УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕГКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ С ВЫРАБОТКОЙ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
INSTALLATION FOR CATALYTIC RECYCLING OF LIGHT HYDROCARBON RAW MATERIAL WITH PRODUCTION OF AROMATIC HYDROCARBONS

3+
Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов С и может найти применение в нефтегазовой промышленности.
Известна установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья [RU 2565229, опубл. 20.10.2015 г., МПК C10G 35/04], включающая нагреватель, по меньшей мере два изотермических каталитических реактора, оснащенных в качестве узлов передачи тепла блоками теплообменных элементов, генератор теплоносителя, соединенный с блоками теплообменных элементов линией подачи газа окисления в качестве теплоносителя, при этом установка оборудована системой регенерации катализатора и утилизации газа регенерации.
Основным недостатком установки является малый межрегенерационный пробег катализатора и низкий выход целевых продуктов из-за отсутствия системы рециркуляции не превращенных компонентов сырья.
Известно явление увеличения межрегенерационного пробега катализатора ароматизации при смешении сырья с метаном [Ечевский Г.В. Получение ароматических углеводородов из ПНГ и других легких фракций Oil & Gas Journal Russia. 2012. T. 58. №3. C. 83-88], однако для достижения значимого эффекта требуется расход метана, превышающий расход сырья в 4-10 раз. Это требует разработки технических решений, снижающих расход метана со стороны до приемлемого.
3
4
Наиболее близкой по технической сущности является установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов С и С [RU 57278, опубл. 10.10.2006, МПК С07С 15/42], включающая два блока каталитической переработки, один из который состоит из узла каталитической переработки в составе рекуперационного теплообменника, подогревателя сырья и блока каталитических реакторов, обогреваемых дымовыми газами, узла сепарации продуктов (катализата) в составе аппарата воздушного охлаждения, водяного холодильника (холодильника) и пропанового холодильника, сепаратора, компрессора с системой сепараторов и холодильников, предназначенного для получения жидкого нестабильного концентрата ароматических углеводородов и парофазного потока, а также узла адсорбционной очистки парофазного потока от остаточных ароматических углеводородов. Кроме того, установка включает блок фракционирования с колонной стабилизации концентрата ароматических углеводородов, и блок рециркуляции непревращенных компонентов сырья с узлами абсорбции очищенного парофазного потока и предварительного фракционирования сырья с получением абсорбента.
Недостатком известной установки является ее сложность, а также малый межрегенерационный пробег катализатора.
Задачей изобретения является упрощение установки и увеличение межрегенерационного пробега катализатора.
Техническим результатом является упрощение установки за счет включения фракционирующего абсорбера и дефлегматора в состав узла сепарации катализата взамен системы сепараторов и холодильников, что позволяет исключить пропановый холодильник и узел абсорбции. Увеличение межрегенерационного пробега катализатора достигается рециркуляцией метана в узел каталитической переработки, подаваемого в виде потока циркулирующего метансодержащего газа, содержащего также компоненты непревращенного сырья, для чего установка дополнена узлом мембранного выделения водорода.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок каталитической переработки, который состоит из узла каталитической переработки, включающего рекуперационный теплообменник, подогреватель сырья и блок каталитических реакторов, обогреваемых дымовыми газами, узла сепарации катализата, включающего аппарат воздушного охлаждения, сепаратор и компрессор с холодильником, а также узла адсорбционной очистки, и, кроме того, включающей блок фракционирования и линию подачи абсорбента, особенностью является то, что в узле сепарации катализата в качестве сепаратора установлен дефлегматор с охлаждающим блоком, оснащенный линиями подачи флегмы и газа дефлегмации, на последней установлены компрессор, аппарат воздушного охлаждения, холодильник и фракционирующий абсорбер с охлаждающим блоком, оснащенный линией вывода насыщенного абсорбента и линией вывода отбензиненного газа, на которой расположен узел адсорбционной очистки, оснащенный линией подачи отдувочного газа и соединенный линией подачи газа регенерации с дефлегматором, а линией вывода сухого газа - с мембранной установкой, оснащенной линией вывода водородсодержащего газа и соединенной с узлом каталитической переработки линией подачи метансодержащего циркулирующего газа, при этом блок фракционирования оснащен линиями вывода ароматических углеводородов и соединен с дефлегматором линией подачи флегмы, с фракционирующим абсорбером - линиями подачи абсорбента и насыщенного абсорбента, а с линией подачи газа сепарации или линией подачи метансодержащего циркулирующего газа - линией подачи отходящего газа.
При необходимости увеличения кратности подачи метана по отношению к сырью узел каталитической переработки дополнительно оснащен линией подачи метансодержащего газа, например, природного газа.
Для переработки сырья, включающего тяжелые компоненты и/или серосодержащие соединения, установка дополнительно включает блоки подготовки сырья для его фракционирования и обессеривания. В качестве хладоагента в холодильниках и фракционирующем абсорбере может быть использован сторонний теплоноситель или один из технологических потоков. В качестве отдувочного газа может быть использована, например, часть метансодержащего циркулирующего газа или часть сухого газа. Блок фракционирования содержит ректификационные колонны в наборе и с конструкцией, соответствующими заданному ассортименту ароматических углеводородов (например, один продукт - бензол-толуол-ксилольная фракция, или два продукта - бензол и толуол-ксилольная фракция, или другой ассортимент продуктов). В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Включение дефлегматора и фракционирующего абсорбера в состав узла сепарации катализата взамен системы сепараторов и холодильников обеспечивает более глубокое удаление ароматических углеводородов из катализата, что позволяет исключить пропановый холодильник и узел абсорбции, за счет чего упростить установку. Оснащение установки узлом адсорбционной очистки, расположенным на линии вывода отбензиненного газа и мембранной установкой, расположенной на линии вывода сухого газа, обеспечивает получение метансодержащего циркулирующего газа, что обеспечивает рециркуляцию метана в узел каталитической переработки и увеличивает межрегенерационный пробег катализатора.
Установка (показана на чертеже) включает узел каталитической переработки 1, узел сепарации катализата в составе первого и второго аппаратов воздушного охлаждения 2 и 3, холодильника 4, дефлегматора 5, компрессора 6 и фракционирующего абсорбера 7, а также блок фракционирования 8, узел адсорбционной очистки 9 и мембранную установку 10.
3
4
9+
При работе установки сырье, содержащее углеводороды С и С, по линии 11 подают в узел 1 совместно с метансодержащим циркулирующим газом, подаваемым по линии 12. Катализат (продукты реакции), полученный в узле 1, охлаждают в аппарате 2 и подают в охлаждаемый дефлегматор 5 совместно с газом регенерации, подаваемым по линии 13, где подвергают дефлегмации с получением газа дефлегмации, выводимого по линии 14 и флегмы, подаваемой в блок 8 по линии 15 совместно с насыщенным абсорбентом, подаваемым по линии 16. Из блока 8 по линии 17 выводят фракцию углеводородов С в качестве абсорбента, по линии 18 - отходящий газ, а по линиям 19 - ароматические углеводороды в заданном ассортименте. Газ дефлегмации после возможного смешения с отходящим газом сжимают компрессором 6, охлаждают в аппарате 3, холодильнике 4 и разделяют в охлаждаемом фракционирующем абсорбере 7 с получением насыщенного ароматическими углеводородами абсорбента, выводимого по линии 16, и отбензиненного газа, подаваемого по линии 20 в узел адсорбционной очистки 9, в который по линии 21 подают отдувочный газ, из которого по линии 13 выводят газ регенерации, а по линии 22 - сухой газ. Сухой газ разделяют в установке 10 на водородсодержащий газ, выводимый по линии 23, и метансодержащий циркулирующий газ, который по линии 12 подают в узел 1. Отходящий газ из блока 8 подают в линию 14 или линию 12. При необходимости по линии 24 в узел 1 может быть подано дополнительное количество метансодержащего газа.
Таким образом предлагаемая установка более проста, обеспечивает увеличение межрегенерационного пробега катализатора и может быть использована в промышленности.