RU2540404C1 - Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream - Google Patents
Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540404C1 RU2540404C1 RU2013131739/04A RU2013131739A RU2540404C1 RU 2540404 C1 RU2540404 C1 RU 2540404C1 RU 2013131739/04 A RU2013131739/04 A RU 2013131739/04A RU 2013131739 A RU2013131739 A RU 2013131739A RU 2540404 C1 RU2540404 C1 RU 2540404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- hydrocarbons
- stream
- circulating
- isomerization
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к изомеризации углеводородов для получения высокооктанового компонента бензина и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.The invention relates to the isomerization of hydrocarbons to obtain a high-octane component of gasoline and can be used in the refining and petrochemical industries.
Известен способ изомеризации легких парафиновых углеводородов C4-C6, включающий смешение их с водородом или водородсодержащим газом, причем мольное отношение H2:углеводороды на входе в реактор изомеризации составляет (0,2-7):1 (патент на изобретение RU 2176233 C1, C07C 5/27, C10G 35/085, 27.11.2001). Недостатками данного способа являются:A known method of isomerization of light paraffin hydrocarbons C 4 -C 6 , including mixing them with hydrogen or a hydrogen-containing gas, the molar ratio of H 2 : hydrocarbons at the inlet of the isomerization reactor is (0.2-7): 1 (patent for the invention RU 2176233 C1 , C07C 5/27, C10G 35/085, 11/27/2001). The disadvantages of this method are:
- использование водородсодержащего газа, содержащего компоненты 2,2-ДМБ и изопентаны, снижающие селективность процесса изомеризации;- the use of a hydrogen-containing gas containing components of 2,2-DMB and isopentanes, which reduce the selectivity of the isomerization process;
- в патенте отсутствует конкретизация случаев, в которых может использоваться водородсодержащий газ или должен использоваться свежий водород.- the patent does not specify the cases in which a hydrogen-containing gas may be used or fresh hydrogen should be used.
Известна установка изомеризации, содержащая блоки каталитической изомеризации, стабилизации и ректификационную колонну для извлечения из продуктов изомеризации изомеризата нормального гексана, возвращаемого в реактор в качестве рецикла (Ахметов С.А. Лекции по технологии глубокой переработки нефти в моторные топлива: учебное пособие. СПб: Санкт-Петербургское медицинское издательство, 2007, с.262). Основными недостатками установки являются отсутствие циркуляции водородсодержащего газа, приводящей к ухудшению экономических характеристик процесса, и низкое качество фракционирования.A known isomerization unit containing catalytic isomerization, stabilization units and a distillation column for extracting normal hexane from the isomerization products of isomerizate returned to the reactor as a recycle (Akhmetov SA Lectures on the technology of deep processing of oil into motor fuels: a training manual. St. Petersburg: St. -Petersburg Medical Publishing House, 2007, p.262). The main disadvantages of the installation are the lack of circulation of a hydrogen-containing gas, leading to a deterioration in the economic characteristics of the process, and low quality fractionation.
Известна установка изомеризации «Изомалк-2», направленная на получение бензиновой фракции и включающая трубчатую печь, реакторы изомеризации, сепаратор, осушитель водородсодержащего газа, компрессор, колонну стабилизации (Производство экологически чистых автобензинов. Новейшие сведения по проектированию и строительству установок изомеризации. Анализ технологических схем. http://nefthim.com/pics/press_cat1_item58_pre.pdf). Недостатками данной установки являются:Known isomerization unit "Isomalk-2", aimed at obtaining a gasoline fraction and comprising a tube furnace, isomerization reactors, a separator, a desiccant of hydrogen-containing gas, a compressor, a stabilization column (Production of environmentally friendly gasolines. The latest information on the design and construction of isomerization units. Analysis of technological schemes of isomerization . http://nefthim.com/pics/press_cat1_item58_pre.pdf). The disadvantages of this installation are:
- подача с верха сепаратора циркулирующего водородсодержащего газа, содержащего компоненты 2,2-ДМБ и изопентаны, снижающие селективность процесса изомеризации непосредственно в реакторы изомеризации;- feeding from the top of the separator a circulating hydrogen-containing gas containing components of 2,2-DMB and isopentanes, which reduce the selectivity of the isomerization process directly to the isomerization reactors;
- имеющийся на установке стабилизатор не предусматривает циркуляции нормальных пентановых и гексановых углеводородов, возвращаемых в реакторы изомеризации, что снижает выход конечных продуктов.- the stabilizer available on the installation does not provide for the circulation of normal pentane and hexane hydrocarbons returned to isomerization reactors, which reduces the yield of final products.
По технической сущности наиболее близким к заявляемому изобретению является способ изомеризации C5-C6углеводородов, включающий загрузку водорода и сырья, содержащего C5-C6углеводороды, в зону изомеризации, продукты которой направляются в сепаратор, снизу сепаратора отводят на разделение в блок фракционирования, состоящий по крайней мере из одной ректификационной колонны, поток продукта, содержащего C4 и более тяжелые углеводороды, а с верха сепаратора отводят газовый поток, состоящий из водорода и легких углеводородов, который подвергают рециркуляции с использованием рециркулирующего компрессора для объединения с сырьем, куда при необходимости вводят дополнительное количество водорода (патент на изобретение RU 2364582 C2, C07C 5/22, C07C 9/16, 20.04.2009). Недостатками данного способа являются:By technical nature, the closest to the claimed invention is a method for the isomerization of C 5 -C 6 hydrocarbons, which includes loading hydrogen and raw materials containing C 5 -C 6 hydrocarbons into the isomerization zone, the products of which are sent to a separator, from the bottom of the separator are taken to separation in a fractionation unit consisting of at least one fractionator product stream comprising c 4 and heavier hydrocarbons, and is withdrawn from the top separator gas stream consisting of hydrogen and light hydrocarbons which podver ayut recirculation using recycle compressor for combining with the feedstock, where additional hydrogen is introduced as necessary (patent RU 2364582 C2, C07C 5/22, C07C 9/16, 20.04.2009). The disadvantages of this method are:
- использование циркулирующего водородсодержащего газа, содержащего компоненты 2,2-ДМБ и изопентаны, снижающие селективность процесса изомеризации;- the use of a circulating hydrogen-containing gas containing components of 2,2-DMB and isopentanes, which reduce the selectivity of the isomerization process;
- в патенте не уточнено, в каких случаях осуществляется подача свежего водорода.- the patent does not specify in which cases fresh hydrogen is supplied.
Известна также установка изомеризации C5-C6углеводородов с подачей циркулирующего потока водорода, включающая реактор изомеризации сырья, сепаратор, блок фракционирования, состоящий из одной ректификационной колонны с штуцерами вывода продуктов ректификации, холодильники, рибойлеры, компрессор, насосы, трубопроводы, объединяющие технологические аппараты в единую технологическую схему (патент на изобретение RU 2364582 C2, C07C 5/22, C07C 9/16, 20.04.2009). Основными недостатками установки являются:Also known is a C 5 -C 6 hydrocarbon isomerization unit with a circulating hydrogen flow supply, including a raw material isomerization reactor, a separator, a fractionation unit consisting of one distillation column with rectification product outlet fittings, refrigerators, riboilers, a compressor, pumps, pipelines that combine technological devices into a single technological scheme (patent for invention RU 2364582 C2, C07C 5/22, C07C 9/16, 04/20/2009). The main disadvantages of the installation are:
1) подача с верха сепаратора циркулирующего водородсодержащего газа, содержащего компоненты 2,2-ДМБ и изопентаны, снижающие селективность процесса изомеризации непосредственно в реакторы изомеризации;1) supply from the top of the separator a circulating hydrogen-containing gas containing components of 2,2-DMB and isopentanes, which reduce the selectivity of the isomerization process directly to the isomerization reactors;
2) имеющаяся на установке одна ректификационная колонна не обеспечивает четкого извлечения рециркулирующих нормальных пентанового и гексанового углеводородов, возвращаемых в реакторы изомеризации, поскольку одновременно с нормальными пентаном и гексаном в этот поток попадают изогексаны, что снижает выход конечных продуктов.2) one distillation column available at the plant does not provide a clear recovery of the recirculating normal pentane and hexane hydrocarbons returned to the isomerization reactors, since isohexanes enter this stream simultaneously with normal pentane and hexane, which reduces the yield of final products.
3) недостаточная глубина извлечения продуктов изомеризации, связанная с фракционированием продуктов изомеризации в одной ректификационной колонне и потерями продуктов изомеризации в водород содержащий газ.3) insufficient depth of extraction of isomerization products associated with the fractionation of isomerization products in one distillation column and the loss of isomerization products into hydrogen containing gas.
При создании изобретения ставилась задача увеличения выхода высокооктанового компонента для компаундирования товарных бензинов за счет интенсификации работы реактора изомеризации и повышения четкости разделения продуктов изомеризации.When creating the invention, the task was to increase the output of the high-octane component for compounding marketable gasolines by intensifying the operation of the isomerization reactor and increasing the clarity of the separation of isomerization products.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе изомеризации C5-C6углеводородов с подачей циркулирующего водорода, включающем загрузку водорода и сырья, содержащего C5-C6углеводороды, в зону изомеризации, продукты которой направляют в сепаратор, снизу сепаратора отводят на разделение в блок фракционирования, состоящий по крайней мере из одной ректификационной колонны, поток продукта, содержащего C4 и более тяжелые углеводороды, а с верха сепаратора отводят газовый поток, состоящий из водорода и легких углеводородов, последний подвергают рециркуляции с использованием рециркулирующего компрессора для объединения с сырьем, при необходимости вводят дополнительное количество водорода, осуществляют очистку циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6, являющихся конечными продуктами процесса изомеризации, до величины, не превышающей их присутствия в исходном сырье, а также от компонентов, выкипающих выше температуры кипения изопентана, а блок фракционирования состоит из стабилизатора, первой и второй ректификационных колонн.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of isomerization of C 5 -C 6 hydrocarbons with the supply of circulating hydrogen, including the loading of hydrogen and raw materials containing C 5 -C 6 hydrocarbons, into the isomerization zone, the products of which are sent to the separator, are taken away from the separator to the separation a fractionation unit consisting of at least one fractionator product stream comprising c 4 and heavier hydrocarbons, and is removed from the top of the separator the gas stream consisting of hydrogen and light hydrocarbons, the latter d is recycled using recycle compressor for combining with the raw material, if necessary, adding additional hydrogen by purification of the circulating flow of hydrogen from hydrocarbons C 5 and C 6, which are the end products of the isomerization process, to a value not greater than their presence in the feedstock, and also from components boiling above the boiling point of isopentane, and the fractionation unit consists of a stabilizer, first and second distillation columns.
Целесообразно очистку циркулирующего потока водорода обеспечивать абсорбцией с подачей в качестве абсорбента внешней углеводородной фракции, содержащей C5 или C6 углеводороды или их смесь, в которой отсутствуют либо присутствуют до 0,5% масс. конечных продуктов процесса изомеризации.It is advisable to purify the circulating hydrogen stream by providing absorption with the supply of an external hydrocarbon fraction containing C 5 or C 6 hydrocarbons or a mixture thereof, in which up to 0.5% of the mass is absent or present, as an absorbent. end products of the isomerization process.
Целесообразно очистку циркулирующего потока водорода обеспечивать абсорбцией с подачей в качестве абсорбента пентанового или гексанового рециклов или их смеси, получаемых на блоке фракционирования. Использование пентановой фракции, выделенной в виде рецикла из колонны депентанизации или деизопентанизации-депентанизации, позволяет абсорбировать конечные продукты изомеризации во избежание обратного попадания их в реактор, что приведет к торможению основной реакции изомеризации. Аналогично, при использовании в качестве абсорбента гексановой фракции, выделяемой в виде рецикла из колонны деизогексанизатора, происходит селективное удаление конечных продуктов изомеризации из циркулирующего потока водорода. Насыщенные конечными продуктами изомеризации пентановый и гексановый рециклы возвращаются обратно в соответствующие колонны. При применении смеси пентанового и гексанового рециклов в качестве абсорбента осуществляется их обогащение конечными продуктами изомеризации. При этом во всех вариантах использования абсорбента обеспечивается глубокая очистка циркулирующего потока водорода преимущественно от изомерных углеводородов, что способствует интенсификации работы реактора изомеризации. Преимуществом данного способа являются минимальные затраты на очистку циркулирующего потока водорода за счет использования абсорбентов собственного производства, что исключает очистку абсорбента от вредных примесей и влаги при использовании стороннего абсорбента, а также возможность использования необходимого для очистки циркулирующего потока водорода абсорбентов в широком диапазоне расходов.It is advisable to purify the circulating stream of hydrogen by providing absorption with the supply of pentane or hexane recycles or a mixture thereof obtained on the fractionation unit as absorbent. The use of the pentane fraction recovered from the depentanization or deisopentanization-deptentanization column allows absorption of the final isomerization products in order to prevent their return to the reactor, which will inhibit the main isomerization reaction. Similarly, when the hexane fraction recovered from the deisohexanizer column is used as absorbent, the final isomerization products are selectively removed from the circulating hydrogen stream. Saturated with the end products of isomerization, pentane and hexane recycles are returned back to the corresponding columns. When using a mixture of pentane and hexane recycles as an absorbent, they are enriched with the final products of isomerization. Moreover, in all variants of the use of absorbent, a deep purification of the circulating hydrogen stream is ensured mainly from isomeric hydrocarbons, which contributes to the intensification of the operation of the isomerization reactor. The advantage of this method is the minimal cost of cleaning the circulating hydrogen stream through the use of absorbents of our own production, which eliminates the cleaning of the absorbent from harmful impurities and moisture when using a third-party absorbent, as well as the possibility of using the absorbents necessary for cleaning the circulating hydrogen stream in a wide range of costs.
Целесообразно очистку циркулирующего потока водорода обеспечивать мембранным способом, который позволяет эффективно выделить водород из газовых смесей, содержащих водород в пределах 40-80%. С помощью мембранного способа возможно получение водорода с чистотой не менее 98%, что интенсифицирует работу реактора изомеризации. Кроме того, преимуществами мембранного способа являются непрерывность процесса, его простота, компактность оборудования, быстрый выход на рабочий режим. Мембранные процессы активно применяются в регенерации продувочных и сбросных газов циклических процессов нефтепереработки и нефтехимии, дают высококонцентрированный водород, который возвращают в процесс, тем самым экономится расход свежего водорода.It is advisable to provide the purification of the circulating hydrogen stream with a membrane method, which makes it possible to efficiently separate hydrogen from gas mixtures containing hydrogen in the range of 40-80%. Using the membrane method, it is possible to produce hydrogen with a purity of at least 98%, which intensifies the operation of the isomerization reactor. In addition, the advantages of the membrane method are the continuity of the process, its simplicity, compactness of the equipment, quick exit to the operating mode. Membrane processes are actively used in the regeneration of purge and waste gases of cyclic processes of oil refining and petrochemicals, they provide highly concentrated hydrogen, which is returned to the process, thereby saving the consumption of fresh hydrogen.
Целесообразно также очистку циркулирующего потока водорода обеспечивать короткоцикловой адсорбцией как в одну ступень очистки, так и в две ступени, при этом обеспечивается глубокое удаление конечных продуктов изомеризации в полном объеме. В первом случае обеспечивается очистка циркулирующего потока водорода от углеводородов, возвращаемых в блок ректификации. При двухступенчатой очистке циркулирующего потока водорода на первой ступени из него извлекают цеолитами CaA нормальные парафиновые углеводороды, которые после регенерации адсорбента водородом возвращаются в реактор изомеризации, а на второй ступени очистки из очищаемого циркулирующего потока водорода цеолитами NaX извлекают изопарафиновые углеводороды, направляемые далее после регенерации адсорбента в блок фракционирования. Метод короткоцикловой адсорбции является экономичным и современным; преимущества этого метода:It is also advisable to purify the circulating hydrogen stream by providing short-cycle adsorption both in one purification step and in two steps, while deep removal of the final isomerization products is ensured in full. In the first case, the purification of the circulating stream of hydrogen from hydrocarbons returned to the rectification unit is ensured. In a two-stage purification of the circulating hydrogen stream, normal paraffinic hydrocarbons are recovered from it by CaA zeolites from the first stage, which, after regeneration of the adsorbent by hydrogen, are returned to the isomerization reactor, and in the second stage of purification, isoparaffin hydrocarbons are recovered from the purified circulating hydrogen stream by NaX, which are sent further to the regeneration of the adsorbent fractionation unit. The short-cycle adsorption method is economical and modern; advantages of this method:
- непрерывность процесса;- process continuity;
- низкий расход адсорбента;- low consumption of adsorbent;
- дешевые адсорбенты;- cheap adsorbents;
- эффективные и простые технологии;- effective and simple technologies;
- высокая глубина очистки газовых потоков;- high depth of gas flow purification;
- незначительные потери напора очищаемого газа.- slight pressure loss of the gas being cleaned.
Отметим, что и мембранные и адсорбционные методы (в условиях короткоциклового разделения) относятся к молекулярно-селективным процессам и не содержат в себе энергозатрат на фазовые переходы. Эти процессы в настоящее время являются достаточно перспективными.Note that both membrane and adsorption methods (under conditions of short cycle separation) are molecular-selective processes and do not contain energy costs for phase transitions. These processes are currently quite promising.
Целесообразно также очистку циркулирующего потока водорода обеспечивать низкотемпературной сепарацией, при этом потери водорода минимальны. Выделение водорода из смеси производится охлаждением газовой смеси до температуры, при которой углеводороды переходят в жидкое состояние, а водород остается в газообразной фазе. Разделение основано на разности парциальных давлений водорода и углеводородов.It is also advisable to clean the circulating stream of hydrogen to provide low-temperature separation, while the loss of hydrogen is minimal. Hydrogen is extracted from the mixture by cooling the gas mixture to a temperature at which hydrocarbons become liquid and hydrogen remains in the gaseous phase. The separation is based on the difference in partial pressures of hydrogen and hydrocarbons.
Выбор конкретного способа очистки циркулирующего потока водорода определяется экономикой и технологическими особенностями конкретного производства.The choice of a specific method for purifying a circulating hydrogen stream is determined by the economy and technological features of a particular production.
Рассмотренный способ изомеризации C5-C6углеводородов может быть реализован на установке изомеризации C5-C6углеводородов, включающей реактор изомеризации сырья, сепаратор, блок фракционирования, состоящий, по крайней мере, из одной ректификационной колонны со штуцерами вывода продуктов ректификации, холодильники, рибойлеры, компрессор, насосы, трубопроводы, объединяющие технологические аппараты в единую технологическую схему, на трубопроводе циркулирующего потока водорода, соединяющего компрессор с трубопроводом подачи сырья дополнительно устанавливают блок очистки циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6, а блок фракционирования состоит из последовательно соединенных системой трубопроводов стабилизатора, первой ректификационной колонны и второй ректификационной колонны.The considered method of isomerization of C 5 -C 6 hydrocarbons can be implemented on a C 5 -C 6 hydrocarbon isomerization unit, including a raw material isomerization reactor, a separator, a fractionation unit, consisting of at least one distillation column with rectification product outlet fittings, refrigerators, riboilers, compressor, pumps, pipelines, combining technological devices into a single technological scheme, on the pipeline of the circulating hydrogen flow connecting the compressor with the feed pipe the installation unit for cleaning the circulating flow of hydrogen from C 5 and C 6 hydrocarbons is installed, and the fractionation unit consists of stabilizer pipelines connected in series, a first distillation column and a second distillation column.
Блок очистки циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6 может иметь различное аппаратурное оформление.The unit for cleaning the circulating flow of hydrogen from C 5 and C 6 hydrocarbons can have a different hardware design.
Целесообразно, чтобы блок очистки циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6 включал абсорбер, соединенный в верхней части штуцером с трубопроводом подачи в качестве абсорбента внешней углеводородной фракции, содержащей C5 или C6 углеводороды или их смесь, в которой отсутствуют либо присутствуют до 0,5% масс. конечные продукты процесса изомеризации, а в нижней части штуцером отвода насыщенного абсорбента, соединенного трубопроводом с первой ректификационной колонной. Возможно, также соединение в верхней части абсорбера трубопроводом подачи абсорбента со штуцером вывода пентанового рецикла из первой ректификационной колонны, или штуцером вывода гексанового рецикла из первой ректификационной колонны, или штуцером вывода смеси пентанового и гексанового рециклов из первой ректификационной колонны. Необходимо, чтобы абсорбер обеспечивал поглощение углеводородов C5 и C6 абсорбентом, подаваемым на верх абсорбера. Абсорбер представляет собой вертикальный колонный аппарат с контактными устройствами в виде тарелок или насадок.It is advisable that the unit for cleaning the circulating flow of hydrogen from C 5 and C 6 hydrocarbons include an absorber connected in the upper part by a fitting with a supply pipe as an absorbent of the external hydrocarbon fraction containing C 5 or C 6 hydrocarbons or a mixture of them that are absent or are present before 0.5% of the mass. the final products of the isomerization process, and in the lower part the fitting of the outlet of the saturated absorbent connected by a pipeline to the first distillation column. It is also possible to connect the absorber supply pipe at the top of the absorber with a pentane recycling outlet fitting from the first distillation column, or a hexane recycling outlet fitting from the first distillation column, or a fitting for withdrawing a mixture of pentane and hexane recycling from the first distillation column. It is necessary that the absorber ensures the absorption of C 5 and C 6 hydrocarbons by the absorbent supplied to the top of the absorber. The absorber is a vertical column apparatus with contact devices in the form of plates or nozzles.
Целесообразно, чтобы блок очистки циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6 включал аппарат мембранного разделения, действующий по принципу различной проницаемости компонентов смеси газов сквозь полимерные мембраны, в том числе водорода и углеводородов, устанавливаемый на трубопроводе циркулирующего потока водорода. Концентрирование водорода из циркулирующего потока водорода до технологически необходимого уровня дает возможность возвращать водород обратно на установку, тем самым увеличивая мощность и экономическую эффективность производства.It is advisable that the unit for cleaning the circulating flow of hydrogen from C 5 and C 6 hydrocarbons include a membrane separation apparatus that operates on the principle of different permeability of gas mixture components through polymer membranes, including hydrogen and hydrocarbons, installed on the pipeline of the circulating hydrogen flow. Concentration of hydrogen from a circulating stream of hydrogen to a technologically necessary level makes it possible to return hydrogen back to the installation, thereby increasing the capacity and economic efficiency of production.
Целесообразно, чтобы блок очистки циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6 включал адсорбер и десорбер, работающие попеременно. Адсорбер и десорбер представляют собой вертикальные колонные аппараты с неподвижным слоем адсорбента. Поток циркулирующего водорода подается в адсорбер при повышенном давлении и температуре внешней среды, очищенный поток водорода возвращается в трубопровод циркулирующего потока водорода. В адсорбере легкоадсорбируемые компоненты потока - углеводороды - поглощаются адсорбентом, в то время как слабоадсорбируемые или неадсорбируемые (водород) проходят через аппарат, благодаря чему происходит разделение циркулирующего потока водорода на очищенный водород и адсорбированные углеводороды. Адсорбент поглощает газ до состояния равновесия между адсорбцией и десорбцией, после чего адсорбер переключается на стадию регенерации для удаления с поверхности адсорбента поглощенных компонентов и становится по назначению десорбером. При этом аппарат подключается к трубопроводам подачи десорбирующего агента и отвода продуктов десорбции.It is advisable that the unit for cleaning the circulating stream of hydrogen from C 5 and C 6 hydrocarbons includes an adsorber and a stripper operating alternately. The adsorber and desorber are vertical column devices with a fixed adsorbent layer. The flow of circulating hydrogen is supplied to the adsorber at elevated pressure and ambient temperature, the cleaned flow of hydrogen is returned to the pipeline of the circulating flow of hydrogen. In the adsorber, the easily adsorbed components of the flow — hydrocarbons — are absorbed by the adsorbent, while the weakly adsorbed or non-adsorbed (hydrogen) pass through the apparatus, which separates the circulating hydrogen stream into purified hydrogen and adsorbed hydrocarbons. The adsorbent absorbs gas to a state of equilibrium between adsorption and desorption, after which the adsorber switches to the regeneration stage to remove absorbed components from the surface of the adsorbent and becomes a desorber as intended. In this case, the apparatus is connected to the pipelines for the supply of a desorbing agent and the removal of desorption products.
Целесообразно, чтобы блок очистки циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6 включал две ступени адсорбционной очистки, при этом десорбер первой ступени очистки соединялся входным штуцером с трубопроводом подачи водорода как десорбирующего агента и выходным штуцером соединялся с трубопроводом ввода сырья на установку, а десорбер второй ступени очистки соединялся входным штуцером с трубопроводом подачи водяного пара как десорбирующего агента и выходным штуцером соединялся последовательно с холодильником-конденсатором, сепаратором и первой ректификационной колонной.It is advisable that the unit for cleaning the circulating hydrogen flow from C 5 and C 6 hydrocarbons includes two stages of adsorption purification, while the stripper of the first purification stage is connected with the inlet fitting to the hydrogen supply pipe as a desorbing agent and the outlet fitting is connected to the raw material input pipe to the installation, and the stripper the second stage of cleaning was connected by an inlet fitting to the pipeline for supplying water vapor as a stripping agent and the outlet nozzle was connected in series with a condenser refrigerator, eparatorom and first distillation column.
Целесообразно также, чтобы блок очистки циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6 включал низкотемпературный сепаратор.It is also advisable that the unit for cleaning the circulating stream of hydrogen from C 5 and C 6 hydrocarbons includes a low-temperature separator.
На фигуре 1 представлен согласно прототипу способ изомеризации C5-C6углеводородов и схема установки, реализующей этот способ. Фигура 1 содержит следующие позиции:The figure 1 presents according to the prototype method for the isomerization of C 5 -C 6 hydrocarbons and the installation scheme that implements this method. Figure 1 contains the following positions:
104 - зона изомеризации,104 - zone of isomerization,
105 - компрессор,105 - compressor
108 - сепаратор продуктов реакции,108 - a separator of reaction products,
110 - колонна-деизогексанизатор,110 - column deisohexanizer,
113 - конденсатор,113 - capacitor
114 - охлаждающее устройство,114 - cooling device
119 - колонна отпаривания изомеризата,119 - isomerizate stripping column,
101-103, 106, 107, 109, 111, 112, 115, 116-118, 120, 121 - трубопроводы.101-103, 106, 107, 109, 111, 112, 115, 116-118, 120, 121 - pipelines.
Способ изомеризации углеводородов по прототипу осуществляется следующим образом.The method of isomerization of hydrocarbons according to the prototype is as follows.
Свежее сырье вводится в зону изомеризации 104, содержащую цеолитный катализатор изомеризации. Водород смешивается с сырьем, подаваемым в зону изомеризации 104. При необходимости может подаваться дополнительный газ.Fresh feed is introduced into isomerization zone 104 containing a zeolite isomerization catalyst. Hydrogen is mixed with the feed to the isomerization zone 104. Additional gas may be supplied if necessary.
Продукты реакции из зоны изомеризации поступают в сепаратор продуктов реакции 108, в котором происходит разделение продуктов реакции на поток продукта, содержащий C4 и более тяжелые углеводороды и верхний газовый поток, состоящий из водорода и более легких углеводородов, включающий C3 и легкокипящие соединения. Эффлюент может вступать в теплообмен до поступления в сепаратор продуктов реакции 108. Обогащенный водородом газовый поток поступает из сепаратора продуктов реакции 108 и подвергается рециркуляции с использованием рециркулирующего компрессора 105 для объединения с сырьем.The reaction products from the isomerization zone enter a reaction product separator 108, in which the reaction products are separated into a product stream containing C 4 and heavier hydrocarbons and an overhead gas stream consisting of hydrogen and lighter hydrocarbons, including C 3 and low boiling compounds. The effluent can enter into heat exchange before the reaction products 108 enter the separator. The hydrogen-rich gas stream flows from the reaction product separator 108 and is recycled using a recirculation compressor 105 to combine with the feed.
Согласно изобретению поток продукта направляется в колонну-деизогексанизатор 110, откуда с верха отводится поток, содержащий легкие газы и бутан. Верхний поток из колонны-деизогексанизатора 110 может направляться в верхний конденсатор 113 с целью образования отходящего газа, содержащего в основном легкие газы и бутан, и рециркулирующего потока, содержащего C5 и выше углеводороды. Рециркулирующий поток направляют в колонну-деизогексанизатор 110. Поскольку часть C5 и выше углеводородов может проходить через верхний конденсатор 113, на верхнем потоке, отводимом из конденсатора, может быть предусмотрено необязательное охлаждающее устройство 114 с целью минимизации потерь C5 и выше углеводородов.According to the invention, the product stream is sent to a deisohexanizer column 110, from where a stream containing light gases and butane is discharged from the top. The overhead stream from the deisohexanizer column 110 may be directed to the overhead condenser 113 to form off-gas containing mainly light gases and butane, and a recycle stream containing C 5 and higher hydrocarbons. The recycle stream is sent to a deisohexanizer column 110. Since a portion of C 5 and higher hydrocarbons can pass through the upper condenser 113, an optional cooling device 114 may be provided on the upper stream discharged from the condenser to minimize losses of C 5 and higher hydrocarbons.
Верхний боковой поток из колонны-деизогексанизатора 110 с высокой концентрацией нормального пентана, метилбутана и диметилбутанов направляется в колонну отпаривания изомеризата 119 для удаления легких фракций. Выводимый с верха колонны отпаривания изомеризата 119 изомеризат может объединяться с потоком, содержащим легкие газы и бутан. С низа колонны отпаривания изомеризата 119 отводится поток, содержащий нормальный пентан, метилбутан и диметилбутаны.The upper side stream from the deisohexanizer column 110 with a high concentration of normal pentane, methylbutane and dimethylbutane is directed to the isomerizate 119 stripping column to remove light fractions. The isomerizate withdrawn from the top of the isomerizate 119 stripping column may combine with a stream containing light gases and butane. A stream containing normal pentane, methylbutane and dimethylbutanes is diverted from the bottom of the isomerizate 119 stripping column.
Нижний боковой поток из колонны-деизогексанизатора 110, содержащий нормальный гексан и монометилпентаны, возвращается на рециркуляцию в колонну-деизогексанизатор 110.The lower side stream from the deisohexanizer column 110 containing normal hexane and monomethyl pentanes is returned for recycling to the deisohexanizer column 110.
Более тяжелые углеводороды выводятся из колонны-деизогексанизатора 110 в виде потока тяжелых углеводородов.Heavier hydrocarbons are discharged from the deisohexanizer column 110 as a stream of heavy hydrocarbons.
Установка изомеризации углеводородов по прототипу функционирует при следующей взаимосвязи аппаратов.The installation of isomerization of hydrocarbons according to the prototype operates with the following relationship apparatus.
Сырье изомеризации поступает на установку по трубопроводу 101, который соединяется с реактором зоны изомеризации 104, при этом с низа зоны изомеризации 104 трубопровод нестабильного изомеризата 106 соединяется со штуцером сепаратора продуктов реакции 108, с верха которого трубопровод циркулирующего потока водорода соединяется с компрессором 105, после которого трубопровод 102 соединяется с сырьевым трубопроводом 101, причем к трубопроводу циркулирующего потока водорода 102 соединен трубопровод подачи свежего водорода 103. С низа сепаратора продуктов реакции 108 трубопровод изомеризата 107 соединяется со штуцером колонны-деизогексанизатора 110. Верхний погон из колонны-деизогексанизатора 110 отводится по трубопроводу 111, который соединяется со штуцером конденсатора 113, откуда сверху испарившие пары после охлаждения в охлаждающем устройстве 114 отводятся трубопроводом 112 с установки, а снизу трубопровод конденсата 117 соединяется со штуцером колонны-деизогексанизатора 110. С боку колонны-деизогексанизатора 110, выше ввода сырья, трубопровод 115 соединяется со штуцером колонны отпаривания изомеризата 119, с верха которого трубопровод 116 соединяется с трубопроводом 111, а с низа колонны отпаривания изомеризата 119 отпаренный изомеризат трубопроводом 118 отводится с установки. Сбоку колонны-деизогексанизатора 110, ниже ввода сырья, трубопровод 109 соединяется с трубопроводом подачи сырья 101. Часть тяжелых углеводородов с низа колонны-деизогексанизатора 110 возвращается в колонну, при этом трубопровод 121 соединяется со штуцером колонны-деизогексанизатора 110, а оставшаяся часть выводится с установки трубопроводом 120.Isomerization feed is supplied to the plant through a pipeline 101, which is connected to the reactor of the isomerization zone 104, while from the bottom of the isomerization zone 104, the unstable isomerizate pipeline 106 is connected to the nozzle of the reaction product separator 108, from the top of which a loop of a circulating hydrogen stream is connected to the compressor 105, after which pipeline 102 is connected to the feed pipe 101, and a fresh hydrogen supply pipe 103 is connected to the circulating hydrogen flow pipe 102. From the bottom of the product separator of reaction 108, the pipe of the isomerizate 107 is connected to the nozzle of the deisohexanizer column 110. The overhead from the column of the deisohexanizer 110 is discharged via line 111, which is connected to the condenser nozzle 113, from where evaporated vapors, after cooling in the cooling device 114, are discharged by line 112 from the unit, and from the bottom, the condensate pipeline 117 is connected to the nozzle of the deisohexanizer column 110. On the side of the deisohexanizer column 110, above the feed input, pipeline 115 is connected to the nozzle of the stripping column from merizata 119, from the top of which conduit 116 is connected to a conduit 111, and from the bottom of stripping column 119 isomerate stripped
Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фигуре 2 изображена принципиальная схема установки изомеризации, реализующей выполнение предложенного изобретения за счет дополнения ее блоком очистки циркулирующего потока водорода и использования дополнительно стабилизатора и второй ректификационной колонны.The invention is illustrated in the drawing, where figure 2 shows a schematic diagram of an isomerization unit that implements the implementation of the proposed invention by supplementing it with a purification unit for a circulating hydrogen stream and using an additional stabilizer and a second distillation column.
Схема установки изомеризации с очисткой циркулирующего потока водорода содержит следующие позиции:The scheme of the installation of isomerization with the purification of the circulating stream of hydrogen contains the following positions:
2, 8, 12 - теплообменники,2, 8, 12 - heat exchangers,
4 - трубчатая печь,4 - tube furnace
6 - реактор изомеризации,6 - isomerization reactor,
10, 43 - сепаратор,10, 43 - separator,
14 - колонна стабилизации,14 - stabilization column,
18 - первая ректификационная колонна,18 - the first distillation column,
22 - вторая ректификационная колонна,22 - the second distillation column,
28 - компрессор,28 - compressor
30 - абсорбер,30 - absorber,
35 - блок мембранной очистки циркулирующего потока водорода,35 - block membrane cleaning of a circulating stream of hydrogen,
36 - адсорбер,36 - adsorber,
37 - десорбер,37 - stripper,
38 - адсорбер I ступени,38 - stage I adsorber,
39 - десорбер I ступени,39 - desorber stage I,
40 - адсорбер II ступени,40 - adsorber stage II,
41 - десорбер II ступени,41 - desorber II stage,
42 - охлаждающее устройство,42 - cooling device
45 - блок низкотемпературной сепарации (НТС),45 - block low temperature separation (NTS),
47 - блок изомеризации,47 - block isomerization,
1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15-17, 19-21, 23-27, 29, 31-34, 44, 46 - трубопроводы.1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15-17, 19-21, 23-27, 29, 31-34, 44, 46 - pipelines.
Заявляемый способ изомеризации углеводородов с очисткой циркулирующего потока водорода реализуется следующим образом.The inventive method of isomerization of hydrocarbons with the purification of a circulating stream of hydrogen is implemented as follows.
Исходное сырье с температурой 50°C, содержащее C5-C6углеводороды, нагревается в теплообменнике 2 до температуры 150°C, далее поступает в трубчатую печь 4. Нагретое до 170°C сырье подается в реактор изомеризации 6. Нижний поток, содержащий C4 и более тяжелые углеводороды, после реактора изомеризации 6 поступает в теплообменник 8, где охлаждается до 40°C и далее поступает в сепаратор 10, в котором происходит разделение циркулирующего потока водорода от изомеризата. Из сепаратора 10 изомеризат поступает в теплообменник 12, где нагревается до 120°C, и далее подается в колонну стабилизации 14. В колонне стабилизации 14 отпариваются легкие углеводороды и с верха отводятся углеводородный газ и сжиженный углеводородный газ. С низа колонны стабилизации 14 отводится стабильный изомеризат в первую ректификационную колонну 18, работающую в режиме деизопентанизации либо деизопентанизации-депентанизации. Верхний поток первой ректификационной колонны 18, содержащий в основном изопентаны, выводится с установки. Рециркулирующий поток, содержащий в основном пентаны, направляется на смешение с сырьем. Нижний продукт первой ректификационной колонны 18, содержащий углеводороды C6 и выше, направляется на разделение во вторую ректификационную колонну 22, работающую в режиме деизогексанизации-дегексанизации. Верхний продукт 23, содержащий в основном изогексаны, смешивается с верхним продуктом первой ректификационной колонны 18 и далее выводится с установки. Рециркулирующий поток второй ректификационной колонны 22, содержащий в основном гексаны, направляется на смешение с сырьем. С низа второй ректификационной колонны 22 тяжелые углеводороды отводятся с установки.The feedstock with a temperature of 50 ° C containing C 5 -C 6 hydrocarbons is heated in a
Верхний газовый поток, состоящий из водорода и более легких углеводородов, из сепаратора 10 проходит через компрессор 28 и далее поступает в абсорбер 30, после которого отправляется на рециркуляцию и объединяется с сырьем. При необходимости вводят дополнительное количество свежего водорода.The upper gas stream, consisting of hydrogen and lighter hydrocarbons, from the
В абсорбере 30 проводят очистку циркулирующего потока водорода от углеводородов C5 и C6 с использованием абсорбента. В качестве абсорбента используется пентановый или гексановый рециклы или их смеси, получаемые на блоке фракционирования, в данном случае в первой ректификационной колонне 18. Свежий абсорбент поступает в верхнюю часть абсорбера 30. Насыщенный абсорбент с низа абсорбера 30 возвращается в первую ректификационную колонну 18.In the absorber 30, the circulating hydrogen stream is purified from the C 5 and C 6 hydrocarbons using an absorbent. Pentane or hexane recycles or mixtures thereof obtained on the fractionation unit, in this case in the
Установка изомеризации углеводородов по заявляемому изобретению функционирует при следующей взаимосвязи аппаратов.The hydrocarbon isomerization unit according to the claimed invention operates in the following apparatus relationship.
Исходное сырье, содержащее C5-C6углеводороды, поступает на установку по трубопроводу 1, который соединяется с штуцером теплообменника 2, из которого трубопровод 3 соединяется с змеевиком трубчатой печи 4. Нагретое сырье после трубчатой печи 4 трубопроводом 5 соединяется со штуцером реактора изомеризации 6. Нижний поток, содержащий C4 и более тяжелые углеводороды, после реактора изомеризации 6 трубопроводом 7 соединяется со штуцером теплообменника 8, далее трубопровод 9 соединяется со штуцером сепаратора 10. С низа сепаратора 10 трубопровод изомеризата 11 соединяется с штуцером теплообменника 12, где нагревается до 120°C, и далее трубопровод 13 соединяется с колонной стабилизации 14. С верха колонны стабилизации 14 отпариваются легкие углеводороды, и по трубопроводу 15 отводится углеводородный газ, а по трубопроводу 16 отводится сжиженный углеводородный газ. Колонна стабилизации 14 соединяется трубопроводом 17 с первой ректификационной колонной 18, работающей в режиме деизопентанизации, либо деизопентанизации-депентанизации. Верхний поток первой ректификационной колонной 18, содержащий в основном изопентаны, выводится с установки по трубопроводу 19. Трубопровод 20 рециркулирующего потока, содержащего в основном пентаны, соединяется с сырьевым трубопроводом 1. Первая ректификационная колонна 18 соединяется трубопроводом 21 со второй ректификационной колонной, работающей в режиме деизогексанизации-дегексанизации 22. Верхний продукт, содержащий в основном изогексаны, отводится трубопроводом 23, который соединяется с трубопроводом 19, и далее выводится с установки по трубопроводу 24. Трубопровод 25 рециркулирующего потока, содержащего в основном гексаны, соединяется с сырьевым трубопроводом 1. С низа второй ректификационной колонны 22 отводятся тяжелые углеводороды по трубопроводу 26.The feedstock containing C 5 -C 6 hydrocarbons, enters the installation through pipeline 1, which is connected to the nozzle of the
Верхний газовый поток, состоящий из водорода и более легких углеводородов, выводится из сепаратора 10 по трубопроводу 27, который соединяется с компрессором 28, далее трубопровод 29 соединяется с нижним штуцером абсорбера 30, после которого с верха трубопровод 31 соединяется с сырьевым трубопроводом 1, причем к трубопроводу циркулирующего потока водорода 31 соединен трубопровод подачи свежего водорода 32.The upper gas stream, consisting of hydrogen and lighter hydrocarbons, is discharged from the
Подача свежего абсорбента в абсорбер 30 осуществляется с помощью трубопровода 33, соединяющего штуцер первой ректификационной колонны 18 и верхний штуцер абсорбера 30. Насыщенный абсорбент с низа абсорбера 30 возвращается в первую ректификационную колонну 18 по трубопроводу 34.The supply of fresh absorbent to the absorber 30 is carried out using a pipe 33 connecting the nozzle of the
На фигуре 3 представлен блок очистки циркулирующего потока водорода с использованием мембранного способа очистки. Блок мембранной очистки циркулирующего потока водорода 35 состоит из мембранного газоразделительного аппарата. Согласно представленной схеме, исходное сырье по трубопроводу 5, содержащее C5-C6углеводороды, подается в блок изомеризации 47. Нижний поток, содержащий C4 и более тяжелые углеводороды, после блока изомеризации 47 по трубопроводу 17 отводится на разделение в первую ректификационную колонну 18. Верхний газовый поток, состоящий из водорода и легких углеводородов, после блока изомеризации 47 по трубопроводу 29 направляется на очистку в блок мембранной очистки циркулирующего потока водорода 35, после которого по трубопроводу 31 очищенный циркулирующий поток водорода отправляется на рециркуляцию и объединяется с сырьем. При необходимости вводят дополнительное количество свежего водорода, а сконцентрированный углеводородный газ сбрасывается на сторону. С верха первой ректификационной колонны 18 отводится изопентановая фракция по трубопроводу 19, боковым потоком по трубопроводу 20 отводится пентановая фракция, направляемая на рециркуляцию, с низа по трубопроводу 21 углеводороды C6 и выше направляются на разделение.The figure 3 presents the purification unit of the circulating hydrogen stream using a membrane purification method. The membrane cleaning unit of the circulating
На фигуре 4 представлен блок очистки циркулирующего потока водорода с использованием короткоцикловой адсорбции. Согласно представленной схеме, исходное сырье по трубопроводу 5, содержащее C5-C6углеводороды, подается в блок изомеризации 47. Нижний поток, содержащий C4 и более тяжелые углеводороды, после блока изомеризации 47 по трубопроводу 17 отводится на разделение в первую ректификационную колонну 18. Верхний газовый поток, состоящий из водорода и легких углеводородов, после блока изомеризации по трубопроводу 29 направляется на очистку в адсорбер 36, после которого по трубопроводу 31 отправляется на рециркуляцию и объединяется с сырьем. При необходимости вводят дополнительное количество свежего водорода. В адсорбере 36 проводят глубокую очистку циркулирующего потока водорода от углеводородов с использованием адсорбента, например цеолита NaX. После насыщения адсорбента углеводородами адсорбер переключается на стадию десорбции десорбирующим агентом - водяным паром. Так, согласно фигуре 4 десорбер 37 работает в режиме десорбции, при этом продукты десорбции с водяным паром конденсируются и после отделения от воды углеводороды объединяются с изомеризатом, поступающим по трубопроводу 17 в первую ректификационную колонну 18, и направляются вместе с ним в первую ректификационную колонну 18 для дальнейшего разделения.The figure 4 presents the purification unit of the circulating stream of hydrogen using short-cycle adsorption. According to the presented scheme, the feedstock through
Кроме того, возможна двухступенчатая адсорбция (фигура 5), при этом на первой ступени разделения в адсорбере I ступени 38 проводят очистку циркулирующего потока водорода от парафиновых углеводородов нормального строения с использованием адсорбента-цеолита CaA. После насыщения адсорбента углеводородами адсорбер переключается на стадию десорбции десорбирующим агентом - водородом. Продукты десорбции, отводимые с десорбера I ступени, - нормальные парафины - объединяются с потоком циркулирующего потока водорода после второй ступени адсорбционной очистки. С верха адсорбера I ступени 38 очищенный от углеводородов нормального строения циркулирующий поток водорода направляется на вторую ступень адсорбционной очистки в адсорбер II ступени 40, где с помощью адсорбента-цеолита NaX извлекаются углеводороды изостроения. После насыщения адсорбента углеводородами адсорбер II ступени 40 переключается на стадию десорбции с использованием в качестве десорбирующего агента водяного пара. Продукты десорбции, отводимые с десорбера II ступени 41, поступают в охлаждающее устройство 42 и далее направляются в сепаратор 43 для отделения от воды, после чего углеводороды изостроения объединяются с изомеризатом, поступающим по трубопроводу 17 в первую ректификационную колонну 18, и направляются вместе с ним в первую ректификационную колонну 18 для дальнейшего разделения. С верха первой ректификационной колонны 18 отводится изопентановая фракция по трубопроводу 19, боковым потоком по трубопроводу 20 отводится пентановая фракция, направляемая на рециркуляцию, с низа по трубопроводу 21 углеводороды C6 и выше направляются на разделение.In addition, two-stage adsorption is possible (Figure 5), while in the first separation stage in the adsorber of stage I 38, the circulating hydrogen stream is cleaned from normal paraffin hydrocarbons using a CaA zeolite adsorbent. After the adsorbent is saturated with hydrocarbons, the adsorber switches to the stage of desorption with a desorbing agent - hydrogen. Desorption products discharged from the stage I stripper, normal paraffins, are combined with the flow of a circulating hydrogen stream after the second stage of adsorption purification. From the top of the stage I adsorber 38, the circulating hydrogen stream purified from normal hydrocarbons is sent to the second stage of adsorption purification to stage II adsorber 40, where isostructure hydrocarbons are extracted using the adsorbent zeolite NaX. After the adsorbent is saturated with hydrocarbons, the adsorber of stage II 40 switches to the desorption stage using water vapor as the desorbing agent. Desorption products discharged from stripper II of
На фигуре 6 представлен блок очистки циркулирующего потока водорода с использованием низкотемпературной сепарации. Согласно представленной схеме исходное сырье по трубопроводу 5, содержащее C5-C6углеводороды, подается в блок изомеризации 47. Нижний поток, содержащий C4 и более тяжелые углеводороды, после блока изомеризации по трубопроводу 17 отводится на разделение в первую ректификационную колонну 18. Верхний газовый поток, состоящий из водорода и легких углеводородов, после блока изомеризации 47 по трубопроводу 29 направляется на очистку в блок низкотемпературной сепарации 45, после которого по линии 31 отправляется на рециркуляцию и объединяется с сырьем. При необходимости вводят дополнительное количество свежего водорода. В блоке низкотемпературной сепарации 45 циркулирующий поток водорода поступает в сепаратор, с верха которого поток направляется на охлаждение в теплообменники. Поступающая из водяного конденсатора-холодильника смесь разделяется в низкотемпературном (холодном) сепараторе. Отделенный от воды углеводородный конденсат, состоящий преимущественно из бензиновых и легких керосиновых фракций, по выходе из блока низкотемпературной сепарации 45 по трубопроводу 46 нагревается в теплообменнике и поступает в стабилизационную колонну в блоке изомеризации 47. Уходящий из блока низкотемпературной сепарации 45 очищенный циркулирующий поток водорода по трубопроводу 31 объединяется со свежим водородом. С верха первой ректификационной колонны 18 отводится изопентановая фракция по трубопроводу 19, боковым потоком по трубопроводу 20 отводится пентановая фракция, направляемая на рециркуляцию, с низа по трубопроводу 21 углеводороды C6 и выше направляются на разделение.The figure 6 presents the block cleaning the circulating flow of hydrogen using low temperature separation. According to the presented scheme, the feedstock through
Выполнено математическое моделирование ряда вариантов способа очистки циркулирующего потока водорода по прототипу и заявляемому изобретению. Результаты расчетов приведены в таблице 1.Mathematical modeling of a number of variants of a method for purifying a circulating stream of hydrogen according to the prototype and the claimed invention is performed. The calculation results are shown in table 1.
При проведении процесса изомеризации углеводородов по прототипу циркулирующий поток водорода содержит в своем составе компоненты, которые способствуют торможению процесса изомеризации. Например, как видно из таблицы 1, в циркулирующем потоке водорода содержание изопентанов достигает 10,16% масс., 2,2-ДМБ 8,10% масс., что приводит к снижению селективности процесса. Кроме того, для эффективного проведения процесса изомеризации необходимо присутствие в сырье нормальных пентанов и гексанов. Так, по прототипу содержание данных компонентов в циркулирующем потоке водорода очень мало: нормального пентана 4,0% масс. и нормального гексана 3,7% масс. Следует отметить, что повышенное содержание углеводородов до C4 в сырье изомеризации, по прототипу 10% масс., снижает время контакта C5-C6углеводородов с катализатором. Расход циркулирующего потока водорода составляет 40000 нм3/ч, в котором содержание свежего водорода составляет 1500 нм3/ч.When carrying out the process of isomerization of hydrocarbons according to the prototype, the circulating stream of hydrogen contains components that contribute to the inhibition of the isomerization process. For example, as can be seen from table 1, in a circulating stream of hydrogen, the content of isopentanes reaches 10.16 wt.%, 2,2-DMB 8.10% wt., Which leads to a decrease in the selectivity of the process. In addition, the effective presence of the isomerization process requires the presence of normal pentanes and hexanes in the feed. So, according to the prototype, the content of these components in the circulating stream of hydrogen is very small: normal pentane 4.0% of the mass. and normal hexane 3.7% of the mass. It should be noted that the increased hydrocarbon content to C 4 in the isomerization feedstock, according to the
При очистке циркулирующего потока водорода по заявляемому изобретению с использованием пентанового абсорбента снижается содержание в циркулирующем потоке водорода 2,2-ДМБ с 8,10 до 0,16% масс., кроме того, увеличивается содержание нормальных пентанов в 13 раз (на 47% масс.), уменьшается содержание изопентанов с 10% до 2% масс. По сравнению с прототипом почти в 2 раза снижается подпитка свежим водородом, что приводит к снижению затрат на дополнительное количество свежего водорода. Расход пентанового рецикла, используемого в качестве абсорбента, составляет 10 м3/ч.When cleaning the circulating stream of hydrogen according to the claimed invention using pentane absorbent, the content of 2,2-DMB in the circulating stream of hydrogen decreases from 8.10 to 0.16% by mass, in addition, the content of normal pentanes increases by 13 times (by 47% by mass .), the content of isopentanes decreases from 10% to 2% of the mass. Compared with the prototype, the recharge of fresh hydrogen is almost 2 times reduced, which leads to a reduction in the cost of an additional amount of fresh hydrogen. The consumption of pentane recycle used as absorbent is 10 m 3 / h.
При очистке циркулирующего потока водорода по заявляемому изобретению с использованием гексанового абсорбента, снижается содержание в циркулирующем потоке водорода 2,2-ДМБ с 8,10 до 0,11% масс., кроме того, увеличивается содержание нормальных гексанов в 10 раз (на 35,7% масс.), увеличивается содержание водорода на 6,48% масс. Кроме того, незначительно увеличивается по сравнению с прототипом подпитка свежим водородом с 1500 до 1670 нм3/ч. Расход гексанового рецикла, используемого в качестве абсорбента, составляет 15 м3/ч.When cleaning the circulating stream of hydrogen according to the claimed invention using a hexane absorbent, the content of 2,2-DMB in the circulating stream of hydrogen decreases from 8.10 to 0.11% by weight, in addition, the content of normal hexanes increases by a factor of 10 (by 35, 7% of the mass.), The hydrogen content increases by 6.48% of the mass. In addition, slightly increased compared with the prototype feed with fresh hydrogen from 1500 to 1670 nm 3 / h The hexane recycle used as absorbent is 15 m 3 / h.
Извлечение из циркулирующего потока водорода высокооктановых компонентов (изопарафинов) с помощью абсорбционного способа позволяет увеличить степень превращения нормального пентана до равновесной величины, а также позволяет увеличить долю нормального гексана в сырье.Extraction of high-octane components (isoparaffins) from the circulating hydrogen stream using the absorption method allows to increase the degree of conversion of normal pentane to an equilibrium value, and also allows to increase the proportion of normal hexane in the feed.
Как следует из таблицы 1, при использовании мембранного способа достигается высокая степень очистки циркулирующего потока водорода, при этом содержание водорода достигает до 97,87% масс., содержание 2,2-ДМБ составляет 0,23% масс. Содержание изопентанов и изогексанов отсутствует в циркулирующем потоке водорода, что приводит к повышению селективности процесса. В данном методе подпитка свежим водородом составляет 2700 нм3/ч.As follows from table 1, when using the membrane method, a high degree of purification of the circulating hydrogen flow is achieved, while the hydrogen content reaches up to 97.87% by mass, the content of 2,2-DMB is 0.23% by mass. The content of isopentanes and isohexanes is absent in the circulating flow of hydrogen, which leads to an increase in the selectivity of the process. In this method, recharge with fresh hydrogen is 2700 nm 3 / h.
Также высокая степень очистки циркулирующего потока водорода достигается при использовании низкотемпературной сепарации. Так, из таблицы 1 следует, что в циркулирующем потоке водорода содержание водорода составляет 83,31% масс. В отличие от прототипа наблюдается в несколько раз снижение содержания следующих компонентов: изопентана с 10,16 до 1,68% масс., 2,2-ДМБ с 8,1 до 0,5% масс. Подпитка свежим водородом составляет 2426 нм3/ч.Also, a high degree of purification of the circulating hydrogen stream is achieved using low-temperature separation. So, from table 1 it follows that in the circulating stream of hydrogen, the hydrogen content is 83.31% of the mass. In contrast to the prototype, there is several times a decrease in the content of the following components: isopentane from 10.16 to 1.68 wt%, 2.2-DMB from 8.1 to 0.5 wt%. Fresh hydrogen feed is 2426 nm 3 / h.
Из данных таблицы 1 следует, что октановое число изомеризата по прототипу составляет 88 п., а по заявляемому изобретению 90 п., что подтверждает целесообразность проведения очистки циркулирующего потока водорода.From the data of table 1 it follows that the octane number of the isomerizate of the prototype is 88 p., And according to the claimed invention 90 p., Which confirms the advisability of cleaning the circulating stream of hydrogen.
Математическое моделирование процесса адсорбционной очистки циркулирующего потока водорода не выполнялось, так как из литературы известна возможность глубокого извлечения углеводородов из газовых потоков цеолитами, например для цеолита CaA при очистке водородсодержащего газа с концентрацией водорода 86% адсорбционная способность цеолита составляет 6 г парафинов на 100 г цеолитов при давлении 5 атм. и температуре 300°C (Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1976, с.439).Mathematical modeling of the adsorption purification process of the circulating hydrogen flow was not performed, since the possibility of deep hydrocarbon extraction from gas streams by zeolites is known from the literature, for example, for CaA zeolite in the purification of a hydrogen-containing gas with a hydrogen concentration of 86%, the adsorption capacity of the zeolite is 6 g of paraffins per 100 g of zeolites with pressure of 5 atm. and a temperature of 300 ° C (Keltsev N.V. Fundamentals of adsorption technology. M: Chemistry, 1976, p. 439).
В таблице 2 приведены характеристики потоков, отводимых из блока фракционирования по прототипу и заявляемому изобретению, как совокупности потенциально содержащихся в этих потоках компонентов. Степень чистоты этих потоков не рассматривалась, поскольку в зависимости от режима фракционирования и числа тарелок в ректификационных колоннах содержание в соответствующих потоках примесей иных компонентов может быть бесконечно малым. Как следует из таблицы 2, в потоке, отводимом по трубопроводу 12 из ректификационной колонны по прототипу, может содержаться только смесь изопентана и нормального пентана, что не позволяет получать достаточно чистый изопентан и возвращать нормальный пентан в реактор изомеризации, по трубопроводу 9 отводится в процесс рецикл только нормального гексана, а совокупность изогексанов отводится по трубопроводу 18. В противоположность этому блок фракционирования по заявляемому изобретению позволяет получать совокупный изомеризат, состоящий из изопентана и изогексанов, направляемый на компаундирование по трубопроводу 24, и достаточно чистые нормальный пентан и нормальный гексан, возвращаемые в качестве рециклов по трубопроводам соответственно 20 и 25 в реактор изомеризации после смешения с сырьем. Кроме того, нормальные углеводороды могут частично использоваться в качестве абсорбентов при абсорбционной очистке циркулирующего потока водорода.Table 2 shows the characteristics of the flows diverted from the fractionation unit according to the prototype and the claimed invention, as a set of components potentially contained in these flows. The degree of purity of these flows was not considered, because depending on the fractionation mode and the number of plates in distillation columns, the content of other components in the corresponding flows of impurities can be infinitesimal. As follows from table 2, in the stream diverted through the
Таким образом, приведенные варианты способа изомеризации C5-C6углеводородов с очисткой циркулирующего потока водорода и совершенствованием блока фракционирования изомеризата свидетельствуют о полезности заявляемого изобретения для увеличения выхода высокооктанового компонента для компаундирования товарных бензинов при реализации способа изомеризации углеводородов с очисткой циркулирующего потока водорода.Thus, the presented variants of the method of isomerization of C 5 -C 6 hydrocarbons with purification of the circulating hydrogen stream and improvement of the isomerizate fractionation unit indicate the usefulness of the claimed invention for increasing the yield of high-octane component for compounding gasoline when implementing the method of isomerization of hydrocarbons with purification of the circulating hydrogen stream.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131739/04A RU2540404C1 (en) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131739/04A RU2540404C1 (en) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013131739A RU2013131739A (en) | 2015-01-20 |
RU2540404C1 true RU2540404C1 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53280607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013131739/04A RU2540404C1 (en) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2540404C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620795C1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-05-29 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Installation of synthetic oil facilities refining |
RU182214U1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" (СПбГТИ(ТУ)) | PLANT FOR ISOMERIZING LIGHT GASOLINE FRACTIONS |
RU2753532C1 (en) * | 2018-02-28 | 2021-08-17 | Юоп Ллк | Methods and apparatus for hydrocarbon isomerisation |
RU2788907C1 (en) * | 2020-12-22 | 2023-01-25 | Юоп Ллк | Method and device for paraffin dehydration |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU984401A3 (en) * | 1975-11-19 | 1982-12-23 | Юоп Инк (Фирма) | Method of separating normal paraffin-base hydrocarbons from mihture containing isoparaffin hydrocarbons |
US4709117A (en) * | 1986-04-07 | 1987-11-24 | Union Carbide Corporation | Total isomerization process and apparatus |
RU2364582C2 (en) * | 2005-03-11 | 2009-08-20 | Юоп Ллк | Method of hydrocarbon isomerisation |
RU2364583C2 (en) * | 2005-03-11 | 2009-08-20 | Юоп Ллк | Methods of isomerisation of paraffins having 5 and 6 carbon atoms, with nethylcyclopentane isolation and device for its realisation |
-
2013
- 2013-07-09 RU RU2013131739/04A patent/RU2540404C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU984401A3 (en) * | 1975-11-19 | 1982-12-23 | Юоп Инк (Фирма) | Method of separating normal paraffin-base hydrocarbons from mihture containing isoparaffin hydrocarbons |
US4709117A (en) * | 1986-04-07 | 1987-11-24 | Union Carbide Corporation | Total isomerization process and apparatus |
RU2364582C2 (en) * | 2005-03-11 | 2009-08-20 | Юоп Ллк | Method of hydrocarbon isomerisation |
RU2364583C2 (en) * | 2005-03-11 | 2009-08-20 | Юоп Ллк | Methods of isomerisation of paraffins having 5 and 6 carbon atoms, with nethylcyclopentane isolation and device for its realisation |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620795C1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-05-29 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Installation of synthetic oil facilities refining |
RU182214U1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" (СПбГТИ(ТУ)) | PLANT FOR ISOMERIZING LIGHT GASOLINE FRACTIONS |
RU2753532C1 (en) * | 2018-02-28 | 2021-08-17 | Юоп Ллк | Methods and apparatus for hydrocarbon isomerisation |
RU2788907C1 (en) * | 2020-12-22 | 2023-01-25 | Юоп Ллк | Method and device for paraffin dehydration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013131739A (en) | 2015-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6033050B2 (en) | Aromatic hydrocarbon production equipment | |
RU2671568C1 (en) | Complex installation for processing mixture of hydrocarbons c1-c10 of various composition and oxygen-containing compounds | |
CN1176244A (en) | Chemical absorption process for recovering olefing from cracked gases | |
RU2757769C1 (en) | Methods for isomerisation of hydrocarbons | |
RU2613914C1 (en) | Method for processing natural hydrocarbon gas | |
CN107827698B (en) | Non-cryogenic separation method and system for ethylene-containing pyrolysis gas | |
US9327973B1 (en) | Methods and apparatuses for reforming of hydrocarbons including recovery of products using a recovery zone, an absorption zone and a pressure swing adsorption zone | |
US9637427B2 (en) | Methods and apparatuses for reforming of hydrocarbons including recovery of products using a recovery zone and a pressure swing adsorption zone | |
US5177298A (en) | Liquid phase adsorption process | |
RU2540404C1 (en) | Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream | |
RU2502717C1 (en) | Method for comprehensive treatment of refinery hydrocarbon gas | |
US5245107A (en) | Liquid phase adsorption process | |
KR20200026945A (en) | Process and plant to produce propylene by combining the propane dehydrogenation and steam cracking method with the pre-separation step in two methods of partial removal of hydrogen and methane | |
CN106278781A (en) | A kind of light paraffins isomerization method | |
US10329495B2 (en) | Process for removing oxygenates from naphtha | |
KR100979875B1 (en) | Process for separating normal paraffins from hydrocarbons | |
CN108473391A (en) | Method for the propylene recovery rate for improving FCC recovery units | |
RU2541016C2 (en) | Black oil delayed coking method and unit | |
CN112723976A (en) | Method and system for recycling refinery dry gas as ethylene raw material by using metal organic framework material | |
CN107746366A (en) | The method that isopentane is extracted from naphtha | |
RU2451538C1 (en) | Method of cleaning liquefied hydrocarbon gas and plant to this end | |
NO162853B (en) | SEPARATION OF NORMAL PARAFINES FROM HYDROCARBON MIXTURES BY A CONSTANT PRESSURE PROCESS. | |
CN110156557B (en) | Method for recovering petrochemical produced gas | |
RU2479620C1 (en) | Method of gas separation during catalytic cracking of petroleum direction | |
FI74299B (en) | FOERFARANDE FOER SEPARERING AV NORMALA PARAFINER FRAON KOLVAETEBLANDNINGAR. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
HE4A | Notice of change of address of a patent owner |
Effective date: 20190702 |