Установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья с производством ароматических углеводородов

Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов С₃₊ и может найти применение в нефтегазовой промышленности. Изобретение касается установки каталитической переработки легкого углеводородного сырья с производством ароматических углеводородов, включающей узел каталитической переработки, узел сепарации катализата, включающего первый и второй холодильники, сепаратор и компрессор, а также узел адсорбционной очистки, блок фракционирования и линию подачи абсорбента. На линии подачи продуктов реакции из узла каталитической переработки, перед первым холодильником, установлен рекуперационный теплообменник, а в качестве сепаратора – дефлегматор с охлаждающим блоком, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации, на последней установлены компрессор, аппарат воздушного охлаждения, второй холодильник и фракционирующий абсорбер с охлаждающим блоком, оснащенный линией вывода насыщенного абсорбента и линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией вывода газа регенерации с дефлегматором, а линией вывода сухого газа, оборудованной рекуперационным теплообменником, соединенный с мембранной установкой, которая оснащена линией вывода водородсодержащего газа и соединена с узлом каталитической переработки линией подачи метансодержащего циркулирующего газа. Блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с дефлегматором линией подачи флегмы, с фракционирующим абсорбером – линиями вывода абсорбента и подачи насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа сепарации или линией подачи метансодержащего циркулирующего газа – линией вывода отходящего газа. Технический результат – упрощение установки и увеличение межрегенерационного пробега катализатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов С₃₊ и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Известна установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья [RU 2565229, опубл. 20.10.2015 г., МПК C10G 35/04], включающая нагреватель, по меньшей мере два изотермических каталитических реактора, оснащенных в качестве узлов передачи тепла блоками теплообменных элементов, генератор теплоносителя, соединенный с блоками теплообменных элементов линией подачи газа окисления в качестве теплоносителя, при этом установка оборудована системой регенерации катализатора и утилизации газа регенерации.

Основным недостатком установки является малый межрегенерационный пробег катализатора и низкий выход целевых продуктов из-за отсутствия системы рециркуляции непревращенных компонентов сырья.

Известно явление увеличения межрегенерационного пробега катализатора получения ароматических углеводородов при смешении сырья с метаном [Ечевский Г.В. Получение ароматических углеводородов из ПНГ и других легких фракций Oil & Gas Journal Russia. 2012. T. 58. № 3. C. 83-88], однако для достижения значимого эффекта требуется технически не приемлемый расход метана, превышающий расход сырья в 4-10 раз. Это требует разработки технических решений, снижающих расход метана со стороны до разумного.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов С₃ и С₄ [RU 57278, опубл. 10.10.2006, МПК С07С 15/42], включающая два блока каталитической переработки, один из который состоит из узла каталитической переработки в составе рекуперационного теплообменника, подогревателя сырья и блока каталитических реакторов, обогреваемых дымовыми газами, узла сепарации продуктов (катализата) в составе аппарата воздушного охлаждения (первого холодильника), водяного холодильника (второго холодильника) и пропанового холодильника, сепаратора, компрессора с системой сепараторов и холодильников, предназначенного для получения жидкого нестабильного концентрата ароматических углеводородов и парофазного потока, а также узла адсорбционной очистки парофазного потока от остаточных ароматических углеводородов. Кроме того, установка включает блок фракционирования с колонной стабилизации концентрата ароматических углеводородов, и блок рециркуляции непревращенных компонентов сырья с узлами абсорбции очищенного парофазного потока и предварительного фракционирования сырья с получением абсорбента.

Недостатком известной установки является ее сложность, а также малый межрегенерационный пробег катализатора.

Задачей изобретения является упрощение установки и увеличение межрегенерационного пробега катализатора.

Техническим результатом является упрощение установки за счет включения фракционирующего абсорбера и дефлегматора в состав узла сепарации катализата взамен системы сепараторов и холодильников, что позволяет исключить пропановый холодильник и узел абсорбции. Увеличение межрегенерационного пробега катализатора достигается рециркуляцией метана в составе потока циркулирующего метансодержащего газа, содержащего также компоненты непревращенного сырья, для чего установка дополнена узлом мембранного выделения водорода.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок каталитической переработки, который состоит из узла каталитической переработки, включающего рекуперационный теплообменник, подогреватель сырья и блок каталитических реакторов, обогреваемых дымовыми газами, узла сепарации катализата, включающего первый и второй холодильники, сепаратор и компрессор, а также узла адсорбционной очистки, и, кроме того, включающей блок фракционирования и линию подачи абсорбента, особенностью является то, что в качестве первого холодильника установлен рекуперационный теплообменник, а в качестве сепаратора - дефлегматор с охлаждающим блоком, оснащенный линиями подачи флегмы и газа дефлегмации, на последней установлены компрессор, аппарат воздушного охлаждения, холодильник и фракционирующий абсорбер с охлаждающим блоком, оснащенный линией вывода насыщенного абсорбента и линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией подачи газа регенерации с дефлегматором, а линией вывода сухого газа, оборудованной рекуперационным теплообменником, соединенный с мембранной установкой, которая оснащена линией вывода водородсодержащего газа и соединена с узлом каталитической переработки линией подачи метансодержащего циркулирующего газа, при этом блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с дефлегматором линией подачи флегмы, с фракционирующим абсорбером -линиями подачи абсорбента и насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа сепарации или линией подачи метансодержащего циркулирующего газа - линией подачи отходящего газа.

При необходимости увеличения кратности циркуляции метана по отношению к сырью узел каталитической переработки дополнительно оснащен линией подачи метансодержащего газа, например, природного газа.

Для переработки сырья, включающего тяжелые компоненты и/или серосодержащие соединения, установка дополнительно включает блоки подготовки сырья для его фракционирования и обессеривания. В качестве хладоагента в холодильниках и фракционирующем абсорбере может быть использован сторонний теплоноситель или один из технологических потоков. В качестве отдувочного газа может быть использована, например, часть метансодержащего циркулирующего газа или сухого газа. Блок фракционирования содержит ректификационные колонны в наборе и с конструкцией, соответствующими заданному ассортименту ароматических углеводородов (например, один продукт - бензол-толуол-ксилольная фракция, или два продукта - бензол и толуол-ксилольная фракция, или другой ассортимент продуктов). В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Включение дефлегматора и фракционирующего абсорбера в состав узла сепарации катализата взамен системы сепараторов и холодильников обеспечивает более глубокое удаление ароматических углеводородов из катализата, что позволяет исключить пропановый холодильник и узел абсорбции, за счет чего упростить установку. Оснащение установки узлом адсорбционной очистки, расположенным на линии вывода отбензиненного газа и мембранной установки, расположенной на линии вывода сухого газа, позволяет получать метансодержащий циркулирующий газа, что обеспечивает рециркуляцию метана в узел каталитической переработки и увеличивает межрегенерационный пробег катализатора. Установка рекуперационного теплообменника на линии сухого газа позволяет за счет охлаждения катализата нагреть сухой газ перед подачей в мембранную установку, за счет чего обеспечить более полное выделение водородсодержащего газа.

Установка (показана на чертеже) включает узел каталитической переработки 1, узел сепарации катализата в составе рекуперационного теплообменника 2, аппарата воздушного охлаждения 3, холодильников 4 и 5, дефлегматора 6, компрессора 7 и фракционирующего абсорбера 8, а также блок фракционирования 9, узел адсорбционной очистки 10 и мембранную установку 11.

При работе установки сырье, содержащее углеводороды С₃ и С₄, по линии 12 подают в узел 1 совместно с метансодержащим циркулирующим газом, подаваемым по линии 13. Продукты реакции, полученные в узле 1, охлаждают в теплообменнике 2, холодильнике 4 и подают в охлаждаемый дефлегматор 6 совместно с газом регенерации, подаваемым по линии 14, где подвергают дефлегмации с получением газа дефлегмации, выводимого по линии 15 и флегмы, подаваемой в блок 9 по линии 16 совместно с насыщенным абсорбентом, подаваемым по линии 17. Из блока 9 по линии 18 выводят фракцию углеводородов С₉₊ в качестве абсорбента, по линии 19 -отходящий газ, а по линиям 20 - ароматические углеводороды в заданном ассортименте. Газ дефлегмации после возможного смешения с отходящим газом сжимают компрессором 7, охлаждают в аппарате 3, холодильнике 5 и разделяют в охлаждаемом фракционирующем абсорбере 8 с получением насыщенного ароматическими углеводородами абсорбента, выводимого по линии 17, и отбензиненного газа, подаваемого по линии 21 в узел адсорбционной очистки 10, в который по линии 22 подают отдувочный газ, из которого по линии 14 выводят газ регенерации, а по линии 23 - сухой газ. Сухой газ нагревают в теплообменнике 2 и разделяют в установке 11 на водородсодержащий газ, выводимый по линии 24, и метансодержащий циркулирующий газ, который по линии 13 подают в узел 1. Отходящий газ из блока 9 подают в линию 15 или в линию 13. При необходимости по линии 25 в узел 1 может быть подано дополнительное количество метансодержащего газа.

Таким образом предлагаемая установка более проста, обеспечивает увеличение межрегенерационного пробега катализатора и может быть использована в промышленности.

1. Установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья с производством ароматических углеводородов, включающая узел каталитической переработки, узел сепарации катализата, включающего первый и второй холодильники, сепаратор и компрессор, а также узел адсорбционной очистки, блок фракционирования и линию подачи абсорбента, отличающаяся тем, что на линии подачи продуктов реакции из узла каталитической переработки, перед первым холодильником, установлен рекуперационный теплообменник, а в качестве сепаратора – дефлегматор с охлаждающим блоком, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации, на последней установлены компрессор, аппарат воздушного охлаждения, второй холодильник и фракционирующий абсорбер с охлаждающим блоком, оснащенный линией вывода насыщенного абсорбента и линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией вывода газа регенерации с дефлегматором, а линией вывода сухого газа, оборудованной рекуперационным теплообменником, соединенный с мембранной установкой, которая оснащена линией вывода водородсодержащего газа и соединена с узлом каталитической переработки линией подачи метансодержащего циркулирующего газа, при этом блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с дефлегматором линией подачи флегмы, с фракционирующим абсорбером – линиями вывода абсорбента и подачи насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа сепарации или линией подачи метансодержащего циркулирующего газа – линией вывода отходящего газа.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что узел каталитической переработки дополнительно оснащен линией подачи метансодержащего газа.