RU4747U1 - Установка по переработке легкого углеводородного сырья - Google Patents

Abstract

Установка по переработке легкого углеводородного сырья, содержащая блок реакторов для конверсии широкой фиксации легких углеводородов в высокооктановые органические компоненты, сепаратор для разделения продуктов реакции на жидкие и газообраные, блоки ректификации, содержащий первую и вторую ректификационные колонны с входами и выходами соединенными с емкостями сбора, емкость приема сырья и смеситель, отличающаяся тем, что блок реакторов выполнен в виде двух реакторов, в которых в корпусах прямоугольного сечения расположены вертикальные реакционные трубы диаметром 50 - 100 мм, заполненные катализатором, содержащим высококремнеземный цеолит типа ZSM-5, упомянутые реакторы имеют общую конвекционную камеру, трубы в которой установлены горизонтально по четыре трубы в ряд в каналах, образованных дополнительными продольными перегородками, первая ректификационная колонна имеет дополнительный вход, соединенный с выходом сепаратора, при этом первый вход бензол-толуолксилольной фракции расположен в верхней части колонны, второй вход газовой фракции - в нижней части колонны, а выход расположен в донной части колонны и соединен с входом второй ректификационной колонны, которая имеет первый, второй и третий выходы, причем первый выход соединен с емкостью сбора толуол-ксилольной фракции, которая соединена с емкостью приема сырья и смесителем, второй выход соединен с емкостью сбора бензола, а третий выход расположен в верхней части колонны и соединен с емкостью сбора легкого бензола.

Description

Установка по переработке лёгкого углеводородного сырья

Предлагаемое изобретение относится к области производства ароматических углеводородов и моторных топлив путем переработки нефтяного газа концевых ступеней сепарации, широкой фракции легких углеводородов.

Известны установки для переработки лёгкого углеводородного сырья, содержащие реакторы для конверсии широкой фракции легких углеводородов в ароматические углеводороды / бензол,толуол,ксилол,.,,/, см,,например,Пат, СССР Р с5а15з5, опубл, 7.3,1У72, Ш Р у,

Наиболее близким техническим решением,выбранным в качестве прототипа, является установка реализующая способ получения высокооктанового бензина и ароматических углеводородов с использованием реакторов конверсии легкого углеводородного сырья, блока сепарации и блока , ректификации / А,С. СССР № от 30,10, Ш Р 40 /,

Недостатками существующих установок по переработке легкого углеводородного сырья является невозможность утилизации продуктов сепарации нефти, использование дорогостоящих катализаторов и большие энергетические затраты на переработку.

IvKH: GIOG- 59/00

в предложенном техническом решении / полезной модели/ ставится задача утилизации отходов переработки нефти на станциях сепарации

наиболее дешёвым способом без пршяенения драгоценных металлов с НИЗКИМИ энергетическими затратами и с получением ценного сырья для химической промышленности и высокооктановых моторных топлив.

Эти задачи решены в установке переработки лёгкого углеводородного сырья, содеркащей блок реакторов для конверсии широкой фракции легких углеводородов в высокооктановые органические компоненты, выполненный в виде трубчатой печи радиантно-конвекционногр типа, с газовыми горелками, реакторами и конвекционной камерой, снабженной трубами и поперечными перегородками, сепаратор для разделения продуктов реакции на жидкие и газообразные со входом и выходом, блок ректификации, содержащий первую и вторую ректификационные колонны с колпачковыми тарелками, снабженными входами и выходами, соединенными

с емкостями сбора, емкость приема сырвя и смеситель, в которой блок реакторов выполнен в виде двух реакторов, в которых в корпусах прямоугольного сечения расположены вертикальные реакционные трубы с диаметром 50 100 мм, заполненные катализатором, содержащим высококреьшезе1дный цеолит типа SM-5 / с соотношениемЛО./А1 0у-ЗУ/ - 57/, А1.0у - Зб,, - 3,, ,0, упомянутые реакторы имеют об1цую конвекционную камеру, трубы в которой установлены горизонтально по четыре трубы в ряд в каналах, образованных дополнительными продольными перегородками, первая ректификационная колонна имеет первый и второй вЕкоды, соединенные с выходами сепаратора, при этом первый вход бензол-толуол-ксилольной фракции расположен над первой колпачковой тарелкой, а второй вход газовойфракции - над третьей, выход расположен в нижней части колонны и соединен со входом второй ректификационной колонны, которая имеет первый, второй и третий; выходы, причем второй выход расположен над пятой тарелкой и.соединен с емкостью сбора бензола, третий выход распололюн в верхней части колонны и соединен с емкостью сбора легкого бензола, а первый выход расположен над четырнадцатой копачковой тарелкой и соединен с емкостью сбора толуол-ксилольной фракции, которая соединена с емкостью приема сырья и смесителем. Кроме того задача уменьшения энергозатрат решена в установке дополнительно содержащей магистраль соединяющую газовые горелки с выходом газообразных продуктов сепаратора и магистраль подачи образующихся дымовых газов через катализатор полного окисления легких углеводородов на входы реакторов. Предлагаемая установка отличается тем,что блок реакторов выполнен в виде двух реакторов, в которых в корпусах прямоугольного сечения расположены вертикальные реакционные трубы с диаметром mi, заполненные катализатором, содержащим высококремнеземный цеолит типа М-5 / с соотношением5Ю.,/А1.0з-39/ - 57/о, - 36,5, - 3,5/о, rt - 3,, упомянутые реакторы имеют общую конвекционную камеру, трубы в которой установлены горизонтально по четыре трубы в ряд в каналах, образованных дополнительны1 ш продольными перегородками, первая ректификационная колонна .имеет первый и второй выходы, соединенные с выходами сепаратора, при этом первый вход бензол-толуол-ксилольной фракции расположен над первой колпачковой тарелкой, а второй вход газовой фракции - над третьей колпачковой тарелкой выход распололюн в нижней части колонны и соединен со входом второй ректификационной колонны, которая имеет первый, второй и третий выходы, причем второй выход расположен над пятой тарелкой и соединен с емкостью сбора бензола, третий выход расположен в верхней части колонны и соединен с емкостью сбора легкого бензола,а первый выход расположен над четырн:адцатой колпачковой тарелкой и соединен с емкостью сбора толуол-ксилольной фракции, которая соединена с емкостью приема сырья и смесителем.

ных продуктов сепаратора и магистраль подачи образующихся дымовых газов через катализатор полного окисления легких углеводородов на вход ды реакторов.

Выполнение блока реакторов в виде двух реакторов позволяет осуществить непрерывный технологический процесс. Когда один реактор находится в рабочем режиме, другой перключается на регенерацию катализатора. Выполнение реакционных труб с диаметром 5Q 100 мм, их вертикальное расположение и заполнение их катализатором, содержащим высококремнезеглшй цеолит типа2$М-6 / с соотношениеы50р/А190у-39/- 57%, Al-jOr - 36,5, ВрОо - 3,5,2п- 3, позволяет проводить процесс конверсии легкого углеводородного сырья без использования драгоценных металлов. Снабжение реакторов общей конвекционной камерой, трубы в которой установлены горизонтально по четыре трубы в ряд в каналах, образованных дополнительными продольными перегородкшш, обеспечивает подогрев сырья без привлечения сторонних источников топлива, а за счет использования газообразных продуктов реакции, поступающих от сепаратора.

В варианте установки по п, 2 соединение дополнительной магистралью выхода газообразных продуктов реакции сепаратора с газовыми горелками для подогрева реакционных труб позволяет отказаться от использования магистрального газа. Подача посредством дополнительной магистрали дымовых газов через катализатор полного окисления легких углеводородов на входы реакторов, позволяет осуществить добавление смеси / диоксид углерода и пары вода / к исходным парафиновым углеводородам. Добавление указанной смеси в количестве не более приводит к увеличению выхода ароматических углеводородов и другой целевой продукции, -;

Предложенная конструкция поясняется приведенным чертежом, на котором представлена блок-схема установки. Установка содержит реа кторы конверсии I и 2 , снабженные вертикальными реакционными труба1,ш 3 с диаметром 50 100 мм, заполненные цеолитосодержащшл катализатором / на чертеже не показан /, Реакторы , I и 2 имеют odiilye конвенционную камеру 4 с поперечными перегородками 6, образующими каналы, в которых расположены горизонтальные трубы 7 / по четыре в ряд/. Реакционные трубы 3 с одной стороны подсоединены к трубам 7, которые соеданены с емкостью приема сырья 8, а с другой стороны к сепаратору 9, тлеющему два выхода, первый выход предназначен для жидких продуктов реакции соединен с первой ректификационной колонной 10 над первой колпачковой тарелкой II, а второй выход предназначенный для газообразных продуктов реакции соединен с колонной 10 над третьей колаачковой тарелкой 12, Колонна 10 своим выходом соединена со входом второй ректификационной колонны 13, Первый выход колонны 13 расположен над четырнадцатой колпачковой тарелкой 14

и соединен с ёмкостью сбора толуол-ксилольиой фракции,которая соединена с ёмкостью 8 и смесителем 16, 15,Второй выход колонны 13 расположен над пятой колпачковой тарелкой 17 и с ёмкостью сбора бензола 18. Третий выход колонны 13 расположен в верхней части колоны и соединен с ёмкостью сбора легкого бензина 1У,

Установка работает следующим образом. Сырьё, например, в виде широкой фракции легких углеводородов / ШШ I поступает в ёмкость приема 8, Из ёмкости 8 часть ШЛУ насосом / не показано на чертше/ подается через теплообменник / не показано на чертйже / в реакторы I и 2 на конверсию, другая часть направляется на смешение в смеситель 16.

Подвод тепла к трубам 3 осуигествляется форсунками / не показанными на чертше/, установленными в корпусах реакторов I и , .Дымовые газы, образующиеся от сгорания топлива поступают в конвекционную камеру 4, где отдают тепло продук, проходящему по трубам 7. Наличие дополнительных перегородок 6, образующих каналы в которых расположены горизонтальные трубы 7 / на чертеже в ряд / позволяет более эффективно осуществлять подогрев сырья. j целевого продукта и увеличивает время активной работы реакторов. Из реактора I продукты реакции в парообразном состоянии направляются в теплообменники / не показаны на чертеже / , после которых в газожидком состоянии продукты реакции поступают в сепаратор 9, Сверху сепаратора 9 уходят газы, снизу сепаратора 9 жидкие продукты реащии - высокоактивные компоненты топлива подаются на разделение в ректификационные колонны 10, 13. С выхода колонны 13, расположенного над пятой колпачковой тарелкой 17 бензол поступает в ёмкость сбора 18 и выводится из установки.G третьего выхода колонны 13, расположенного в верхней части колонны поступает легкий бензин в ёмкость сбора 19 и далее выводится из установки, С выхода колонны 13 расположенного над четырнадцатой колпачковой тарелкой толуол-ксилольная фракция поступает в емкость сбора 15 и из нее в смеситель 16;на компоундирование с ШЛУ из ёмкости 8 для получение товарного бензина А-76 или М-93. После смесителя 16 бензин А-76 или М-УЗ выводится из установки. В целях восстановления активности катализатора периодически / через каждые 150 часов / производится его регенерация,заключающаяся в выжиге кокса с его поверхности. Выполнение блока реакторов в виде -реакторов I и 2 обеспечивает осуществление этого процесса без остановки установки, реактор I и с регенерирзшщем катализаторы отключается от системы подачи сырвя и продувается горячим инертным газом, предварительно нагретым до температуры 550...600°С. По завершению продувки в поток инертного газа малыми дозами подается воздух и производится сжигание кокса. Продукты выжига кокса сбрасываются на свечу. Процесс регенирации продолжается 1Й...24 часа. Вариант установки, соответствующий п. формулы, предусматривает использование в качестве топлива для газовых горелок реакторов I и ; газов с верхней части колонны 10. Это позволяет уменьшить или исключить сторонние источноки подогрева. Сжигание газообразных продз ктов реакции в присутствии катализатора полного окисления легких углеводоро дов и добавление образовавшейся при этом смеси, к парафиновым углеводородам позволяет увеличить время работы реакторов I и ; между регенирациими катализатора и увеличить выход целевого продукта.

К достоинствам установки относится, возможность использования в ней дешевого катализатора, несодержащего драгоценных металлов, непрерывность технологического процесса и малое энергопотребление.

Установка может быть выполнена в блоккокомплектном исполнении и привязана к существующим станциям сепарации нефти.

Установка позволит решить проблему утинизации отходов переработки нефти с получением сырья для химической промышленности, высокоактивных компонентов топлива и получение бензинов А-76 и АИ-93,

Установка решает также экологическую проблему в районах добычи и переработки нефти,путем снижения выбросов вредных веществ в атмосферу и снижение загрязнения сточных вод.

Claims (1)

1. Установка по переработке легкого углеводородного сырья, содержащая блок реакторов для конверсии широкой фиксации легких углеводородов в высокооктановые органические компоненты, сепаратор для разделения продуктов реакции на жидкие и газообраные, блоки ректификации, содержащий первую и вторую ректификационные колонны с входами и выходами соединенными с емкостями сбора, емкость приема сырья и смеситель, отличающаяся тем, что блок реакторов выполнен в виде двух реакторов, в которых в корпусах прямоугольного сечения расположены вертикальные реакционные трубы диаметром 50 - 100 мм, заполненные катализатором, содержащим высококремнеземный цеолит типа ZSM-5, упомянутые реакторы имеют общую конвекционную камеру, трубы в которой установлены горизонтально по четыре трубы в ряд в каналах, образованных дополнительными продольными перегородками, первая ректификационная колонна имеет дополнительный вход, соединенный с выходом сепаратора, при этом первый вход бензол-толуолксилольной фракции расположен в верхней части колонны, второй вход газовой фракции - в нижней части колонны, а выход расположен в донной части колонны и соединен с входом второй ректификационной колонны, которая имеет первый, второй и третий выходы, причем первый выход соединен с емкостью сбора толуол-ксилольной фракции, которая соединена с емкостью приема сырья и смесителем, второй выход соединен с емкостью сбора бензола, а третий выход расположен в верхней части колонны и соединен с емкостью сбора легкого бензола.