Переработка нефти - Суханов В.П.
Скачать (прямая ссылка):
Пентановая фракция, поступающая в блок изомеризации, подается насосом на смешение с водородсодержащим газом. Смесь сырья и водородсодержащего газа нагревается в теплообменниках 20 и печи 10 до температуры реакции и поступает в реактор //, где
235
блок ректификации Блок изомеризации
Рис. 100. Принципиальная схема промышленной установки изомеризации H-C5-C6:
/ — сырье; // — свежий водородсодержащий газ; /// — углеводородный газ; iv — к-гексан; v — изогексан; vi — изопентан- vii — бг
ны (остальные обозначения объяснены в тексте; насосы показаны не все)
в присутствии алюмоплатинового катализатора происходит реакция изомеризации.
Выходящая из реактора // газо-продуктовая смесь охлаждается в теплообменнике 20 и холодильниках 12, после чего направляется на разделение в продуктивный сепаратор 13. Из сепаратора 13 выходит циркулирующий водородсодержащий газ, который смешивается со свежим водородсодержащий газом, подвергается осушке цеолитами в адсорбере 14 и подается во всасывающую линию циркуляционного компрессора 18. Сжатый водородсодержащий газ смешивается с сырьем. Нестабильный изомеризат из сепаратора 13 нагревается до 85—900C в теплообменнике 19 и поступает в стабилизационную колонну 15. С ее верха уходит жирный газ, с низа — стабильный изомеризат, который направляется в блок ректификации.
Выход изопентана из сырья — до 97%- Стабильный изомеризат содержит 55,2% изопентана и 44,6% н-пентана. Степень превращения н-пентана не превышает 60% за один проход, поэтому процесс ведут с рециркуляцией изомеризата, кратность которой зависит от содержания я-пентанов в исходном сырье и уменьшается с увеличением его концентрации. Расход водорода 0,22—0,28% от сырья. Допускаемые примеси в циркулирующем газе (% масс), не более: сероводорода 0,005, моноэтаноламина 0,0002, влаги может быть до 10 мг/м3.
Катализатор регенерируют трехступенчатым выжигом кокса при 300, 380 и 450° С в потоке инертного газа с добавлением на последней ступени прокалки 0,2—1% кислорода. Состав инертного газа, подаваемого в циркуляционную систему, должен удовлетворять следующим требованиям: O2 0,2%; СО, CO2 и SO2 10 мг/м3; влаги •sC 10 мг/м3. В зависимости от режима продолжительность работы катализатора между регенерациями составляет 4—12 месяцев.
Аппаратура на установках изомеризации во многом схожа с аппаратурой ранее описанных установок, особенно каталитического риформинга. При переработке только узкой фракции колонн может быть на две меньше (с соответствующим оборудованием и обвязкой), что снижает капиталовложения и энергетические затраты на 10—15%. Применяются также комбинированные установки, сочетающие процессы изомеризации и выделения нормальных парафиновых углеводородов из изомеризата. На них изомеризат подвергают денормализации, при этом получают два продукта: концентрат парафиновых углеводородов, который в смеси со свежим сырьем поступает на блок изомеризации, и концентрат изомеров — готовый продукт с более высоким октановым числом.
Глава 8
НОВЫЕ КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Димеризация пропилена. Изопрен («30-CoH8) , используемый в основном для производства каучука, получают не только дегидрированием изопентана, но и пиролизом димера пропилена (C6Hi2). Последний является продуктом димеризации пропилена на различных катализаторах, в том числе на три-«-пролилалюминии при 150—250°С и 20—30 МПа (200—300 кгс/см2). В этих условиях образуется индивидуальный димер 2-метилпентен-1:
2CH2 = CHCH3 АЛ3СН2 = CCH3CH2CH3
!
GH3
Конверсия пропилена составляет 70—85%. В процессе димеризации применяют двухступенчатые трубчатые реакторы с отводом образующегося тепла углеводородным теплоносителем, циркулирующим в межтрубном пространстве.
Методом димеризации пропилена можно получить многие продукты, в том числе 4-метилпентен-І, из которого синтезируют ме-тилизобутилкетон, являющийся хорошим селективным растворителем в производстве масел.
Диспропорционирование олефинов. В этом процессе из двух молекул одного олефина образуются две разные молекулы. Количество атомов углерода в них на один больше и на один меньше, чем в исходной молекуле, например: 2C3H6^ C2H4-J-C4Hs.
Схема реакции диопропорционирования олефинов является общей для гетерогенных и гомогенных катализаторов:
\? \/ \ / (C2H4) с с нх хн
II + H —- +
/\ /Ч 4C=C^ (W)
H CH3 H CH3 / ^
H3C LH3
Реакция протекает на окисных катализаторах (кобальтмолибде-новом или вольфрамовом); в качестве носителя используют окись
238
алюминия. Процесс ведут при 66—260° С, 1,4—4,1 МПа и высокой скорости подачи сырья — 10—100 ч-1. Диспропорционирование олефинов, особенно пропилена, нашло широкое промышленное применение.
Диспропорционирование ароматических углеводородов. Процесс протекает аналогично диспропорционированию олефинов. Реакция диспропорционирования толуола, в частности, может быть изображена уравнением:
Реакция осуществляется в реакторе на алюмосиликатных катализаторах — аморфных, а в последнее время кристаллических (цеолитах) типа XhY. Активность катализаторов возрастает при замене атомов натрия на атомы кальция или других металлов, причем цеолиты типа Y более активны. Максимальный выход бензола наблюдается при 450—500° С. Примерные условия процесса диспропорционирования толуола на катализаторе CaY следующие: 450° С, объемная скорость подачи сырья 0,6 ч-1, давление 1,5 МПа (15 кгс/см2). После 5 ч работы следует проводить окислительную регенерацию катализатора. В этих условиях выход продуктов следующий (% масс) : бензола 20—22, ксилолов 30—31, триметилбен-золов 4—5, кокса 1—3 и газообразных продуктов 1—2. Проведение процесса диспропорционирования под давлением водорода позволяет снизить коксоотложение на катализаторе и увеличить длительность безрегенерационного периода.
