УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АРОМАТИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ С3-С4
3
4
UNIT FOR CATALYTIC AROMATIZATION OF HYDROCARBONS C-C

Изобретение относится к установкам каталитической переработки сжиженных углеводородных газов и может найти применение в нефтехимической промышленности.
3
4
Известна установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов С и С [RU 57278, МПК С07С 15/42, опубл. 10.10.2006], состоящая их двух реакционных блоков, каждый их который включает нагреватели сырьевой смеси, по меньшей мере два адиабатических каталитических реактора, в одном из которых осуществляют регенерацию катализатора, холодильники продуктов и газовый сепаратор, а также включающая узлы подготовки сырья, фракционирования жидких продуктов реакции и выделения непревращенных компонентов сырья.
Недостатками известной установки являются низкий выход ароматических углеводородов и сложность установки.
Известно явление повышения выхода ароматических углеводородов и 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. С. 83-88]. Однако достижение указанного эффекта требует расхода метана, превышающего расход сырья в 4-10 раз, что препятствует практическому использованию смешения сырья с метаном и вызывает необходимость разработки технических решений, снижающих расход метана, подаваемого со стороны, до приемлемого.
Наиболее близкой по технической сущности является установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья [RU 2565229, МПК C10G 35/04, опубл. 20.10.2015 г.], включающая рекуперативный теплообменник, нагреватель, по меньшей мере два изотермических каталитических реактора с нагревательными элементами, расположенными в слое катализатора, работающих попеременно в режиме переработки сырья и регенерации катализатора, нагреватель теплоносителя, а также блок разделения катализата.
Недостатками данной установки являются: низкий выход ароматических углеводородов из-за неоптимального состава сырьевой смеси, малый межрегенерационный период и небольшой срок службы катализатора из-за его перегрева при контакте с нагревательными элементами.
Задачей изобретения является повышение выхода ароматических углеводородов и увеличение межрегенерационного периода.
Техническим результатом является повышение выхода ароматических углеводородов и увеличение межрегенерационного периода за счет оснащения реактора линиями подачи нагретого метана, а также за счет оборудования установки системой рециркуляции метана.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей рекуперативный теплообменник, нагреватель, по меньшей мере два каталитических реактора, работающих попеременно в режиме переработки сырья и регенерации катализатора, а также блок разделения катализата, расположенный на линии подачи катализата, особенностью является то, что каждый реактор оснащен по меньшей мере двумя каталитическими секциями, включающими слой катализатора и распределительное устройство с линией подачи нагретого метана, на которой расположен нагреватель, оснащенный линией подачи топлива и линией подачи нагреваемого природного газа, блок разделения катализата оборудован системой рециркуляции метана, включающей узел газоразделения, оснащенный линией подачи метана, которая соединена с линиями подачи сырья и природного газа, а также оснащен линиями подачи непревращенных компонентов сырья в линию подачи сырья, вывода ароматических углеводородов и газообразных продуктов переработки.
При необходимости линия подачи части нагретого метана может примыкать к линии подачи сырьевой смеси в реактор.
6+
6
8
Реактор может быть выполнен как с аксиальной, так и радиальной подачей сырья. Нагреватель представляет собой устройство для радиационного и/или конвекционного нагрева метана за счет пламенного сжигания или беспламенного окисления топлива. Узел газоразделения может включать известные блоки адсорбционного, абсорбционного, мембранного или криогенного разделения газов в различных комбинациях в зависимости от заданного ассортимента газообразных продуктов переработки. В качестве топлива может быть использован в том числе топливный газ собственной выработки, получаемый при разделении газообразных продуктов катализата. В качестве ароматических углеводородов могут быть получены индивидуальные ароматические углеводороды С, преимущественно С-C, или их смеси. В качестве газообразных продуктов переработки могут быть получены: водород, метан, этан, пропан или их смеси заданного состава. Остальные элементы установки могут представлять собой любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
3
4
Оборудование реактора каталитическими секциями, оснащенными линиями подачи нагретого метана, позволяет не только компенсировать эндотермический эффект протекающих реакций дегидроциклодимеризации углеводородов С-С и поддерживать оптимальную температуру процесса за счет подачи метана, нагретого выше температуры реакции, но и увеличить выход ароматических углеводородов за счет снижения доли побочных реакций гидрокрекинга и вовлечения метана в реакции конденсации. А оборудование установки системой рециркуляции метана позволяет обеспечить необходимое соотношение сырья и метана в реакторе при минимальном потреблении природного газа. Кроме того, в присутствии метана замедляется скорость процессов закоксовывания катализатора, что приводит к увеличению межрегенерационного периода.
Установка включает каталитические реакторы (условно показано два реактора с двумя каталитическими секциями каждый), попеременно работающие в режиме переработки (реактор 1) и регенерации катализатора (реактор 2), рекуперативный теплообменник 3, блок разделения катализата 4 и нагреватель 5.
3
4
При работе установки, показанной на прилагаемом чертеже, сырье (смесь углеводородов С-С), подаваемое по линии 6, смешивают с рецикловым потоком непревращенных компонентов сырья и частью рециклового потока метана, подаваемыми по линиям 7 и 8, нагревают в теплообменнике 3 и направляют в реактор 1, в который перед каждым слоем катализатора по линиям 9 подают нагретый метан. Полученный катализат выводят по линии 10, охлаждают в теплообменнике 3 и разделяют в блоке 4 с получением газообразных продуктов, ароматических углеводородов и непревращенных компонентов сырья, выводимых по линиям 11, 12 и 7, соответственно. Кроме того, из блока 4 выводят рецикловый поток метана, который частично подают в линию сырья, а частично по линии 13 направляют в линию 14, по которой природный газ подают в нагреватель 5, в который по линии 15 подают также топливо, а из которого выводят нагретый метан. Окислительную регенерацию катализатора осуществляют в реакторе 2, для чего катализатор при температуре регенерации продувают кислородсодержащим газом, подаваемым по линии 16, а полученный газ регенерации либо выводят по линии 17, либо подают на дожиг в нагреватель 5.
Таким образом предлагаемая установка позволяет повысить выход ароматических углеводородов, увеличить межрегенерационного периода и может быть использована в промышленности.