технология процесса каталитической изомеризации

Процесс пенекс фирмы UOP. В качестве сырья используются прямогонные фракции, содержащие парафиновые углеводороды С5 и С6. Процесс предусматривает гидроочистку и осушку сырья.

В процессе применяются специально приготовленные платину-содержащие катализаторы I-3 и I-4. Катализатор производится фирмой UOP и поставляется на установку готовым, в активированном состоянии в специальных контейнерах, обеспечивающих загрузку катализатора в реакторы без соприкосновения с атмосферной влагой.

Технологическая схема процесса (вариант с рециркуляцией н-пентана) приведена на рис. 3. Сырье после гидроочистки и осушки подается в колонну 1, где выделяется изопентан; и-пентан и гексаны выводят из куба колонны 1,

осушают, подогревают и направляют в реактор 2, куда поступает также циркулирующий водородсодержащий газ.

Промотор, представляющий собой хлорорганическое соединение, в количестве десятитысячных долей процента непрерывно добавляется с сырьем и превращается на катализаторе в хлороводород. Поток из реактора охлаждается и направляется в сепаратор высокого давления 6.

24

Консорциум « Н е д р а »

Рис. 3. Установка изомеризации пентан-гексановой фракции с рециклом н-пентана фирмы UOP: 1 - изопентяновая колонна; 2 - реактор; 3 - осушители сырья; 4 - колонна стбилизации; 5 - пентановая колонна; 6 - газожидкостной сепаратор; 7 - циркуляционный компрессор; I - сырье; II - изопентан; III - пентан; IV - добавочный водород; V - легкие углеводороды; VI - пентан и гексан; VII - циркулирующий водород; VIII - гекоан; IX - продукт.

Жидкий продукт из сепаратора 6 стабилизируется в колонне 4, при этом удаляются легкие углеводороды С1-С4

образующиеся в результате гидрокрекинга и содержащиеся в водороде подпитки. Хлороводород, который содержится в газах стабилизации, нейтрализуется в скруббере щелочной промывкой. Циркулирующий водородсодержащий газ из сепаратора 6 возвращается в реактор 2. Для компенсации расхода водорода на реакции гидрокрекинга и потери осуществляют подпитку системы сухим водородсодержащим газом. После отделения пентана в колонне 5 получают готовый продукт - смесь изопентана (головной погон колонны 1) и изомеров гексана. Изомеризация фракции С5-С6 с

октановым числом 69 позволяет получить продукт с октановыми числами: 83-84 (и. м.) в чистом виде без рециркуляции н-пентана и w-гексана, 86 - с рециркуляцией н-пентана и 89 - с рециркуляцией пентана и гексана.

Из-за отсутствия влаги в реакционной системе коррозии установки не наблюдается, это позволяет изготавливать оборудование из углеродистой стали.

Процесс хайзомер фирмы Shell - изомеризация прямогонных бензиновых фракций С5-С6 с целью улучшения их октановой характеристики; при переработке сырья с октановым числом 73,2 получают продукт с октановым числом 82,1 (и. м.) в чистом виде.

25

Консорциум « Н е д р а »

Катализатор бифункциональный, входят благородный металл и цеолитсодержащий носитель с низким содержанием натрия.

Процесс проводится в газовой фазе на неподвижном слое катализатора. Сырье подвергается гидроочистке до содержания серы 0,001%, Катализатор малочувствителен к отравлению водой, допускается содержание воды в сырье до

0,003%, содержание бензола нес-сколько процентов, 2-4% углеводородов С7 и до 15% нафтеновых углеводородов.

Сырье после гидроочистки смешивается с водородом, проходит теплообменник, печь, где нагревается до нужной температуры, и поступает в реактор; после охлаждения и отделения водорода в сепараторе, жидкий продукт поступает на стабилизацию. Процесс может быть совмещен с процессом каталитического риформинга, что приводит к снижению капитальных и эксплуатационных расходов. Большая экономия может быть достигнута при реконструкции установок гидроочистки и риформинга под процесс хайзомер.

Система ТИП фирмы Union Carbide представляет собой комбинацию процессов хайзомер и изосив.

Изосив (фирма Union Carbide) - процесс выделения на молекулярных ситах из изомеризата процесса хайзомер н-

парафиновых углеводородов, которые возвращаются в процесс изомеризации. Октановое число продукта может достигать 90 (и. м.) в чи стом виде. На рис. 4 показана принципиальная блочная схема установки ТИП.

26

Консорциум « Н е д р а »

vk.com/id446425943

Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:

«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»

охлаждаются и направляются в узел сепарации 5, откуда углеводороды поступают в узел адсорбции. Вариант работы с максимальным пыхсдсм цслепого продукта предпочтителен для сырья, содержащего много гептанов и бензол или более

60% пентанов.

При работе по варианту с максимальным октановым числом сырье (поток II) сразу поступает на изомеризацию, что приводит к гидрокрекингу части гексанов и гептанов.

На рис. 5 представлен эскиз реактора блока изомеризации диаметром 3,0 м и высотой цилиндрической части 6,5 м с объемом катализатора 40 м3.

28

Консорциум « Н е д р а »

составляет 32 кг/см2. Общий перепад давления по катализаторному слою (без учета квенча) в начале работы - 0,41

кг/см2, допустимый перепад давления по слою - 3,1 кг/см2.

6. Совместная переработка прямогонных бензиновых фракций и БСФ бензинов риформинга в процессе изомеризации

Для компенсации потери октанового числа в процессе гидрирования возможно совмещение последнего с процессом изомеризации пентан-гексановых фракций. Ряд зарубежных нефтеперерабатывающих компаний предлагает проводить процесс в несколько стадий и пространственно разделять зоны гидрирования и изомеризации. На основании этого созданы интегрированные технологические процессы и установки, в которых последовательные реакции гидрирования и изомеризации ведут в различных реакторных блоках с использованием разных катализаторов. Компанией UOP еще в

1991 г. предложена промышленная технология Penex-Plus, которая предназначена для получения высокооктановых экологически чистых компонентов моторных топлив из сырья с высоким содержанием бензола (до 30 мас.%). На основе этой технологии введены в эксплуатацию 4 промышленные установки. Технология Penex-Plus комбинирует процессы

BenSat (гидрирование бензола в циклогексан) и Penex (изомеризация алканов С5-С7 на хлорированном алюмоплатиновом катализаторе) в одной интегрированной установке. Принцип раздельного осуществления этих процессов использован для обеспечения оптимальных условий их протекания. Достигается снижение содержания бензола в бензинах до 0,1 об.% и менее, с одновременным увеличением октановых характеристик продукта. В способе удаления бензола компании Catalytic Distillation Technologies БСФ пропускают сначала над катализатором гидрирования для превращения бензола в циклогексан, а далее над катализатором изомеризации для конверсии

30

Консорциум « Н е д р а »