Способ выделения нормальных парафиновых углеводородов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК аа аг). бд Ф С 07 С 7/3 ЕН ус; :б енный нерации амми5 .С. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРф 1154259 кл, С 07 С 7/13,22.04,83,Борисова Л,Б. и др, Рромышлпроцесс адсорбционного выделения вы"сокочнстых жидких параАинов, Руко.пись дел в ЦНИИТэнеАтехиме Ф 45,НХ Д.(54)(57) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ ПАРАФИНОВНХ УГЛЕВОДОРОДОВ путемадсорбции цеолитом 5 А из углеводородного сырья, смешанного с водородсодержащим газом-разбавителем, про"дувки, десорбции аммиачным десорбентом и извлечения,из полученногопродукта десорбции целевого продукта, включающий стадии подачи продукта адсорбции на разделение с получением смеси газа-разбавнтеля с аммиаком и углеводородов, отмывки га"за-разбавителя от аммиака водой,рециркуляции его в процесс, регенерации аммиака и вЬзвращения его вдесорбент, рециркуляции десорбентав процесс с разделением его на двапотока, направляемых на десорбпию иузел концентрирования аммиака, о т"л и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью увеличения выработки параи"нов, повышения степени их извлечения и сокращения расхода цеолита,поток десорбента, направляемый вузел концентрирования аммиака, дополнительно разделяют на два пото"ка в объемном соотношении 0,05-0,9::0,95-0,1,. первый поток направляютв узел концентрирования аммиака,второй поток добавляют к смеси газаразбавителя с аммиаком и процессотьывки и реге ака проводят при 10-212 Изобретение относится к областиразделения углеводородных смесей иможет быть применено в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности, для получения методом адсорбции на цеолитахвысокочистых жидких парафинов и вы-.сококачественных топлив иэ нефтяных Фракций,Целью изобретения является увели.чение удельной выработки парафинов,повышение степени их извлечения исокращение удельного расхода цеолита.На чертеже представлена принципиальная технологическая схема осуществления предлагаемого способа,Сырье по линии 1 (содержание Н -парафинов 10-21 мас.7) разбавляютотмытым водородсодержашим газом-раэбавителем, подаваемым по линии 2, иподают на адсорбцию в адсорбер 3. Навыходе из адсорбера 3 получают смесьуглеводородов сырья, аммиака и водородсодержащего газа, которую направ.-.:ляют по линии 4 в узел 5, где отделяют углеводороды по линии 6, .асмесь аммиака и водородсодержащегогаза по линии 7 подают на отмывкуаммиака в колонну-абсорбер 8, В этойколонне тощимабсорбентом, подаваемым по линии 9 (36,5-45,1 Ж-ной аммиачной водой), отмывают аммиак,получая с верха колонны 8 отмытыйгаз-разбавитель, отводимый по линии 2(смешивающийся далее с сырьем), инасьпценный абсорбент, отводимый полинии 10 (40,0-48,77-ную аммиачнуюводу), Насыщенный абсорбент поступаетпо линии.10 в колонну-десорбер 11,где испаряется растворенный аммиак,отводимый по линии 12, который направляют в обший поток десорбента,подаваемый по линии 13, а снизу десорбента тоший абсорбент по линии9 возвращают в колонну 8.Общий поток десорбента 13 делятна две части: основной поток десорбента по линии 14 подают в адсорбер3 на десорбцию, а меньший второй поток десорбента по линии 5 подают вузел 16 концентрирования аммиака.В узле 16 за счет теплообменапотока с испаряющимся жидким свежимаммиаком, подаваемым по линии 17,происходит конденсация аммиака, отводимого по линии 18, из которой егодобавляют в линию 13 общего потокадесорбента, Несконденсировавшийся13020 5 по линии 15, перед узлом 16 концент 10 15 50 55 миачную воду 10 (насыщенный абсор. бент) подают в колонну 11, где за счет снижения давления до 0,14 МПа выделяют аммиак по линии 12. В ре 20 25 30 35 40 45 газ по линии 19 из узла 16 концентрирования отводят в линию 7 и далее в колонну 8. От потока десорбента, подаваемого рирования отделяют поток, подаваемыйв линию 20, в соотношении 0,05-0,9::0,95-0,1 н добавляют его к потоку,идущему по линии 7, Объединяя потоки7, 20 и 19 , их подают в колонну-абсорбер на отмывку аммиака. Поток полинии 21 подают в узел конденсированияаммиака,П р и м е р 1, На цеолите СаА выделяют Н -парафины из сырья, которое содержит 10,57 Н -парафинов, разбавленного водородсодержащим газомразбавителем в соотношении 300 об/обо сырья, Процесс проводят при 380 С и давлении 1,0 МПа в адсорберах, На десорбцию подают десорбент, из которого на узел концентрирования аммиака выводят поток в количестве 6977 нм/ч. Этот поток разделяют на два потока 21 и 20 в объемном соот- . ношении 0,05:0,95. Поток 21 в количестве 349 нм /ч т.е. 0,05 ) направ-, ляют на узел 16 концентрирования, а поток 20 в количестве 6628 нм /ч (т,е. 0,95) добавляют к газу после адсорбции и направляют в линию 7, Газ после адсорбции содержит 38,0% аммиака, К нему добавляют отделенный поток десорбента 20 в количестве 6628 нм/ч, после чего концентрация аммиака в объединенном потоке возрастает до 44,5 об,Х, Объединенный поток подают в колонну 8, где при давлении 1,51 ИПа отмывают аммиак с помощью тощего абсорбента 9, содержащего 45,1 мас.7. аммиака, С верха колонны 8 выводят газ-разбавитель 2, содержащий 10 об.Х аммиака и 0,02 об, 7. водяных паров, Этот газ 2 далее направляют в процессе (на разбавление сырья и далее на адсорбцию), С низа колонны 8 выводят насыщенную аммиачную воду 10 1 насыщенный абсорбент), которая за счет увеличенной движущей силы (повышенной концентрации аммиака в газе) до" полнительно поглотила 5965 нм /ч амЭ миака, При этом ее концентрация составляет 48,7 мас,7. Насыщенную ам5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зультате испарения аммиака, выделен.ного иэ цеолита в стадии адсорбциии добавленногб с потоком 20, снижаюттемпературу тощего абсорбента 9 до1 ф10 С, Тощий абсорбент 9 с темпера-.турой 10 С возвращают в колонну 8,а отмытый аммиак по линии 12, содержащий 0,3 водяных паров, возвращаютв контур десорбента.В процессе выделения И -парафиновполучают среднюю выработку жидкогопарафина 7,98 т/ч, среднюю степеньизвлечения И-парафинов иэ сырья87,0 и удельный расход цеолцта1,53 кг/т парафина.П р и м е р 2. Процесс проводятв условиях, описанных в примере 1,эа исключением того, что процессабсорбции и испарения аммиака осуществляют при 25 С. В этом случаеопоток разделяют на 2 части в объемном соотношении 0,63:0,37, т,е, наузел 16 концентрирования аммиакаподают 4396 нм /ч (0,63), а поток 205в количестве 2581 нм 1/ч (0,37) добавляют к газу после адсорбции. Газсодержит 38,0 об.аммиака. К немудобавляют отделенный поток десорбен"та 20, после чего концентрация аммиака возрастает до 40,9 об,/ в объе.диненном потоке. Этот поток подают вколонну 8, где после отмывки аммиакапри 25 С тощим абсорбентом 9, содержащим 36,5 мас.аммиака, получаютгаз-разбавитель 2, содержащий0,15 об.водяных паров.Насыщенный абсорбент 10, содержащий 40,0 мас.аммиака, подают вколонну 11, где из него при 25 Свыделяют аммиак по линии 12, содержащий 10 об.Е водяных паров, а сниза колонны 11 возвращают в колон"ну 8 полученный тощий абсорбент 9,Средняя выработка парафина7,75 т/ч при средней степени извлечения 14 -парафинов от их потенциала в.сырье 84,5 и удельном расходе цео"лита 1,61 кг/т парафина,П р и м е р 3. На адсорбцию в адсорберы подают сырье, содержащее15,2 мас.Х Н -параФинов, разбавленное 300 об/об, сырья водородсодер.жашим газом в количестве 87,4 т/ч,Процесс в адсорберах проводят прн380 С и давлении 1,0 Г 1 Па. На десорб"цию в адсорберы подают десорбент. из.которого на узел 16 концентрирования аммиака выводят поток в количестве 6977 им /ч,Поток разделяют на два потока 2 и 20 в объемном соотноше" нии 0,25:0,75, Отделенный поток 21 в количестве 1744 нмэ/ч (т.е 0,25) направляют на узел 16 концентрирования, а поток 20 в количестве 5233 нм /ч (т,е. 0,75) добавляют к газу после адсорбции, Гаэ после адсорбции содержит 39,1 об.аммиака. К нему добавляют отделенный ноток десорбента 20 в количестве 5233 нм /ч,з после чего концентрация аммиака в объединенном потоке возрастает до 44,5 объ/, Объединенный поток подают в колонну 8, где при давлении 1,51 Г 1 Па отмывают аммиаком с помощью тощего абсорбента 9, содержащего 44,1 мас,аммиака, С верха колонны 8 выводят гаэ-разбавитель 2, содержащий 10 об, . аммиака и 0,02 об.водяных паров, Этот гаэ 2 далее возвращают в процесс адсорбции сырьяС низа колонны 8 выводят насьпценную аммиачную воду 10 насыщенный абсорбент), которая эа счет увеличе" ния ,движущей силы (повышенной концентрации аммиака в газе) дополнительно поглотила 4714 км/ч аммиака,При этом ее концентрация составляет48,7 мас. .Насыщенную аммиачную воду 10 подают в колонну 11, где эа счет снижения давления до 0,14 Г 1 Па.выделяютаммиак по линии 12, В результатеиспарения аммиака, выделенного встадии адсорбции Н-парафинов и добавленного с потоком 20, снижаюттемпературу тощего абсорбепта 9 до10 С, Тощий абсорбент 9 с темпераотурой 10 С возвращают в колонну 8, аотмытый аммиак по линии 12, содержащий 0,3 водяных паров, возвра"щают в контур десорбента, В процессевыделения И -парафинов получаютсреднюю выработку парафина на однойзагрузке цеолита 12,05 т/ч, среднююстепень извлечения Н -парафинов88,0 , удельный расход цеолита0,932 кг/т парафина,П р и м е р 4. Процесс проводят вусловиях, описанных в примере 3,за исключением того, что поток делятна 2 части в объемном соотношении0,78:0,22. Поток 21 в количестве5442 нм /ч ( 0,78) выводят на узел316 концентрирования аммиака, а поток 20 в количестве 1535 нм 5/ч40 55 сорбции, содержащему 39,1 об,Е аммиака. После добавления потока 20к потоку 7 концентрация аммиака вобъединенном потоке возрастает с39,1 до 40,9 об.Ж. Этот поток подают в колонну 8, где после отмывкииз него аммиака при 25 С тощим абсорбентом 9, содержащим 36,5 мас.7.аммиака, с верха колонны 8 получаютотмытый водородсодержащий газ-разбавитель 2, содержаший 0,15 об,7водяных паров, Насыщенный абсорбент10, содержащий 40,0 мас.Е аммиака,подают в колонну 11, где из негопри 25 С выделяют аммиак по линии12, содержащий 1,0 об,7 водяных паров, а с низа колонны 11 возвращаютв колонну 8 полученный тощий абсорбент 9, содержащий 36,5 мас.Х аммиака,.Средняя выработка парафина11,61 т/ч средняя степень извлечения-парафинов 84,8 Х, удельныйрасход цеолита на 1 т полученногопарафина 0,985 кг.П р и м е р 5. В адсорберы на адсорбцию подают сырье, содержащее18,4 мас,Х Н -парафинов, разбавлен-,ное 300 об,/об, сырья водородсодержащим газом, Процесс проводят при380 С н давлении 1,0 ИПа в адсорберах, На десорбцию подают десорбент,из которого на узел 16 концентрирова-,ния аммиака выводят поток в количестве 6977 нм/ч. Поток разделяют на2 части в объемном соотношении0,35:0,65. Отделенный от потокав соотношении 0,35 поток 21(2442 нм З/ч) направляют на узел 16концентрирования, а поток 20 в количестве 4535 ими/ч (0,65) добавляютк газу после адсорбции.Газ после адсорбции содержит40,0 об,й аммиака. К нему добавляютотделенный поток адсорбента 20 вколичестве 4535 нм/ч.после чего кон"центрация аммиака в объединенном потоке возрастает до 44,5 об.7 Объединенный поток подают в колонну 8,где при давлении 1,51 ИПа отмываютаммиак с помощью тощего абсорбента 9,содержащего 45,1 мас,Е аммиака. Сверха колонны 8 выводят газ-разбавитель 2, содержащий 0,02 об,Х водяных паров. Этот газ 2 далее возвращают на разбавление сырья и адсорбции, С низа колонны 8 выводят на. сьпценную аммиачную воду 1 О, содержащую 48,7 мас,Е аммиака, в колонну11, где за счет снижения давлениядо 0,14 ИПа выделяют аамиак по линии 12. В результате испарения аммиака, выделенного в стадии адсорб-.ции Н -парафинов из цеолита и добавленного с потоком 20, снижают темО пературу процесса абсорбции до 10 С,Тощий абсорбент 9 с температуройо10 С и содержанием аммиака 45,1 мас,Хвозвращают в колонну 8, а отмытыйаммиак по линии 12, содержаший5 0,3 об,Е водяных паров, возвращаютв контур десорбента,Средняя выработка жидкого парафина 14,10 т/ч, средняя степень извлечения 1-парафинов .от их потен 20 циала в сырье 87,9 Е и удельный расход цеолита на 1 т парафина 0,783 кг.П р и м е р 6, Процесс проводят вусловиях, описанных в примере 5,за исключением того, что поток делятна 2 части в объемном соотношении0,85:О,5, Поток 21 в количестве5930 нм /ч ( т.е. 0,85) выводят на3узел 16 концентрирования аммиака, апоток 20 в количестве 1047 нм /ч30 (т,е. 015 добавляют к газу послеадсорбции, содержащему 40,0 об,7.аммиака, Объединенный поток содержит40,9 об,Х аммиака, Этот поток подаютв колонну 8, где после отмывки аммиа.ока при 25 С тощим абсорбентом 9, содержащим 36,5 мас,Х аммиака, получаютс верха колонны 8 газ-разбавитель 2,Последний содержанием 0,15 об,Х водяных паров возвращают на разбавление сырья и далее на адсорбцию.Насыщенный абсорбент 1 О, содержащий 40,0 мас,7. аммиака, падают в колонну 11, где из него при 25 С выделяют аммиак по линии 12, содержащий 45 1,0 об.Х водяных пафров, Аммиак по линии 12 добавляют к потоку десорбента, а полученный в колонне 11 то-.щий абсорбент 9 возвращают в колонну 8,Средняя выработка жидкого парафина 13,65 т/ч, средняя степень извлечения Н -парафинов 84,8%, удельный расход цеолита 0,818 кг/т парафина, П р и м е р 7, На адсорбцию подают 87,4 т/ч сырья, содержащего 20,3 мас,Х Н -парафинов, разбавленного 300 об./об. сырья водородсодержащим газом, Процесс проводят в ад7 12сорберах при 380 фС и давлении 1,0 ИПаНа десорбцию подают десорбент,иэ ко 4торого на узею 1 16 концентрированияаммиака выводят поток в количестве6977 нм/ч, Этот поток разделяют надва потока 21 и 20 в объемном соотношении 0,5:0,5, Поток 21 в количестве 3488 нм/ч (т.е. 0,5) направляютна узел 16 концентрирования, а поток20 в количестве 3489 нм /ч (т.е.30,50) добавляют к газу после адсорбции, содержащему 40,5 об.% аммиака,В объединенном потоке концентрацияаммиака возрастает до 44,5 об.%. Поток подают в колонну 8, где при давлении 1,51 МПа отмывают аммиак с по"мощью тощего абсорбента 9, содержащего 45,1 мас.% аммиака, С верха колонны 8 выводят газ-разбавитель 2,.содержащий 0,02 об,% водяных паров,и возвращают его на адсорбцию сырья,С низа колонны 8 выводят насыщеннуюаммиачную воду 10, содержащую48,7 мас,% аммиака, и подают ее вколонну 11, В колонне 11 при давлении 0,14 ИПа и температуре 10 С выделяют аммиак по линии 12, содержащий 0,3 об.% водяных паров. йщиакпо линии 12 возвращают в десорбент,а тощий абсорбент 9 с температурой10 С возвращают в колонну 8,Средняя выработка парафина" 15,40 т/ч при средней степени извлечения 87,0% и удельном расходе цеолита 0,703 кг/т парафина,П р и м е р 8, Процесс проводят вусловиях, описанных в примере 7, заисключением того, что поток делятна 2 потока 21 и 20 в объемном соотношении 0,20:0,10, Поток 21 в количестве 6279 нмЗ/ч (т.е. 0,90) выводят на узел 16 концентрированияаммиака, а поток 20 в количестве698 нм /ч (т,е, 0,10) добавляют кгазу после адсорбции, содержащему40,5 об,% аммиака.Объединенный поток имеет концепт"рацию аммиака 40,9 об,%. Этот поток подают в колонну 8, где после0отмывки нз него аммиака при 25 Стощим абсорбентом 9, содержащим36,5 мас,%. аммиака, получают с верха колонны 8 газ-разбавитель 2, со"держащий 0,15 об,% водяных паров,Насыщенный абсорбент 1 О, содержащий40,0 мас, % аммиака, с низа колонны8 подают в колонну 11, где из неговьщеляют аммиак по линии 12 с.содер 13020 8жанием 1,0 об.% водяных паров, а с низа колонны 11 полученный тощийОабсорбент 9 с. температурой 25 С и содержанием аммиака 36,5 мас.% воэ вращают в колонну 8.Средняя выработка парафина15,06 т/ч, средняя степень извлечения Н -парафинов от. их потенциала в сырье 84,9%, удельный расход цеоли та на 1 т парафина 0725 кг/т.Результаты осуществления способаприведены в табл,1,Как видно иэ приведенных в табл,данных, разделение потока, йоступаю" щего на узел 16 концентрирования аммиака, на два потока 21 и 20 в соот"ношении 0,05-0,9:О,95-0,1 и добавление потока 20 к газу после адсорб-,20 цин позволяет сбалансировать содержание аммиака в объединенном потоке(40,9-44,5 об,%)при переработке наадсорбционных установках сырья, содержание в котором Н -парафинов ко 25 леблется в широких пределах (10"21 мас,%), В результате применейияпредлагаемого способа моя но не толькотабплизировать режим работы колоннытиывки аммиака, но, что особенно;ЭО важно, - снизив температуру (10250), получить газ-разбавитель иаммиак с низким содержанием воды(0,02-0,15 и 0,3-1,0 об.% соответственно). Последнее обуславливаетЗ 5 ффективную работу цеолпта за счетоддержания в процессе длительной,его эксплуатации высоких кинетических и селективных свойств и,какследствие, обеспечивает большую вы 40 работку параФина при меньшем расходецеолита,Уменьшение количества потока 20на подпитку газа после адсорбцииниже предлагаемого обусловит более45 высокие температуры в колоннах отмывки аммиака, большее содержаниеводя.ных паров в газе-разбавителе и десор-бенте, их большее отравляющее влияниена цеолит, снижение выработки пара 50 фина, увеличение расхода цеолита на1 т вырабатываемых парафинов,Увеличение количества потока 20выше предлагаемого, снизив дополнительно температуру и содержание водяных паров в потоках газа"разбавителя и аммиака, практически не повысит эффективность работы цеолита, но увели 9 12чит эксплуатационные расходы на компремирование азов,Снижение температуры на выходе газов из абсорбента и десорбера доопредлагаемых 25-10 С обуславливаетуменьшение содержания воды в газовыхпотоках до 0,02-0,15% в газе-разбавителе и до 0,3-1,0 об,% в аммиаке,Температура 25 С определена какверхний предел, близкий к лучшему, изфактически достигнутых на адсорбционных установках.Обеспечение указанной температурыприводит к получению газовых потоков,содержащих воды менее проектных зна-.чений. Использование на установкахРгазовых потоков, выделенных при 25 Си содержащих 0,15 об,% воды в газеразбавителе н 1,0 об,% в отмытом аммиаке, повышает эффективность работыустановок за счет поддержания болеестабильной адсорбционно-кинетической характеристики цеолита, а следовательно, и срока его службы, и дает,воэможность увеличить среднюю., сте-,пень извлечения Н -парафинов на одной загрузке цеолита до 84-85%. 1302010(вместо 83% по известному способу), обеспечивая соответствующее повыше" ние выработки парафинов, Любой параметр, выше оговоренного, ухудшает по каэатели работы установок,.Выбор нижнего предела - температуры 10 фС - обусловлен получением потоков с весьма низким содержанием паров воды, .дальнейшее снижение ко торого не приводит к повышению ,эффективности процесса и удлинению срока службы цеолита, Однако достижение температур ниже 10 С на установках связано с увеличением энергозатрат 15 и капвложений. В табл,2 дается обоснование темпе"ратурных пределов проведения способа,Таким образом, по предлагаемому 20 способу увеличивается выработкапарафинов на одну загрузку цеолнта, увеличивается средняя степень иэвле- ,чения, Н -;йарафинов на одной загрузке цеолита до 5%, снижается расходи содержание воды в отмытом .газе.разбавителе до 0,02-0,15 об.% и вотмытом аммиаке до 0,3-1 об.%,х х в 66 66 счоосссо счосмооьсьььО ьсс сч л О Ю м О сч мь О"рВо1 16 мььсЬм Юе счсч Ф сч ьсс в в л ощ Ю ьсь й о4 1213020 Показатели Примеры 10 0,94:0,06 плуатируется) 25,7 0,019 0,17 0,28 1,16 87,4 87,4 45,1 100 100 120 4 100 Соотношение потоков подаваемых на узлы конденсациии отмывки аммиака,об/об Температура абсорбции -десорбции, С Содержание воды в газеразбавителе, об.Е Содержание воды в отмытом аммиаке, об.У,Средняя производительность по сырью,т/ч Содержание аммиака в газе, подаваемом на отмывку, об.2 Относительная средняявыработка парафина наодной загрузке цеолита,об,Х Средняя степень извлечения Н-парафинов, отн.Е.1 Относительный удельныйрасход цеолита Е Т а б л и ц а 2 0:100рректор Г,Ревет едакто о аказ 723 35 Тирак 379ВНИИПИ Государственнопо делам изобретений13035, 3 осква, Ж"35,Подписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д,4/5 нлиал ПЛЛ "Патент", г, Узц ород, ул, Проектная,