ПРОМЫВКА ВЫХОДЯЩЕГО ИЗ РЕАКТОРА ПОТОКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
FLUSHING OF REACTOR STREAM FOR REMOVAL OF AROMATIC COMPOUNDS

Заявление о приоритете
Данная заявка испрашивает приоритет на основании предварительной патентной заявки США № 62/252160 от 6 ноября 2015 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к удалению ароматических соединений из технологического потока углеводородов.
Уровень техники
Получение олефинов является важным процессом при образовании мономеров для получения полимеров, детергентов и алкилата. В процессе образования олефинов также образуются ароматические соединения. Типичный способ удаления ароматических соединений описан в патенте США № 5276231, в котором ароматические соединения удаляются с помощью контакта с растворителем.
В другом способе, в патенте США № 5300715 используется зона селективного удаления ароматических соединений для адсорбции ароматических соединений на сорбенте. Сорбент подвергается периодической регенерации для повторного использования.
В еще одном способе, в патенте США № 6165368, представлен процесс удаления ароматических соединений с использованием абсорбирующей среды для удаления загрязнителей. Абсорбирующая среда включает тяжелое масло или типичный поток нефтепереработки, имеющий температуру кипения от 150°С до 430°С.
Сущность изобретения
Представлен способ снижения содержания ароматических соединений в потоке углеводородов до очень низких уровней.
Первый вариант осуществления изобретения представляет собой способ удаления ароматических соединений из технологического потока, включающий направление технологического потока, содержащего парафины, олефины и следовые количества ароматических соединений, в первый контактный охладитель, использующий первый охлаждающий агент, для образования первого потока; направление первого потока в компрессор для образования второго потока; и направление сжатого потока во второй контактный охладитель, использующий второй охлаждающий агент, для образования третьего потока, содержащего олефины и парафины. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя направление потока углеводородов, содержащего парафины, в реактор дегидрирования для образования технологического потока, содержащего олефины и парафины. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя направление третьего потока в блок криогенного разделения для образования потока олефинового и парафинового продукта. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором первый охлаждающий агент содержит ароматический растворитель в качестве охлаждающего агента. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором второй охлаждающий агент содержит парафиновый растворитель или алкилатный растворитель. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором первый поток охлаждается до температуры от 10°С до 45°С. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором первый поток сжимают до давления от 250 кПа до 600 кПа. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором первый поток имеет пониженное содержание ароматических соединений. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором первый поток имеет содержание ароматических соединений менее 1500 масс.ч/млн. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором третий поток имеет содержание ароматических соединений менее 100 масс.ч/млн. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором третий поток охлаждается до температуры от 10°С до 45°С.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ получения олефинов из парафинов, включающий направление потока углеводородов, содержащего парафины, в реактор дегидрирования для образования технологического потока дегидрирования, содержащего парафины, олефины и ароматические соединения; направление потока дегидрирования в первый контактный охладитель, где контактный охладитель использует ароматический растворитель для охлаждения потока дегидрирования с образованием охлажденного потока дегидрирования с пониженным содержанием ароматических соединений; направление потока дегидрирования с пониженным содержанием ароматических соединений в компрессор для образования сжатого потока; направление сжатого потока во второй контактный охладитель, где контактный охладитель использует второй растворитель для охлаждения сжатого потока с образованием охлажденного сжатого потока; и направление охлажденного сжатого потока в блок криогенного разделения для образования потока продукта, содержащего олефины и парафины. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором второй охлаждающий агент содержит парафиновый растворитель или алкилатный растворитель. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором первый поток охлаждается до температуры от 10°С до 45°С. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором поток дегидрирования с пониженным содержанием ароматических соединений сжимают до давления от 700 кПа до 1200 кПа. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором охлажденный сжатый поток имеет содержание ароматических соединений менее 100 масс.ч/млн.
Третий вариант осуществления изобретения представляет собой установку для удаления ароматических соединений из потока углеводородов, содержащую первый контактный охладитель, имеющий вход для технологического потока, выход для технологического потока, вход для охлаждающего агента и выход для охлаждающего агента; первый циркулирующий охлаждающий агент, содержащий ароматический растворитель, в первом контактном охладителе; компрессор, имеющий вход в сообщении по текучей среде с выходом технологического потока, и выход компрессора; второй контактный охладитель, имеющий вход технологического потока в сообщении по текучей среде с выходом компрессора, выход технологического потока, вход для охлаждающего агента и выход для охлаждающего агента; и второй циркулирующий охлаждающий агент, содержащий парафиновый или алкилатный растворитель, находящийся внутри второго контактного охладителя. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий первый насос, имеющий вход, находящийся в сообщении по текучей среде с выходом для охлаждающего агента первого контактного охладителя, и выход первого насоса; первый теплообменник, имеющий вход в сообщении по текучей среде с выходом первого насоса, и выход в сообщении по текучей среде с входом для первого охлаждающего агента в первый контактный охладитель. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий второй насос, имеющий вход, находящийся в сообщении по текучей среде с выходом для охлаждающего агента второго контактного охладителя, и выход второго насоса; второй теплообменник, имеющий вход в сообщении по текучей среде с выходом второго насоса, и выход в сообщении по текучей среде с входом для охлаждающего агента второго контактного охладителя. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, относящиеся к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий блок криогенного разделения.
Другие цели, преимущества и применения настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники из приведенного ниже подробного описания и чертежа.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена схема технологического процесса настоящего изобретения для удаления ароматических соединений из технологического потока, содержащего олефины.
Подробное описание
Получение олефинов является важным источником структурных блоков для множества продуктов, включающих полимеры, детергенты и алкилат. Одним способом является дегидрирование парафинов с образованием олефинов, имеющих такое же число атомов углерода, что и парафины. Дегидрирование осуществляется при высоких температурах, и одним из побочных продуктов является небольшое количество ароматических соединений. Ароматические соединения могут быть вредными для расположенных ниже по потоку процессов и оборудования. Удаление этих побочных продуктов повышает качество продукта и снижает нежелательные побочные реакции. Одним из примеров является работа установки сернокислотного алкилирования. Присутствие небольшого количества ароматических углеводородов может приводить к формированию эмульсии и потере продукта за счет увеличения количества отходов, подлежащих переработке или иной утилизации.
Настоящее изобретение обеспечивает удаление малых содержаний ароматических соединений, образующихся в процессе дегидрирования. Чистота важна для качества продукта ниже по потоку. В известном уровне техники представлены способы удаления ароматических соединений, но для повышения качества требуется дополнительное удаление следовых количеств ароматических соединений. Настоящее изобретение позволяет удалять следовые количества ароматических соединений при преодолении ограничений, обусловленных равновесием, с помощью использования первого потока абсорбента, который абсорбирует основную массу ароматических соединений в потоке углеводородов, и второго, отличающегося потока абсорбента, в котором содержится небольшое количество или вообще не содержится ароматических соединений.
Второй поток абсорбента представляет собой алкилат или другой парафиновый растворитель, используемый во втором контактном охладителе, поскольку окончательная промывка будет абсорбировать более тяжелые ароматические соединения, что позволяет меньшему количеству ароматических соединений оставаться в паровой фазе до того, как она будет сконденсирована в криогенном блоке. Вместо ароматических соединений будет сохраняться равновесное количество парафинового растворителя и количество ароматических соединений в соответствии с законом Рауля. Ожидается, что это уменьшит концентрацию ароматических соединений на один или два порядка до уровней 100 масс.ч/млн или ниже.
Способ включает направление углеводородного технологического потока, содержащего олефины и ароматические соединения, в первый контактный охладитель, использующий первый охлаждающий агент. Это приводит к образованию первого потока, содержащего олефины и некоторое количество остаточных ароматических соединений. Первый поток направляется в компрессор с образованием второго потока, который является сжатым. Сжатый поток направляется во второй контактный охладитель, использующий второй охлаждающий агент. Это приводит к образованию третьего потока, содержащего олефины.
Способ включает первый охлаждающий агент, который легко абсорбирует ароматические соединения. Первый охлаждающий агент может содержать ароматический растворитель, состоящий из ароматических соединений и предпочтительно имеющий более высокие температуры кипения, чем ароматические соединения в технологическом потоке углеводородов. Когда первый поток охлаждается с помощью охлаждающего агента, содержащего ароматические соединения, охлажденный первый поток будет иметь пониженное содержание ароматических соединений, и предпочтительно будет иметь пониженное содержание ароматических соединений менее 1500 масс.ч/млн.
Способ также включает второй охлаждающий агент, который абсорбирует ароматические соединения. Второй охлаждающий агент содержит смесь углеводородов, имеющую относительно низкое содержание ароматических соединений или не содержащую ароматических соединений. Второй растворитель состоит из более высококипящих углеводородов и предпочтительно включает парафиновый растворитель или алкилатный растворитель. Второй поток охлаждается потоком неароматических соединений, и может быть выбран охлаждающий агент для абсорбции ароматических соединений. Получаемый в результате третий поток предпочтительно будет иметь содержание ароматических соединений менее 100 масс.ч/млн.
Способ может также включать направление третьего потока в блок криогенного разделения для выделения низкокипящих газов из третьего потока и образования потока олефинового продукта.
В одном варианте осуществления способ включает направление потока углеводородов, содержащего парафины, в реактор дегидрирования для образования потока углеводородов, содержащего олефины.
Условия способа включают охлаждение первого потока до температуры от 10°C до 45°C. Охлажденный первый поток сжимают до давления от 250 кПа до 1200 кПа. Степень сжатия зависит от состава углеводородного потока. В одном варианте осуществления первый поток сжимают до давления от 250 кПа до 600 кПа, и в другом варианте осуществления первый поток сжимают до давления от 700 кПа до 1200 кПа. Эти величины являются манометрическими давлениями. Это приводит к нагреванию первого технологического потока, который впоследствии дополнительно охлаждается до температуры от 10°C до 45°C.
Данный способ представлен на фигуре следующим образом. Технологический поток 12 образуется реактором дегидрирования 10, образующим поток 12 дегидрирования. Поток 12 дегидрирования содержит олефины и ароматические соединения. Поток 12 дегидрирования направляется в первый контактный охладитель 20, где поток 12 дегидрирования приводится в контакт с ароматическим растворителем 24 для охлаждения потока 12 дегидрирования и образует охлажденный поток 22 дегидрирования с пониженным содержанием ароматических соединений. Охлажденный поток 22 дегидрирования 22 сжимается в компрессоре 30 с образованием сжатого потока 32. Сжатый поток 32 направляется во второй контактный охладитель 40, где сжатый поток 32 приводится в контакт со вторым растворителем 44 с образованием охлажденного и сжатого потока 42. Охлажденный и сжатый поток 42 направляется в блок 50 криогенного разделения для выделения низкокипящих газов 52 и образования потока 54 продукта, содержащего олефины.
Первый растворитель 24, или охлаждающий агент, представляет собой ароматический растворитель для удаления основной массы ароматических соединений из технологического потока. Второй растворитель 44, или второй охлаждающий агент, представляет собой парафиновый растворитель или алкилатный растворитель для абсорбции оставшихся ароматических соединений. Технологический поток 42, выходящий из второго контактного охладителя 40, имеет содержание ароматических соединений, пониженное до менее чем 100 масс.ч/млн.
В одном варианте осуществления первый контактный охладитель 20 включает механизм для циркуляции и охлаждения охлаждающего агента. Механизм циркуляции включает в себя первый насос 62, имеющий вход, находящийся в сообщении по текучей среде с выходом 64 для охлаждающего агента первого контактного охладителя 20, и теплообменник 66, имеющий вход в сообщении по текучей среде с выходом 68 насоса, и выход теплообменника, находящийся в сообщении по текучей среде с входом 26 для охлаждающего агента в первый контактный охладитель 20.
Данный вариант осуществления кроме того включает механизм для циркуляции и охлаждения второго охлаждающего агента для второго контактного охладителя 40. Механизм циркуляции включает в себя второй насос 82, имеющий вход, находящийся в сообщении по текучей среде с выходом 84 для охлаждающего агента второго контактного охладителя 40, и теплообменник 86, имеющий вход в сообщении по текучей среде с выходом 88 насоса, и выход теплообменника, находящийся в сообщении по текучей среде с входом 46 для охлаждающего агента во второй контактный охладитель 40.
Установка может также содержать блок 50 криогенного разделения. Блок 50 криогенного разделения может быть разделительный блоком с холодильной камерой, который используется для отделения легких газов от углеводородов, которые конденсируются ниже 20°C или около 0°C.
Хотя изобретение описано с использованием того, что в данном случае рассматривается как предпочтительные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, но предполагает охват различных модификаций и эквивалентных конфигураций, включенных в объем прилагаемой формулы изобретения.