Способ разделения углеводородных смесей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

64969I

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.08.75 (21) 2168480/23-04 (51) M. Кл.

С 07С 7/13

С 10G 25/04 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02,79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 665.581.29 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения М. Н. Фрид, Л, В. Борисова, А. А. Опришко и Г. А. Кондратьева (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к способам разделения углеводородных смесей и может быть применено в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности для получения высокочистых и-парафинов для дальнейшей переработки их на белково-витаминные концентраты и биологически разлагаем ые поверхностноактивные вещества.

Известен способ разделения углеводо- 10 родных смесей с целью выделения нормальных парафиновых углеводородов из керосиновых и газойлевых нефтяных фракций {1).

Наиболее близким к изобретению явля- 15 ется способ разделения углеводородных смесей (2), состоящий из стадий адсорбции, продувки, десорбции и окислительной регенерации. В стадии адсорбции из исходного сырья извлекаются адсорбентом (цео- 20 литом) нормальные парафины. Поглощенные из сырья парафиновые углеводороды извлекаются из цеолита в стадии десорбции с помощью вытеснителя-десорбента. В качестве вытеснителя в процессе применя- 25 ют аммиак. Вытесняя из пор адсорбента нормальные парафины, поглощенные в стадии адсорбции адсорбентом, десорбент сам поглощается им, а при повторении стадии адсорбции его вытесняют парафино- 30

2 вые углеводороды сырья. В результате получают два потока: первый — из денормализованного сырья с водородсодержащим газом и аммиаком и второй — из десорбированных н-парафинов с основной частью вытеснителя — аммиаком. Способ осуществляют следующим образом.

Фракцию нефти (гидроочищенная керосиновая или дизельная), содержащую

22% вес. н-парафинов, с блока подготовки сырья подают в узел смешения с циркулирующим водородсодержащим газом, содержащим не менее 50 об. % Н . Далее смесь прокачивают через трубчатую печь, где ее нагревают до заданной температуры 380—

400 С и направляют в один из трех адсорберов, заполненных адсорбентом. Парафиновые углеводороды сырья поглощаются адсорбентом в течение 5 мин и из аппарата выводят денормализованный продукт. После насыщения адсорбента н-парафинами сырье переводят в другой адсорбер, а через адсорбер, заполненный адсорбентом с поглощенными и-парафинами, продувают в течение 1 мин аммиак; затем проводят десорбцию н-парафинов из пор цеолита аммиаком в течение

9 мин. В каждый момент времени в одном адсорбере происходит поглощение адсорбентом я-парафинов, в двух других — де649691

3 сорбция их с помощью аммиака. В описанном процессе время рабочего цикла составляет 15 мин. и распределяется так: адсорбция 33,33 /о, продувка 6,б7о/о и десорбция 60о/о

Десорбированные и-парафиновые углеводороды в смеси с аммиаком выводят из адсорбера. Отделившийся аммиак с помощью компрессора возвращают на десорбцию. Поток денормализата в смеси с водородсодержащим газом и аммиаком охлаждают, конденсируют углеводороды, водородсодержащий газ отмывают от аммиака в скрубберс, а затем возвращают на рециркуляцию в процесс. Аммиак отгоняют из водного раствора сначала при атмосферном давлении, а затем в вакууме и вновь возвращают в процесс.

Недостатками способа являются относительно высокий расход вытеснителя

3 — 4 вес. ч. на 1 ч. выделенных и-парафинов, небольшой часовой съем и-парафинов с цеолита 7,5о/о, относительно низкая концентрация и-парафинов в парафино-аммиачной смеси (десорбентном потоке), выходящей из десорбера, усложнение в связи с этим блока их последующего разделения, а также высокий расход электроэнергии—

600 кВт/ч на 1 т и-парафинов, топлива и охлаждающей воды.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет проведения последнего с меньшим расходом вытеснителя, получения более концентрированного по содержанию целевых продуктов десорбатпого потока, обеспечения более гысокого часового съема;-парафинов с адсорбснта, улучшения технико-экономических показателей.

Поставленная цель достигается описываемым способом разделения углеводородных смесей путем контактирования сырья с цеолитным адсорбентом до его полного насыщения, продувки адсорбента и десорбции целевого продукта в течение времени, равного 5 — 100,0 /о от времени адсорбции.

Предпочтительно процесс проводят, принимая время десорбции равным 1 — 5 мин.

Отличительными признаками способа являются проведение десорбции в течение вышеуказанного времени, а также предпочтительные условия проведения способа.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что сырье (керосин, газойль или другие нефтепродукты) в стадии адсорбции пропускают в паровой фазе через адсорбент (цеолит типа А, Х или У) при температуре 300 — 450 С в течение 1 — 5 мин.

При этом адсорбепт поглощает углеводороды, а непоглощенные компоненты сырья выдувают с помощью дссорбирующего агента.

На цеолит, насыщенный в стадии адсорбции, после продувки подают десорбент при температуре 300--450 С и обрабатывают

35 10

4 его в течение 5 — 100,0о/о времени адсорбции. Из выходящего на стадии адсорбции потока отделяют десорбент.

Получаемый на стадии десорбции поток также разделяют, десорбент возвращаютв процесс, а десорбатный (целевой) продукт выводят в приемник.

Адсорбент после десорбции вновь используют в адсорбционном процессе.

Пример 1. Адсорбционное выделение и-парафинов из керосиновой фракции 170—

270 С с содержанием нормальных парафиповых углеводородов 22 вес.о/о на цеолите

MgA.

Сырье (фракция 170 — 270 С ромашкинской нефти), содержащее 22 вес. о/о и-парафинов, в условиях цикловой непрерывной работы при температуре 400 С подают в течение 3 мин на 100 г цеолита MgA, помещенного в колонку диаметром 20 мм. Количество сырья составляет 8 г. и-Парафины из сырья в количестве 1,5 г поглощаются цеолитом, а оставшийся денормализованный продукт в количестве

5,4 г после охлаждения выводят в приемник. При этом в колонке между гранулами цеолита и в транспортных порах его остается сырье, для отдувки которого подают в течение 1 мин 2 л азота. Наряду с сырьем (в количестве 1,1 r) на этой стадии отдувается часть адсорбированных и-парафинов (0,5 г). Продукты после охлаждения и отделения от азота собирают в приемник и в условиях цикловой работы возвращают в сырье. Далее для десорбции и-парафинов подают 4 л азота в те:ение 2 мин.

После охлаждения продукт (и-парафин) собирают в приемник, после чего повторяют цикл. Показатели процесса приведены в табл. 1.

Л р и м с р 2. Деароматизация керосиновой фр акции 190 — 230 С с содержанием ароматических углеводородов 19,8 вес. о/о на цеолите NaX без связующих веществ с использованием в качестве десорбента бензола.

Сырье в стадии адсорбции подают в паровой фазе при 300 — 320 С на адсорбент в течение 8 мин. Ароматические углеводороды поглощаются цеолитом, а деароматизировгнный продукт после охлаждения выводят в приемник. Для отдувки оставшегося между гранулами цеолита сырья подают азот в течение 2 мин.

Десорбцию ароматических углеводородов керосиновой фракции осуществляют вытсснителем — бспзолом — при его расходе 0,2 объема на объем адсорбента при

300 — 320 С в течение 5 мин. После охлаждения продукт (ароматические углеводороды и бензол) собирают в приемник, после чего повторяют цикл. Показатели процесса приведены в табл. 2.

64969!

Таблица 1

11ример 1

Показатели процесса способ согласно изобретению известный способ

Длительность цикла, мин адсорбция продувка десорбция

Число циклов в час

Количество выделившихся н-парафинов, r/100 г МдА

Часовой съем н-парафинов, г/100 r MgA

Скорость адсорбции, г/100 г мин

Скорость десорбции, г/100 г МдА мин

Общая скорость выделения н-парафинов за ш1кл

Расход десорбирующего агента за цикл, л

Концентрация н-парафинов в потоке, г/л

S,8

0,54

0,5

0,24

0,5

0,14

0,17

0,122

0,25

8,2

Расход десорбирующего агента иа десорбцию 1 r н-парафина, л/г

Таблица 2

Пример 3

Пример 2

Показатели процесса известный способ предлагаемый способ предлагаемый способ известный способ

15

Длительность цикла, мин.

8 ) 20 адсорбпия продувка десорбция

Число циклов в час

3,5

0,95

1,9

9,6

9,5

7,6

Количество выделившихся ароматических углеводородов, г/100 г

Часовой съем ароматических углеводородов, г 100 г

Пример 3. Деароматизация фракции

180 — 280 С с содержанием ароматических углеводородов 28,4 вес. % на цеолите NaX без связующего с использованием в качестве десорбента этилового спирта.

Сырье, разбавленное азотом, в стадии адсорбции в течение 3 мин подают на адсорбент при 200 — 220 С.

Оставшееся сырье между гранулами цеолита обдувают азотом в течение 1 мин. 10

Десорбцию ароматических углеводородов осуществляют вытеснителсм — этиловым спиртом — в течение 2 мин.

В табл. 2 приведены сопоставительные данные по спосооу согласно изобретению и 15 известному способу.

Формула изобретения

1. Способ разделения углеводородных смесей путем контактирования сырья с 20 цеолптным адсорбентом до его полного насын1ения, продувки адсорбента и десорбцип целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, дссорбцию проводят в течение времени, рагпого 5 в 100.0% от времени адсорбцпп.

2. Способ пО и. 1, отличающийся тем, что время дссорбцпп составл яст

1--5 мип.

Источники информации, припятыс во внимание прп экспертизе

1. % ейпег К. и др. Ibormalparaffine mitt1егег Iyettenlange und ihre Gexvinnung nach

clem iveiterenЬ,1с1 сИсп рагех-verfahren.

«Chem. Тсс1ш.», 1969, 21, ¹ 9, 548 — 552.

2. Процесс «Парскс» для получсния парафинов высокой чистоты. «Нефтяник», 1972, № 5, 21 — 22 (прототип).