3.6.5 График работы установки

Переключение адсорберов периодической установки производят в соответствии с заданным графиком работы установки. Из графиков работы адсорбционной установки или циклограмм адсорбционного процесса определяют необходимое число адсорберов (n). Очевидно, оно должно удовлетворять неравенству

, (31)

где - общая продолжительность адсорбционного цикла, равная сумме длительностей всех составляющих его стадий; t_a – длительность стадии адсорбции.

Совершенствование адсорбционной технологии в значительной степени связано с созданием более совершенных графиков работы адсорбционной аппаратуры. Здесь можно выделить две тенденции: сокращение общей продолжительности адсорбционного цикла, что повышает интенсивность адсорбционной установки, и уменьшение числа стадий, приводящее к сокращению числа адсорберов и, следовательно, капитальных затрат [24].

Нами было принято решение об использовании установки с двумя адсорберами. Для такой установки время стадии адсорбции составляет 48 часов. Время десорбции рассчитано с помощью полученного соотношения, которое составляет 2,65 г гексана на 1 сорбента, исходя из этого, потребуется 32422 кг гексана на промывку 12235 кг цеолита с расходом 1,65 кг/с. Это займет 5,46 часа. С учетом слив парафина после адсорбции и слива гексана после десорбции, положим на это 6 часов работы. Продувка будет занимать 6 часов при пониженной температуре продува (около 200 градусов). График работы установки приведен в таблице 25.

Таблица 25 – График работы адсорбционно-десорбционной установки

Адсорбер	Стадия процесса, осуществляемая в адсорбере
	А - 1	А - 2
С 1 по 6 ч	Адсорбция	Слив и десорбция
С 7 по 12 ч		Продувка горячим газом
С 13 по 48 ч		Охлаждение и проверка готовности к работе

Данный график работы не требует жесткого соблюдения режима и ежедневного использования печи с продувкой воздухом.

3.6.6 Описание схемы установки

Принципиальная технологическая схема установки приведена на рисунке 51.

Предварительно нагретая потоками горячего воздуха после продувки сорбента до 100 градусов в теплообменнике Т-1, неочищенная фракция С₁₄-С₁₇ с установки производства олефинов поступает в адсорбер А-1, проходит через адсорбционный слой сверху вниз. Снизу адсорбера А-1 выходит чистый н-парафин, который поступает в емкость Е-1.

В адсорбере А-2 происходит слив остаточного парафина под вакуумом, который отправляется в емкость E-1, затем в верхнюю часть адсорбера А-2 подается чистый гексан из емкости Е-2, предварительно нагретый потоком чистого парафина до 60 градусов в теплообменнике Т-2. Гексан проходит через слой адсорбента сверху вниз и выводится из нижней части адсорбера в колонну регенерации гексана К-1.

В колонне К-1 в качестве кубового продукта выделяются ароматические углеводороды, а чистый гексан, выделяемый как дистиллят, объединяется с другим потоком регенерированного гексана и выводится с установки. Регенерация цеолита проводится только свежим гексаном с установки газофракционирования.

После десорбции гексаном в нижнюю часть адсорбера А-2 подается сухой горячий воздух с температурой 200 °С , нагретый в печи П-1, который затем выводится из верхней части адсорбера А-2 вместе с парами гексана. Далее смесь направляется в сепаратор С-1, где происходит разделение паров гексана и воздуха. Затем гексан смешивается с потоком гексана из регенерационной колонны и выводится с установки на получение бензинова.

Переключение стадий в каждом адсорбере происходит согласно таблице 25.

А-1, А-2 – адсорберы, К-1 –колонна реткификации гексана и ароматических углеводородов, С-2 – сепаратор, Е-1 – емкость товарного парафина C₁₄-C₁₇, Е-2 – емкость для чистого гексана; Т-1-теплообменник парафин/горячий воздух, Т-2-теплообменник-горячий парафин/гексан, П-1-печь для нагрева воздуха.

Рисунок 40 -Принципиальная технологическая схема адсорбционно-десорбционной установки деароматизации жидкого н-парафина

Выводы по проделанной работе

1. Проведено сравнение различных способов деароматизации жидкого парафина по литературным данным. Адсорбционно-десорбционный способ определен как самый оптимальный способ, позволяющий довести содержание ароматических углеводородов до требуемой нормы 0,01% масс.

2. Использование адсорбционно-десорбционного процесса позволит решить проблему утилизации кислого гудрона и использования серной кислоты, улучшит экологическую ситуацию на заводе.

3. Подобран адсорбент – цеолит NaX (фракция 0,25-50 мм), позволяющий очищать фракцию С₁₄-С₁₇ до спектрально-чистых ароматических углеводородов. Рассмотрев природу адсорбционно-десорбционного равновесия, можно сказать, что синтетический цеолит NaX позволит проводить очистку широкой фракции н-парафинов С₉-С₂₁.

4. В качестве десорбента нами был использован гексан, который позволяет полностью восстановить адсорбционную емкость цеолита и сохранить заданное качество получаемого продукта на протяжении, по крайней мере, нескольких циклов. Для удаления остатков гексана из пористой поверхности сорбента нами предложено проводить продувку сухим горячим воздухом с последующим охлаждением. Мощность установки Газофракционирования по гексану полностью удовлетворяет нужды адсорбционно-десорбционной установки.

5. Использованный гексан, содержащий ароматические углеводороды, можно легко регенерировать с помощью процесса ректификации и снова использовать как десорбент. Гексан с пониженной степенью очистки можно направлять на процессы риформинга.

6. Ароматические углеводороды предполагается использовать в качестве растворителя на нужды завода, как товарную продукцию или как компонент дизельного топлива, поскольку в данном продукте не содержится полициклоаренов, которые является нежелательным компонентов дизельного топлива.

7. Для сохранения заданного качества очищенного н-парафина предложено использовать адсорбционно-десорбционную установку периодического действия, в состав которой входят 2 адсорбера. Цикл состоит из четырех стадий: адсорбция, десорбция, сушка горячим газом, охлаждение. Каждый адсорбер переключается на следующую стадию согласно графику работы.

Список использованных источников

1. Зеленцов Ю. Н. , С. Я. Рыков, Бочаров А. П. Промышленное внедрение гидрогенизационной очистки жидкого парафина/ Ю. Н. Зеленцов и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. – 1977. - № 9. – С. 33 – 35.

2. Охрименко Н.В., Дорогочинский А. З. Извлечени ароматических углеводородов из жидких парафинов N- метилпирролидоном/ Н. В. Охрименко и др. // Труды ГрозНИИ. - 1974. – вып. 28. – С. 49 – 58.

3. ТР–2–011–066-02 Технологический регламент на эксплуатацию установки Парекс – 2// ООО «ПО Киришинефтеоргсинтез».

4. Фрид М.Н., Борисова Л.В., Брященко В.Я., Зубарева Е.В. Адсорбционная доочистка жидких н-парафинов от ароматических углеводородов/ М. Н. Фрид [и др.] // Труды ГрозНИИ. - 1974. – вып. 28. – С. 49 – 58.

5. Чередниченко В.П. и др.// Химия и технология топлив и масел. – 1976. - №6.

6. Сергиенко С.Р. // Изв. АН Туркменской ССР Сер. Физ.- техн. хим. и геолог. наук, 1975. - №4.

7. Семененко Э. И., Жомов А. К., Ходаковская В. А. Эффективные промышленные экстрагенты ароматических углеводородов / Э.И. Семененко и др.// ЦНИИТЭнефтехим, М., 1968, стр. 23.

8. Волова Е. Д. Руководство к практическим работам по физической химии./ Е. Д. Волова. – Л. : Госхимиздат., 1948.

9. Митрофанов М. Г., Артемьева О.А., Ледяшова Г. Е. В сб. «Производство бензола»/ М.Г. Митрофанов [и др.] - Л. : Госхимиздат., 1960, стр. 55 – 60.

10. Фрид М. Н., Борисова Л.В., Зубарева Е.В. Глубокая очистка жидких парафинов адсорбционным методом / М. Н. Фрид [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. – 1977. - №9. – С. 31 - 33.

11. Самойлов Н.А., Краснова И. Б. Исследование глубокой деароматизации жидких парафинов цеолитами/ Н.А. Самойлов [и др.] //Известия вузов. Нефть и газ. – 1983.- №6. – С. 47 – 50.

12. Самойлов Н.А. Теория, практика и аппаратурное оформление адсорбционных процессов // Журнал прикладной химии : - т. 73, № 9, 2000г.

13. Рабо Дж. Химия цеолитов и катализ на цеолитах. М.:Мир.1980. т. 1. 502с.

14. Сендеров Э.Э., Хитаров Н.И. Цеолиты, их синтез и условия образования в природе. М.:Наука. 1970. 395с.

15. Брек Д. Цеолитные молекулярные сита. М.:Мир. 1976. 781с.

16. Мирский Я. В., Пирожков В.В. Адсорбенты, их получение свойства, и применение. Л.:Наука. 1971. с.26

17. Жданов С.П., Хвощев С.С., Самулевич Н.Н. Синтетические цеолиты. М.:Химия. 1981. 264с.

18. Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции. –М.: Высшая школа, 1973.

19. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. –М.: Химия, 1975.

20. Дулицкая Р.А., Фельдман Р.И. Практикум по физической и коллоидной химии. –М.: Высшая школа, 1978.

21. Сборник практических работ по физической и коллоидной химии / Под ред. П.П. Токарева, –Новосибирск. 1982.

22. Баранова Е. Е. и др. Практикум по коллоидной химии: Учеб. Пособие для хим.- технол. спец. вузов./ Е. Е. Баранова и др.; под. Ред. Лаврова И. С. – М.: Высш. шк., 1983 – 216 с.

23. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел/ под ред. Г. Парфита и др. перевод с английского Б. Н. Тарасевич. – М.: Мир, 1986 – 487 с.

24. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984

25. Киреев В.А. Курс физической химии. –М.: Химия, 1975.

26. Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. –Л.: Химия, 1975.

27. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химической технологии. В 2 ч. Ч. II/ под ред. Г. М. Островского и др. – СПб: НПО «Профессионал», 2006 – 916 с.

28. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Хи¬мия, 1984. 501 с.

29. Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 146 с.

30. Радушкевич Л.В., в сб. Основные проблемы физической адсорбции, М., Наука, с.270, 1970.

31. Серпионова Е.Н. Промышленная адсорбция газов и паров. М.: Высш. шк., 1965. 414 с.

32. Борисова Л.В., Мирский Я.В., Дорогочинский А.З., Мегедъ Н.Ф. Исследование жидкофазной адсорбции н-парафинов на синтетическом цеолите СаА //Химия и технология топлив и масел, №2, 1971,- С. 10-13.

33. Золотарев П.П. Адсорбция в микропорах // М.: Наука, 1983. С. 124-128, 153-156, 170.

34. Kippling J. J. Adsorbtions from solutions of non-electrolits / J. J. Kippling. – London: Academic Press, 1965

35. ГОСТ 27808-88. Парафины нефтяные жидкие. Определение ароматических углеводородов спектрофотометрическим методом; введен с 01.07.1989. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1989. – 10 с.

36. ГОСТ 1770-74. Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия; введен с 01.01.1976. – М. : Стандартинформ, 2006 – 20 с.

37. ГОСТ 12433 – 83. Изооктаны эталонные. Технические условия; введен 01.07.1984. – М. : Государственный комитет СССР по стандартам, 1982. – 5 с.

38. Этцель М. С. Очистка конденсатов сульфитного производства целлюлозы сорбционно-каталитическим методом: дис. на соиск. уч. степ. к-та техн. наук: 30.09.87/ М.С. Этцель; ЛТИ им. Ленсовета. – Л., 1987 – 180 с.

39. Виноградова B.C., Коф.ман II.С. Разделение и тонкая очистка синтетическими цеолитами углеводородов, применяемых в производстве высокополимеров //Цеолиты, их синтез, свойства и применение (Материалы II Всесо¬юзного совещания по цеолитам) /Академия наук ССР, отделение общей и технической химии, научный совет по синтезу, изучению и применению адсорбентов. -М.: Наука, 1965. - С.259.

40. Заиченко Н.В.,. Самойлов Н.А. Кинетика адсорбции ароматических углеводородов из растворов в гептане цеолитами NaX. Нефть и газ. №3 -2008.

41. Самойлов Н.А., Фоминых Л.Ф. Зависимость скорости сорбции нормальных парафинов от концентрации их в смесях с бензолом. В сб.: Технология нефти и газа. Вопросы фракционирования, вып. 3.- Уфа, 1975.- С.278-282.

42. В.А. Соколов, Н.С. Торочешников, Н.В. Кельцев. Молекулярные сита и их применение. М.: «Химия», 1964, с. 205.

43. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Изд. 7-е, перераб. Изд-во «Химия», 1970, стр.624.

44. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1971. – 784 с.

45. Мартыненко О.Г. А.А. Михалевич, В.К. Шикоз. Справочник по теплообменникам. Энергоатомиздат. т 1 -1987. – С 352.

46. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы. Л.: Химия, 1979. -176 стр.

47. Фоминых Л. Ф., Галиакбаров М.Ф., Шевелев Ю. В., Семенович Н. А., Кондратьев И. И. Исследование состава жидких парафинов процесса Парекс спектральным методом/ Л.Ф. Фоминых [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. – 1983. - № 11. – С. 23- 25

48. Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию. — М. : Химия, 1983. — 272 с.

49. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

50. Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. / А. И.Волков и др – М., Современная школа, 2005. – 608 с.

51. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник в 2-х частях/ под ред. А. Я. Корольченко. – М.: Пожнаука, 2000 – ч.1 – 709 с.; ч.2 – 757 с.

52. Вредные вещества в промышленности. т. 1, 2, 3. / под ред. Н. В. Лазарева. – М.: Химия, 1976, 1977.

53. ГН 2.2.5.686-98 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

54. НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

55. Правила устройства электроустановок. – М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. – 607 с.

56. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение производственных помещений. Нормы проектирования