Переработка нефти - Суханов В.П.
Скачать (прямая ссылка):
Выход изомеризата от сырья составляет 93—97%; чем тяжелее сырье, тем меньше выход. По мере утяжеления сырья снижает-
233
ся октановое число изомеризата как без ТЭС (по исследовательскому методу с 90—92 для фракции C5 до 75—88 для фракции C6), так и с 0,8 мл/л ТЭС (со 102—104 для фракции C5 до 93—100 для фракции Сб). Рециркуляция способствует повышению октанового числа. Если необходимо получить изомеризат с более высоким октановым числом, то выделяют фракцию изопентана. Кроме изомеризата получают некоторое количество газа.
При протекании процесса на платиновом катализаторе образуется небольшое количество олефинов (0,2—0,4%), которые могут превращаться в высокополимерные продукты, отлагающиеся на поверхности катализатора. Для предотвращения этого, а также для увеличения срока службы катализатора в системе поддерживают высокое парциальное давление водорода. Тогда образующиеся оле-фины гидрируются, а получаемые парафиновые углеводороды могут подвергаться изомеризации. Выход и качество продуктов изомеризации зависят не только от катализатора и сырья, но и от технологического режима процесса.
Основные факторы процесса
Установки изомеризации эксплуатируют во многом так же, как установки каталитического риформинга. Остановимся на основных факторах технологического режима и его влиянии на материальный баланс и качество продуктов изомеризации.
Температура. С повышением температуры скорость реакции изомеризации возрастает, достигая предела, определяемого равновесием. Дальнейшее повышение температуры приводит к усилению реакции гидрокрекинга с образованием легких газов и существенно не влияет на изомеризацию пентана. При этом возрастает расход водорода, а равновесие смещается в сторону компонентов нормального строения. Если изомеризацию н-пентана проводят в присутствии платинированных синтетических цеолитов, то при повышении температуры с 350 до 3750C выход изопентана возрастает более чем в 1,5 раза. Повышение температуры до 4000C приводит к усилению реакций гидрокрекинга и снижению выхода изопентана.
Давление. С точки зрения термодинамики давление не должно влиять на реакцию изомеризации, например пентана, так как эта реакция протекает без изменения объема. Однако с уменьшением давления от 3 до 1 МПа (от 30 до 10 кгс/см2) выход изопентана возрастает. Это особенно заметно при пониженных температурах. По мере повышения температуры влияние давления на реакцию ослабевает. Так, при температуре 3500C снижение давления с 3 до 1,5 МПа (с 30 до 15 кгс/см2) увеличивает выход изопентана над катализатором CaY + платина на 7%, при температуре 3750C — на 3,6%. При атмосферном давлении и температуре 350—3700C изомеризация практически не идет, а происходит сильный крекинг. Кроме того, продолжительная работа при пониженном давлении (1,5 МПа, 15 кгс/см2) заметно уменьшает активность катализатора вследствие отложения кокса на его поверхности. При давлении
234
jj^e 3 МПа (ЗО кгс/см2) после ПО ч работы активность катализатора остается прежней.
Объемная скорость подачи сырья. При постоянной глубине превращения объемная скорость подачи сырья и температура одинаково влияют на процесс. В практически важном интервале уменьшение объемной скорости вдвое равноценно повышению температуры процесса примерно на 8—11° С.
Температура и равновесие изомеризации. Равновесное содержание парафинов изостроения возрастает с понижением температуры реакции. Равновесный состав продуктов изомеризации пента-новой фракции менее подвержен влиянию температуры, чем гекса-новой.
Промышленная установка изомеризации
Установка изомеризации состоит из двух блоков — ректификации и изомеризации (рис. 100). Блок ректификации предназначен для выделения из смеси сырья иіизомеризата товарных продуктов — изопентановой и изогексановой фракций, удаления из сырья углеводородов C4 и ниже, подготовки к переработке сырья секции изомеризации. В блоке изомеризации получают изомеризаты.
Блок ректификации работает аналогично другим установкам газофракционирования. Сырье, подаваемое насосом 2, смешивается с изомеризатами из блока изомеризации (продукт с низа колонны 15 проходит теплообменник 19), которые насосом 1 прокачивают через теплообменник 23. Смесь, охладившись в холодильнике 3, поступает в изопентановую колонну 4. Верхний продукт этой колонны (смесь изопентана и бутана), пройдя конденсатор-холодильник 5, поступает в емкость 6, откуда часть его подается на орошение колонны 4, а часть, пройдя теплообменник 22, поступает в колонну 7. С низа колонны 4 смесь н-пентана и гексанов насосом 21 прокачивается через теплообменник 23 в колонну 8. В колонне 7 ректификат колонны 4 разделяется на бутаны и изопентан.
В колонне 8 продукт с низа колонны 4 разделяется на н-пента-новую фракцию, направляемую в блок изомеризации, и смесь гексанов, направляемую в колонну 9. В колонне 9 смесь гексанов разделяется на изогексан и я-гексан. Последний может быть подвергнут изомеризации (на схеме показано, что он с низа колонны 9 насосом 21 откачивается с установки через холодильник 17). Конденсация и охлаждение верхних продуктов ректификационных колонн осуществляются в воздушных конденсаторах-холодильниках 5, после чего образующийся конденсат товарных продуктов охлаждается в водяных холодильниках 17 и поступает в соответствующие емкости. Тепло в нижнюю часть колонны подводится через кипятильники 16, обогреваемые паром.
