УСТАНОВКА ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОПИЛЕНА ИЗ ПРОПАН-ПРОПИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ

Установка выделения пропилена из пропан-пропиленовой фракции (ППФ) относится к области получения низших олефинов, в частности, к установкам по выделению пропилена из ППФ различного происхождения, в том числе и пиролизного.
При пиролизе углеводородного сырья получают пирогаз, который содержит этилен, пропилен и другие компоненты, и который направляют на компримирование и далее на газоразделение, а жидкие продукты пиролиза направляют на переработку. Газообразные продукты пиролиза разделяют методами низкотемпературной абсорбции и низкотемпературной ректификации, в ряде последовательных аппаратов - деметанизаторе, деэтанизаторе, депропанизаторе, дебутанизаторе.
3
Кубовый продукт деэтанизатора, состоящий из углеводородов С и более тяжелых, поступает в депропанизатор, в котором от 35 до 45 тарелок (Степанова А.В. Производство низших олефинов. Киев: Наукова думка, 1978 г., с.197-200). Верхний продукт депропанизатора пропан-пропиленовая фракция направляется на разделение в колонну выделения пропилена. Вследствие близких температур кипения пропана и пропилена, содержащихся в ППФ, разделение этой фракции представляется возможным на колонне с большим числом тарелок (до 200) тарелок и работать под давлением в кубе около 17-18 атм.
4
4
Известна установка для разделения ППФ, в которой кубовый продукт деэтанизатора и кубовый продукт колонны отпарки конденсата высокого давления, разные по составу, подают в двухколонную систему депропанизации, где при разных давлениях отгоняют пропан и пропилен от смеси C и более тяжелых углеводородов, затем очищенную от С-углеводородов фракцию направляют в реактор гидрирования ацетиленовых углеводородов, а затем в колонну выделения пропилена, где с верха колонны отбирают пропилен
«для полимеризации», а из куба пропановую фракцию (Олефины - последовательное разделение для выделения олефинов и очистки сырого пирогаза. Нефтегазовые технологии, №9, 2005, стр.82). Недостатком способа является сложное аппаратурное решение депропанизатора и невозможность разделять в нем одновременно с потоком пиролизной ППФ пропан-пропиленовую фракцию непиролизного происхождения, так как данная двухколонная система рассчитана именно только на разделение двух указанных потоков пиролизной установки.
3
3
2
4+
Наиболее близкой является установка, в которой для увеличения выхода пропилена в линию подачи ППФ из депропанизатора в колонну выделения пропилена делают врезку, куда вместе с пиролизной подают фракции С-углеводородов другой природы, например, выделенные из газов нефтепереработки (Р.Д.Прикетт, К.Е.Буш, Г.Круэй «Опыт компании Chevron в модернизации этиленовой установки». Нефтегазовые технологии, №4, 1998, стр.81-83). Недостатком способа, является то, что получение пропилена полимеризационной чистоты в колонне выделения пропилена из сырьевого потока ППФ, сформированного из пиролизной ППФ и потоков С другого происхождения с высоким содержанием легких углеводородов (C) и тяжелых (фракция С) без изменения конструкции и рабочих параметров депропанизатора, предшествующего аппарата, где проводится отделение ППФ от тяжелых углеводородов невозможно.
Целью настоящей полезной модели является разработка установки для выделения пропилена полимеризационной чистоты из смеси ППФ пиролизного и иного происхождения.
Для решения этой задачи узел выделения пропилена на этиленовой установке дополнен одной или двумя колоннами предварительной очистки ППФ непиролизного происхождения, и подогревателем для предварительного подогрева очищенной ППФ непиролизного происхождения.
Отличительные признаки полезной модели это наличие дополнительно перед депропанизатором одной или двух колонн для выделения из пропанпропиленовой
1
2
5+,
фракции непиролизного происхождения углеводородов С-C, С, и других нежелательных примесей и подогревателя для очищенной ППФ непиролизного происхождения, выходная линия которого соединена с патрубками подачи данной фракции в депропанизатор, расположенными выше 20 тарелки и ниже 27 тарелки.
Новизна предложенного технического решения заключается в наличии перед узлом выделения пропилена из ППФ пиролизного происхождения дополнительно одной или двух колонн для предварительной подготовки ППФ непиролизного происхождения и подогревателя очищенной ППФ непиролизного происхождения и соединения выходного трубопровода подогревателя с патрубками ввода ППФ непиролизного происхождения, расположенными выше 20 или ниже 27 тарелки депропанизатора в узле выделения пропилена из ППФ пиролизного происхождения этиленовой установки, что не описано ни в одном аналогичном техническом решении.
Предложенная установка представляет собой ряд последовательных колонн и других технологических аппаратов, представленных на рисунке, связанных через насосы трубопроводами и оборудованными системой запорно-регулирующей аппаратуры, а именно, ректификационных колонн (1, 2, 6), теплообменника (3), узла для гидрирования ацетиленистых соединений в ППФ (5), депропанизатор (4).
Установка по полезной модели работает следующим образом:
5+
2
ППФ непиролизного происхождения I поступает на 20, 22 или 24 тарелку первой ректификационной колонны (1) предварительной ректификации, где кубом выводятся углеводороды С, метанол и вода II, при этом температура в кубе 97-99°С, давление в кубе 15,0-15,5 МПа. ППФ с верха первой колонны III подается на 20 или 26 тарелку второй ректификационной колонны (2) для отгонки легких углеводородов до C, при этом температура в кубе 35°С, давление в кубе 12,5 МПа.
Освобожденная от нежелательных примесей ППФ непиролизного происхождения (II) из куба колонны (2) поступает в подогреватель (3), в
котором она подогревается закалочной водой до температуры 20-60°С и поступает (V), в зависимости от содержания в ней пропилена, на тарелки, расположенные выше или ниже 20 и 27 тарелок, в депропанизатор (4), в котором 49 тарелок, температура в кубе 74-80°С, давление в кубе 0,70-0,72 МПа. Продукт отпарной колонны конденсата (VI) направляют между 27 и 28 тарелками, кубовый продукт из деэтанизатора VII направляют на 20 тарелку.
4+
Очищенную от Суглеводородов ППФ VIII с верха депропанизатора направляют в узел гидроочистки от ацетиленовых углеводородов (5), откуда гидроочищенная ППФ IX направляется в колонну выделения пропилена (6), где при давлении в кубе равном 1,58-1,65 МПа, температуре куба 44-49°С, температуре верха 37-40,3°С происходит ее разделение на продуктовый пропилен полимеризационной чистоты XI, отводимый с верха колонны, и пропановую фракцию XI, отводимую из куба колонны (6). Рабочие параметры функционирования аппаратов могут меняться и не принципиальны для определения сущности данной полезной модели.
Промышленная применимость подтверждается примерами, приведенными ниже.
5+
2
4+
Пример 1. ППФ непиролизного происхождения, с расходом 8,00 т/час подают в колонну (1), из куба колонны выводят углеводороды С, влагу и метанол, ППФ с верха колонны (1) подают в колонну (2) для отделения легких углеводородов до С, очищенную ППФ из куба колонны (2) в количестве 7,20 тн/час с содержанием (% об.) пропилена - 82,00, пропана - 17,90, С- углеводородов - 0,10 направляют через подогреватель (3), где ППФ нагревается до 20-60°С, на шестую тарелку депропанизатора (4).
4+
4+
Продукт отпарной колонны конденсата VI с расходом 23,00 т/час с содержанием (% об.) пропилена - 23,7; пропана - 1,58; Суглеводородов - 74,72 направляют в пространство между 27 и 28 тарелками. Кубовый продукт из деэтанизатора с расходом 39,5 т/час, с содержанием (% об.) пропилена - 66,70; пропана - 3,39; С углеводородов - 29,91 направляют на 22 тарелку депропанизатора (4). ППФ (VIII), отводимая с верха (4), имеет
4+
3
4
5+
состав, % об.: пропилен - 91,00; пропан - 4,00; С углеводороды - 0,05; ацетиленовые углеводороды - 4,95. Кубовый продукт (4) XII имеет состав (% об.): сумма углеводородов С - 0,03; сумма углеводородов С - 50,77; сумма углеводородов С - 49,50.
В депропанизаторе (4) поддерживают следующие условия работы:
Температура верха, °С
10-12
Температура куба, °С
74-80
Давление в кубе, МПа
0,72
Флегмовое число
0,79
4+
После реактора гидрирования (5) гидрированная ППФ IX имеет состав, % об.: пропилен - 94,00; пропан - 6,00; С углеводороды - отсутствие; ацетиленовые углеводороды - отсутствие.
4+
4+
С верха колонны (6) отводили продуктовый пропилен Х с составом, % об.: пропилен - 99,82; пропан - 0,18; С углеводороды - отсутствие; аллен + метилацетилен - отсутствие, из куба - пропановую фракцию XI составом, % об.: пропилен - 8,87; пропан - 91,20; Суглеводороды - 0,90; ацетиленовые углеводороды - отсутствие, при условиях работы колонны:
Температура верха, °С
40,3
Температура куба, °С
44,0
Давление, МПа
1,58
Флегмовое число
15,95
Достигаемый эффект от полезной модели заключается в том, что возможно увеличить выработку пропилена полимеризационной чистоты в колонне выделения пропилена из ППФ пиролизного происхождения, выделенной в депропанизаторе, за счет использования смешанного сырья, а именно, потоков ППФ пиролизного происхождения и ППФ другой природы, например, выделенной из газов каталитического крекинга или из газов нефтепереработки и т.п.