Способ адсорбционного разделения углеводородов

 

От П И С Н И Е»8И075

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТ.ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.0).78 (21) 2594336/23 04 (51) М. Кл.

С 07 С 7/12 с присоединением заявки Ле—

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— (43) Опубликовано ()7.04.8!. Бюллетень чЪ 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 ао ленам изобретений и открытий (53) УДК 541.183.07 (088.8 (72) Авторы изобретения

A. H. Церерерзев, Щ. Н. Фрид, Е. 3. Беркович и Л. В. Борисова (71) За я витсл ь (54) СПОСОБ АДСОРБЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

УГЛ ЕВОДОРОДО В

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, конкретно к области разделения углеводородов адсорбцией.

Известен способ выделения н-алканов, согласно которому промежуточную фракцию возвращают в сырье на стадии адсоpoции (11. Недостатком этого способа является низкая чистота получаемых н-алканов.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ адсорбционного разделения углеводородов 12). Согласно этому способу, сырье — гидроочищенную керосино-газойлевую фракцию — разбавляют низкомолекулярным н-алканом, смешивают с циркулирующей промежуточной фракцией, испаряют и подают в адсорбер, загруженный цеолитом типа 5Л, который поглощает н-алканы. При этом из адсорбера выводят поток, состоящий из вытесненного из пор цеолита десорбента и денормализата. Поток разделяют ректификацией на денормализат и десорбент. Денормализат является готовым продуктом, а десорбент возвращают в процесс. Затем проводят стадию продувки введением низкомолекулярного н-алкана, например н-пентана, с помощью которого удаляют остатки сырья и денормализата.

Углеводороды ненормального строения, адсорбированные в макропорах, при этом не

2 вытесняются и при последующей десорбции загрязняют десорбированные высокомолекулярные и-алканы. При увеличении продолжительности продувки и количества пропущенного десорбента последний десорбирует углеводороды из макропор цеолита и частично высокомолекулярные и-алканы из микропор. С увеличением количества пропущенного десорбента состав промежуточной фракции меняется: в ней увеличивается содержание десорбированных высокомолекулярных н-алканов и уменьшается количество углеводородов ненормального строения.

Недостатками этого способа являются низкий выход и невысокая чистота десорбируемых высокомолекулярных н-алканов, большое количество циркулирующей в системе промежуточной фракции.

Целью изобретения является повышение производительности процесса.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом адсорбционного разделения углеводородов на цеолите путем адсорб25 цип углеводородов, продувки слоя адсорбента в две ступени продувочным агентом с получением промежуточной фракции, причем промежуточную фракцию после первой ступени направляют в поток, выходящий с

",0 адсорбции, а после второй ступени - — воз819075

15 врагцают в сырье в качестве рециркулята, и десорбции адсорбпрованных углеводородов десороирующим агентом.

Предпочтительно количество промея уточной фракции, возвращаемой в сырье в качестве рециркулята, составляет 25 — 70% от общей ее величины.

Отличие предло>кенного способа состоит в том, что стадию продувки слоя адсорбента осуществляют в две ступени, причем промежуточную фракцию после первой ступени направляют в поток, выходящий с адсорбции, а после второй ступени фракцию возвращают в сырье в качестве рециркулята.

В качестве сырья для предлагаемого способа можно использовать бензиновые, керосиновые и дизельно-нефтяные фракции, содержащие и-алканы и ароматические углеводороды.

Для выделения ароматических углеводородов используют бензиновые и керосиногазойлевые фракции с содержанием целевых углеводородов 15 — 30 /о.

Цеолит берут типа Х, У с размером пор

8 — 13 А.

Общая методика проведения процесса разделения углеводородов на примере выделения н-алканов.

Сырье — гидроочищенную керосино-газойлевую фракцию — смешивают с промежуточной фракцией, получаемой на второй ступени продувки, испаряют и подают в адсорбер, загруженный цеолитом типа 5А. и-Алканы Сд — С, содержащиеся в смеси, адсорбируются во внутренних микропорах цеолита, вытесняя при этом десорбент, адсорбированный в предыдущей стадии. Поток, выходящий из адсорбера, состоящий из денормализата (неадсорбированной части сырья) и десорбента, разделяют ректификацией. Денормализат является готовым продуктом, а десорбент возвраща>от в процесс. По окончании адсорбции проводят двуступенчатую стадию продувки, предназначенную для удаления из объема между зернами цеолита денормализата. Для этого в адсорбер подают испаренный продувочный агент (в частности, десорбент— н-гексан).

На первой ступени продувки смесь выходящих из адсорбера паров, состоящую в основном из десорбента и денормализата (промежуточная фракция I) направляют в поток денормализата. После окончания первой ступени продувки в адсорбер продолжают подавать с той же скоростью испаренный десорбент, а выходящий поток, в котором увеличилось содержание десорбированных и-алканов Сд — С (промежуточную фракцию П), направляют на рециркуляцию, т. е. на смешение с сырьем, поступающим на стадию адсорбции.

Так как скорость подачи десорбента в ходе продувки не меняется, продолжительность второй ступени составляет 25 — 70 /о от

4 общей продол>китсльности стадии продувки.

После завершения продувки для проведения десорбции в адсорбер подают испаренный десорбент (в частности, н-гексан), который вытесняет из внутренних пор цеолита и-алканы С, — С„, Поток, состоящиЙ из десорбента и н-алканов, разделяют ректификацией. и-Алканы С вЂ” С являются готовым продуктом, а десорбент возвращают в процесс.

По окончании десорбции все стадии процесса повторяют в той же последовательности. Процесс осуществляют в изотермичсских и изобарических условиях при температуре 300 †4 С и давлении 0 — 7 ати.

Пример 1. 380,5 кг сырья — гидроочищенной керосино-газойлевой фракции, выкипающей в пределах 200 — 320 С, содержащей 21,5 /о и-алканов Сд — С, смешивают с промежуточной фракцией (119,7 кг), выходящей со второй ступени продувки и состоящей из 13,6 /о и-алканов Сг> — С, 17,2io денормализата и 69,1 и н-гексана.

500,2 кг смеси с содер>канием и-алканов

19,6 /о в течение 6 мин подают в адсорбер, загруженный 5 т цеолита типа 5Л, в котором закончилась стадия десорбции. В 1ходящий из адсорбера поток разделяют ректификацией на денормализат (307,1 кг) и десорбент — и-гексан (386,8 кг). По окончании адсорбции проводят стадию продувки, для чего в течение 4 мин подают 250 кг испаренного десорбента — и-гексана. На первой ступени продувки в течение 3 мин смесь выходящих из адсорбера паров, состоящую из 33,5 /о денормализата, 1.2 /о и-алканов

С вЂ” С, и 65,3% н-гексана — промежуточную фракцию 1 — направляют в поток денормализата. После окончания первой ступени продувки в адсорбер на вторую ступень продолжают подавать н-гексан в течение 1 мин, а выходящий поток в количестве 119,75 кг, состоящий из 13,7% н-алканов, 16,7% денормализата и 69,6оо и-гексана — промежуточную фракцию 11, составляющую 67 /о от общего количества промежуточной фракции. направляют на смешение с сырьем, поступающим на стадию адсорбции.

Для десорбции поглощенных и-алканов через адсорбер пропускают в течение

10 мин 555 кг испаренного десорбента— н-гексана.

Выходящий из адсорбера поток разделяют ректифнкацией на и-алканы (73,5 кг) и и-гексан. Чистота извлекаемых н-алканов

98/o. Денормализат после смешения с промежуточной фракцией 1 и регенерации десорбента содер>кит 3.2% и-алканов. Выход и-алканов от потенциала сырьевой смеси составляет 73 вес. /О.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1. Получают 79% н-алканов от потенциала сырьевой смеси.

Предлагаемый способ

Показатель пример 3 пример 2 пример 1

Нагрузка по н-алканам в цикл, % на цеолит

Содержание н-алканов в сырьевой смеси, вес, Производительность по свежему сырью, отн. о

Циркуляция промеж .— точной фракции II: от общего количества промежуточной фракции

% от сырьевой смеси

Выход н-алканов, % от потенциала сырьевой смеси

2,1

2,06

2,1

2,0

20,6

21,0

19,6!

100 105

110

123

25,7

12,3

67

48

15

65,8 73

75

Составитель М. Сергеева

Редактор E. Хорина Техред И. Заболотнова Корректоры: A. Степанова и Н. Федорова

Заказ 2395

Изд. № 278 Тираж 448

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Загорская гипография Упрполиграфиздата Мособлисполком"

Пример 3. Условия аналогичны примерам 1 и 2 за исключением проведения продувки. Рециркулирующая промежуточная фракция Il составляет 48% от общего количества промежуточной фракции и содержит 45% и-алканов, Производительность при этом составляет 412,3 кг, а выход от потенциала в сырьевой смеси в расчете на

100% и-алканов — 75%.

Чистота извлекаемых и-алканов 98%.

Денормализат после смешения с промежуточной фракцией 1 и регенерации десорбента содержит 4% и-алканов.

П р и м с р 4. 350 кг сырья — фракции нефти, выкипающей в пределах 60 — 105 С и содержащей 28% ароматических углеводородов, смешивают с промежуточной фракцией (116,2 кг), выходящей со второй ступени продувки и состоящей из 17,5% ароматических, 17,3% па а иновых и нафтеноP ф вых углеводородов и 65,2% десорбента (водяного пара). 466,2 кг смеси в течение

10 мин подают в адсорбер, загруженный

5 т цеолита типа Х, в котором закончилась стадия десорбции. Выходящий из адсорбера поток разделяют на деароматизат (продукт, обедненный ароматическими соединениями — 238 кг) и воду (158 кг) .

По окончании стадии адсорбции проводят стадию продувки, для чего в течение

5 мин 100 кг водяного пара пропускают через слой цеолита.

На первой ступени продувки в течение

2,5 мин смесь выходящих из адсорбера паров, состоящих из 9,5% ароматических.

43,4% парафино-нафтеновых углеводородов и 47% водяных паров — промежуточную фракцию 1 — направляют в поток деароматизата. После окончания первой ступени продувки продолжают подавать водяной пар, а выходящий поток в количестве

116,2 кг, состоящий из 17,5% ароматических и 17,3% парафино-нафтеновых углеводородов, а также 65,2% водяных паров— промежуточную фракцию II — направляют на смец!ение с сырьем, поступающим на стадию адсорбции.

Для десорбции ароматических углеводородов через адсорбер пропуска!от в течение

15 мин 500 кг водяного пара.

Выходящий из адсорбера поток разделяют на ароматический концентрат с содержанием ароматических углеводородов 76,8% и воду. Деароматизат в смеси с промежуточной фракцией 1 содержит 6,9% ароматических углеводородов.

В таблице приводятся сравнительные данные по известному и предлагаемому способам, 20

Положительный эффект предлагаемого способа достигается путем того, что при большем насыщении промежуточной фракции и-алканами увеличивается содержание их в сырьевой смеси и тем самым интенсифицируется процесс адсорбции. Кроме того, при одинаковой нагрузке на цеолит по и-алканам путем уменьшения количества циркулирующей промежуточной фракции увеличивается производительность по свежему сырью на 5 — 20% в сравнении с известным способом.

Формула изобретения

1. Способ адсорбционного разделения углеводородов на цеолите путем адсорбции углеводородов, продувки слоя адсорбента продувочным агентом с получением промежуточной фракции, используемой в качестве рециркулята, и десорбции адсорбированных углеводородов десорбирующим агентом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, продувку слоя адсорбента осуществляют в две ступени, причем промежуточную фракцию после первой ступени направляют в поток, выходящий с адсорбции, а после второй ступени возвращают в сырье в качестве рециркулята.

2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что количество промежуточной фракции, возвращаемой в сырье в качестве рециркулята, составляет 25 — 70% от общей ее величины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США № 3291725, кл. 203—

310, опублик. 1967.

2. Патент США № 3342725, кл. 208 — 310, опублик. 1968 (прототип).