HU209279B - Process and apparatus for treating liquides in alkylating process - Google Patents

Description

belsejében elosztó eszközök (50, 52), előnyösen terelők vannak, amelyekkel a leválasztó szakasz alsó része a nehezebb folyadék (38) nagyobb részét befogadó több kamrára (54,56,58,58) van osztva.

Az eljárás lényege, hogy nehezebb folyadékból (38) és könnyebb folyadékból (40) álló, több felszálló reaktorban (10,12) előállított keveréket vezetünk be egy ülepítőtartály (14) leválasztó szakaszába, és a nehezebb folyadékból (38) és könnyebb folyadékból (40) álló keveréket ebben a leválasztó szakaszban szétválasztjuk, miközben a nehezebb folyadék (38) és könnyebb folyadék (40) között a leválasztó szakaszban folyadék-folyadék határfelület (36) alakul ki, majd a nehezebb folyadékot (38) a leválasztó szakasz alsó részében több kamrába (54,56,58, 60) osztjuk szét, amelyek a nehezebb folyadék (38) nagyobb részét befogadják.

A találmány tárgya eljárás és berendezés folyadékok kezelésére, amely berendezésnek függőlegesen álló ülepítő tartálya van, amely leválasztó szakaszt képez és ennek alsó része és felső része van, nehezebb folyadékot és könnyebb folyadékot tartalmazó keverék szétválasztására, továbbá ezt a keveréket a leválasztó szakaszba bevezető és abban a nehezebb folyadék és a könnyebb folyadék közötti szinten folyadék-folyadék határfelületet képező eszköze van, és a nehezebb folyadék a leválasztó szakasz alsó részében helyezkedik el, amely alsó részhez kiömlővezetékek kapcsolódnak.

Általános gyakorlat a kőolaj-iparban, hogy nagy oktánszámú motorolajat állítanak elő oly módon, hogy izoparaffint olefinnel alkileznek katalizátor jelenlétében, amely célszerűen folyékony fluorhidrogénsav, vagy hidrogén-fluorid. Ezt az eljárást általában HF alkilezési eljárásnak, vagy egyszerűen alkilezési eljárásnak nevezik. A szénhidrogént és savat tartalmazó alkilező reaktorból kifolyó folyadékot általában egy függőleges elrendezésű ülepítőtartályba vezetik, az ülepítőtartály hossza mentén lévő közbenső pontban. A szénhidrogén-fázist a savas-fázistól az ülepítőtartályban választják el úgy, hogy a szénhidrogén-fázis az ülepítőtartály felső részében és a savas-fázis az ülepítőtartály alsó részében marad. Ennek megfelelően a savas-fázis és a szénhidrogén-fázis között az ülepítőtartályon belül folyadék-folyadék határfelület jön létre. Ez a folyadék-folyadék határfelület az ülepítőtartály magasságában egy olyan pont mentén helyezkedik el, ahol az anyag savkoncentrációja az ülepítőtartályban nagyobb egy meghatározott értékkel, mint a reaktorból az ülepítőtartályba szállított alkilezett termék savkoncentrációja. A szénhidrogén-fázist frakcionálják, hogy leválaszszák az alacsony forráspontú szénhidrogéneket az alkilezett termékről, míg a savas-fázist fűtik, és visszakeringtetik az alkilező reaktorba, hogy újra felhasználják az alkilezési eljárásban. Ha szükséges, akkor a savas katalizátort ki lehet vonni a rendszerből, tisztítás céljából. A tisztított savas katalizátort és a szükséges járulékos friss savat visszavezetik az alkilező reaktorba.

A 32131567 sz. USA szabadalom olyan eljárást ismertet, amelynél kétfázisos folyadékot (fluorhidrogén-savat és szénhidrogént) választanak szét egy elválasztó szakaszban. A szétválasztáshoz alkalmazott berendezést is ismerteti a szabadalom. A berendezés ülepítőt és ehhez csatlakoztatott reaktort tartalmaz. Az ülepítő feneke sav-visszatérítő vezetékhez van csatlakoztatva.

Ennek a berendezésnek a hiányossága, hogy az ülepítőtartályban keletkező szivárgás az ülepítőtartály alsó részében lévő teljes folyadékmennyiség elfolyásához vezethet, amely folyadék például erősen korrozív fluorhidrogén-sav lehet.

Ismeretes, hogy az alkilező eljárás gazdaságosságát javítani lehet, ha két vagy több alkilező reaktort alkalmaznak, és az egyes alkilezett termék-áramokat egy közös ülepítőtartályba vezetik, és ily módon a közös ülepítőtartály alsó részében a savas katalizátorokból közös medencét képeznek. A savas katalizátort azután kivonják a közös medencéből és különálló áramokként vezetik a megfelelő alkilező reaktorokba. Míg egy olyan alkilező rendszert, amely több reaktort és közös sav-katalizátor medencét alkalmaz, hatékony abból a szempontból, hogy csökkenti a beruházási költségeket, ugyanakkor megtartja a kívánt szénhidrogén-katalizátor arányt minden reaktor számára, és hatékony abban is, hogy növeli a jó minőségű, gazolin forráspontú anyagok termelékenységét, a rendszer biztonságát tekintve számos meggondolás adódik. így például egy közös sav-katalizátor medencével, ha az egyik reaktorban szivárgás történik, akkor ez valamennyi reaktort ellátó katalizátor-medence leengedését eredményezheti. Ilyen megoldást ismertet a 4579998 sz, USA szabadalom.

Folyékony savas katalizátort kezelő rendszerek, amelyek alkilező eljárással vannak társítva, úgy vannak tervezve, hogy szivárgásmentes katalizátorfolyadékot kezelő rendszerük legyen. Nagyobb biztonság okáért azonban előnyös, ha csökkenteni lehet, amenynyire csak lehetséges a kiömlést, ami akkor következik be, ha szivárgás jön létre a folyékony savas katalizátorrendszerben.

Ennek megfelelően a találmány célja, hogy az alkilező eljárás biztonságát növelje. A találmány további célja, hogy a kőolaj-finomító eljárás és ehhez alkalmazott berendezés biztonságát növelje. Végül a találmány célja olyan berendezés és eljárás létrehozása, amely csökkenti a savas katalizátor kiömlését abban az esetben, ha a savas katalizátor-rendszerben szivárgás keletkezik.

Ezt a feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy az ülepítőtartály belsejében elosztó eszközök, előnyösen terelők vannak, amelyekkel a leválasztó szakasz alsó része a nehezebb folyadék nagyobb részét befogadó több kamrára van osztva.

Előnyösen az elosztó eszközök terelőt tartalmaznak, amely a leválasztó szakasz alsó részének fenekéből felfelé kiáll és a határfelület közeiéig ér.

Célszerűen az elosztó eszközök terelőt tartalmaznak, amely a leválasztó szakasz alsó részének feneké2

HU 209 279 Β bői felfelé kiáll és a leválasztó szakasz középső részéig ér.

Előnyösen a nehezebb folyadék folyékony hidragén-fluorid katalizátort tartalmaz és a könnyebb folyadék folyékony szénhidrogént tartalmaz és a keveréket a leválasztó szakaszba bevezető eszközök egy vagy több felszálló reaktort tartalmaznak, továbbá folyékony hidrogén-fluorid katalizátort és folyékony szén-dioxidot tartalmazó, reaktorból kifolyó folyadékot, a felszálló reaktorból az elválasztó szakaszba átbocsátó eszközt tartalmaznak.

Célszerűen a berendezésnek kiömlővezetékei vannak, amelyek egy-egy kamrával vannak összekötve és keringtető csővezetékei, amelyek a megfelelő kiömlóvezetékekhez vannak csatlakoztatva.

A találmány tárgya továbbá eljárás folyadékok kiömlésének csökkentésére és a biztonság növelésére a találmány szerinti berendezéssel végzett eljárásnál.

Az eljárás lényege, hogy nehezebb folyadékból és könnyebb folyadékból álló, több felszálló reaktorban előállított keveréket vezetünk be egy ülepítőtartály leválasztó szakaszába, és a nehezebb folyadékból és könnyebb folyadékból álló keveréket ebben a leválasztó szakaszban szétválasztjuk, miközben a nehezebb folyadék és könnyebb folyadék között a leválasztó szakaszban folyadék-folyadék határfelület alakul ki, majd a nehezebb folyadékot a leválasztó szakasz alsó részében, több kamrába osztjuk szét, amelyek a nehezebb folyadék nagyobb részét befogadják.

Célszerűen az ülepítőtartályt a telítettnél kisebb szinten működtetjük, így a leválasztó szakasz felső részében gáznemű szénhidrogén fázist hozunk létre.

Előnyösen a nehezebb folyadékot több függőlegesen felfelé nyúló folyadékkamrába osztjuk szét a folyadék-folyadék határfelület közelébe érő terelő segítségével.

Célszerűen a nehezebb folyadékot több függőlegesen felfelé nyíló folyadékkamrába osztjuk szét a leválasztó szakasz középső részéig érő terelők segítségével.

Előnyösen a keverékben nehezebb folyadékként folyékony hidrogén-fluorid katalizátort és könnyebb folyadékként folyékony szénhidrogént használunk a keverékhez.

Célszerűen a keverékként HF alkilezési eljárásból származó folyadékot alkalmazunk.

A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakját tüntetik fel.

Az 1. ábrán a felszálló reaktor, az ülepítőtartály és a hűtők elrendezése látható vázlatosan, elölnézetben.

A 2. ábra az 1. ábra 2-2 vonala mentén vett oldalnézet. A 3. ábra az 1. ábra 3-3 vonala mentén vett oldalnézet. A 4. ábra az 1. ábra 4-4 vonala mentén vett metszet.

A soron következő leírásban azokat a részeket, amelyek egy vagy több ábrán szerepelnek, azonos hivatkozási számmal jelöltük. Az 1., 2. és 3. ábrán ábrázolt kivitelnél négy függőlegesen álló, cső alakú reaktor látható, amelyeket a továbbiakban 10, 11, 12 és 13 felszálló reaktornak nevezünk. Ezek tetejükön szabadon közlekednek egy lényegében függőlegesen elhelyezett 14 ülepítőtartállyal a 16, 17, 18, 19 csővezeték révén. A 14 ülepítőtartály függőleges elválasztó zónát határoz meg, amelynek van egy alsó része, felső része és középső része. A 14 ülepítőtartályban olyan eszközök vannak, amellyel a 38 nehezebb folyadékot és 40 könnyebb folyadékot tartalmazó keveréket szét lehet választani. A folyékony-folyékony 36 határfelület a 14 ülepítőtartályban olyan szinten jön létre, amely az alsó 38 nehezebb folyadék és a felette lévó 40 könnyebb folyadék között van. A kiviteli példában a létrejövő 36 határfelület a közös 14 ülepítőtartály kamrájának függőleges hossza mentén helyezkedik el.

A 14 ülepítőtartály hossza mentén egy közbenső pontban 34 kiömlóvezeték van elhelyezve a leválasztott folyékony szénhidrogén leválasztására.

Amint ez a 4. ábrából világosan látható, a közös 14 ülepítőtartály alsó része 50, 52 terelőkkel van ellátva, amelyek a 14 ülepítőtartály alsó részét négy 54,56,58, 60 kamrára osztják. Amint az 1., 2., 3. ábrákból még világosabban kitűnik, az 50,52 terelők a 14 ülepítőtartály fenekétől legalábbis a 36 határfelület közeiéig nyúlnak.

A közös 14 ülepítőtartály fenekénél abból lefelé kinyúló 26, 27, 28, 29 kiömlővezetékek vannak elhelyezve, a folyékony savas katalizátor kivonására és visszakeringtetésére. A 26,27,28,29 kiömlővezetékek alsó végüknél megfelelő 30, 31, 32, 33 csővezetékek útján a 20,21,22,23 hűtőkkel vannak összekötve.

Amint a 4. ábrán látható, a 14 ülepítőtartály fenekében továbbá 62, 64, 66, 68 kiömlőnyílások vannak kialakítva, amelyek áramlástechnikailag a 28,26,27 és 29 kiömlóvezetékekkel vannak összekötve. A 62, 64, 66, 68 kiömlőnyílások a savas katalizátor elvezetésére szolgálnak az 54, 56, 58, 60 kamrákból, ezért azokhoz vannak társítva.

Bár az 1-4. ábrákon négy reaktort ábrázoltunk, a gyakorlatban bármennyi reaktor alkalmazható.

A berendezés a következőképpen működik:

Üzemeltetés alatt folyékony szénhidrogén keveréket, amely alkilezőszer keveréket tartalmaz, mint például alacsony forráspontú olefint, például butilént és alkilezhető szénhidrogént, mint például alacsony forráspontú izoparaffint, például izobutánt, valamint friss savas katalizátort vezetünk be a 24 vezetéken keresztül. A betáplált keveréket nagy sebességgel beporlasztjuk a 20, 21, 22, 23 hűtők héjába, amely hűtött, folyékony, savas katalizátort tartalmaz, és így a savas katalizátort keringésbe hozzuk a szénhidrogén keverékben azáltal, hogy sűrűségkülönbség van a 14 ülepítótartályból leülepedett sav és a szénhidrogén betáplálással beporlasztott friss savas katalizátor között. Ily módon savas katalizátort vesz fel az áramlás a betáplált folyékony szénhidrogén keverékből. Ezt a keveréket felfelé porlasztjuk nagy sebességgel a 20, 21, 22, 23 hűtőkön keresztül, a 10, 11, 12, 13 felszálló reaktorok beömlőnyílásaiba. A szénhidrogén keverék és a hűtött, visszakeringtetett savas katalizátor ellenáramban áthalad a 10, 11, 12, 13 felszálló reaktorokon, ami nagyobb molekulatömegű szénhidrogén anyag vagy nagyobb ok3

HU 209 279 Β tánszámú alkilezett termék képzéséhez vezet, amint az a szakemberek számára jól ismert.

A reaktorból kifolyó folyadék, amely alkilezett terméket, azaz szénhidrogént, katalizátort és reakcióba nem hozott szénhidrogént tartalmaz, a 10, 11, 12 és 13 felszálló reaktorokból a 14 ülepítőtartályba jut a 16,17, 18, 19 csővezetékeken keresztül. A 14 ülepítőtartály alsó részében leülepedett anyag savkoncentrációja egy előre meghatározott értékkel egyenlő vagy nagyobb, mint a savkoncentráció a reaktorból kifolyó folyadékban, amelyet a 17 és 19 csővezetékeken keresztül táplálunk be a közös 14 ülepítőtartályba.

A 14 ülepítőtartály egyik oldalához a 10,11,12,13 felszálló reaktorokból érkező savas katalizátor, amely többnyire a 14 ülepítőtartály falai mentén folyik lefelé, legnagyobbrészt visszavezetődik a megfelelő 10, 11, 12, 13 felszálló reaktorba.

A 14 ülepítőtartályban a 10, 11, 12, 13 felszálló reaktorokból jövő folyadék szétválik alsó folyékony savas-fázisra és felső folyékony szénhidrogén-fázisra. A találmány értelmében a 14 ülepítőtartály előnyösen mind folyékony, mind gáznemű szénhidrogén-fázissal dolgozik amint az az 1. ábrán látható.

A folyékony-folyékony 36 határfelület a 14 ülepítőtartályban az alsó 38 nehezebb folyadék és a felette lévő 40 könnyebb folyadék között jön létre.

A rajzokon ábrázolt alkilező egységet úgy működtetjük, hogy a 36 határfelület a különböző 54, 56, 58, 60 kamrákban különböző legyen. Az 50,52 terelők ezért felfelé nyúlnak, a 36 határfelület közelébe az egyik kamrában, míg lényegesen a 36 határfelület fölé nyúlnak a szomszédos kamrában. Ennek megfelelően az 50,52 terelők bármilyen magasak lehetnek, és benyúlhatnak a 40 könnyebb folyadékba, ha szükséges. Az 50,52 terelőkkel szemben támasztott követelmény az, hogy elég magasra nyúljanak fel ahhoz, hogy biztosítsák, hogy az 54,56,68, 60 kamrák tartalmazzák az összes savas katalizátort a 14 ülepítőtartály alsó részében.

A savas katalizátort visszakeringtetjük az 54, 56, 58, 60 kamrákból a 62,64,66,68 kiömlőnyílásokon át a 10, 11, 12, 13 felszálló reaktorokba, a 30, 31, 32, 33 csővezetékeken és a 20,21, 22,23 hűtőkön keresztül.

A találmány nem függ speciális reakciófeltételektől, vagy reagensektől, úgyhogy ezek a szokásosak és általánosan használtak. Amint azonban már említettük, kívánatos, hogy a 14 ülepítőtartály úgy működjön, hogy ne legyen tele folyadékkal, és kis nyomáson működjön, így meghibásodás esetén a szivárgás sebessége minimális legyen.

Az egyszerűség kedvéért a szokásos segédberendezéseket, mint például szivattyúkat, betápláló elemeket, hőcserélőket, mérő- és szabályozó berendezéseket stb. nem ismertettük a leírásban, mivel ezek nem képezik a találmány tárgyát.

A találmány alkalmazható akkor is, ha nagy sűrűségű folyadék van az ülepítőtartályban. A találmányon számos módosítás eszközölhető, például kiegészítő kamrákat alkalmazhatunk a savas katalizátor számára, anélkül, hogy a találmány tárgykörét megváltoztatnánk.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés folyadékok kezelésére, amely berendezésnek függőlegesen álló ülepítőtartálya van, amely leválasztó szakaszt képez és ennek alsó része és felső része van, nehezebb folyadékot és könnyebb folyadékot tartalmazó keverék szétválasztására, továbbá ezt a keveréket a leválasztó szakaszba bevezető és abban a nehezebb folyadék és a könnyebb folyadék közötti szinten folyadék-folyadék határfelületet képező eszköze van, és a nehezebb folyadék a leválasztó szakasz alsó részében helyezkedik el, amely alsó részhez kiömlővezetékek kapcsolódnak, azzal jellemezve, hogy az ülepítőtartály (14) belsejében elosztó eszközök (50, 52), előnyösen terelők vannak, amelyekkel a leválasztó szakasz alsó része a nehezebb folyadék (38) nagyobb részét befogadó több kamrára (54,56,58,60) van osztva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az elosztó eszközök (50) leválasztó szakasz alsó részének fenekéből felfelé kiálló és a határfelület (36) közeiéig érő terelők.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az elosztó eszközök (52) a leválasztó szakasz alsó részének fenekéből felfelé kiálló és a leválasztó szakasz középső részéig érő terelők.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nehezebb folyadék (38) folyékony hidrogén-fluorid katalizátort és a könnyebb folyadék (40) folyékony szénhidrogént tartalmaz és a keverékeknek a leválasztó szakaszba való bevezetésére a berendezés egy vagy több felszálló reaktort (10,11, 12,13), továbbá a reaktorból kifolyó folyadékot a felszálló reaktorból (10, 11, 12, 13) a leválasztó szakaszba átvezető csővezetékeket (16, 17, 18, 19) tartalmaz.
5. 5. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy, a kamrákhoz (54,56,58,60) kiömlővezetékek (26,27,28,29) és ezekhez keringtető csővezetékek (30,31,32,33) vannak csatlakoztatva.
6. 6. Eljárás folyadékok kiömlésének csökkentésére és a biztonság növelésére az 1. igénypont szerinti berendezéssel végzett eljárásnál, azzal jellemezve, hogy nehezebb folyadékból (38) és könnyebb folyadékból (40) álló, több felszálló reaktorban (10, 11, 12, 13) előállított keveréket vezetünk be egy ülepítőtartály (14) leválasztó szakaszába, és a nehezebb folyadékból (38) és könnyebb folyadékból (40) álló keveréket ebben a leválasztó szakaszban szétválasztjuk, miközben a nehezebb folyadék (38) és könnyebb folyadék (40) között a leválasztó szakaszban folyadék-folyadék határfelület (36) alakul ki, majd a nehezebb folyadékot (38) a leválasztó szakasz alsó részében több kamrába (54, 56, 58, 60) osztjuk szét, amelyek a nehezebb folyadék (38) nagyobb részét befogadják.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ülepítőtartályt (14) a telítettnél kisebb szinten működtetjük, így a leválasztó szakasz felső részében gáznemű szénhidrogén fázist hozunk létre.
8. 8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nehezebb folyadékot (38) több, függőlegesen