ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции

Классы МПК:C07C7/04 перегонкой
C07C5/27 перераспределение атомов углерода в углеводородном скелете
C07C9/18 с пятью атомами углерода
C07C9/10 с четырьмя атомами углерода
C07C9/16 углеводороды с разветвленной цепью 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Петон" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-01-23
публикация патента:

Изобретение относится к способу разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, состоящему из первой ректификационной колонны подготовки сырья, из которой дистиллятом отводят балластный продукт, содержащийся в сырье. Остаток с низа ректификационной колонны направляют на превращение пентанов и гексанов в изомеры в реактор изомеризации. Продукты изомеризации направляют во вторую ректификационную колонну дебутанизации, откуда сверху колонны отводят бутан, а снизу колонны отводят изомеризат, содержащий реакционные изомеры, полученные в процессе реакции, которые направляют на разделение в третью ректификационную колонну депентанизации, из которой последовательно сверху отводят изопентан, пентановый рецикл и гексановую фракцию. Пентановый рецикл возвращают в реактор изомеризации. Способ характеризуется тем, что в качестве исходного сырья используется фракция 75-85°С прямогонного бензина, в качестве балластного продукта с верха первой ректификационной колонны отводят содержащийся в сырье изопентан, реакционный изопентан отводят сверху третьей ректификационной колонны депентанизации в качестве дистиллята или первым боковым погоном. При этом в качестве дистиллята отводят избыточный бутан, вторым боковым погоном колонны депентанизации отводят пентан, направляемый в реактор изомеризации в качестве рецикла, снизу колонны депентанизации отводят смесь изогексана и нормального гексана, которую в качестве сырья подают в дополнительную четвертую ректификационную колонну деизогексанизации, из которой дистиллятом выводят изогексановую фракцию, боковым погоном - гексановый рецикл, который отправляют на повторное превращение в реактор изомеризации, а остатком - вышекипящие компоненты. Использование настоящего способа позволяет сократить потребности в энергии, затрачиваемой в процессе изомеризации на выработку изопарафинов, расширить ассортимент продукции и обеспечивает гибкость процесса и чистоту конечных продуктов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил. способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции, патент № 2478601

Рисунки к патенту РФ 2478601

способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции, патент № 2478601

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

Известен способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, состоящий из блока разделения из четырех простых ректификационных колонн фракционирования исходного сырья - фракции НК-70ºС 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.

Известен также способ изомеризации углеводородов, содержащих более 15% мас. нормальных парафинов С56, поступающих в реактор изомеризации с последующим разделением продуктов реакции в ректификационной колонне, при этом с верха колонны отводится низкокипящая фракция, содержащая диметилбутаны и легкие парафины, а с низа колонны отводится высококипящая фракция, содержащая нормальный гексан, метилпентаны, диметилбутаны и метилциклопентан, которая далее подается на селективно проницаемую мембрану, на которой формируется удерживаемая фракция с повышенной концентрацией метилциклопентана и диметилбутанов, а на выходной стороне мембраны получают продиффундировавшую фракцию, имеющую повышенную концентрацию нормального гексана и метилпентанов (патент на изобретение RU 2364583 С2, С07С 5/27, С07С 7/144, B01J 8/00, 20.08.2009). Недостатками данного способа являются:

- неэффективность и высокая стоимость процесса мембранного разделения для крупнотоннажных производств;

- отсутствие рецикла нормальных парафинов со стадии разделения в реактор изомеризации, что приводит к снижению выхода изопарафинов по отношению к потенциалу сырья;

- отсутствие извлечения изопентана из продуктов реакции.

Известен также способ получения высокооктановых компонентов бензина в процессе изомеризации сырья с концом кипения до 100ºС с его предварительным фракционированием, в котором получают сверху колонны углеводородные газы, содержащие сероводород, легкую изопентановую фракцию, содержащую растворенную воду и сернистые соединения, боковым погоном получают фракцию, обогащенную н-пентаном и изомерами гексана, и снизу колонны получают тяжелую фракцию. Фракцию, обогащенную н-пентаном и изомерами гексана, направляют на изомеризацию, продукты изомеризации подвергают ректификации во второй колонне, при этом сверху колонны отбирают легкую высокооктановую часть изомеризата, которую затем смешивают с легкой изопентановой фракцией, получаемой с верха первой ректификационной колонны, боковым погоном второй ректификационной колонны извлекают непрореагировавший н-пентан, возвращаемый в реактор в качестве рецикла, а снизу этой колонны получают тяжелую фракцию (патент на изобретение RU 2307820 С1, С07С 5/27, 10.10.2007). Недостатками данного способа являются:

- невозможность раздельного получения изопентана и изогексана высокой степени чистоты;

- загрязнение изопентановой фракции водой и сернистыми соединениями в результате смешения продуктов верха первой и второй ректификационных колонн.

Известен также способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, состоящий из первой ректификационной колонны подготовки сырья - фракции НК-85ºС прямогонного бензина, из которой дистиллятом отводится балластный продукт - фракция С34, содержащаяся в сырье, боковой погон направляется на превращение пентанов и гексанов в изомеры в реактор изомеризации, а снизу колонны отводится тяжелая фракция. Продукты изомеризации направляются во вторую ректификационную колонну дебутанизации, откуда сверху колонны отводится бутан, а снизу колонны отводится изомеризат, содержащий реакционные изомеры, полученные в процессе реакции, которые направляется на разделение в третью ректификационную колонну депентанизации, из которой последовательно сверху вниз отводятся изопентан, пентановый рецикл и гексановая фракция, при этом продукты, выводимые сверху и снизу колонны, подвергаются смешению, а пентановый рецикл возвращается в реактор изомеризации (Оганесян С.А., Нападковский В.В., Ежов В.В. и др. Установка изомеризации в ОАО «НК Роснефть-Комсомольский нефтеперерабатывающий завод», Химия и технология топлив и масел, № 5, 2002, с.6-7). Недостатками этого способа являются:

- невозможность раздельного получения изопентана и изогексана высокой степени чистоты;

- изопентан, находящийся в сырье в значительных количествах, направляется вместе с остальными сырьевыми компонентами в реактор изомеризации, что приводит к дополнительному расходу энергии на проведение химического процесса в реакторе и пропорциональному увеличению размеров реактора;

- отсутствие гибкости работы технологической схемы, так как по мере дезактивации катализатора в реакторе изомеризации интенсифицировать процесс изомеризации можно за счет повышения температуры, что приводит к увеличению выхода бутана и снижению четкости разделения в колонне дебутанизации, из-за чего в продукт, отводимый с низа колонны, попадает значительное количество бутана, загрязняющего далее изомеризат, отводимый из колонны депентанизации.

Целью настоящего изобретения является сокращение потребности в энергии, затрачиваемой в процессе изомеризации на выработку изопарафинов, расширение ассортимента продукции и обеспечение гибкости процесса и чистоты конечных продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, состоящем из первой ректификационной колонны подготовки сырья, из которой 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 дебутанизации, откуда сверху колонны отводится бутан, а снизу колонны отводится изомеризат, содержащий реакционный изомеры, полученные в процессе реакции, которые направляются на разделение в третью ректификационную колонну депентанизации, из которой последовательно сверху отводятся изопентан, пентановый рецикл и гексановая фракция, а пентановый рецикл возвращается в реактор изомеризации, в качестве исходного сырья предложено использовать фракцию 75-85ºС прямогонного бензина, в качестве балластного продукта с верха первой ректификационной колонны отводится содержащийся в сырье изопентан, реакционный изопентан отводится сверху третьей ректификационной колонны депентанизации в качестве дистиллята или первым боковым погоном, при этом в качестве дистиллята отводится избыточный бутан, вторым боковым погоном колонны депентанизации отводится пентан, направляемый в реактор изомеризации в качестве рецикла, снизу колонны депентанизации 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 - вышекипящие компоненты.

Целесообразно также, чтобы при переработке сырья с соотношением пентан/изопентан 1:2 и более максимальный отбор чистого изопентана осуществлялся в первой ректификационной колонне, а при меньшем соотношении - в третьей ректификационной колонне.

На фиг.1 приведена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации.

Исходное сырье - фракция 75-85ºС, содержащая изопентан, нормальный пентан, изогексан, нормальный гексан с примесью бутана и тяжелых углеводородов через рекуперативный теплообменник 2 поступает в первую ректификационную колонну 3, в которой сверху отводится в качестве дистиллята 4 балластный компонент исходного сырья изопентан с незначительной примесью бутана и нормального пентана, который может в дальнейшем использоваться в качестве товарного продукта. Снизу первой ректификационной колонны 3 отводится облагороженное сырье изомеризации 5, которое через теплообменник 6 поступает в реактор 7. В реакторе 7 в зависимости от типа катализатора при температуре до 250ºС и давлении до 10 МПа происходит изомеризация пентана и гексана и образование в качестве побочных продуктов бутана и тяжелых вышекипящих углеводородов, далее полученный изомеризат 20, пройдя через рекуперативный теплообменник 2 и нагрев при этом исходное сырье 1, поступает во вторую ректификационную колонну 8, в которой происходит дебутанизация изомеризата 20. Сверху колонны 8 отводится бутан 9, а дебутанизированный изомеризат 10 поступает в третью ректификационную колонну 11 - деизопентанизатор. В том случае если катализатор в реакторе 7 имеет высокую активность и процесс изомеризации проводится при низкой температуре, то образование бутана в реакторе 7 незначительно, и он практически полностью удаляется сверху ректификационной колонны 8; при этом сверху ректификационной колонны 11 отводится изопентан с потоком 12. При длительной работе катализатора в реакторе 7 его активность постепенно снижается, падение активности катализатора компенсируется повышением температуры в реакторе, при этом существенно ускоряются побочные реакции, образование бутана в реакторе 7 становится существенным и он уже не может практически полностью удаляться сверху ректификационной колонны 8, а частично выводится из колонны 8 с потоком 10. В этом случае во избежание загрязнения товарного изопентана, выводимого из колонны 11 бутаном, бутан выводят сверху колонны 11 с потоком 12, а товарный изопентан отводят из колонны 11 боковым погоном 13. Между вводом в колонну 11 дебутанизированного изомеризата 10 и выводом бокового погона 13 из колонны 11 отводится боковым погоном пентановая фракция 14, направляемая на рециркуляцию через теплообменник 6 в реактор 7. Снизу колонны 11 отводится депентанизированный продукт 15, поступающий в четвертую ректификационную колонну 16 - деизогексанизатор, сверху которой в качестве дистиллята отводится изогексан 17, снизу - тяжелые вышекипящие углеводороды 19 и сбоку боковым погоном 18 отводится гексановая фракция, направляемая на рециркуляцию через теплообменник 6 в реактор 7. Технологический режим первой и третьей ректификационных колонн 3 и 14 определяется содержанием изопентана в соответствующем сырье колонн 3 и 14: при переработке сырья 1 с соотношением пентан/изопентан 1:2 и более максимальный отбор чистого изопентана осуществляют в первой ректификационной колонне 3, а при меньшем соотношении - в третьей ректификационной колонне 14.

Положительные эффекты заявляемого изобретения заключаются в следующем:

- использование в качестве исходного сырья фракции 75-85ºС прямогонного бензина позволяет избежать поступления на установку балластного бутана, что сокращает теплоподвод на нагрев исходного сырья и позволяет использовать первую ректификационную колонну в качестве деизопентанизатора сырья;

- увеличить выход изопарафинов в расчете на исходное сырье;

- использование первой ректификационной колонны в качестве деизопентанизатора сырья позволяет получить товарный изопентан и уменьшить нагрузку на реактор изомеризации, что приводит к уменьшению размеров реактора и затрат теплоподвода на проведение реакций в связи с уменьшением объемного расхода сырья в реактор и отсутствием в нем балластного в данном случае сырьевого изопентана пропорционально содержанию изопентана в исходном сырье;

- обеспечивается гибкость работы установки изомеризации при дезактивации катализатора за счет смены вывода реакционного изопентана из третьей ректификационной колонны боковым погоном вместо его вывода в виде дистиллята;

- расширяется ассортимент товарной продукции - помимо изопентана вырабатывается изогексан;

- обеспечивается гибкость технологии в связи с возможным изменением концентрации изопентана в исходном сырье: при переработке сырья с соотношением пентан/изопентан 1:2 и более максимальный отбор чистого изопентана осуществляют в первой ректификационной колонне, а при меньшем соотношении - в третьей ректификационной колонне, что позволяет оптимально варьировать технологический режим в этих колоннах.

Сравнение предлагаемого способа и прототипа проводили путем математического моделирования процесса изомеризации с использованием программы PRO-II. Результаты расчетов по работе установки изомеризации производительностью по сырью 10 т/ч по прототипу и заявляемому изобретению приведены в табл.1-4. Во всех расчетах число теоретических тарелок в первой, второй и третьей ректификационных колоннах принято равным соответственно 68, 30 и 78 тарелкам, число теоретических тарелок в дополнительной четвертой ректификационной колонне - 89.

В табл.1 дана сводная характеристика всех потоков при разделении изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации по прототипу, показавшая, что выход целевого продукта изопентана чистотой 98% мас., выводимого в качестве дистиллята из третьей ректификационной колонны, составляет 27,45% мас. на сырье, снизу этой колонны выводится гексановая фракция в количестве 45,16% мас., содержащая только 56,46% мас. изогексана, которая может использоваться лишь как компонент бензина.

В табл.2 приведены основные параметры разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации по заявляемому изобретению в условиях низкотемпературной изомеризации на активном катализаторе, полном выделении бутана во второй ректификационной колонне - дебутанизаторе и изопентана в качестве дистиллята первой и третьей ректификационных колонн. При этом чистота получаемого изопентана превышает 99% мас. Кроме того, в четвертой ректификационной колонне вырабатывается изогексан чистотой около 97% мас.

В табл.3 приведены основные параметры разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации по заявляемому изобретению в условиях высокотемпературной изомеризации на малоактивном катализаторе, полном выделении бутана во второй и третьей ректификационных колоннах и изопентана в качестве дистиллята первой и бокового погона третьей ректификационных колонн. При этом чистота получаемого изопентана составляет 96,7% мас. Кроме того, в четвертой ректификационной колонне вырабатывается изогексан чистотой около 96,3% мас.

В табл.4 дано сопоставление всех вариантов расчета по прототипу и заявляемому изобретению со сравнением выходов и чистоты изопарафинов. По сравнению с прототипом суммарный выход изопентана при низкотемпературной изомеризации увеличивается в 2,1 раза с повышением чистоты изопентана до 99% мас. и с дополнительным получением изогексана высокой чистоты - 97%. При постепенной дезактивации катализатора и переходе к процессу высокотемпературной изомеризации отбор изопентана в третьей ректификационной колонне боковым погоном вместо дистиллята позволяет повысить его чистоту с 95,1% мас. до 97,8% мас., что свидетельствует об обеспечении гибкости работы установки изомеризации.

Увеличение отбора и чистоты изопарафинов, обеспечение гибкости работы установки по мере дезактивации катализатора делает целесообразным использование заявляемого изобретения «Способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции» при получении изопарафинов на установке изомеризации парафинов C56.

способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции, патент № 2478601 способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции, патент № 2478601 способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции, патент № 2478601 способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции, патент № 2478601

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, состоящий из первой ректификационной колонны подготовки сырья, из которой дистиллятом отводят балластный продукт, содержащийся в сырье, остаток снизу ректификационной колонны направляют на превращение пентанов и гексанов в изомеры в реактор изомеризации; продукты изомеризации направляют во вторую ректификационную колонну дебутанизации, откуда сверху колонны отводят бутан, а снизу колонны отводят изомеризат, содержащий реакционные изомеры, полученные в процессе реакции, которые направляют на разделение в третью ректификационную колонну депентанизации, из которой последовательно сверху отводят изопентан, пентановый рецикл и гексановую фракцию, а пентановый рецикл возвращают в реактор изомеризации, отличающийся тем, что, с целью сокращения потребности в энергии, затрачиваемой в процессе изомеризации на выработку изопарафинов, расширения ассортимента продукции и обеспечения гибкости процесса и чистоты конечных продуктов, в качестве исходного сырья используется фракция 75-85°С прямогонного бензина, в качестве балластного продукта сверху первой ректификационной колонны отводят содержащийся в сырье изопентан, реакционный изопентан отводят сверху третьей ректификационной колонны депентанизации в качестве дистиллята или первым боковым погоном, при этом в качестве дистиллята отводят избыточный бутан, вторым боковым погоном колонны депентанизации отводят пентан, направляемый в реактор изомеризации в качестве рецикла, снизу колонны депентанизации отводят смесь изогексана и нормального гексана, которую в качестве сырья подают в дополнительную четвертую ректификационную колонну деизогексанизации, из которой дистиллятом выводят изогексановую фракцию, боковым погоном - гексановый рецикл, который отправляют на повторное превращение в реактор изомеризации, а остатком - вышекипящие компоненты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при переработке сырья с соотношением пентан/изопентан 1:2 более максимальный отбор чистого изопентана осуществляют в первой ректификационной колонне, а при меньшем соотношении - в третьей ректификационной колонне.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2478601

patent-2478601.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07C7/04 перегонкой

Патенты РФ в классе C07C7/04:
сохранение энергии при дистилляции тяжелых углеводородов -  патент 2527961 (10.09.2014)
энергосбережение при ректификации тяжелых углеводородов -  патент 2527284 (27.08.2014)
энергосбережение при дистилляции тяжелых углеводородов -  патент 2507188 (20.02.2014)
способ выделения этилена полимеризационной чистоты из газов каталитического крекинга -  патент 2501779 (20.12.2013)
усовершенствованный тепловой насос для высокочистого кубового продукта -  патент 2500450 (10.12.2013)
устройство и способ получения тетрамера -  патент 2499787 (27.11.2013)
способ получения этилиденнорборнена -  патент 2495862 (20.10.2013)
способ получения этана из газового конденсата в промысловых условиях -  патент 2482103 (20.05.2013)
способ селективного получения мета-диалкилбензолов -  патент 2459796 (27.08.2012)
усовершенствованный способ разделения при производстве олефинов -  патент 2445301 (20.03.2012)

Класс C07C5/27 перераспределение атомов углерода в углеводородном скелете

Патенты РФ в классе C07C5/27:
способ изомеризации ксилола и этилбензола с использовнием uzm-35 -  патент 2514423 (27.04.2014)
способ получения 1,3-диметиладамантана -  патент 2504533 (20.01.2014)
цеолитовый катализатор с цеолитовой вторичной структурой -  патент 2493909 (27.09.2013)
катализатор, содержащий цеолит izm-2 и, по меньшей мере, один металл, и его применение в способах превращения углеводородов -  патент 2488442 (27.07.2013)
способ скелетной изомеризации н-бутенов в изобутилен -  патент 2475470 (20.02.2013)
способ получения 1-бутена и изобутена или/и его производных -  патент 2470905 (27.12.2012)
катализатор изомеризации ароматических углеводородов и способ его применения -  патент 2470705 (27.12.2012)
способ изомеризации парафиновых углеводородов c4-c7 -  патент 2470000 (20.12.2012)
способ приготовления катализатора для изомеризации углеводородов c4-c6 -  патент 2466789 (20.11.2012)
способ превращения этилбензола и способ получения пара-ксилола -  патент 2448937 (27.04.2012)

Класс C07C9/18 с пятью атомами углерода

Класс C07C9/10 с четырьмя атомами углерода

Класс C07C9/16 углеводороды с разветвленной цепью 

Патенты РФ в классе C07C9/16:
способ получения алкилбензина -  патент 2444507 (10.03.2012)
способ получения базового масла -  патент 2427564 (27.08.2011)
смесь изоалканов, ее получение и применение -  патент 2420504 (10.06.2011)
способ переработки смесей алифатических спиртов, содержащих глицерин -  патент 2405762 (10.12.2010)
катализатор и способ получения алкано-олефиновых углеводородов в его присутствии -  патент 2391133 (10.06.2010)
способ переработки продуктов ферментации растительной биомассы в алкановые углеводороды -  патент 2385855 (10.04.2010)
способ получения смеси изоалканов c4-c16 -  патент 2376273 (20.12.2009)
способ изомеризации углеводородов -  патент 2364582 (20.08.2009)
способ получения разветвленных олефинов, способ получения поверхностно-активного вещества, способ получения алкогольсульфатов, композиция разветвленных олефинов, изопарафиновая композиция и поверхностно-активное вещество -  патент 2358959 (20.06.2009)
способ получения углеводородов с разветвленными цепями -  патент 2346921 (20.02.2009)


Наверх