Установка каталитической изомеризации пентанов и гексанов
Процесс каталитической изомеризации предназначен для получения высокооктановых компонентов бензина, а также сырья для нефтехимической промышленности. Сырьем являются м-бутан, легкие прямогонные фракции н.к.—62°С, рафинаты каталитического риформинга, л-пентан и м-гексан или их смеси, выделенные при фракционировании газов. Процесс проводят в среде водородсодержащего газа [10].
Основными катализаторами являются: катализатор Фриделя — Крафтса, сульфид вольфрама, бифункциональные, цеолитсодержащие с благородными металлами и комплексные. Наиболее распространены в настоящее время бифункциональные катализаторы, содержащие платину или палладий на кислотном носителе (оксид алюминия, цеолит).
В зависимости от применяемого катализатора режим процесса изомеризации может меняться в широких интервалах:
Температура, оС Давление, МПа Объемная скорость подачи сырья, ч-1 Мольное отношение водород:сырье | 0-480 1,4-10,5 1,0-6,0 (2-6):1 |
Выход целевого продукта — изомеризата с октановым числом 88—92 (исследовательский метод) - составляет 93—97% (масс.); побочным продуктом процесса является сухой газ, используемый как топливный.
Установка изомеризации состоит из двух блоков — ректификации и изомеризации. В блоке ректификации сырье предварительно разделяется на понтановые и гексановые фракции, направляемые на изомеризацию, после которой проводится стабилизация полученного продукта и выделение из него товарных изопеитана и изогексана. В блоке изомеризации получают изомеризаты.
На рис. IV-5 приведена технологическая схема установки изомеризации фракции н.к.-62оC, содержащей 27,5% (масс.) изопеитана, 44% (масс.) к-пентана и 26,2% (масс.) изогексанов, на алюмо-платиновом катализаторе, промотированном фтором.
Сырье (смесь исходной фракции и рециркулирую щего пентанового изомеризата), а также насыщенный абсорбент из абсорбера 17 поступают па разделение в ректификационную колонну 8. Из колонны 8 сверху отделяется изопептановая фракция, подвергающаяся дальнейшей ректификации в бутановой колонне 5, а нижний продукт колонны 8 поступает в ректификационную пентановую колонну 9. Нижний продукт этой колонны направляется на разделение в изогексановую колонну 10. Отбираемая из кочонны 9 сверху пентановая фракция, содержащая около 91% (масс.) н-пентана, смешивается с водород содержащим газом, нагревается в теплообменнике 6 и далее через змеевики трубчатой печи 12 поступает в реактор изомеризации 11.
Продукты реакции охлаждаются в теплообменнике 6, холодильниках 7 и 3 поступают в сепаратор 2 Циркулирующий газ из сепаратора направляется в адсорбер 14, а изомеризат после стабилизации в колонне 16 в смеси с сырьем направляется на ректификацию в колонну 8.
Для подавления кислотной функции катализатора свежий водород и циркулирующий газ предварительно подвергают осушке на цеолитах типа NaA в адсорбере 14, Концентрация водорода в циркулирующем газе составляет 80—85 % (об.), расход водорода на процесс составляет 0,1—0,3 % (масс.) на сырье. Катализатор регенерируют каждые 3—4 мес. путем выжига кокса.
Изопентан извлекается из газов стабилизации в абсорбере 77, на верх которого в качестве орошения подается часть циркулирующей гексановой фракции.
Основным продуктом установки является изо-пептаповая фракция чистотой 95 % (масс.). Октановое число исходного дистиллята после изомеризации пентановой фракции повышается с 79 до 90 (исследовательский метод). В общем случае октановое число легкой фракции можно повысить с помощью изомеризации на 15—20 единиц.
Технологический режим установки:
Температура, оС Давление, МПа Объемная скорость подачи сырья, ч-1 Мольное отношение водород:н-пентан Кратность циркуляции водородсодержащего газа, м3/м3 сырья Кратность рециркуляции пентанового изомеризата | 380-450 3,5 1,5 3:1 1,25 |
Температура и давление в колоннах приведены ниже:
Показатели | Колонна 5 | Колонна 8 | Колонна 9 | Колонна 16 |
Температур, оС эвапоратора верхa низа Давление, МПа | 0,6 | 0,5 | 0,3 | 0,15 |
Глава V
Гидрогенизационные процессы