Способ разделения изопентан-пентан-изогексан-гексановой фракции, снижающий долю рецикловых потоков в системе

Авторы патента:

Фаизов Азамат Рамилевич (RU)

Чуракова Светлана Константиновна (RU)

Гильванова Эльвира Маратовна (RU)

C07C7/04 - перегонкой

Владельцы патента RU 2621349:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к способу разделения изопентан-пентан-изогексан-гексановой фракции, снижающему долю рецикловых потоков в системе, заключающемуся в выделении товарного изомеризата из сырьевого потока, путем последовательного прохождения последним колонны стабилизации, колонны деизопентанизации и колонны деизогексанизации. Способ характеризуется тем, что вывод бокового погона из колонны деизопентанизации осуществляют в стриппинг-секцию; для обогрева стриппинг-секции используют тепло остатка колонны стабилизации. Установка стриппинг-секции позволяет повысить качество фракционирования за счет отпарки легких изопентановых компонентов и снизить количество рециклового потока. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области вторичной переработки нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в процессе изомеризации.

Известно, что изомеризация на данный момент считается наиболее эффективным способом производства чистых высокооктановых компонентов бензинов (Шакун А.Н. Российская технология изомеризации «Изомалк-2» -лучшее технологическое решение для производства автобензинов ЕВРО-4 и ЕВРО-5 / А.Н. Шакун, Е.В. Демидова // Нефть. Газ. Новации. - 2010. - №9. - С. 44-46). Октановое число изомеризата определяется глубиной изомеризации сырья, которая в значительной степени зависит от схемы разделения продуктов реакции и степени рециркуляции непревращенных нормальных парафиновых углеводородов (Иванчина Э.Д., Киргина М.В., Чеканцев Н.В., Долганов И.М., Шарова Е.С. Методы оптимизации и организации энерго- и ресурсосберегающих химико-технологических систем нефтеперерабатывающих производств. Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2013. - 159 с.).

Выделение нормальных углеводородов из продуктов изомеризации требует дополнительной установки колонн деизопентанизации и деизогексанизации. Технологические схемы изомеризации усложняются, что соответственно влечет за собой увеличение энергозатрат на разделение продуктов изомеризации. Известен способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, базирующийся на четырех простых ректификационных колоннах фракционирования исходного сырья - фракции НК-70°C прямогонного бензина и продуктов реакции с выделением бутана, изопентана, пентана, изогексана и гексана, возвращением пентана в реактор в качестве рецикла, сепарации и стабилизации продуктов реакции в блоке обработки изомеризата из сепаратора и двух ректификационных колонн с возвращением изомеризата после смешения с исходным сырьем в первую ректификационную колонну блока разделения (Жоров Ю.М. Изомеризация углеводородов. Химия и технология. - М.: Химия, 1983, 304 с.).

Недостатками данного способа являются:

- необходимость использования большого количества фракционирующего оборудования (шесть ректификационных колонн, конденсаторов-холодильников и кипятильников, сепаратора), что приводит к существенным капитальным затратам на реализацию способа разделения и увеличению себестоимости конечных продуктов разделения;

- полученный в четвертой ректификационной колонне блока разделения гексан исходного сырья не подвергается изомеризации, что снижает выход ценного конечного продукта изогексана в процессе, поскольку в реакторе изомеризации измеризация пентана и гексана протекает совместно.

Наиболее близким по технической сущности является способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, в котором из первой ректификационной колонны подготовки сырья дистиллятом отводится балластный продукт, содержащийся в сырье, остаток с низа ректификационной колонны направляется на превращение пентанов и гексанов в изомеры в реактор изомеризации; продукты изомеризации направляются во вторую ректификационную колонну стабилизации, откуда с верха колонны отводится бутан, а с низа колонны отводится изомеризат, содержащий реакционные изомеры, полученные в процессе реакции, которые направляются на разделение в третью ректификационную колонну деизопентанизации, из которой последовательно отводятся изопентан, пентановый рецикл и гексановая фракция, пентановый рецикл возвращается в реактор изомеризации. В качестве балластного продукта с верха первой ректификационной колонны отводится содержащийся в сырье изопентан, реакционный изопентан отводится с верха третьей ректификационной колонны деизопентанизации, с низа колонны деизопентанизации отводится смесь изогексана и нормального гексана, которая в качестве сырья подается в дополнительную четвертую ректификационную колонну деизогексанизации, из которой дистиллятом выводится изогексановая фракция, боковым погоном - гексановый рецикл, который отправляется на повторное превращение в реактор изомеризации, а остатком - высококипящие компоненты (Способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции. Патент №2478601 RU, заявл. 23.01.2012, опубл. 10.04.2013).

Недостатком данного способа является значительное количество изопентана в рецикловой фракции, которая является балластовой; большое количество рецикловых потоков при выводе бокового погона и, как следствие, нечеткое разделение.

Задачей изобретения является разработка ресурсо- и энергосберегающей технологии фракционирования на установках нефтеперерабатывающего комплекса, заключающаяся в повышении качества разделения между нормальными компонентами и изокомпонентами, а также снижение расхода рецикловых потоков.

Поставленная задача решается тем, что в способе разделения изопентан-пентан-изогексан-гексановой фракции, который заключается в выделении товарного изомеризата из сырьевого потока, путем последовательного прохождения последним колонны стабилизации, колонны деизопентанизации и колонны деизогексанизации, и отличается от прототипа тем, что вывод бокового погона из колонны деизопентанизации осуществляют в стриппинг-секцию; для обогрева стриппинг-секции используют тепло остатка колонны стабилизации. Был проведен анализ результатов расчета фактической работы колонны деизопентанизации, который показал, что процесс разделения н-пентана и изопентана осуществляется в колонне недостаточно эффективно, так как содержание низкооктановых компонентов (нормальных углеводородов) в составе рецикловых потоков недостаточно высоко, а содержание изокомпонентов велико, что приводит к неоптимальной работе установки изомеризации в целом.

На фигуре показана принципиальная схема разделения продуктов изомеризации на установке.

На фигуре обозначены:

1 - колонна стабилизации; 2 - колонна деизопентанизации; 3 - колонна деизогексанизации; 4 - стриппинг-секция; I - продукты реакций изомеризации; II - рефлюкс; III - стабильный изомеризат; IV - фракция изопентана; V - фракция н-пентана; VI - депентанизированный изомеризат; VII - фракция изогексана; VIII - фракция н-гексана; IX - кубовый продукт колонны деизогексанизации; X - рецикл (фракция н-пентана и н-гексана)

В этой связи было предложено организовать вывод бокового погона колонны деизопентанизатора через дополнительную стриппинг-секцию. Для создания ресурсо-энергосберегающей технологии предлагалось использовать следующие варианты подвода тепла:

- за счет подачи кубового продукта колонны деизопентанизации в качестве теплоносителя в кипятильник стриппинг-секции;

- за счет подачи кубового продукта колонны стабилизации в качестве теплоносителя в кипятильник стриппинг-секции.

В программном пакете UniSim Design были созданы математические модели работы колоны деизопентанизации по обоим указанным вариантам.

Как показали расчеты фактической работы установки, колонна деизогексанизации работает достаточно эффективно, обеспечивая необходимую степень разделения между н-гексаном и его высокооктановыми изомерами. В этой связи изменение системы выделения н-гексана в данном случае не требуется.

Поскольку согласно поставленной задаче предлагаемые варианты совершенствования существующей технологии разделения изомеризата должны быть ресурсо-энергосберегающими, то основным принципом при организации работы новой отпарной колонны не могло быть использование дополнительных энергоресурсов. С целью увеличения степени рекуперации тепла на установке в качестве теплоносителей в стриппинг-секцию рассматривалось использование внутренних высокотемпературных технологических потоков.

Установка стриппинг-секции позволит повысить качество фракционирования за счет отпарки легких изопентановых компонентов и снизить количество рециклового потока.

Способ разделения изопентан-пентан-изогексан-гексановой фракции, снижающий долю рецикловых потоков в системе, заключающийся в выделении товарного изомеризата из сырьевого потока путем последовательного прохождения последним колонны стабилизации, колонны деизопентанизации и колонны деизогексанизации, отличающийся тем, что вывод бокового погона из колонны деизопентанизации осуществляют в стриппинг-секцию; для обогрева стриппинг-секции используют тепло остатка колонны стабилизации.

Изобретение относится к двум вариантам способа контроля за образованием слаболетучих соединений при получении альфа-метилстирола. Один из вариантов способа включает подачу первой композиции на дистилляционную колонну, причем указанная первая композиция содержит ацетон, фенол, кумол и альфа-метилстирол; очистку первой композиции в дистилляционной колонне с получением второй композиции, содержащей по меньшей мере 1 вес.% альфа-метилстирола и по меньшей мере одну органическую кислоту, причем весовое процентное содержание альфа-метилстирола во второй композиции выше, чем в первой композиции; и добавление некоторого количества амина во вторую композицию.

Способ выделения гексена-1 из смеси продуктов, полученных в зоне тримеризации этилена // 2619113

Изобретение относится к способу выделения гексена-1 из смеси, полученной в реакционной секции процесса тримеризации этилена, причем указанная смесь содержит этилен, растворитель, катализатор тримеризации этилена и образованные продукты, в том числе гексен-1.

Способ получения циклопентана // 2618233

Изобретение относится к способу получения циклопентана из фракции бензина пиролиза, включающему получение в колонне фракционирования верхнего продукта С5-углеводородов и кубового продукта углеводородов С6+, каталитическое гидрирование верхнего продукта и последующее разделение прогидрированной фракции ректификацией.

Способ поэтапного получения пропилена // 2615512

Изобретение относится к способу образования пропилена. Способ заключается в реакции сырьевого потока метатезиса, содержащего бутен с этиленом в присутствии первого катализатора метатезиса посредством первой реакции метатезиса для образования потока продукта первого метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С5+; выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта первого метатезиса для образования первого верхнего потока и первого пропеноотгонного нижнего потока, содержащего бутен и олефины С5+; реакции по меньшей мере части первого пропеноотгонного нижнего потока с этиленом в присутствии второго катализатора метатезиса посредством второй реакции метатезиса для образования потока продукта второго метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С5+; и выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта второго метатезиса для образования второго верхнего потока; и восстановлении пропилена из первого верхнего потока, второго верхнего потока или их комбинации.

Способ разделения смесей с высоким содержанием жидкофазного продукта // 2615412

Изобретение относится к массообменным процессам и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей, химической и других смежных отраслях промышленности при проведении процессов ректификации, отпарки, абсорбции и десорбции.

Способ выделения этилена // 2609014

Изобретение относится к способу выделения этилена, заключающемуся в введении потока сырья, содержащего пропилен, этилен и бутен, в колонну отгонки этилена, имеющую температуру в интервале от 50 до 90°F и давление в диапазоне от 250 до 350 фунтов на кв.

Гибкий способ экстракции бутадиена // 2608389

Изобретение относится к вариантам системы извлечения 1,3-бутадиена из фракции С4 и в режиме высокого давления, и в режиме низкого давления. Один из вариантов системы включает: систему испарения сырья, предназначенную, по меньшей мере, для частичного испарения углеводородного сырья, содержащего бутаны, бутены, 1,2-бутадиен, 1,3-бутадиен, ацетилены С4, ацетилены С3 и углеводороды С5+; систему экстракционной дистилляции, предназначенную для приведения испаренной углеводородной фракции в контакт с растворителем с целью селективного растворения части углеводородной фракции с образованием (а) фракции, обогащенной растворителем, содержащей 1,3-бутадиен, 1,2-бутадиен, ацетилены С4, ацетилены С3, углеводороды С5+ и первую порцию бутанов и бутенов, и (b) парообразной фракции, содержащей вторую порцию бутанов и бутенов; ректификационную колонну и заключительное промывное устройство, предназначенные, по меньшей мере, для частичной дегазации обогащенного растворителя и извлечения первой парообразной фракции, содержащей первую порцию бутанов и бутенов, второй парообразной фракции, содержащей ацетилены С3 и С4, 1,3-бутадиен, 1,2-бутадиен и углеводороды С5+, и нижней фракции, содержащей частично дегазированный растворитель; дегазатор и охлаждающую колонну, предназначенные для дополнительной дегазации растворителя и извлечения жидкой фракции, содержащей дегазированный растворитель, третьей парообразной фракции, содержащей, по меньшей мере, один из ацетиленов С4 и 1,2-бутадиен, и фракции, содержащей ацетилены С4.

Способ стабилизации газового конденсата // 2607394

Изобретение относится к способам подготовки газового конденсата к однофазному транспорту и может быть использовано в газовой промышленности. Способ стабилизации газового конденсата включает сепарацию редуцированного нестабильного конденсата, которую осуществляют в одну ступень в пленочной колонне, состоящей из охлаждаемой дефлегматорной и нагреваемой отгонной секций и зоны питания, расположенной между ними.

Способ стабилизации газового конденсата // 2603367

Способ стабилизации газового конденсата // 2600339

Изобретение относится к способам подготовки газового конденсата к однофазному транспорту и может быть использовано в газовой промышленности. Способ стабилизации газового конденсата включает сепарацию редуцированного нестабильного конденсата, которую осуществляют в одну ступень в вертикальной отпарной пленочной колонне, оснащенной верхним и нижним блоками тепломассообменных элементов и зоной питания, расположенной между ними.

Аппарат для получения этилена и способ получения этилена // 2625299

Изобретение относится к аппарату для получения этилена, содержащему: реактор, который применяют для дегидратации этанола и получения потока этилена, содержащего этан, этанол, этиловый эфир и побочные продукты, содержащие три или более атомов углерода; первую разделительную колонну, соединенную с реактором, которую применяют для разделения указанного потока этилена из указанного реактора, содержащего этан, этанол, этиловый эфир и побочные продукты, содержащие три или более атомов углерода, для получения первых легких компонентов, содержащих этилен, из верха вышеуказанной первой разделительной колонны, и первых тяжелых компонентов, содержащих этилен, из низа вышеуказанной первой разделительной колонны; вторую разделительную колонну, причем верхняя часть указанной второй разделительной колонны соединена с низом указанной первой разделительной колонны, верх указанной второй разделительной колонны соединен с нижней частью указанной первой разделительной колонны, указанную вторую разделительную колонну применяют для приема и разделения первых тяжелых компонентов, содержащих этилен, из низа указанной первой разделительной колонны, с получением вторых легких компонентов, содержащих этилен, из верха указанной второй разделительной колонны и вторых тяжелых компонентов из низа указанной второй разделительной колонны, причем вторые легкие компоненты возвращают в нижнюю часть указанной первой разделительной колонны и вторые тяжелые компоненты выводят; первый конденсатор, причем входной патрубок указанного первого конденсатора соединен с верхом указанной первой разделительной колонны и выходной патрубок указанного первого конденсатора соединен с верхней частью указанной первой разделительной колонны, первый конденсатор применяют для конденсации первых легких компонентов, содержащих этилен, из верха указанной первой разделительной колонны для получения первого конденсата и первую часть указанного первого конденсата возвращают в верхнюю часть указанной первой разделительной колонны; и третью разделительную колонну, которую применяют для приема и разделения второй части указанного первого конденсата из указанного первого конденсатора, для получения жидкого этилена из низа указанной третьей разделительной колонны и третьих легких компонентов из верха указанной третьей разделительной колонны. Настоящее изобретение также относится к способу получения этилена с применением вышеуказанного аппарата. С помощью аппарата и способа согласно настоящему изобретению можно преодолеть недостаток предшествующего уровня техники, связанный с неэффективным возвратом этилена, увеличить выход этилена и снизить потребление электроэнергии; кроме того, управление является более удобным. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 пр.

Способ совместного получения гексанового растворителя и циклопентана // 2640208

Изобретение относится к способу совместного получения гексанового растворителя и циклопентана из гексансодержащей фракции, выделенной из широкой фракции легких углеводородов, включающий выделение в колонне фракционирования гексансодержащей фракции, гидроочистку гексансодержащей фракции, ректификацию гидроочищенной гексансодержащей фракции для выделения изогексановой фракции и гексанового растворителя. Способ характеризуется тем, что в реактор гидроочистки направляют верхний продукт колонны фракционирования с концом кипения не выше 75°C в объемном соотношении с водородом, равном 1:500-700, а гексановый растворитель, выделенный из куба колонны ректификации гидроочищенной гексансодержащей фракции, направляют на доочистку в реактор гидрирования и получают гексановый растворитель с содержанием бензола менее 0,02 мас. %, а изогексановую фракцию, выделенную с верха колонны ректификации гидроочищенной гексансодержащей фракции, направляют в ректификационную колонну для выделения с верха пентановой фракции и из куба метилпентан-циклопентановой фракции, которую направляют в следующую ректификационную колонну для выделения из куба метилпентановой фракции и с верха целевой циклопентановой фракции. Технической задачей изобретения является одновременное получение из гексансодержащей фракции, выделенной из ШФЛУ, гексанового растворителя с содержанием бензола менее 0,02 мас. % и циклопентана. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.