Способ очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов

 

Сущность изобретения: очистку жидких парафинов от ароматических углеводородов проводят путем жидкостной адсорбции в стационарном слое мелкопористого силикагеля с последующей жидкостной десорбцией адсорбированных углеводородов десорбентом, в качестве которого используют алкан C₅-C₁₀ или их смеси, с последующей продувкой и охлаждением силикагеля. 1 табл.

Изобретение относится к адсорбционному разделению углеводородных смесей, в частности к адсорбционным способам очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов, и может быть применено в нефтепереработке и нефтехимии.

Известен способ глубокой деароматизации углеводородных смесей [1] согласно которому углеводородную смесь в жидкой фазе пропускают через стационарный слой силикагеля при 35-50^оС. Поглощенные силикагелем на стадии адсорбции углеводороды вытесняют из пор адсорбента с помощью десорбента (бензол, этиловый спирт, ацетон) при 50-350^оС. Затем с целью подготовки адсорбента к стадии адсорбции следующего цикла из него удаляют десорбент продувкой газом (азот, углекислый газ, водород, пропан) при температуре 250-350^оС и охлаждают до температуры адсорбции.

Недостатком способа является относительно низкий выход очищенных углеводородных смесей с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе вследствие низкой степени восстановления адсорбционных свойств адсорбента на стадии десорбции.

Известен способ жидкофазного адсорбционного концентрирования ароматических углеводородов в статических условиях с использованием в качестве адсорбента промышленных образцов крупнопористого КСК и мелкопористого КСМ силикагелей [2] из которого следует, что сужение пор силикагеля от 100 до 33 ангстрем увеличивает равновесную величину адсорбции ароматических углеводородов. Из этого способа следует, что в качестве адсорбента ароматических углеводородов целесообразно использовать мелкопористые силикагели. Недостаток способа заключается в невозможности получения в статических равновесных условиях глубокоочищенных от ароматических углеводородов жидких парафинов.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту "Способ очистки парафинового сырья от ароматических углеводородов" [3] принятый за прототип.

Согласно известному способу адсорбционную очистку жидких парафинов осуществляют в жидкой фазе при 20-50^оС в стационарном слое мелкопористого силикагеля МСМ с последующей жидкофазной десорбцией поглощенных углеводородов десорбентом аммиаком, изопропиловым спиртом, ацетоном, толуолом, при 50-200^оС, продувкой адсорбента газом (азот, водород, углекислый газ) при 200-500^оС и охлаждением очищенными парафинами до температуры адсорбции.

Недостатком описанного способа является относительно низкий выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе из-за недостаточно эффективной десорбции поглощенных углеводородов и частичной дезактивации адсорбента.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение выхода очищенных от ароматических углеводородов жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе.

Поставленная цель достигается путем осуществления десорбции алканами С₅ С₁₀ или их смесью.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Исходные жидкие парафины в жидкой фазе при 20-50^оС прокачивают снизу вверх через стационарный слой мелкопористого силикагеля. Ароматические углеводороды поглощаются адсорбентом, а очищенные жидкие парафины выводят из адсорбера. При появлении на выходе из адсорбера парафинов с концентрацией ароматических углеводородов выше заданной адсорбцию прекращают.

Слив из адсорбера сверху вниз жидкие парафины, близкие по содержанию ароматических углеводородов к исходным парафинам, проводят жидкофазную десорбцию поглощенных мелкопористым силикагелем в стадии адсорбции углеводородов при 50-200^оС, прокачивая через адсорбер сверху вниз алканы С₅ С₁₀ или их смесь. Продукт со стадии слива возвращают в адсорбер, предварительно смешивая его с исходными жидкими парафинами.

После этого для подготовки адсорбента к стадии адсорбции следующего цикла очистки из него удаляют десорбент с примесью десорбированных углеводородов при 200-500^оС путем продувки адсорбера газом (азот, водород, углекислый газ), охлаждают до 20-50^оС очищенными жидкими парафинами или газом и возобновляют подачу исходных жидких парафинов на очистку. Перед повторным использованием газа на стадии продувки его очищают известным способом от паров десорбента с примесью десорбированных углеводородов и компремируют с последующей осушкой и очисткой.

Смесь десорбента и десорбированных углеводородов со стадии десорбции и продувки разделяют, например, ректификацией, и регенерированный десорбент используют повторно.

Проведение десорбции алканами с числом атомов углерода в молекуле менее пяти и более десяти нецелесообразно. Если в первом случае для обеспечения жидкофазного состояния десорбента необходимо высокое избыточное давление, что существенно усложняет и удорожает технологическое оборудование, то во втором случае выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе не превышает величину этого показателя для известного способа-прототипа.

Предложенный способ проверен на лабораторной установке и поясняется следующими примерами.

П р и м е р 1. Исходное сырье жидкие парафины фракции 200-320^оС, содержащие 0,89% ароматических углеводородов, прокачивают при 30^оС снизу вверх через адсорбер, в который загружено 100 см³ мелкопористого силикагеля МСМ. Ароматические углеводороды поглощаются адсорбентом, а очищенные жидкие парафины с остаточным массовым содержанием ароматических углеводородов не более 0,01% выводят из адсорбера.

Затем из адсорбера сливают сверху вниз остатки исходного сырья и повышают температуру слоя адсорбента до 70^оС. При этой температуре и давлении 0,2 МПа через адсорбер сверху вниз прокачивают в жидкой фазе 150 см³ десоpбента, после чего температуру в адсорбере поднимают до 200^оС и продувают слой адсорбента азотом.

В качестве десорбента используют н-пентан.

При 200^оС через адсорбер для охлаждения прокачивают очищенные жидкие парафины, полученные в предыдущем цикле очистки, или продувают азот и по достижении температуры 30^оС возобновляют подачу исходных жидких парафинов на очистку. После проведения 9 и 29 циклов очистки соответственно на 10-м и 30-м цикле определяют выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента и динамическую емкость слоя адсорбента по ароматическим углеводородам.

Так, в данном примере выход очищенных парафинов с единицы объема адсорбента составил в 1 цикле 300, на 10 цикле 274, а на 30 цикле 220 см³/100 см³. Емкость слоя адсорбента на 30-м цикле очистки равнялась 2,27 мас.

П р и м е р 2. Условия проведения эксперимента такие же, как в примере 1. В качестве десорбента в данном примере используется н.-декан. Выход очищенных парафинов с единицы объема адсорбента при этом составил в 1 цикле 300, на 10 цикле 274, а на 30 цикле 222 см³/100 см³. Емкость слоя адсорбента на 30-м цикле очистки соответствовала 2,29 мас.

П р и м е р 3. Условия проведения эксперимента такие же, как в примере 1. В качестве десорбента в данном примере используется смесь, в состав которой входит 10 н-октана и 90 н-нонана. Выход очищенных парафинов с единицы объема адсорбента в данном примере составил в 1 цикле 300; на 10 цикле 274, а на 30 цикле 223 см³/100 см³. Емкость слоя адсорбента на 30-м цикле очистки равнялась 2,3 мас.

Таким образом, предлагаемый способ очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов позволяет увеличить выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе в среднем на 11 по сравнению с известным способом.

Данные приведены в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ ПАРАФИНОВ ОТ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ путем жидкостной адсорбции в стационарном слое мелкопористого силикагеля с последующей жидкофазной десорбцией адсорбированных углеводородов десорбентом, продувкой и охлаждением силикагеля, отличающийся тем, что в качестве десорбента используют алкан C₅-C₁₀ или их смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1