Способ изомеризации н-пентана

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам изомеризации н-алкановых углеводородов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Изобретение решает задачу повышения стабильности работы платинафторсодержащего катализатора изомеризации н-пентана. В соответствии с предлагаемым способом н-пентансодержащую фракцию перед контактом с платинафторсодержащим катализатором смешивают с водородсодержащим газом, содержащим менее 10 ррм сероводорода и меркаптанов и подаваемым в тройник смешения с блоков риформинга, работающих на полиметаллических катализаторах.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам изомеризации н-алкановых углеводородов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известен способ изомеризации н-алкановых углеводородов C₄-C₇ в присутствии водорода и катализатора, содержащего Pt и Cl на оксиде алюминия, при температуре 40 - 250^oC, давлении 0,1 - 10 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 - 5,0 ч^-1 (RU 2012395, кл. C 07 C 5/22, 15.05.94). Сырье предварительно очищают от серосодержащих соединений и в него добавляют в качестве промотора хлорсодержащие углеводороды.

Недостатком известного способа является необходимость предварительного удаления серосодержащих соединений и влаги из сырья, являющихся каталитическими ядами процесса изомеризации н-алкановых углеводородов.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изомеризации н-алкановых углеводородов C₄-C₅ в присутствии платинафторсодержащего катализатора при температуре 360 - 430^oC и давлении водородсодержащего газа (ВСГ) 3,2 - 3,6 МПа (Справочник нефтепереработчика. /Под. ред. Г.А.Ластовкина, Л.: Химия, 1986, с. 186 - 190).

Недостатком способа, принятого за прототип, является то, что в качестве свежего используют ВСГ с установкой риформинга из заводских линий, который содержит большое количество серосодержащих соединений (более 1000 ppm) и снижает стабильность работы платинафторсодержащего катализатора.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить стабильность работы платинафторсодержащего катализатора изомеризации н-пентана.

В соответствии с заявляемым способом н-пентансодержащую фракцию перед контактом с катализатором смешивают с водородсодержащим газом, содержащим менее 10 ppm H₂S и меркаптанов и подаваемым в тройник смешения с блоков риформинга, работающих на полиметаллических катализаторах.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа является использование ВСГ, подаваемого в тройник смешения, минуя заводские линии ВСГ непосредственно с блоков риформинга, работающих на полиметаллических катализаторах.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

В соответствии с предлагаемым способом н-пентан смешивают с циркулирующим ВСГ и после нагрева в теплообменнике и трубчатой печи направляют в реактор, где протекает изомеризация н-пентана при повышенных температуре 360 - 430^oC и давлении циркулирующего ВСГ 3,0 - 3,5 МПа.

В реактор загружен платинафторсодержащий катализатор. В сепараторе высокого давления от газопродуктовой смеси отделяют циркулирующий ВСГ, возвращают на смешение с сырьем. В качестве водорода подпитки используют свежий ВСГ, поступающий на установку изомеризации, минуя заводские линии непосредственно с блока риформинга, работающего на полиметаллическом катализаторе.

Этот ВСГ практически не содержит сероводорода и меркаптанов, а также влаги, что связано с особенностями технологии протекания процесса риформинга в присутствии полиметаллического катализатора.

На современных установках риформинга ВСГ, образующийся в процессе риформинга, направляют на собственный блок гидроочистки прямоугольных бензиновых фракций - сырья блока риформинга и только после этого ВСГ без очистки сбрасывают с установки в заводскую линию ВСГ.

В том случае, когда из заводских линий забирают ВСГ для подпитки установки изомеризации н-пентана, он содержит 2000 - 4000 ppm сероводорода и меркаптанов и 2000 - 5000 ppm влаги, которые являются ядами платиносодержащих катализаторов изомеризации. С целью защиты от влаги в состав блока изомеризации входит адсорбер-осушитель для очистки ВСГ от воды. Практически единственным методом защиты от серосодержащих соединений на установке изомеризации является отдув циркулирующего ВСГ и подпитка свежим ВСГ из заводских линий.

Таким образом, подпитка реакторного блока установки изомеризации н-пентана свежим ВСГ из заводской линии не только не решает проблему снижения содержания серы в газосырьевой смеси, контактирующей с платинафторсодержащим катализатором, но и вносит дополнительно к существующему значительное количество H₂S и меркаптанов. Это снижает активность и стабильность работы катализатора изомеризации, ведет к накоплению избыточной серы в составе катализатора в течение межрегенерационного цикла и к частичной дезактивации катализатора после регенерации ввиду перехода серы из сульфидного в трудноудаляемое сульфатное состояние.

Анализ известных технических решений по способам изомеризации н-алкановых углеводородов C₄-C₇ позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованию изобретательного уровня.

Пример 1. Изомеризацию н-пентана проводят в присутствии катализатора ИП-62 м, содержащего 0,5 мас.% платины и 3,5 мас.% фтора на оксидном носителе. Н-пентан смешивают с циркулирующим ВСГ и после нагрева в печи направляют в реактор, где протекает его изомеризация в изопентан при температуре 380^oC, давлении 3,2 МПа, объемной скорости подачи н-пентана 1,5 ч^-1.

В сепараторе от газопродуктовой смеси отделяют циркулирующий ВСГ и возвращают его на смешение с сырьем.

Для подпитки используют свежий ВСГ с установки риформинга, взятый непосредственно с блока риформинга. В последнем процесс риформинга проводят на полиметаллическом катализаторе КР-108 и в циркулирующем ВСГ содержание сероводорода не превышает 0,001 мас.%, а содержание влаги - 0,003 об.%.

В начале цикла выход изопентана за проход был 52,1 мас.% после 11 месяцев эксплуатации установки выход изопентана составил 48,6 мас.%.

Пример 2 (сравнительный). Изомеризацию н-пентана проводят согласно примера 1, однако для подпитки используют водородсодержащий газ из заводской линии, содержащий 0,2 мас.% сероводорода и 0,1 об.% влаги.

В начале цикла получен изопентана с выходом 51,6 мас.% за проход, после 11 месяцев его выход составил 42,3 мас.%.

Таким образом, проведение процесса изомеризации н-пентана согласно предлагаемому способу (пример 1) позволяет сохранить активность алюмоплатинафторсодержащего катализатора в течение всего цикла. В то же время согласно существующему способу активность катализатора в течение цикла падает ввиду дезактивации катализатора сероводородом и влагой, содержащимися в водородсодержащем газе, взятом из заводской линии.

Источники информации 1. Патент РФ N 2012395, кл. B 01 J 23/42, C 07 C 5/22, опубл. 15.04.94.

2. Справочник нефтепереработчика /Под. ред. Г.А.Ластовкина и др. Л.: Химия, 1986, с. 186 - 190.

Формула изобретения

Способ изомеризации н-пентана в присутствии платинафторсодержащего катализатора при повышенных температуре и давлении водородсодержащего газа, отличающийся тем, что н-пентансодержащую фракцию перед контактом с катализатором смешивают с водородсодержащим газом, содержащим менее 10 ррм Н₂ и меркаптанов и подаваемым в тройник смешения с блоков риформинга, работающих на полиметиллических катализаторах.