Способ выделения н-парафинов из углеводородных смесей

 

ОПИСАНИЕ, 4О84Л

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №вЂ”

Заявлено 16 т11,1969 (№ 1341024/23-4)

Приоритет—

М. Кл. С 07с 7/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 66.071.7(088.8) Опубликовано 10.Xfl.1973. Бюлллстепь № 47

1 г. г: -г,-.

1 1 гэ изобретения

Иностранец

Ричард Вильям Нойциль и Арманд Джон де Россе (Соедипеtltlile Штаты Америки) Иностранная фирма

<сЮниверсал Ойл Продактс Компани» (Соединенные Штаты Америки) . 1 1 Я в 1 ггел ь

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ Н-ПАРАФИНОВ

ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к выдслсни1о 11-парафинов из углеводородных смесей.

Известен спосос) непрерывного разделения компонентов жидкой смеси, из которой, Iio

«райней мере, один компонент селективпо удерживается твердым адсорбептом, контактирующим со смесью, и, l)o крайней мере, 1)диш конпопент адсорбируется на нем сравниГсльш) мяло. Контактирование исходной cateсll проводят в адсорбционной колонне, которая содер)кит 12 последовательно соединенных слосв адсорбснта. Противополо)кные концы колонны соединены между собой. Таким образом, создастся замкнутый сквозной путь я жидкости

Адсорсщионная колонна имеет 11 промежуточных патрубков, расположенных через определснныс интервалы tto пути движения жидкости. Во время процесса по патрубкам одновременно вводится в определенную зону исходное сырье и десорбент и выводится из других зон экстракт и рафипат. Периодически происходит смещенис точек ввода сырья, десорбента и точск частичного вывода экстракта, рафипата по направлению движения жидкости на один слой адсорбента. В качестве адсорбспта используют цеолиты. Однако при реализации известного способа происходит частичная полимсрпзяция пепредсльных соединений при разделении смесей, содержащих парафиновыс и олсфпновыс углеводороды, Предлагается в качестве адсорбента использовать синтетические цеолпты, в которыa. ! — 40 Я) щелочноГО )1стЯлля 33atetttctto H3 ссрсбро, и в качестве дссорбирующего агента применять и-олефины более низкого молеку 1я1) ного Всея le%i молс к) тя)) пы)1 Вес 3 Г чсводо, )oäoâ, входящих в разделяемую смесь, Это

1с) IIII)«3cT полимероооразовянпе.

В «3 1еств(е исходнОГО chtpb)t преп му щест

13cI1II() используioT смесь н-парафинов и н-олс11)н110В, cole1)w 3II) it: 10 — 1;) атоalов мглерод3.

На чертеже изображена схема, поясняющая

15 предлагаемый способ разделения углеводородов.

Адсорбционная колонна содержит в качестве ядсорбента молекулярные сита. Предпочтительным материалом для адсорбеHòà явля20 с тся катионно-модифицированный кристаллический а;помосиликат. Потоки (линии) 1 — 4 связаны с прибором 5 управ ICHIIB потоков и пм IQT вентили, контролирующие скорости потоков рафината, исходнои cal(си, экстракта и

25 Десороснта. Колония 6 связана с потоками (линиями) 7--14. Прпоор для управления lloтоков соединяет потоки 1, 2, 3 с потоками 7—

14.

Потоки 7 — 14 поступают и выводятся из зс) колонны 1) через отверстия, расположенные

40847

10 между отдельными слоями цеолита в колонне главным образом в узкой ее части, В колонне находится восемь укрепленных слоев 15 — 22, содержащих селективный твердый сорбент.

Слои 16 и 17 связаны между собой линями

28 и 24. Насос 25, расположенный на линии

24, обеспечивает циркуляцию жидкости от верхней части колонны к ее основанию. Скорость потоков 1 — 4 регулируется вентилями

26, 27, 28 и 29 соответственно.

Прибор для управления потоков может содер>кать многовентильное трубопроводное устройство, вращающийся многоходовой вентиль или любой другой подходящий для управления потоком механизм, который способом программирования может управлять потоком исходной смеси (поток 2), потоками десорбента (поток 4) и потоками рафината (поток 1) и экстракта (поток 8), выходящими из колонны через различные отверстия м .>кду слоями колонны.

Исходная смесь подается по линии 2 в прибор для управления потоком и дальше по линии 9 — в колонну б. Десорбент поступает по линии 4 в прибор 5, который направляет десорбент по линии 18 в колонну. Поток рафината поступает из колонны б по линии 7 в прибор для управления потоком, откуда поток рафппата поступает по линии в аппарат 80 для фракционирования. Поток экстракта поступает пз колонны по линии ll в прибор по управлению потоком, откуда поток экстракта поступает по линии 8 в аппарат 81 для фракционпрования.

Исходная смесь содержит парафины и олефпны, содержащие IO — 20 атомов углерода в молекулс, Обычно на разделение подают продукты каталитической дегидрогенизации парафиновых смесей. По линии 7 из адсороциоппой колонны выводится поток, содержащий парафиновые углеводороды, выделенные из пс. одной смеси. Кроме парафиновых углеводородов рафинатный продукт содержит десорбент, который вытеснен из сорбента нормальными олсфинами исходной смеси. Рафинат, выходящий из колонны 6, разделяется в àïïàрате 80 на фракцию десорбента и фракцию нормального парафина.

Десорбент циркулирует по линиям 4 и 82 для повторного использования, а парафиновые глеводороды собираются по линии,38. Рафинат может быть далее использован в процессах пзомстризацни, крекинга или дегидрогенизацип. По линии 8 из колонны б выводится

-экстракт со скоростью, контролируемой вентилем 28. Экстракт содержит олефины и десорбент и образуется при замещении адсор()HpoBBHIII Ix исходных олефинов потоком десорбепта, идущего по линии 4. Поток экстракта, идущего по линии 8, разделяется на поток олсфипов и поток десорбента в аппарате 81 фракцпоннрования. Олефин рециркулирует IIQ InIIIIsIi 4 и 84 для повторного использования.

По липни 4 в адсорб>цнопную колонну б поступает дссорбспт со скоростью, контролнру15

25 зо

go

5=

1

4 емой вентилем 29. Линия 85 связана с линией 4 и служит для пополнения системы свежим десорбентом из внешнего источника по мере необходимости.

В течение описанного цикла используются только четыре из восьми линий, входящих в колонну 6. Например, при использовании линий 7, 9, 11 и 18 линии 8, 10, 12 и 14 отключены. Прибор 5 устроен так, что линии, по которым в течение данного цикла не идет поток, блокируются. Таким образом, на потоки, входящие и выходящие из колонны 6 в предопределенных циклах, оказывает влияние движущийся противотоком слой в колонне. Точки ввода исходной смеси и десорбента и точки отбора рафината и экстракта в процессе разделения одновременно перемещаются в направлении нисходящего потока.

Исходная смесь парафина и олефина, подаваемая в колонну между слоями 15 — 22, поступает нисходящим потоком в слой 15, где олефины, находящиеся в исходной смеси, и некоторые парафины адсорбируются на твердом адсорбенте. Одновременно десорбент, находящийся в порах твердого адсорбента от предыдущего цикла работы, удаляется из адсорбснта. Неадсорбированные парафины находятся в пустотах между твердыми частицами адсорбента и движутся нисходящим потоком к слою 16 и к линии 7, Предполагается, что часть потока рафината (смеси парафина и десорбента) должна быть удалена из колонны по линии 7 через прибор 5 и линии 1.

Твердый адсорбент в слое 15 содер>кит кроме адсорбированных нормальных олефинов значительное количество тяжелых парафинов, которые могут быть вытеснены нз адсорбснта дссорбентом.

Парафины, которые замещаются на твердом адсорбенте в слое 15 посредством десороирующего материала, перемещаются к слою

16. Скорость потока жидкости, протекающей через слой 15, от слоя 22 устанавливается такой, чтобы в значительной степени вытеснить все тяжелые парафины, адсорбированные в слое 15 и 16, без одновременного выделения всех более вязких адсорбированных олефинов. Любые олефины, которые десорбируются в слое 15, деадсорбируются в слое 16. Нормальные парафиновые углеводороды вместе с десорбентом являются основными веществамп, выходящими из слоя 15. Они входят в слой 16, где адсорбируются любыс олефины.

Поток рафината, проходя слой 16, поступает в линию 7, прибор 5, а затем — в линию 1.

Скорость вытекания рафпната нз колонны контролируется вентилем 26. Оставшаяся часть потока нз слоя 16, проходя через линию

24, попадает в слой 17, Линия 24 позволяет жидкости течь непрерывно противотоком через всю колонну.

Твердьш адсорбент в слоях 17 и 18 заполнен адсорбированным десорбентом, который остается нз предыдущего цикла. Смесь, поступающая через линию 24 в слой 17, содержит

408471

CI) P 3 lCII, 1(омпон IITI>l

1 и 1 ш

0,2

ОЛ

6,6

0,-1

0,2!!-(.10 113pa((pill(I I и-С(о мо((оол((l) IIII! I и-С(1 н3р3(!)ииы (ii 3(онооле(1)ии),1

+ (-Io Iio3о(1) i ill .

>!-С)) i!(Ipa(l»«ii, (l ã . 1OI1OO-IC(1) il! I I I

;(ио ic(l)III! ы !!-(-13 I!ill)3(l)llll! I (.1) )иоиооп;ill)lill!1 -, - (...

;(иоле(1)и 113

/1-(1.; Н((P3(!)IIIII I

С,, монполо(1)ииы -, — С)

;(И О Л3(() И Н);1

6,0 о,т

0,2

0,2

23,3

2 3,6

21,9

0,2

0,2

2)(.!

30„) 3(1,5

0,1

0,3

?5) 0

211,2

03!

0,3

0,Г

12,0

l2,9

12,4 в основном парафины, которые адсорбируются на адсорбенте в слое 17, замещая десорбепт, поступа(ощий далее в слой 18 и 19

Скорость потока рафината в слое 17 устанавливается так, чтобы тяжелые парафины полностью адсорбпров" 7!Icb IiB адсорбенте перед достижением выходного отверстия слоя

18. Иначе парафины могут загрязнить олефиновые продукты в потоке экстракта. Твердый адсорбент в слое 19 и 20 содержит адсорбированные олефипы и десорбент из предыдущего цикла, Адсорбированные олефины замеща1отся посредством десорбента, поступающего с:шнии 4 и 18. Потоки десорбента, входящие в колонну в направлении слоя 19 и 20, адсороируются на адсорбенте, вытесняя олефиновые продукты, Поток экстракта, включающий десорбент и вытесненные олефины, идет из колонны б между слоями 20 и 21 по линии 11.

Скорость потока контролируется так, что часть экстракта течет мимо линии 11 в следующий слой 21. Любой олефиновый продукт, попадая в слой 21, адсорбируется. А десорбент, перемещаясь через слой 21 в слой 22, вымывает любые парафины, которые остаются в твердом состоянии.

Следующий цикл осуществляется путем перекл(очения подачи исходной смеси с линии

9 па линию 8. Рафинат выводится с линии 7

II3 линию 14, дссорбент подается с линии 18 на линию 12, и экстракт выводится с линии 11 на линию 10.

Адсороенты, которые могут быть использованы в процессе, включают вещества типа

Х и У кристаллических алюмосиликатов другнс цсолиты„имеющие размеры пор 6—

13 A. Адсорб«пты из кристалли lccкоl алюмосиликата должны быть понообменными для т()го, чтооы зам«стпть, Ilo крайпеи мере, часть катионов, находящихся в кристаллической решетке первоначальной структуры. Подходящим!1 мат«риаламп, которые могут быть использованы при ионном обмен«с цеолитом, являются катионы лития, натрия, калия, магния, кальция, стронция, бария, меди, серебра, золота, цинка, кадмия и ртути.

Отличит(льной чертой процесса является то, ITo он обеспечива«т работу адсорбцпонной колонны при 25 в 150 С и давлении в области от атмосферного до 34 агл в условиям, выбранных для поддержания работы в жидкой фазе lt вышеуказанной адсор(бционной ко.101111«.

Стабильность десорбента и исходного олефина явля«тся важным в этом процессе, Полимерпзация исходного олефина н«много сокраща«т вь(ход экстракта олефпнов и вызывает пскоторос убывание адсорбента. СтабильIi()cTI> д«сорбснта такж«необходима, чтобы предотвратить ус)ыванне адсорбента от полихцрпзацин десорбента.

П р II м е р, В качеств«разделяемой смеси использованы углеводороды С, „полученные в реакторе дегидрог«1111зации углеводородов

)г, „)

:10 л„-, 50

5;)

С 1.(. Состав ноток<1, въ| ходя щего из р«а!(то1311 дегпдрогенизации, следующий, вес. о(о: и-С).) парафин 0,1 и-C I I парафин 24,9 и-С(1 олефин 1,8 и-CI2 парафин 27,8 и-С)2 олефпп 2,6 и-С(3 парафин 22,6 и-С)3 олефин 2,6 и-С)3 парафин 12,1 и-С)4 олефин 1,7 и-С 5 парафин 0,4

Нормальные олефины (сумма) 8,8

Нормальные парафины (сумма) 86,5

Изо-парафины и-олефпны (сумма) 3,5

Состав потока, об. ",, ;:

Олефины (сумма) 9,8

Легкие фракции 0,2

Парафины (сумма) 86,5

Углеводороды изостроснпя (сумма) 3,5

Поток, выходящий из реактора дегидрогенизацпи, пропущен через слой адсорбента

320 сл(3 прп давлении 2,4 атл н 100 С, Использованный адсорбепт содержит около 8,5 вес. 313 сер«бра. После того, как поток пз реактора д«гlläðoãåíèçàöliè проходит адсорбент, через слои адсорбента пропускают осшльш.1й поток, состоящий пз изо-и и-пептана. для того, ITQбы удалить парафины, оставшиеся в парах адсорбента, Затем через слой адсорбснта пропускают десорбент октен-1 для того, чтобы удалить селективно сорбнровапны«олсфппы.

Дссорбент затем отделя)от от олефпна С(, фракционированисм, и получ«нный продукт анализируется. Вып(«1(азваины« последоват«льные операц1ш повторяются трп раза.

Прн общем объеме потока исходного вещества 2384, 2072, 1977 ал количество извлеченного олефнна соответственно составля«т 98,0;

98,6; 98,8 оо, 0)о.

Распределение углеводородов в извлеченных олефиновых продуктах, oo., 408471

11р еда(ет и зоб 1) стен и я

;Л2

Составитель Т. Раевская

Редактор 3. Твердохлебова Текред А. Камышнпкова Корректор Н. Торкина

Заказ 1673 Изд.. 4 1141 Тпралс б11 Подписное

ЦН1ЛГЛПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-аб, Раушская наб., д. 4/5

Череповецкая городскан nrr èð 4,èÿ

1. Способ выделения и-парафинов из углеводородных смесей контактированием исходной смеси в жидкой фазе с синтетическими цеолитами с последующей десорбцпей поглощенного углеводорода десорбирующим агентом известными приемами, от.гичаюи1ийсл тем, что, с целью снижения полимерообразовапия, в качестве адсорбента нспользугот синтетическис цеолиты, в которых 1 — 40% щелочного металла замещено на серебро, и в качестве десорбирующего агента применяют н-олефины более низкого молекулярного веб са, чем молекулярный вес углеводородов, входящих в разделяемую смесь.

2, Способ по п, 1, orзгичагощийся тем, что в качестве исходного сырья премуществснно используют смесь и-парафинов и гг-олефинов, 1о содержащих 10 — 15 атомов углерода.