразования температурупроцесса, равную или несколько меньшую (на 3.-2 С)8 с При этом Же налканы с меньшим числом углеродныхатомов в молекуле, имеющие 6 ниже,чем у выделяемого н-алкана, не войдутв комплекс. Последний, содержащий всвоем составе только один н-алкан ипромытый н-алканом того же молекулярного веса, разлагают нагреванием доо115-120 С на кристаллический карба-мид и н-алкан высокой степени чистоты,Предлагаемый способ поясняется чертежом.Основным аппаратом в схеме технологического блока вьщеления н-алкана счислом углеродных атомов И являетсясистема трех идентичных по своему устройству аддукторов (реакторов) 1 а, 16,56и 1 в, работающих по сменно-циклическому режиму и объединенных в одинаппарат колонного тиа,Каждыйиз аддукторов представляетсобой цилиндрический сосуд с верхним55и нижним фланцами. На расстоянии (конструктивно определяемом в зависимостиот производительности установки и габаритов адцуктора) в 100-300 мм отобоих фланцев внутри аддуктора устанавливаются диски-фильтры, Послецниепредставляют собой стальные пластиныс отверстиями диаметром 25.-50 мм,покрытые бельтингом с обеих сторон,Верхний фильтр служит для прецотвращения уноса карбамица потоком отходящего из аццуктора продукта и одновременно является верхней границей расширения комплекса в стации комплексообразования. Нижний фильтр уцерживаетстационарный слой сухого кристаллического карбамида, занимающего при первоначальной загрузке половину объемаадцуктора, который ограничен фильтрами. Кажный аццуктор снабжен индивидуальной рубашкой, в которую можноподавать либо водяной пар, либо горячую воду или другой жидкий теплоноситель,В каждом адцукторе последовательно проходят три стадии процесса: комплексообразование, промывка комплекса,разложение комплекса. В, начальный периоц работы технологического блоха ацдукторы 1 б и 1 в не работают.Комплексообразование. Исходноесырье (линия 1) и этиловый спирт(линия П) смешивают в тройнике смещения, полученная смесь нагревается втеплообменнике 2 до температуры ВПК,н-алкана с И углероцных атомов в молекуле ( 6), а затем подается внижнюю часть аддуктора 1 аПредварительно в рубашку аддухтора подают тепдоноситель для того, чтобы к моментувхода сырьевой смеси в адцуктор температура стационарного слоя карбамидасоответствовала 6 По мере прохожде-,ния сырьевой смеси через стационарныйслой карбамид вступает в реакцию комплексообразования с н-алканом, имеющим в молекуле й углеродных атомов.По заполнении всего объема ацдуктора1 а, сырье после 100%-ного извлечениявыделяемого н-алкана отводится по линии Ш в буферную емкость 3. Перколят(в качестве сырья цля блока выделениян-алкана с (й) углеродных атомов вмолекуле) откачивают в сырьевую емкость следующего технологического блока. Стадию комплексообразования считают законченной, когда через адцукторпройдет расчетное количество сырья.Работа "на проскок выделяемого н-алкана исключается, так как следы н-алкана с й углеродных атомов в переко288773 6 5пяте снижают чистоту н-алквна с (п) углеродных атомов, выцеляемого в следующем блоке устайовки, По окончании стации комплексообразования непроревгировавшее сырье с незначительной цолей перколята из межкристалдическо.го пространства комплеса передавливают сжатым возцухом в емкость 4. После этого стадия комплексообразования начинается в аццукторе 1 б, а подачу воздуха в аццуктор 1 а прекращают, и последний переводят на стадию промывки.с. Промывка комплекса. н-Алкан с И углеродных атомов в молекуле из емкости 5 через паровой поцогреватель 6 по линии 1 У подают в нижнюю часть аццуктора 1 а, Агент промывки отмывает с поверхности кристаллов комплекса уцержанный при отцуве перколят и по линии У поступает в емкость 7. Из последней агент промывки с незначительным количеством перколята частично поцкачивают к сырьевой смеси, поступающей в аццуктор 1 б в стадии компдексообррзования, а. частично - на начальной стации промывки в аццукторе 1 б - в линию У 1 перец поцогревателем 6. Стадию промывки комплесв считают законченной, когда качество агента промывки в линииннцентично качеству его в емкости 5, После этого промывной агент сжатым воздухом передавливают по линии аи в емкость 5. По окончании отдува в рубашку аццуктора 1 а поцают тепдоноситель с температуройо115- 120 С. С этого момента в аццукторе 1 в начинается стадия компдексообраэования, в аццукторе 1 б - стадия промывки комплекса, а в вццукторе 1 астадия разложения комплекса.Разложение комплекса. После того, как температура всего стационарного слоя на 2-3 С превысит температуру разложения компдеса выделяемого н-вдкана, последний передавливают сжатым воздухом по линии 1 Х в емкость 8 то варной продукции, а часть выделенного н-алкана - в емкость 5 промывного агента, н-Адкан высокой чистоты из емкости 8 подают в низ промывной колонны 9 с насацкой из керамических колец Рашига, гце от н-алкана воцой отмывают сдецы активатора и растворенного в нем карбамица. С верха колонны 9 отмытый н-алкан самотеком поступает в нижнюю часть осушительной колонны 10 со стационарным слоем 5 1 О 35 29 25 36 31 о 55 стеклянной ваты. Здесь н-алквн осушают от следов влаги, после чего он самотеком поступает в емкость 11 кактоварный продукт.Аналогичным образом в следующем.техноло 1.ическом блоке выцеляют н-влкан с (и -1) углероцных атомов в молекуле, затем с ( ц) и т, ц. цо полного выделения всех н-влквнов, содержащихся в исходном сырье.П р и м е р. 100 г сухого криствллического карбамица помещают в вертикальный лабораторный реактор (вццуктор)снабженный рубашкой, в которой цир.купирует жидкий теплоноситель. Температуру последнего поццерживвют с по- .мощью термоствта типа Геплера с точаностью цо 01 С. Сырье (жицкий парафин установки карбамицнай цепарвфииизации Московского НПЗ с соцержвниемароматических 11,4 вес,% и комплексообразующих 79,2 весЛ, состава по нормальным алканам С -С) и активатор(этиловый спирт в кодйчжтъв 3 вес.%на загрузку карбамица) . поцвют в ствционарный слой кврбамица при темперв- Ьтуре 85,2 С со скоростью 6 вес.% назагрузку карбамица зв 1 ч. Укаэаннаятемпература комплексообраэоввния, ирякоторой из цанного вица сыры выцеляется тодька н-гексацекан, была получена расчетным методом по уравнению (2). В исходном сырье соцержвлось 0,47 вес,% н-гексацеквиа, поэтому количество сырья, пропущенного встации комплеисообрвэования, састввдяло 5789 г. По расчету в комплекс цолжно было войти 27,22 г н-гексвцеквив,в результате эксперимента при рваложении комплекса было выцелено 27,2 г(99,8 вес,% от потенциала) н-ю ексацекана с чистотой 99,99 вес.% по ценным храматогрвфического . внвлиэви нижеприведенным константам, определенным цдя подученного процуктв в.лаборатории й 1,4345; И0,77303бакрст 182 С. Промывка комплекса осушествлчлась эталонным н-гексацеквиом,взятым в количестве 300 вес.% нв загрузку карбамица, с послецующим уцвлением агента промывки иэ стационарнаго слоя при остаточном цввлеиии 5 ммрт, ст, цо прекращения отцелеиия жицкой фазы в течение 30 мии. Разложениекомплекса вели 2 ч при 115 ОС,Формула из об ре тенияСпцсоб выделения инцивидувльныхн-алкаиов иэ нефтяного сырья путем обнов карбамицом ведут при температуре верхнего предела комплексообразования инцивицуального н- алкана и в качестве растЬорителя цля промывки комплекса используют н-алкан, который выделяют,7 288773 работки его карбамицом в присутствииэтанола, промывки образовавшегося комплекса растворителем с последующимего разложением, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, обработку смеси н-алкаЦНИИПИ Заказ 623/60 филиал ППП Патен аж 608 Подписное Ужгород, ул. Проектная 4