Способ выделения «-алканов сю-сго из керосиновых и керосино газойлевых фракций нефти

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23.Ч.1969 ( 1333914/23-4) М. Кл, С 07 с 7/12 с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета МинИстров СССР по делам изобретений и открытийиоритет ДК 66.074.3(088,8) Опубликовано 22 Дата опубликова 1.197,3. Бюллетень2я описания 5.1.1974 с Авторыизобрете А, В. Табаков, Б. С. Яралов, Д. И, Евсеева,И. Г. Луговской и Н. Т. Каировекулярных соединений АН Украинской ССР аявитель СПОСОБ ВЪДЕЛЕНИЯ й-АЛКАНОВ С 1 о - Сго И КЕРОСИНО-ГАЗОЙЛЕВЫХ ФРАКЦ КЕРОСИНОВЫХНЕФТИ Изобретенйе относится к области разделе. ния алифатических углеводородов.Известен процесс выделения алканов нормального строения из смесей углеводородов, адсорбцией на синтетических цеалитах и последующей десорбцией.Все стадии процесса ведут изобарически при 300 в 4 С.В качестве десорбента используют к-пентан.Для увеличения глубины десорбции предлагается в качестве десорбента использовать н-алкановый концентрат фракции 100 - 160 или 74 - 160 С, содержащий не менее 60% углеводородов нормального строения,Близость молекулярных весов сырья и десорбента приводит к большой глубине десорбции, так как резко возрастает вытесни- тельная способность н-алканов, что позволяет обеспечить значительную производительность адсорбента при большой продолжительности цикла (до 1 час), умеренной температуре процесса и высокой чистоте я-алканов.Процесс проводится в паровой фазе при 300 в 3 С и давлении 2 - 6 атл.Отдувка примесей из вторичной пористой структуры и свободных объемов адсорбера осуществляется инертным газом (азот), содержащим не более 0,1% кислорода. Выделенные я-алканы могут использоваться в каведения процесса, фиг. 2 - схеман-алканов С 7 - С;,В. С. Гутыря, П. Н. Галич,В. Я. Николина,Институт химии высокомолчестве высококачественных растворитслей.При работе установки на режим выделения и-алканов из керосиновых или керосино-газойлевых фракций, накопленный в емкостях Б н-алкановый концентрат фракции 100 - 160или 74 - 160, содержащий не менее 60% уг.леводородов нормального строения, служит десорбирующим агентом для н-алканов С 1 о - Сго. и-Алкановый концентрат получают по 10 методике, описанной в авт. св.202093, Использование цеолита МдА гранулированного химически инертным связующим и высокоэффективного десорбирующего агента обеспечивает высокую рабочую активность цеолита в 15 адсорбционном цикле. Прп этом скорость снижения динамической. активности цеолига незначительна, что позволяет даже при переработке негидроочищенных потоков использовать на стадии адсорбции и продувки вместо дс фицитного водорода азот. Дополнительнымфактором, уменьшающим влияние кинетически эффектов на размытие сорбцпонного фронта и повышающим чистоту и-алканов является вторичная пористая структура, бо лее развитая, чем у цеолитов с бентонитнымсвязующим,На фиг. 1 дана схема проописанного в примере 1; наодновременного выделения30 и С 1 о - С 1545 50 55 60 б 5 Пример 1.А, Накопление десорбирующего агента.Бензин прямой гонки (н. к. 160 С) насосом1 подается через осушитель 2 и подогреватель 3 в реактификационную колонну 4, гдеразделяется на две фракции н. к, 74 и 74 -160 С.Фракция н, к. 40 С сверху колонны 4, пройдя конденсатор-холодильник 5, направляетсяв емкость б десорбирующего 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 черезпечь 9, Холодное орошение подается насосом10 из емкости б.Из печи 8 пары бензина с температурой300 С направляются на адсорбцию в один изаппаратов 11 - 14.- В рассматриваемый момент времени аппарат 11 находится в стадии адсорбции, 12 -на продувке инертным газом при переходе огрежима адсорбции на десорбцию, И - в фазе десорбции. Адсорбер 14 предусмотрен дляпроведения окислительной регенерации цеолита во время работы установки,После адсорбера смесь утяжеленного бензина (фракция 74 в 1 С) без адсорбированных С - Со вместе с я-алканами фракции н. к,74 С (которые десорбируются из цсолитов),направляются в скруббер 15, смешиваясь сотдувочным продуктом из аппарата 12.Процесс сорбции проводится до проскокан-алканов на выходе из адсорбера. Послеэтого переключается на адсорбцию другойаппарат (в описываемом случае аппарат И),В аппаратах 12 продувают слой адсорбентаинертным газом. Адсорбция, продувка и десорбция производится при давлении 5 ата,температуре 300 С. Продолжительность каждого цикла 20,чан.За счет отдувки чистота н-парафинов, адсорбированных цеолитами, достигает 95 -97%, Инертный газ на продувку подаетсякомпрессором 1 б через печь 17,В скруббере 15 отделяется инертный газ отденормализованной фракции, смешанной с яалканами фракции н. к. 74 С, которые десорбируются из цеолитов в стадии адсорбции ипродувки.В период пуска установки продукт на орошение скруббера подается насосом 18 из емкости 19.Необходимое охлаждение орошения производится в холодильнике 20.Балансовое количество денормализованнойфракции (высокооктановый бензин) отводится с установки.Инертный газ из скруббера 15 поступает наприем компрессора 1 б.Циркуляция продувочного инертного газаосуществляется по схеме: компрессор 1 б - +холодильник 21 -+ емкость 22 - + печь 17 - +адсорбер 12 (11, 13, 14) - э- скруббер 15 - +емкость 23 - + компрессор 1 б,5 10 15 20 25 30 35 40 После цикла отдувки адсорбер переключа. ется на десорбцию, Десорбируюший агент (фракция н. к. 74 С) насосом 24 из емкости б подается в печь 25,Из печи 25 пары десорбента с температурой 300 С направляются на десорбцию н-парафинов Су - Со в один из адсорбционных аппаратов (в данном случае 13).Поступление десорбента предусмотрено сверху вниз, Количество десорбента принято шестикратным по отношению к алканам, адсорбированным на цеолите, Выходящий из адсорбера - десорбера десорбат (смесь десорбированных я-С - С с десорбентом, за исключением некоторой части и-С - Со, оставшихся на цеолите) и азот, заполняющий свободный объем аппарата перед стадией адсорбции, направляется через конденсатор 2 б в емкость 27. Из емкости 27 десорбат насосом 28 подается в колонну 29 на разделение.Десорбент сверху колонны 29 направляется через конденсатор 30 в емкость П, Из емкости 31 последний насосом 32 подается на орошение колонны 29, а необходимое количество возвращается снова в систему (емкость б).Избыток десорбента выводится из установки в качестве компонента высокооктанового бензина или может быть использован как пен. тан - - 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 концентрата я-парафинов Су - Со тем же насосом 34 через холодильник 35 выводится из установки в товар ный парк, или в соответствующую накопительную емкость десорбирующего агента в случае последующего выделения и-алканов из ксросино-газойлевых фракций.Б, Выделение н-алканов Со - Сы и Со - Со из керосиновых и керосино-газойлевых фракций нефти.Исходное сырье - керосиновая или кероси но.газойлевая фракция насосом 1 подается через осушитель 2 в печь 8.Перед входом в печь сырье разбавляется инертным газом (азотом) для снижения пар. циального давления паров сырья и избежания капиллярпой конденсации во вторичной пориг. той структуре цеолитов.Из печи 8 парогазовая смесь с температу- рой 300 в 3 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-Со - Сго (н-Со - Соо) вместе с н-алканами С - Со, которые частично десорбируются из цеолитов, и инертный газ направляются в скруббер 15, смешиваясь с отдувочным продуктом из аппара. та 12. Адсорбция, продувка и десорбция производятся при давлении 5 ата, температуре 300 в 3 С для фракции 200 в 3 С. Продолжитсльность адсорбции, отдувки и дссорбции одинакова и составляет 20 лсссн.В скруббсрс 15 происходит отделениеинертного газа от денормализованной фракции, смешанной с той частью и-алкановС, - С:, которые десорбируются из цеолпта настадии адсорбции и продувки.Отделение дснормализованной фракции отпоследних (примерно 20% от общего количества дссорбснта, поступающсго ца адсорбционно-десорбционный цикл) производится вколонне 4, Продукт на разделение в колонну 4 подастся на скруббср 15 насосом 18.Орошение скруббсра 15 осуществляется дснормализованной фракцией, подаваемой насосом 7 с низа колонны 4 после охлажденияв холодильнике 36.чБалансовое количество денормализованнойфракции вьсводится из установки,После цикла продувки адсорбционный аппарат переключается на дссорбцию. Десорбирусощий агент (концентрат и-парафиновС 7 - С ) насосом 24 чсрсз псчь 25 подастся надссорбцию и-парафинов в один из аппаратов11, 12, 13, 14, Восполнение потерь дссорбснтапроизводится путем подачи концентрата нпарафицов С-, - С из рсзсрвуарного парка вемкость 6. Выходящий из адсорбсра-десорбера десорбат направляется в колонну 29на разделение.Концсггтрат и-С - С,5 (н-Со - Сго) насосом34 выводится из установки в товарный парк,П р и м с р 2. Одновременное выделение иалканов Сг - С и Со - Со (Со - Сго)А. Выделение н-алканов С 7 - Со из бензи.нов прямой гонки,Фракция бензина н. к. 160 С насосом 1 подастся чсрсз осушитсль 2 в рсктификационную колонну 3, где разделяются на две фракции н. к. 100 С и 100 - 160 С,Фракция н. к. 100 С сверху колонны 3,пройдя конденсатор - холодильник 4, направляется в емкость десорбирующего аге та 5.Фракция 100 - 160 С с низа колонны 3 подастся в печь 6, из которой пары бензина стемпературой 300 С направляются на адсорбцию в один из аппаратов 7, 8, 9, 10.В рассматриваемый момент времени аппарат 7 находится на стадии адсорбции, 8 - напродувке инертным газом при персходс от адсорбции на десорбцию, 9 - в фазе десорбции.Чствсртьй адсорбср 10 позволяет проводитьокислительнуго рсгснсрацию цеолита во время работы установки, Рабочие условия адсорбции аналогичны приведенным в примере 1.После адсорбера смесь денормализованногобензина (100 - 160 С) и и-алкацов фракциин. к. 100 С (которыс дссорбируются из цеолита), направляется в скруббер 11, смешиваясь предварительно с отдувочным продуктом,поступающим из аппарата 8.Процесс сорбции происходит до проскокаи-алканов на выходе из адсорбера. После этого переключается на адсорбцию следующий аппарат.В скруббере 11 происходит отделениеинертного газа от дснормализованцой фрак 5 ции, смешанной с и-алканами фракции н, к.100 С, которые дссорбируются из цсолитовв стадии адсорбции и продувки.Инертный газ из скруббера 11 поступает наприем компрессора 13.10 Циркуляция продувочного инертного газаосущсствляется по схеме: компрессор 13 - - холодильник 14 - +емкость 15 - +ггсчь 16 - .адсорбер 8 (7, 9, 1 О) - эскруббер 11 в -смкость 17 в +компресс 13,15 После цикла отдувки адсорбционный агггсарат переключается на десорбцпю. Десорбир ющий агент (фракция н. к, 74 С) насосом 18из емкости 5 подается в печь 19. Из печи 19нары дссорбента с температурой 300 С на 20 правляются на дссорбцию и-парафиновС 7 - С-, в один из адсорбционных аппаратоп(в рассматриваемом случае 9), Выходящийпз адсорбера дссорбат и азот, заполняющийсвободный объем аппарата пер д стадией дс 25 сорбции, направляется через конденсатор 20в колонну 21 на раздслсние.Десорбснт сверху колонны 21 через коцдснсатор 22 поступает в емкость 5,Избыток дссорбента выводится с установки30 в качестве компонента высокооктанового бензина. Выделенные и-алканы С 7 - Свыводятся в товарный парк, а часть из них поступаетна пополнение расхода десорбента в емос 26.35 Б. Получение н-акланов Со - С 5 и Со - Сгоиз керосиновых и керосино-газойлевых фрак.ций нефти.Исходное сырье - керосиновая или керосино-газойлевая фракция насосом 24 подается40 через осушитель 25 в печь 26.Перед входом в печь сырье разбавляетсяинертным газом (азотом),Из печи 26 парогазовая смесь с температурой 300 - 350 С направляется ца адсорбцисо45 в один из аппаратов 27, 28, 29, 30, назначениекоторых го же самое, что и в варианте выделения и-парафинов из бензиновой фракции.После адсорбера денормализованная фракция без адсорбированных н-Со - Со (н-Со -50 Сго) вместе с и-алканами С-, - С, которыечастично десорбируются из цеолитов, и инертный газ направляются в скруббср 31, смешиваясь с отдувочным продуктом из аппарата28. Лдсорбция, продувка и десорбция произ 55 водится при давлении 5 ата, температуре300 С (350 С для фракции 200 - 325 С). Общая продолжительность цикла составляег60 лсин (по 20 лсссн в каждой стадии).В скруббсре 31 происходит отделение60 инертного газа от децормализованной фракции, смешанной с той частью н-алканов С 7 -С., которые десорбируются из цеолита в стадии адсорбции и продувки.Отделение денормализованной фракции от65 посдедиих производится в колонне 32, Про 387953% на сырье 450 100,0 99 22,0 482 107 80 360 122 28,2 120 540 113 508 418 120 418+122 =540 30 35 96,2 1,4 0,4 2,0 100 40 Индивидуальный состав п-парафинов, вес, %;45 0,3 13,0 29,1 27,2 22,6 4,0 96,2 Со Сг Са С 14 С 15 Всего 50 По этому же способу проводят депарафини зацию фракции 200 в 3 С. Температуру ваппарате в этом случае поддерживают на всех стадиях 325 С, Давление, продолжительность цикла, условия разбавления и отдувки, методы анализа аналогичны приведенным в при мере 2.Материальный баланс опыта дан в табл. 2.Степень извлечения н-алканов от потенциала 85,2%, активность цеолита 2,5 вес. %,Характеристика выделенных н-алканов 65 фракции 200 - 325 С (после отгонки из десордукт 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 Зб. Балансовое количество денормализованной фракции выводится с установки.После цикла продувки адсорбционный аппарат переключается на десорбцию. Десорбирующий агент (концентрат н-парафинов Ст - С ) из емкости 23 забирается насосом Зо и через печь 37 подается на десорбцию н-парафинов в один из аппаратов 27 - 30, Восполнение потерь десорбента осуществляется путем подачи концентрата н-парафинов Ст - С в емкость 23. Выходящий из адсорбера-десорбера десорбат смесь десорбированных налканов н-С 1 о - Сло или н-Со - Сго с десорбентом (за исключением н-Ст - С-, оставшихся на цеолите) направляется через холодильник 38 на разделение. Концентрат н-Со в С (нС 1 о - Сго) с низа колонны 39 выводится с установки в товарный парк.П р и м е р 3. В адсорбер, выполненный из стали 1 Х 18 Н 10 Т, высотой 12,5 м и диаметром 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 ооъемном отношении 1: 2. Депарафинированный продукт конденсируют и стабилизируют для удаления и возвращения в процессе н-алканов десорбирующего агента. Через 20 мин подачу сырья прекращают, а азот продолжают подавать в течение последующих 20 ман для удаления из цеолита продуктов неселективной адсорбции и капиллярной конденсации, Отдувочный продукт отбирают с низа газосепаратора, Затем прекращают подачу азота и через слой адсорбента противотоком и сырья пропускают пары десорбирующего агента (предварительно накопленный н-алкановый концентрат фракции 100 - 160 С, содержащий 70 вес. % н-алканов Ст - С), Продолжительность стадии десорбции 20 мин, Общая продолжительность 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 в систему, а н-парафины анализируют на хроматографе ЛХМА. Содержание олефинов определяют методом йодных чисел, а концентрацию ароматических углеводородов по формалитовой реакции с помощью фотоколориметра ФЭКна основе предварительно составленных калибровочных кривых,Материальный баланс опыта приведен в табл. 1.Степень извлечения н-алканов С 1 о - С,5 от потенциала в опыте 91%, активность цеолита 3%Характеристика выделенных н-алканов фракции 200 - 250 Г (после отгонки десорбиСырье фр. 200 - 250 С (смесьбитковской и долинскойнефтей 1;1):и-парафин Сло - С 1, в 10в немРафинат и отдувочный продукт;депарафинированная фракция 200 в 2 С в рафинате15 остаточное содержаниеи-парафинов С, - С,лв нейдесорбирующий агент фр,100 - 160 С в рафинатеДесорбирующий агент на де сорбциюДесорбат:н-парафины Сто - Св немдесорбирующий агет в 25 десорбатеВсего отогнано десорбента фр,100 в 1 С из рафината идесорбата рующего агента из десорбата) приведена ниже, групповой состав дан в вес. % . Парафиновые углеводороды Сго - С 1 оАроматические углеводороды ОлефиныИзопарафиновые и нафтеновые углеводороды Всего365 83 10 3,0 117 26,6 15 600 558 75 136 127 17 0 20 483+117 = 600 136 Предмет изобретения Способ выделения и-алканов С 1 о - С 2 о из 25 керосиновых и керосино-газойлевых фракцийнефти адсорбцией молекулярными ситами типа А и последующей десорбцией и-алканов насыщенными углеводородами в адиабатических условиях при 300 в 4 С, отличающийся 30 тем, что, с целью увеличения глубины десорбции, в качестве десорбента используют и-алкановый концентрат фракции 100 в 1 или 74 - 160 С, содержащий не менее 60% углеводородов нормального строения. группового 96,01,2 1,2 2,2 100 Сырье фракции 200 - 325 С;и-парафины в нем Рафинат и отдувочный продукт:депарафинизированнаяфракция 200 - 325 С врафинатеостаточное содержаниеи-парафинов Со - С 1 в внейдесор оирующии агентфракции 100 - 160 врафинатеДесорбент на десорбцию Десорбат:и-парафины С,о - Св десорбирующем агенте Всего отогнано фракции100 - 160 из рафината и де- сорбата бента фракции 100 - 160 С) длясостава, вес. %, дана ниже.и-Парафиновые углеводородыС го - СоАроматические углеводородыОлефиныИзопарафины и нафтеныВсего ОлефиныИзопарафины и нафтеныВсего 5 Индивидуальный состав вес, %. Со С 12 Сз С 14 С 1 в Сгв Ст С ив С 1 о Всего 0,1 3,4 10,6 23,1 22,3 10,1 5,8 8,5 9,3 2,8 960Подписноев СССР пунова, 2 по я, и каз 3463/14 Изд.1854ЦНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений иМосква, Ж, РаушскаяТ гр фи р Са Тираж 523овета Минисоткрытийаб., д. 4/Б