УСТАНОВКА И СПОСОБ ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ПОТОКА УГЛЕВОДОРОДОВ
PLANT AND METHOD FOR ISOMERISATION OF HYDROCARBON FLOW

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к установке и способу изомеризации потока углеводородов.
Уровень техники
Изомеризацию легких парафинов во многих случаях осуществляют для повышения октанового числа бензина. Обычно такие способы изомеризации осуществляют с отдельными легкими фракциями углеводородов. Например, изомеризацию бутана или пентана и/или гексана (здесь и далее может быть названа сокращенно изомеризацией пентан-гексана) проводят с целью повышения качества бензина в отдельных устройствах для изомеризации. Как правило, изомеризацию бутана и пентан-гексана осуществляют в технологическом процессе с жидкой/паровой или паровой фазами в неподвижном слое катализатора. В реактор может поступать исходное сырье из легких парафинов, смешанных с газом, содержащим значительное количество водорода.
При изомеризации бутана или пентан-гексана вода является вредным веществом, которое может уменьшить срок службы катализатора в реакторе. В силу этого желательно удалить воду, прежде чем богатый водородом газ и/или парафиновое сырье поступит в реактор. Поэтому обычно как исходное сырье, так и указанный газ для удаления воды пропускают через отдельные аппараты осушки (осушители).
Во многих случаях используют два осушителя с размещением их последовательно или параллельно и попеременным проведением операций регенерации независимо от того, является ли обрабатываемая текучая среда газом, богатым водородом, или углеводородом, содержащим бутан или пентан-бутан. Соответственно, один осушитель может функционировать в режиме осушки, в то время как другой осушитель может находиться в условиях регенерации. На завершающей стадии процесса регенерации в осушителе может находиться газообразный регенерирующий агент, если осушителем является осушитель газа, или жидкий регенерирующий агент, если осушитель представляет собой осушитель углеводородного сырья. В зависимости от углеводородной фракции, которую подвергают изомеризации, регенерирующий агент может содержать, главным образом, изомеризованный продукт, например изобутан, или, по меньшей мере, один продукт из изопентана и изогексана (который здесь и далее может быть назван изопентан-изогексан); или регенерирующий агент может включать в себя смесь из одного или более соединений с разветвленной цепью, соединений нормального строения и циклических соединений. В другом примере, как правило, регенерирующий агент выдувают (вымывают) из осушителя прежде, чем регенерированный осушитель приводят в действие, или по мере ввода осушителя в действие. Регенерирующий агент обычно направляют в реактор.
Регенерирующий агент, газообразный или жидкий, может создавать нарушения в работе размещенных ниже по потоку аппаратов. В частности, газообразный регенерирующий агент может вызывать падение температур реакции по мере того, как этот регенерирующий агент замещает водород, используемый в реакторе, и нарушает мольное отношение водород: углеводород в реакторе. Кроме того, жидкий регенерирующий агент может вызвать падение температур в реакторе при замещении, по меньшей мере, одного реагента, а именно сырья, содержащего парафинистые углеводороды. Помимо этого, обычно газообразный регенерирующий агент имеет больший молекулярный вес, чем газ, богатый водородом. В результате замещение газа, богатого водородом, может нарушать процессы регулирования расхода газа, а именно расхода подпиточного (водородосодержащего) газа, а также нарушать регулирование давления в ректификационной колонне, которую обычно используют ниже по ходу движения потока от реактора. Таким образом существует необходимость в уменьшении указанного нежелательного последствия регенерации осушителя газа для того, чтобы предотвратить нарушения функционирования размещенных ниже по потоку технологических аппаратов.
Сущность изобретения
Одним примером воплощения может быть установка для изомеризации потока углеводородов, богатого углеводородом С4 и/или, по меньшей мере, одним из углеводородов С5 и С6. Установка может содержать первый осушитель и второй осушитель, приспособленные для приема текучей среды, содержащей, по меньшей мере, один реагент, и реакционную зону, сообщающуюся с первым осушителем для приема текучей среды, содержащей, по меньшей мере, один реагент, и сообщающуюся также со вторым осушителем для приема регенерирующего агента. Обычно первый осушитель функционирует в первом режиме для осушки (обезвоживания) текучей среды, содержащей, по меньшей мере, один реагент, а второй осушитель функционирует во втором режиме в условиях регенерации с помощью регенерирующего агента. Регенерирующий агент может проходить через сужающее устройство для текучей среды, предназначенное для регулирования расхода регенерирующего агента, поступающего в реакционную зону.
Другим примером воплощения изобретения может быть способ регенерации, по меньшей мере, одного осушителя установки для изомеризации потока углеводородов, богатого углеводородом С4 и/или богатого, по меньшей мере, одним из углеводородов С5 и С6. Указанный способ может включать: регенерацию, по меньшей мере, одного осушителя с помощью текучей среды, содержащей регенерирующий агент; и разбавление использованного регенерирующего агента ниже по ходу движения потока от, по меньшей мере, одного осушителя в течение некоторого периода времени с помощью обезвоженной текучей среды, содержащей реагент, для минимизации нарушений при проведении технологических операций ниже по ходу движения потока.
Еще одним примером воплощения изобретения может быть способ регенерации, по меньшей мере, одной зоны осушки установки для изомеризации потока углеводородов. Способ может включать разбавление использованного регенерирующего агента, богатого углеводородом С4 и/или богатого, по меньшей мере, одним из углеводородов С5 и С6, выше по потоку от, по меньшей мере, одной зоны осушки в течение некоторого периода времени с использованием осушенной текучей среды, содержащей реагент, для минимизации нарушений при проведении одной или большего числа операций ниже по ходу движения потока.
Таким образом, раскрытые здесь воплощения могут минимизировать нарушения при проведении операций ниже по ходу движения потока от зоны осушки текучей среды за счет разбавления использованного регенерирующего агента, осуществляемого ниже по потоку от зоны осушки. Использованный регенерирующий агент может быть пропущен через сужающее устройство для текучей среды с тем, чтобы обеспечить разбавление использованного регенерирующего агента обезвоженной текучей средой.
Определения
Используемый в настоящем описании термин «поток» может означать поток, содержащий молекулы различных углеводородов, таких как алканы, алкены, алкадиены и алкины с нормальной неразветвленной цепью, с разветвленной цепью или циклические, и по усмотрению другие вещества, такие как газы, например водород, или примеси, например тяжелые металлы, и соединения серы или азота. Указанный поток может также содержать ароматические или неароматические углеводороды. Помимо этого, молекулы углеводородов могут быть сокращенно обозначены как C1, C2, С3…Сn, где n - количество атомов углерода в молекуле углеводорода. Кроме того, термин «углеводород Сn-Сn+1», например «углеводород С5-С6», может означать, по меньшей мере, один из углеводородов С5 и С6.
Используемый здесь термин «зона» может относиться к некоторой области, содержащей одну или большее число единиц оборудования и/или одну или более подзон. Единицы оборудования могут представлять собой один или большее число реакторов или корпусов реакторов, нагревателей, сепараторов, теплообменников, трубопроводов, насосов, компрессоров и контроллеров. Кроме того, единица оборудования, например реактор, осушитель или емкость, могут также содержать в себе одну или большее количество зон или подзон. Следует понимать, что каждая зона может содержать большее количество оборудования и/или емкостей, чем показано на фигурах.
Используемый в данном описании термин «сужающее устройство для текучей среды» обычно означает устройство, которое, по меньшей мере, непосредственно или опосредованно регулирует расход или уменьшает давление текучей среды. Обычно сужающее устройство для текучей среды уменьшает расход текучей среды, например, в одном трубопроводе в отличие от случая отсутствия сужающего устройства и может за счет уменьшения сечения регулировать расход текучей среды, а не прерывать поток текучей среды. Примером такого сужающего устройства для текучей среды может служить ограничительное отверстие или регулятор, как, например, регулятор с индикацией перепада давления, регулятор с индикацией давления, регулятор с индикацией расхода, индикатор расхода или индикатор давления, обычно действующие согласованно вместе с одним или большим количеством других устройств, таких как регулирующий клапан или ограничительное отверстие. Примеры осуществления сужающих устройств для текучей среды могут включать комбинацию из двух или более элементов, таких как ограничительное отверстие, индикатор расхода, регулятор с индикацией перепада давления, и регулирующий клапан; или действующие совместно регулятор с индикацией расхода и регулирующий клапан. Сужающее устройство для текучей среды может быть установлено на одной или большем количестве трубопроводных линий для изменения расхода текучей среды или снижения давления.
Используемый здесь термин «устройство для перемещения текучей среды» обычно означает устройство для транспортирования текучей среды. Такие устройства представляют собой насосы, используемые, как правило, для жидкостей, и компрессоры, обычно для газов.
Используемый здесь термин «богатый» может, как правило, означать содержание в потоке, по меньшей мере, 50% и предпочтительно 70% (мольное содержание) соединения или вида соединения.
Используемый здесь термин «главным образом» может, как правило, означать, по меньшей мере, 90%, предпочтительно 95% и оптимально 99% (мольное содержание) соединения или вида соединения в потоке.
Используемый здесь термин «абсорбция» может относиться к способности удерживать материал в слое, содержащем абсорбент и/или адсорбент, за счет химического или физического взаимодействия между веществом, таким как вода, и слоем, и включает, но не ограничивается, абсорбцию и/или адсорбцию. Удаление вещества из абсорбента может быть здесь названо «десорбцией».
Используемый здесь термин «использованный регенерирующий агент» может относиться к регенерирующему агенту, который уже был использован для осушки или десорбирования или который был пропущен через один или большее число аппаратов или единиц оборудования, таких как осушитель. Использованный регенерирующий агент может содержать или может не содержать десорбируемое вещество, такое как вода, но не исключено, что использованный регенерирующий агент все еще находится в технологическом аппарате после того, как размещенный внутри аппарата рабочий элемент, например молекулярное сито, был регенерирован.
Используемый здесь термин «соединенный» может означать, что два элемента непосредственно или опосредованно сочленены, скреплены, взаимосвязаны, соединены или сформованы вместе как единое целое с помощью химических или физических средств с использованием технологических процессов, таких как штамповка, литье или сварка. Кроме того, два элемента могут быть соединены с помощью третьего элемента, такого как крепежный элемент, например винт, шпилька, скоба или заклепка; или с помощью адгезива или припоя.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - принципиальная схема примера установки для изомеризации текучей среды.
Фиг.2 - принципиальная схема примера первого устройства для обезвоживания текучей среды.
Фиг.3 - принципиальная схема примера второго устройства для обезвоживания текучей среды.
Подробное описание
На фиг.1 представлена установка 100 для изомеризации потока углеводородов. Вообще в установку 100 может поступать текучая среда, содержащая, по меньшей мере, один реагент 110, проходящий по трубопроводу 210 или трубопроводу 410. Обычно текучая среда 110 может представлять собой жидкий поток углеводородов в трубопроводе 210 или богатый водородом газ в трубопроводе 410. Жидким потоком углеводородов может быть поток, богатый углеводородом С4, например бутаном, если установка 100 предназначена для изомеризации углеводорода С4. В качестве альтернативы, жидкий поток углеводородов может быть богатым углеводородами С5-С6, такими как пентан-гексан, если установка 100 представляет собой установку для изомеризации углеводородов С5-С6. Типовые установки обоих типов раскрыты, например, в источнике: Nelson A. Cusher, UOP Butamer Process and UOP Penex Process of the Handbook of Petroleum Refining Processes, Third Edition, Robert A. Meyers, Editor, 2004, pp.9.7-9.27. Однако в некоторых примерах воплощения установка 100 может быть использована также для одновременной изомеризации потока одного или большего числа бутанов, одного или большего числа пентанов и одного или большего числа гексанов. Следует отметить, что реакции изомеризации включают такие, в которых в качестве исходного сырья используют преимущественно нормальные парафины и в качестве продукта изомеризации - разветвленные парафины, а также такие, в которых в качестве исходного сырья преимущественно используют разветвленные парафины, а в качестве продукта изомеризации - нормальные парафины. Другими словами, жидкий поток углеводородов может быть потоком, богатым изобутаном или разветвленными углеводородами С5-С6. Другие реакции изомеризации, проводимые при участии углеводородов С4 или С5-С6, также находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Для упрощения приведенного ниже раскрытия изобретения термины «жидкий углеводород» и «регенерирующий агент» могут относиться к обобщенным и необходимо понимать, что они применимы, например, к установке для изомеризации углеводорода С4 или к установке для изомеризации углеводородов С5-С6. В качестве примера, поток углеводородов, богатый углеводородом С4, может быть подвергнут изомеризации в реакторе для изомеризации углеводорода С4, а продукт, содержащий изомеризованный углеводород С4, может быть использован в качестве регенерирующего агента в установке для изомеризации С4. Подобным образом поток углеводородов, богатый углеводородами С5-С6, может быть изомеризован в реакторе для изомеризации углеводородов С5-С6, а продукт, содержащий изомеризованные углеводороды С5-С6, может быть использован в качестве регенерирующего агента в установке для изомеризации углеводородов С5-С6. Однако в пределах объема настоящего изобретения остается использование потока регенерирующего агента, отведенного из одного или более различных мест осуществления процесса изомеризации, к примеру из зоны фракционного разделения, из осушителей или возможно даже из места, внешнего по отношению к процессу изомеризации. В качестве регенерирующего агента может быть использован, например, азот из источника, внешнего по отношению к процессу изомеризации.
Установка 100 может содержать одну или большее число зон 150 осушки, например зону 250 осушки (обезвоживания) жидкости и зону 450 осушки газа и одну или большее число зон проведения технологических операций 160, расположенных ниже по потоку, таких как реакционная зона 170 и зона 180 фракционирования. Зона 250 обезвоживания жидкости может быть образована в первом устройстве 200 для осушки текучей среды, а зона 450 для осушки газа может быть образована во втором устройстве 400 для осушки текучей среды. Устройства 200 и 400 более подробно рассмотрены ниже. Зона 250 обезвоживания жидкости может принимать жидкий поток углеводородов из трубопровода 210, а зона 450 осушки газа может принимать газ, богатый водородом, из трубопровода 410. Хотя это и не показано, но необходимо понимать, что для транспортирования жидкого потока углеводородов и газа, богатого водородом, может быть использовано оборудование для перемещения текучей среды, такое как насосы и компрессоры соответственно. В качестве альтернативы другая текучая среда может иметь достаточное давление и поэтому использование такого оборудования не требуется. После прохождения зон 250 и 450 осушки жидкий поток углеводородов и газ, богатый водородом, могут быть объединены ниже по ходу течения потока от зон 250 и 450 осушки, например в реакционной зоне 170.
Один или большее количество технологических аппаратов 160, размещенных ниже по потоку, могут быть разделены с образованием реакционной зоны 170, которая может содержать первый реактор 172 и второй реактор 174, размещенный последовательно с первым реактором 172, и зоны 180 фракционирования, в которой может быть размещена одна или большее количество ректификационных колонн 192. Хотя на фигуре показаны только первый реактор 172 и второй реактор 174, следует понимать, что реакционная зона 170 может также содержать другое оборудование или емкости, как, например, один или большее количество нагревателей, компрессор рециркулирующего газа, разделительная емкость и дополнительные реакторы. В качестве альтернативы реакторы 172 и 174 могут быть включены в проведение одной операции. Поток, вытекающий из реакционной зоны 170, может протекать по трубопроводу 176 в зону 180 фракционирования.
Зона 180 фракционирования может содержать одну или большее количество ректификационных колонн 192. Хотя на фиг.1 показана одна ректификационная колонна 192, в установке могут быть задействованы две или большее количество ректификационных колонн, установленных последовательно и/или параллельно. Ректификационная колонна 192 может производить один или более продуктов 182 разделения, как, например, первый продукт, состоящий из одного или большего числа газообразных продуктов, направляемых, например, к горючему газу по трубопроводу 184, и второй или изомеризованный продукт, транспортируемый по трубопроводу 186. Часть второго продукта может быть отведена по трубопроводу 188 и использована в качестве регенерирующего агента. Использованный регенерирующий агент может быть возвращен обратно в изомеризованный продукт, протекающий в трубопроводе 190, как это будет описании ниже. Объединенный поток может быть направлен в резервуар для хранения изомеризованного продукта, в ректификационную колонну или в другой технологический аппарат.
На фиг.2 представлено первое устройство 200 для осушки текучей среды. Указанное первое устройство 200 для осушки текучей среды может содержать, по меньшей мере, один осушитель 254, один или большее количество клапанов 260, суживающее устройство 290 для текучей среды и нагреватель 310.
Предпочтительно, по меньшей мере, один осушитель 254 включает в себя первый осушитель 256 жидкости и второй осушитель 258 жидкости. Указанные осушители 256 и 258 могут быть размещены в зоне 250 обезвоживания жидкости, как показано на фиг.1. Кроме того, каждый осушитель 256 и 258 может содержать молекулярное сито, в котором происходит адсорбция и/или абсорбция воды и других нежелательных соединений, таких как диоксид углерода и сероводород, и включает в себя соответствующую внутреннюю зону или подзону обезвоживания. Вообще каждый осушитель 256 и 258 функционирует в первом режиме для осушки потока углеводородов, проходящего через указанный осушитель, и во втором режиме для регенерации осушителя. Как правило, указанные осушители 256 и 258 могут быть размещены последовательно и их регенерацию производят поочередно при работающем в режиме осушки в другом осушителе.
Один или большее число клапанов 260 могут включать в себя клапан 262, клапан 264, клапан 266, клапан 268, клапан 270, клапан 272, клапан 274, клапан 276, клапан 278, клапан 280, клапан 282 и клапан 284. Различные комбинации клапанов 260 могут быть открыты и закрыты с тем, чтобы направлять технологические потоки для осуществления первого и второго режимов функционирования осушителей и для последовательного соединения обоих осушителей.
В рассматриваемом примере воплощения суживающее устройство 290 для текучей среды может включать в себя индикатор 292 расхода, ограничительное отверстие 294, регулятор 296 с индикацией перепада давления и регулирующий клапан 298. В частности, регулятор 296 с индикацией перепада давления может быть соединен с регулирующим клапаном 298, при этом регулятор 296 и регулирующий клапан 298 установлены на линии трубопровода 224. Помимо того, на втором трубопроводе 230 могут быть установлены индикатор 292 расхода и ограничительное отверстие 294. Сужающее устройство 290 для текучей среды может регулировать расход регенерирующего агента для разбавления регенерирующего агента обезвоженным жидким углеводородом ниже по потоку от зоны осушки.
Кроме того, нагреватель 310 может включать в себя паровой нагреватель 314 и пароперегреватель 318 для нагревания регенерирующего агента в целях обеспечения функционирования осушителя во втором режиме - режиме регенерации. В частности, паровой нагреватель 314 может быть использован для испарения регенерирующего агента перед тем, как пароперегреватель 318 повышает температуру регенерирующего агента до температуры, достаточной для десорбирования воды из молекулярного сита осушителей 256 и 258.
В одном примере проведения операции регенерации жидкий поток углеводородов может быть направлен по трубопроводу 210, по меньшей мере, в один осушитель 254. Обычно жидкий поток углеводородов поступает в один из осушителей 256 и 258, к примеру в осушитель 258, для удаления из него воды, проходя через клапаны 278 и 280. Затем обезвоженный жидкий поток углеводородов через клапаны 272, 268, 298 и трубопровод 224 может проходить в реакционную зону 170, как это показано на фиг.1. Как правило, жидкий поток углеводородов обезвоживают в осушителе 258 при закрытых клапанах 266,270, 274 и 276, в то время как клапаны 268, 272, 278,280 и 298 открыты.
Все это время другой осушитель 256 газа может находиться в режиме регенерации. Обычно регенерация представляет собой многостадийный процесс, использующий жидкий регенерирующий агент, поступающий из трубопровода 188, показанного на фиг.1, который может быть направлен в нагреватель 310. В процессе регенерации регенерирующий агент может быть постепенно нагрет - сначала с помощью парового нагревателя 314 и затем с помощью как парового нагревателя 314, так и пароперегревателя 318, при этом нагрев осуществляют до тех пор, пока регенерирующий агент не нагреется до температуры, достаточной для десорбирования воды из молекулярного сита. Обычно регенерирующий агент протекает через паровой нагреватель 314, пароперегреватель 318 и затем по трубопроводу 288 и через клапан 282 поступает вверх осушителя 256. Регенерирующий агент может последовательно проходить через осушитель 256, трубопровод 284 и клапан 284 перед его охлаждением с помощью, например, охлаждающего водяного теплообменника и после этого регенерирующий агент возвращается в трубопровод 190 к изомеризованному продукту, как показано на фиг.1. Как правило, клапаны 262, 266, 274 и 276 закрыты.
После этого регенерирующий агент медленно охлаждают за счет предварительного выключения пароперегревателя 318 и затем парового нагревателя 314, но в то же время продолжается непрерывное прохождение регенерирующего агента через осушитель 256. Таким образом, осушитель 256 и связанное с ним оборудование могут быть постепенно охлаждены, чтобы обеспечить медленное снижение температуры. В конце процесса регенерации в осушителе 256 обычно находится жидкий регенерирующий агент.
При использовании жидкого потока углеводородов использованный регенерирующий агент может быть направлен от осушителя 256 вверх к трубопроводу 230 через открытые клапаны 262 и 264 и перед последующим поступлением в трубопровод 224 указанный жидкий регенерирующий агент может проходить через индикатор 292 расхода и ограничительное отверстие 294. Тем временем регулятор 296 с индикацией перепада давления, соединенный с клапаном 298 регулирования расхода, может косвенным образом регулировать давление на входе в осушитель 258. При открытых клапанах 274, 276, 262 и 264 регулятор 296 с индикацией перепада давления может создавать противодавление в тех случаях, когда жидкий углеводород в трубопроводе 210 может также протекать через осушитель 256 и вытеснять использованный регенерирующий агент через клапаны 262 и 264 и через индикатор 292 расхода и ограничительное отверстие 294. Вообще ограничительное отверстие 294 уменьшает давление и расход использованного регенерирующего агента так, что он может поступать в трубопровод 224 и разбавлять обезвоженный жидкий углеводород, также протекающий через указанный трубопровод 224. Ограничительное отверстие 294 может быть откалибровано для регулирования величины расхода потока использованного регенерирующего агента. Эта величина расхода может быть вычислена исходя из желательного периода времени для обеспечения надлежащего разбавления регенерирующего агента без чрезмерного затягивания технологических операций. Обычно вычисленный расход является параметром, регулируемым с помощью системы регулирования с тем, чтобы обеспечить необходимые режимы работы. Этот объединенный поток затем может поступать в реакционную зону 170, не нарушая работу реакционного аппарата или проведение других операций, происходящих в этой зоне. Кроме того, разбавленный поток минимизирует нарушения в расположенной ниже по ходу движения потока зоне 180 фракционирования. После вытеснения регенерирующего агента из осушителя 256 клапан 264 может быть закрыт так же, как и клапаны 268, 272, 278 и 280, и поток может проходить через регенерированный осушитель 256 посредством клапанов 262, 266 и 298 и трубопроводов 222 и 224 в реакционную зону 170. При этом осушитель 258 может быть регенерирован таким же образом, как и осушитель 256.
Хотя здесь рассматриваются процессы осушки и регенерации в соответствующих осушителях 258 и 256, следует принимать во внимание, что могут быть использованы дополнительные трубопроводные линии и/или клапаны для того, чтобы обеспечить функционирование осушителей 256 и 258 в обоих режимах - режимах обезвоживания и регенерации и их функционирование при последовательном соединении. В качестве примера, осушители 258 и 256 после регенерации могут быть возвращены обратно в режим последовательного функционирования, например, так, чтобы осушитель 256 функционировал с запаздывания во времени по отношению к осушителю 258,
На фиг.3 представлено второе устройство 400 для осушки текучей среды. Указанное второе устройство 400 для осушки текучей среды может быть использовано для осушки газового потока, к примеру газового потока, богатого водородом. Обычно второе устройство 400 для осушки текучей среды содержит, по меньшей мере, один осушитель 454, один или большее количество клапанов 460, суживающее устройство 490 для текучей среды и нагреватель 510.
Обычно, по меньшей мере, один осушитель 454 включает в себя первый осушитель 456 газа и второй осушитель 458 газа. Указанные осушители 456 и 458 могут входить в состав зоны 450 осушки газа, показанной на фиг.1. Кроме того, каждый осушитель 456 и 458 может содержать молекулярное сито, на котором происходит абсорбция воды, и включает в себя соответствующую внутреннюю зону или подзону осушки. Обычно каждый осушитель 456 и 458 работает в первом режиме для осушки газа, богатого водородом, проходящего через осушитель, и во втором режиме для регенерации осушителя. Указанные осушители 456 и 458 могут быть размещены последовательно и регенерируются поочередно при работающем в режиме осушки другом осушителе.
Один или большее число клапанов 460 могут включать клапан 462, клапан 464, клапан 466, клапан 468, клапан 470, клапан 472, клапан 474, клапан 476, клапан 478, клапан 480, клапан 482 и клапан 484. Различные комбинации клапанов 460 могут быть открыты и закрыты с тем, чтобы направлять технологические потоки для осуществления первого и второго режимов функционирования осушителей.
В рассматриваемом примере воплощения сужающее устройство 490 для текучей среды может содержать, по меньшей мере, один индикатор 492 расхода. В частности, индикатор 492 расхода может быть соединен с клапаном 494 регулирования расхода, при этом указанные индикатор 492 расхода и клапан 494 регулирования расхода могут быть установлены на первом трубопроводе 420. Кроме того, индикатор 496 расхода и ограничительное отверстие 498 могут быть установлены на втором трубопроводе 430. Нагреватель 510 может содержать паровой нагреватель 514 и пароперегреватель 518.
В одном примере функционирования в режиме регенерации газ, например газ, богатый водородом, как правило, вводят через трубопровод 410. В этом примере осушитель 458 функционирует в первом режиме осушки текучей среды, в то время как осушитель 456 находится во втором режиме - в условиях регенерации. Соответственно, газ может входить в трубопровод 410 и проходить через клапаны 478 и 480 в первый осушитель 458, при этом клапаны 474 и 476 могут быть закрыты. Как правило, клапаны 466 и 470 также закрыты в процессе осушки газа в осушителе 458. После этого осушенный газ через клапаны 472 и 468 и через первый трубопровод 420 может проходить в реакционную зону 170, показанную на фиг.1.
Все это время второй осушитель 456 газа может находиться в режиме регенерации. Обычно регенерация представляет собой многостадийный процесс, использующий жидкий регенерирующий агент, который поступает из трубопровода 188, показанного на фиг.1, и может быть направлен в нагреватель 510. В процессе регенерации регенерирующий агент может быть постепенно нагрет - сначала с помощью парового нагревателя 514 и затем с помощью как парового нагревателя 514, так и пароперегревателя 518 до тех пор, пока этот регенерирующий агент не будет нагрет до температуры, достаточной для десорбирования воды из молекулярного сита. Обычно регенерирующий агент протекает через паровой нагреватель 514, пароперегреватель 518 и затем по трубопроводу 488, проходя через клапан 482, поступает вверх осушителя 456 газа. После этого регенерирующий агент может последовательно проходить через осушитель 456, клапан 484 и трубопровод 508 перед его охлаждением с помощью, например, охлаждающего водяного теплообменника. Затем регенерирующий агент может быть возвращен в трубопровод 190, показанный на фиг.1. При этом, как правило, клапаны 462, 474 и 476 закрыты.
После этого регенерирующий агент может быть медленно охлажден за счет предварительного выключения пароперегревателя 518, но в то же время продолжается непрерывное прохождение регенерирующего агента через осушитель 456. Таким образом, осушитель 456 и связанное с ним технологическое оборудование могут быть охлаждены так, чтобы обеспечить медленное снижение температуры. В конце процесса регенерации в осушителе 456 обычно находится регенерирующий агент в виде газа.
При использовании газа, богатого водородом, использованный регенерирующий агент может быть направлен из осушителя 456 к трубопроводу 486 через открытые клапаны 462 и 464 и через трубопровод 430. В частности, регулятор 492 с индикацией расхода может регулировать расход осушенного газа, протекающего из осушителя 456 в реакционную зону 170. Это может привести к созданию противодавления и за счет открытия клапанов 474, 476, 462 и 464 некоторая часть газа, богатого водородом, может проходить через осушитель 456 для вытеснения использованного регенерирующего агента через трубопровод 430 в направлении индикатора 496 расхода и ограничительного отверстия 498. Ограничительное отверстие 498 может уменьшить давление и расход регенерирующего агента в трубопроводе 430 так, что он находится при низком давлении, достаточном для смешивания с осушенным газом, выходящим из осушителя 458. Указанное смешивание может обеспечить разбавление использованного регенерирующего агента с тем, чтобы уменьшить нежелательные воздействия на технологические операции, проводимые ниже по потоку, в частности в реакционной зоне 170 и в зоне 180 фракционирования. Ограничительное отверстие 498 может быть откалибровано для регулирования величины расхода использованного регенерирующего агента. Эта величина расхода может быть рассчитана исходя из желательного периода времени для обеспечения надлежащего разбавления использованного регенерирующего агента без чрезмерного затягивания времени проведения технологических операций. По истечении заданного периода времени использованный регенерирующий агент может проходить из второго осушителя 458 в реакционную зону 170. В это время может быть осуществлено переключение операций путем закрытия клапанов 464, 468, 472, 478 и 480 и открытия клапана 466 для того, чтобы осушитель 456 производил осушку газа. На этой стадии осушитель 458 находится в режиме регенерации.
Хотя здесь рассматриваются процессы осушки и регенерации для соответствующих осушителей 458 и 456, следует принимать во внимание, что дополнительные трубопроводные линии и/или клапаны могут быть использованы для обеспечения функционирования каждого из осушителей 456 и 458 как в режиме осушки, так и в режиме регенерации и для работы обоих осушителей при последовательном соединении. В качестве примера, осушители 456 и 458 после регенерации могут быть возвращены обратно в режим последовательного функционирования, например, так, чтобы осушитель 456 функционировал с запаздывания во времени по отношению к осушителю 458.
Без дальнейшей тщательной проработки считается, что специалист в данной области техники может, используя предшествующее описание, использовать настоящее изобретение во всей его полноте. Раскрытые выше предпочтительные конкретные воплощения таким образом следует истолковывать лишь как иллюстративные и никаким образом не ограничивающие остальную часть описания.
В изложенном выше описании все температуры не приведены в градусах Цельсия, а все доли и проценты выражены в молях, если не указано иное.
Из приведенного выше описания специалист в данной области техники легко может установить существенные признаки изобретения и без выхода за пределы объема и сущности изобретения произвести различные изменения и модификации изобретения с тем, чтобы приспособить его к различным условиям и случаям использования.