Способ выделения нормальных парафиновых углеводородов

Изобретение относится к разделению углеводородных смесей и можетбыть применено в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности для получения высокочистых жидких парафинов из нефтяных Фракций.В настоящее время за рубежомдля получения высокочистых жидкихпарафинов используют адсорбционныепроцессы, основанные на применениив качестве адсорбентов синтетических цеолитов МяА и СаА.Эти процессы являются, в основном, парофазньви, изотермическими иизобарическими. Их названия: Иэосив(США), Энсорб (США), ТСф(США), Парекс(ГДР)и др.Среди внедренных в промывлен"ность процессов значительное количество производимых жидких парафинов вырабатывается процессами, использующими аммиачные десорбеиты(Энсорб, Парекс),Известен процесс Энсорб, использующий нефтяное сырье с содержанием 207 и -парафинов С -С . Этосырье, разбавленное аммиаком, после нагрева и испарения подают в адсорбер на цеолит СаА. Н -Парафиныпоглощают цеолитом из газо-сырьевойсмеси, из адсорбера выводят денормализат в смеси с аммиаком (от предыдущей стадии десорбции), подаютих на охлаждение и разделение, Послеокончания стадии адсорбции на насыщенный Н -парафинами цеолит подают десорбент - аммиак для ихдесорбции из цеолита. При этом стадию десорбции разбивают на 2 части: в первой части на выходе изадсорбера получают аммиак в смесис десорбатом, имеющим низкую чистоту по 8 -парафинам, Этот потокохлаждают, разделяют и жидкий десорбат (ЗОБ от оЬщего количества)возвращают в сырье, Поток, получаемый во второй стадии десорбцйи,также охлаждают в своем узле, разделяют, десорбат (с высоким содержанием Н -парафинов) выводят из установки как готовый продукт (дляпроизводства ПАВ) или на доочистку(для производства ВВК). Газовые аммиачные потоки от обеих частей десорбции объединяют и после компремирования и нагрева возвращают вадсорбер на десорбцню Я . Недостатками данного способаявляются необходимость переработкив процессе среднепарафинистогосырья, содержащего 203 и болееН -парафинов, так как применение дляразбавления сырья десорбента (аммиака) из-за его коадсорбции снижает адсорбционную способность цеолита по Н -парафинам и тем самым 1 О уменьшает выработку целевого продукта, .необходимость для возврата первой части десорбата в сырье использовать оборудование для его охлаж"дения и отделения от десорбента;низкая чистота десорбатов из-зазагрязнения десорбента нелинейнымиуглеводородами сырья при отделении десорбента от денормализата ипервой части десорбата, малый меж О регенерационный период работы цеолита из-за недостаточной чистотыдесорбента, приводящий к неполнойдесорбции Н -парафинов и ускорен-,ному коксованию цеолита.Ю25 Известен также процесс Парекс(ГДР), согласно которому в качестве сырья используют нефтяныеФракции с содержанием Н -парафинов20-223. Сырье разбавляют водород- ЗО содержащим газом, испаряют и по"дают в адсорбер, заполненный десорбентом (смесью аммиака с гаэомразбавителем сырья) от предыдущейстадии процесса - десорбции. ПолуЗ ченную на выходе из адсорберасмесь денормализата с аммиаком иводородом направляют на охлаждение иразделение, Сконденсированный денормализат выводят из установки О в качестве топлива, Газовую смесьподают на отмывку аммиака водойс последующим выделением аммиаканз насыщенного водного раствора.Отделенные в определенной мере 45 друг от друга водородсодержащнйгаз и аммиак поступают в своициркуляционные, системы. По окончании стадии адсорбцин проводятстадию десорбцин путем подачи эО десорбента на цеолит МяА, насыщен -ный-парафинами, в адсорбер, заполненный углеводородами сырья иводородсодержащим газом от стадииадсорбции. Выходящий из адсорбера д поток, содержащий десорбированныеК-парафины, углеводороды сырья, во"" дородсодержащий газ н аммиак, подают на охлаждение и разделение.3 1 Сконцентрированный и охлажденный десорбат жидкие парафины) вьводят из установки, а газовую смесь водородсодержащего газа и аммиака добавляют к ранее "отмытому" аммиаку и вводят в систему циркуляции десорбента И .Недостатками данного способа являются низкая рабочая емкость цеолита МяА, приводящая к уменьшению выработки Н -парафинов, из-за применения десорбента с низким содержанием в нем амиака; низкая чистота десорбента, приводящая к неполной десорбции М-Ьарафинов из цеолита МяА и обуславливающая эа счет их коксования в цеолите сокращение йежрегенерационного срока службы цеолита МдА.Наличие во- . дородсодержащего газа,в десорбенте из-эа его попадания, особенно в начальный период стадии десорбции, снижает парциальное давление аммиака в десорбенте и, как следствие, приводит к уменьшению его вытесняющего эффекта.Недостатком является и низкая чистота десорбента из-за попадания в него углеводородов сырья в начале десорбции.Наиболее близким к изобретению является способ выделения нормальных парафиновых углеводородов путем адсорбции среднепарафинистого сырья, содержащего 18-243 и -парафинов, на цеолите 5 А. В этом процессе сырье, разбавленное водородсодержащим газом-раэбавителем, подают на стадии адсорбции в адсорбер. Выходящийиз адсорбера продукт стадии а 1 сорбцни - денормализат в смеси с водородсодержащим газам и десорбеитом - аммиаком, направляют на охлаждение и разделение. Сконденсирован:ый и отстабнлиэированный денормалиэат выводят иэ установки, а смесь водородсодержащего газа и аюеака подают на отмывку аммиака водой. Отмытый от аммиака водородсодержащий гаэ возвращают на разбавление сырья, а выделенный из аммиачного водного раствора аммиак направляют в общий поток циркулирующего десорбента.После адсорбции в адсорбер подают десорбент (аммиак, содержащий водород) и проводят десорбцию в две ступени (общая длительность десорбции 600 с, соотношение ступеней154259 4 0,05-0,09:0,91-0,95). На первой ступени (так называемая стадия продувки) десорбентом из адсорбера отдуваются оставшиеся в нем углеводородысырья н водородсодержащий газ, Получаемьй при этом углеводородный продукт продувки, водород и аммиак подают на охлаждение и разделение. Сконденсированный и охлажценньй продуктпродувки возвращают в сырье установки, а газовьп поток,. содержащийаммиак и водородсодержащий газ,направляют на прием компрессора,в систему циркуляции десорбента. Далее проводят вторую ступень десорб 10 цин, продолжая подавать в адсорбердесорбент. На выходе из адсорбераполучают десорбат в смеси с десорбентом, подают их после теплообменав холодильную колонну, сконденсированный десорбат выводят на стабилизацию, а десорбент направляют накомпремирование. В,результате объединяют в общем потоке десорбента трипотока: "отмытьп" чистый аммиакнз денормализатного узла, "грязный"аммиак с большим количеством водорода) из узла продувки и более чистый десорбент (близкий по своемусоставу к исходной смеси десорбента,20 25 30 поступающего в адсорбер) из узла дес арбата 31 .Недостатками известного способа являются необходимость переработки на цеогте аммиака. Снижение содержания 1 -парафинов в сырье влечет за собой соответствующее снижение количества аммиака в денормализат" ном потоке и, как следствие, полу 40 чение меньшего количества "чистого" аммиака, поступающего из узла отмывки в общий поток десорбента,и снижение за этот счет содержания в нем аммиака. Скженная чистота десорбента обусловливает неполную десорбцию 11 -парафинов изцеолита, приводит к меньшей выработке целевого продукта и вследствиекоксования недодесорбированных М-парафинов в цеолите - к сокращению межрегенерационного периодаего работы. Повышение содержания паров десорбата в десорбенте приводит к подавлению его вытесннтельного эф, среднепарафиннстого сырья,что связано с количеством "обменивающегося" в стадии адсорбции с И -парафинамифекта, уменьшению глубины десорбции Н -парафинов, повышенному коксованию цеолита, уменьшению выработки целевого продукта. Повышенное содержание паров десорбата в десорбенте вызвано качественным и количественным перераспределением десорбента с денормализатным, продувочным и десорбатным потоками. В случае переработки сырья, содержащего 15,57. н -парафинов, нагрузка по газовому потоку в холодильной колонне десорбата возрастает примерно на 207, что ухудшает условия ее работы и приводит к резкому выносу с десорбентом паров десорбата.Целью изобретения является увели чение выхода парафинов, повышение чистоты десорбента и сокращение удельного расхода цеолита.Поставленная цель достигается предлагаемым способом выделения нормальных парафиновых углеводородов путем их адсорбции из .сырья, смешанного с водородсодержащим газом-разбавителем и цеолитом 5 А, с отводом потока после адсорбции,продувки и десорбции парафинов аммиачным десорбентом при их временном соотношении (О, 1-0,2):(0,8-0,9), объединения потока продувки с потоком после адсорбции, разделения его, с получением смеси газа-разбавителя с аммиаком и углеводородов отмывки газа-раэбавителя от аммиака водой, рециркуляции газа"тразбавителя в процесс, регенерации аммиака, возвращения его в де, сорбент и извлечения иэ десорбата целевого продукта.Если временное соотношение будет ниже предлагаемого, то газовый поток с более низким содержанием аммиака подадут в контур десорбента, что снизит его чистоту по аммиаку. Подача в адсорберы на десорбцию полученного таким образом десорбента, имеющего меньшую концентрацию аммиака, ухудшит условия десорбции н -парафинов и, как следствие, снизит выработку парафинов, межрегенерационный срок службы адсорбента, увеличит удельный расход цеолита на 1 т вырабатываемых парафинов.Если соотношение будет выше предлагаемого, то полученный на45 0 55 Газовый поток 5 цз конденсационной колонны 12 денормализата подают на водородный компрессор 16, а затем из газового потока 15 удаляют аммиак водой 17 в адсорбере 3. Отмытый от аммиака газ-разбавитель 2 иэ абсорбера 3 подают на смешение с сырьем 1. Аммиачную воду 18 из адсорбера 3 направляют в десорбер 19, где из нее выцеляют чистый аммиак 20, который затем подают на прием компрессора 21 низкого давления и добавляют в общий поток десорбента. первой стадии десорбцин продукт будет содержать большее количество Н-парафинов, и подача этого продукта в поток после адсорбцни (денорма. лизат) увеличит в нем содержание Н-парафинов, что ухудшит низкотемпературные свойства денормализата, а также снизит выработку парафинов.На чертеже показана схема поясняющая предлагаемый способ.Сырье, керосиногазойлевую фракцию, содержащую 10-16 мас.Х ю -парафинов, по линии 1 смешивают с газом-раэбавителем, подаваемым по линии 2 иэ абсорбера 3, нагревают в сырьевой лечи 4 и подают в адсорбер 5, заполненный цеолитом КяА (СаА), Н -Парафины, содержащиеся в сырье, поглоь,аются цеолитом, а иэ адсорбера выводят продукт стадии адсорбции по линйи 6, состоящий из паров денормализата, газа-раэбавиреля и десорбента.После адсорбции в адсорбер 5 компрессором 7 высокого давления через печь 8 десорбента подают десорбент 9, В течение 0,1-0,2 от длительности стадии десорбции осуществляют ступень десорбции, в которой получают на выходе иэ адсорбера продукт 10 первой ступени десорбции, состоящий иэ углеводородов сырья, газа-разбавителя и десорбента. Этот продукт беэ разделения смешивают с продуктом стадии адсорбции, отводимый по линии 6, и объединенным потоком 11 подают в конденсационную колонну 12 денормализата, откуда после конденсации углеводос родный жидкий поток направляют в колонну 13 стабилизации денормалиэата и после стабилизации выводят из установки в качестве компонента дизельного топлива 14.После окончания первой ступени десорбции в течение 0,05-0,1 общего времени десорбции проводят вторую ступень десорбцни и получают продукт 22, представляющий собой более чистый (по сравнению с продуктом первой, ступени десорбции) десорбент и десорбат.Для охлаждения н разделения этого продукта используют комплекс оборудования 23, предназначенньФ, как и в известном способе, для потока 1-й ступени десорбции (тенлообменники, воздушные и водяные холодильники, сепаратор), Газовый поток из комплекса оборудования 23, вместо более грязного десорбента первой ступени по известному способу, по его линии подают на прием: компрессора 7 высокого давления и в общий поток десорбента.После второй ступени в течение 0,7-0,85 всего времени десорбции проводят третью ступень десорбции, для чего продолжают подавать в адсорбер 5 десорбент 9, а из адсорбера выводят в нитку десорбата продукт 24 третьей ступени десорбции, уменьшенный, по сравнению с известным способом, на величину продукта второй ступени десорбции, и включающий десорбат и десорбент, которые направляют в конденсационную колонну 25 десорбата.Газ с верха конденсационной колонны 25 десорбата направляют на прием компрессора 7 высокого давления, а затем через печь 8 десор" бента он.поступает в общий поток десорбента 9С низа конденсационной колонны 25 десорбата отводят жидкий десорбат 26 третьей ступени десорбции. Этот десорбат смешивают с десорба" том 27 второй ступени десорбции и после удаления остатков аммиака в. колонне 28 стабилизации десорбата выводят иэ установки как целевойпродукт -й-парафины 29Поток десорбента 30 с верха колонн 28-и 13 стабилизации направляют на прием компрессора 21 низкого давления.П р и м е р 1. (при минимальном соотношении ступеней десорбцив) Сырье с содержанием 15,5% Н -парафинов в количестве 95200 кг/ч смешивают с 35400 нм /ч водородсодер жащего газа-разбавителя, нагреваютэов сырьевои печи и при 380 С в течение 5.мин подают в адсорбер нацеолит,ИдА.Характеристика перерабатываемойкеросиногазойлевой фракции;2 ОПлотность, /)г/см 0,824Фракционный составначало кипения, С 20910 10 об.% выкипает,оС 22350 об.% выкипает, С 25490 об.% выкипает, С 300конец кипения(97%), С15 Содержание Н-парафинов,мас.% 15,5Содержание ароматики,мас.%Содержание серы,масЛ20 Йодное число, гйода/100 г продукта 0,61Базовое число, мгНН,/1000 мл продукта 2,83Из адсорбера выводят продукт25 стадии адсорбции, в том числе парыденормализата в количестве81100 кг/ч в смеси с газовым потоком в количестве 40210 нм/ч с содержанием аммиака-десорбентаЭ 0 21,8%. 311 23,60,027 Далее в адсорбер подают нагретыйв печи десорбата до 380 С десорбент,содержащий 90,3% аммиака, в количестве 84300 нмз /ч. Проводят первуюступень десорбции в течение 59 с,во время которой получают продуктпервой ступени десорбции, включающий углеводороды сырья и гаэ,содержащий 54% аммиака, в количест 40ве 9000 нмэ /ч. Этот поток добавляют к продукту стадии адсорбции,.и объединенный поток подают на охлаждение и отделение сконденсирован.45ного углеводородного потока (денормализата вместе с продуктом первой ступени десорбции) от газового.углеводородный поток в количестве84700 кг/ч выводят из установки.как дизельное топливо, а газовый0подают в водородный компрессор, азатем на.отмывку аммиака водой. Отмытый водородсодержащий гаэ возвращают на смещение с сырьем в,качестве газа-разбавителя. Насьвценную аммиаком воду подают в десорбер на вьюделение иэ нее аммиака. При этомвыделяется 12,8 т/ч аммиака, включая 3700 кг/ч аммиака, пришедшего с(максимапьноесоотношение) потоком первой ступени десорбции.Этот чистый аммиак поступает всистему циркуляции десорбента,По окончании первой ступени десорбции проводят вторую, продолжаяподавать в апсорбер десорбент втечение 35 с. Получаемый на этойступени поток второй ступени десорб.ции, состоящий из десорбата, подаютна охлаждение и разделение в осво"бодившийся комплекс оборудованияпервой стадии десорбции. В этомкомплексе десорбат отделяют от десорбента, и последний в количест-ве 6000 нм /ч направляют в системуего циркуляции.После второй ступени десорбциипроводят третью в течение 506 с,При этом выводят на охлаждение При этом получают суммарный потоки разделение поток 3-й ступени де десорбента в количестве 94300 нм/чсорбцни, состоящий из десорбата в . с содержанием аммиака 90,6 об.Ж,Высмеси с десорбентом. После отделе- работка десорбата нри этом составния десорбент в количестве ляет 10,8 т/ч.64490 нмз/ч и содержанием аммиака Временное соотношение для нри 84,6 об.Х добавляют в общий поток 25 меров 1 и 2 будет следующим:Пример 1 Пример 2Длительность цикла, с 900600Время адсорбции, с 300Время десорбции, с 600первая ступень 69вторая ступень 35третья ступень 506Соотношение ступеней 0,0980,580,844(относительное время(минимальноедесорбции,принятойсоотношение)за единицу)П р и м е р 3. Процесс осуще- (примеры 1 и 2) и известному спосоствляют в условиях, описанных в бам.примере 1, за исключением того, Как видно из данных таблицы, вычто три ступени десорбции проводят 4 ф деление н -параФинов по предлагаемосоответственно в течение 56, 33 му способу позволяет увеличить выи 331 с, т.е, в соотношении 0,13: работку парафинов с 10,0 до 10,8 т/ч,:0,08;0,79 (относительно време- т.е, на 8,ни стадии десорбции, составляю- Таким образом,-предлагаемый выщей 420 с и принятой за 1,00). 4 ф вод потока первой ступени десорбцииПри этом получают суммарный по- с потоком денормалнзата позволяетток десорбеита в количествеисключить попадание больших коли 94300 нмф/ч с содержанием,аммиакачеств газа-разбавителя (заполняюще 90,5 об.Х, выработку целевого про- го адсорберы после стадии адсорбции)дукта - жидких парафинов -. ф в общий поток десорбента, повысив10,67 тч, денормализата - 84,53 тч, тем .самым содержание в нем аммиака,содержание паров десорбата в десор- и, как следствие исключить вытесбенте - 0,4 об.Х, часовую рабо- няющее действие более чистого дечую емкость цеолита в . 5,96 мас.Х, сорбента, высвободить комплексудельный расход цеолита на 1 т жид оборудования, предназначенного дляких парафинов - 2,02 кг.разделения этого потока; использоВ таблице приведены сопостави- вать освободившийся комплекс оборутельные данные по предлагаемому дования для улучшения работы узловвыделения десорбата н тем самымснизить унос десорбата с газом-десорбентом,уменьшив потери десорбата, с одной стороны, и снизивтормозящее действие этого десорбаСпособ получения Н -парафинов примеру 1 По примеру 2 Показатели оИзвестный Материальный баланс Взято сырье, т/ч 95,2 95,2 95,2 Получено: жидкие Н -парафины,т/ч . 10,5 10,0 10,8 денормализат, т/ч 84,7 852 84,4 90,3 90,6 84,6 содержание паров десорбата 0,4 6,8 0,5 Часовая рабочая емкость цеолита, мас,Х 6,02 5,56 1,86. 2,56 Длительность цикла, с 900 900 300 300 300 адсбрбция 300 600 600 десорбция первая ступень 59.(Оа 0983 Ов 058 й Оэ 84) (Ов 182 01 Ф Ое 72) Отношение Д 1:Д 2:ДЗКачество десорбента содержание аммиака, обД удельный расход цеолитана 1 т жидких парафинов,кг 1154259 12ста в составе десорбента на эффективность стадии десорбции; догрузить установку по свежему сырью взамен рисайкла продукта первой5 ступени десорбции.