УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ НОРМАЛЬНОГО И ИЗОСТРОЕНИЯ

УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ НРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ НОРМАЛЬНОГО Н НЗОСТРОЕННЯ.
Полезная модель относится к газоперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использована для разделения углеводородов нормального и изостроения, а именно для отделения н-пентана от изопентана, например, при переработке пентановой фракции.
Известна ректификационная колонна для разделения многокомпонентных смесей, состоящая из корпуса со штуцерами, внутри которого укреплены массообменные тарелки, между которыми вплотную установлены продольные перегородки 1.
Однако осуществить в одной ректификационной колонне четкое разделение многокомпонентной смеси углеводородных газов, особенно в случае близости температур кипения углеводородов, сложно. Это обусловливает невысокую чистоту получаемых целевых продуктов.
Наиболее близкой к заявляемой по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является ректификационная установка разделения смеси предельных углеводородов нормального и изостроения, а именно, пронан-бутановой фракции, на углеводороды нормального и изостроения 2. Установка содержит ректификационную колонну с тарелками, конденсатор-холодильник (дефлегматор), емкость орошения (емкость флегмы) и кипятильник. Головным продуктом ректификационной колонны является пронановая фракция, верхним боковым погоном - изобутановая фракция, нижним - фракция нормального бутана.
Недостатком известной ректификационной установки является невозможность осуществления  разделения углеводородов с близким молекулярным весом вследствие близости температур кипения. Это обусловливает невысокую чистоту получаемых продуктов - углеводородов нормального и изостроения.
Заявляемая полезная модель решает задачу повышения эффективности работы установки разделения предельных углеводородов нормального и изостроения, например, пентановой фракции, за счет обеспечения возможности получения продуктов более высокой чистоты.
Поставленная задача решается в нредлагаемой установке разделения предельных тлеводородов нормального и изостроения, включающей ректификационную колонну выделения углеводородов нормального строения, снабженную кипятильником, за счет того.
Ш7К7 С 07 С 7/13
что она дополнительно снабжена колонной отделения з леводородов Сб+в, снабженной дефлегматором, емкостью флегмы и кипятильником и установленной перед ректификационной колонной выделения углеводородов нормального строения, и адсорбером, заполненным синтетическим цеолитом СаА, установленным после ректификационной колонны выделения углеводородов нормального строения.
Технический результат, получаемый за счет налртчия в установке дополнительной колонны, предназначенной для отделения углеводородов Сб+в, установленной перед ректификационной колонной выделения углеводородов нормального строения и снабженной дефлегматором, емкостью флегмы и кипятильником, состоит в обеспечении возможности предварительного отделения более тяжелых углеводородов и, вследствие этого, упрощения температурных режимов последующего разделения пентана на н-пентан и изопентан в ректификационной колонне выделения углеводородов нормального строения.
Технический результат, получаемый за счет наличия в установке адсорбера с цеолитом СаА, установленным после ректификационной колонны выделения углеводородов нормального строения, состоит в обеспечении возможности получения более чистых продуктов: н-пентана и изопентана.
Авторами экспериментально установлена эффективность отделения н-пентана от изопентана на цеолите марки СаА. Разделение смесей углеводородов с помощью синтетических цеолитов осцовано на особенностях кристаллического строения последних, т.е. на строго определенном монодисперсном размере наружных пор (входных окон) макрокристаллов в сочетании с наличием довольно значительных внутренних полостей, соедине тдых каналами с наружными порами. При этом 1 азмеры пор цеолита соизмеримы с размером молекул большинства органических веществ. При проникании смеси веществ через слоЯ цеолита молекулы с размером, меньшим диаметра пор, проходят внутрь полостей и задерживаются там за счет адсорбционных сил, в то время как молекулы больших размеров отсеиваются, т.е. проходят слой цеолита, не задерживаясь в его порах. Размер наружных пор цеолита СаА составляет 5 ангстрем 3. Критический диаметр молекул н-пентана и изоцентана составляет соответственно 4.9 и 5,6 ангстрем, т.е. размер молекул изопентана больше размера наружных пор цеолита СаА.
На чертеже приведена схема установки разделения предельных }тлеводородов нормального и изостроения, например, пентановой фракции.
Установка содержит ректификационную колонну 1 отделения углеводородов Сб+в, снабженную дефлегматором 2, емкостью 3 флегмы и кипятильником 4, последовательно установленные ректификационную колонну 5 выделения н-нентана, снабженную кипятильником 6, и адсорберы 7 с загруженным в ттх синтетическим цеолитом СаА.
Предлагаемая установка работает следующим образом.
В адсорберы 7 загружают цеолит СаА, предварительно активированный в токе инертного газа при температуре 250 - 300° С с целью удаления остаточной влаги. Пентановая фракция или смесь углеводородов, содержащая н-пентан и изопентан, например, пентан технический, при значительном содержании в нем углеводородов Сб+в направляется в колонну 1 отделения углеводородов Сб+в с целью обогащения пентанами, при этом выделенный гексан и более тяжелые углеводороды, включающие также небольшое количество (до 5 %) зтлеводородов Cs, направляются на дальнейшую переработку или в товарный парк (на чертеже не показано). Обогащенная Пентановая фракция с верха колонны I через дефлегматор 2, направляется в ректификационную колонну 5 для выделения нпентана. Нижний продукт ректификационной колонны 5 - фракция нормального пентана направляется в товарный парк. Продукт верха колонны - изопентан, содержащий остаточные количества н-пентана, подается в адсорберы 7, заполненные цеолитом. Температура проведения процесса адсорбции н-пентанз - 20-30°С.
Снизу адсорбера выводится фракция изопентана. Па выходе адсорберов ведется постоянный контроль состава выходящего газа. При «проскоке н-нентана процесс адсорбцрто прекращается. Адсорбат, представляющий собой н-пентан, десорбируют. Подача газа десорбции, в качестве которого используют метановую фракцию, осуществляется снизу адсорбера. По окончании десорбции нпентана, в процессе которой одновременно происходит регенерация цеолита, последний охлаждается также метановой фракцией соответствующей темературы. Продолжительность адсорбции, десорбции и охлаждения определяется исходя из объема цеолита, его адсорбционной емкости и соотношения продолжительности процесса адсорбции-десорбции и охлаждения 1,4-1,5:1:0,5 соответственно. Газы десорбции, содержащие н-пентан, подвергаются разделению конденсацией. Температура конденсации н-пентана устанавливается в зависимости от давления, при котором проводился процесс десорбции. Выделенный н-пентан нодается в емкость товарной нродукции. Изопентан также подается в товарный парк. Газ десорбции (метановая фракция) используется повторно или направляется в качестве тоцливного газа для удовлетворения нужд производства.
Проводили испытания зшрощенной модельной установки разделения предельных углеводородов нормального и изостроения в лабораторных условиях. Установку подключали к хроматографу для определения состава выходящего газа. В колонку, исполняющую функцию адсорбера, загружали опытные партии цеолитов СаА-У Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов, предварительно активированных в токе гелия при 300° С для более полного освобождения пор цеолита от влаги. Для проведения исследований отбирали пентан-гексановую фракцию на установке фракционирования углеводородов У-26 Оренбургского гелиевого завода, имеющую следующий состав (% об.):
S Сб- 7,4; изо-Сз - 50,8; H-Cs - 34,3; I €4- 7,5.
Результаты лабораторных исследований показали высокую степень чистоты получаемых целевых продуктов: н-пентана и изопентана, соответствующих требованиям технических условий на данные продукты.
Результаты лабораторных исследований позволяют заключить, что цо сравнению с прототипом применение предлагаемой полезной модели позволит повысить эффективность работы установки разделения смеси углеводородов нормального и изостроения, в частности, н-пентана и изопецтана, за счет получения целевых продуктов более высокой чистоты, которые будут соответствовать требованиям техническртх условий к товарным нродуктам:
гексановая фракция (Сб+в)- ТУ 51-01-12-85, применяется в качестве стабильного газового бензрша;
фракция н-пентана - ТУ 0272-029-00151638-99, используется в качестве сырья для производства ароматически, олефиновых и диеновых углеводородов, галоидпроизводных, кислородсодержащих и др. соединений на нефте- и газоперерабатывающих заводах;
фракция изопентана - ТУ 0272-028-00151638-99, применяется в качестве сырья для производства синтетического (изопропилового) каучука и высокооктанового компонента автомобильного и авиационного бензина.