Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АРОМАТИЗАЦИИ ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов С₃-С₄ 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 низкий выход целевых продуктов из-за отсутствия системы рециркуляции непревращенных компонентов сырья.

Известно явление увеличения межрегенерационного периода 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 технически не приемлемый расход метана, превышающий расход сырья в 4-10 раз. Это требует разработки систем рециркуляции, снижающих потребление метана со стороны до технически и экономически обоснованного.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов С₃ и С₄ [RU 57278, опубл. 10.10.2006, МПК С07С 15/42], включающая соединенную с блоком каталитической переработки установку для разделения продуктов переработки, состоящую из блока фракционирования, выветривателя и насосов для подачи остатков сепарации и выветривания на фракционирование, а также двух блоков разделения, первый из которых включает аппарат воздушного охлаждения, водяной холодильник, рекуперационный теплообменник, пропановый холодильник, сепаратор и узел адсорбционной очистки с двумя адсорберами, а второй включает аппарат воздушного охлаждения, два водяных холодильника, три сепаратора, компрессор, рекуперационный теплообменник, пропановый холодильник и узел адсорбционной очистки с двумя адсорберами. При этом блок каталитической переработки состоит из двух узлов, каждый в составе рекуперативного теплообменника, подогревателя сырья и каталитического реактора, обогреваемого дымовыми газами и включает реактор сероочистки с подогревателем, а блок фракционирования состоит из колонны стабилизации концентрата ароматических углеводородов со вспомогательным оборудованием, а также системы рециркуляции непревращенных компонентов сырья с узлами абсорбции очищенного парофазного потока и предварительного фракционирования сырья с получением абсорбента.

Недостатками известной установки для разделения продуктов переработки являются ее сложность, а также низкий выход ароматических углеводородов на блоке каталитической переработки из-за неоптимального состава сырьевой смеси, подаваемой во второй узел каталитической переработки из-за присутствия водорода, снижающего конверсию сырья в ароматические углеводороды, а также малый межрегенерационный период на блоке каталитической переработки также из-за неоптимального состава сырьевой смеси.

Задачей изобретения является упрощение установки, увеличение выхода ароматических углеводородов и межрегенерационного периода.

Техническим результатом является упрощение установки для разделения продуктов переработки за счет включения в состав установки блока криогенного газоразделения и многопоточного рекуперационного теплообменника с сепаратором, что позволяет сократить количество оборудования и исключить узлы абсорбции. Увеличение межрегенерационного пробега катализатора достигается рециркуляцией метана в составе безводородной сырьевой смеси, содержащей также компоненты непревращенного сырья, для чего установка дополнена блоком выделения водорода.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке разделения продуктов переработки, включающей блок каталитической переработки, соединенный с аппаратом воздушного охлаждения, сепаратор, компрессор и блок фракционирования, особенностью является то, что на линии вывода сжатого газа сепарации из компрессора установлен многопоточный рекуперационный теплообменник и сепаратор высокого давления, соединенный линией подачи остатка сепарации с блоком фракционирования, а линией подачи газа сепарации - с блоком криогенного газоразделения, который соединен линией подачи газа отдувки с блоком фракционирования, линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линиями вывода водорода и подачи отходящего газа в линию подачи газа сепарации, а линией подачи рециклового метана - с многопоточным рекуперационным теплообменником, после которого последняя соединена с линией подачи сырья после примыкания линии подачи непревращенных компонентов сырья из блока фракционирования, с образованием линии подачи сырьевой смеси в блок каталитической переработки.

При необходимости блок криогенного газоразделения может быть оснащен линией вывода этана и пропана в виде смеси или в виде индивидуальных углеводородов, сепаратор высокого давления может быть оборудован линией подачи из блока фракционирования части ароматических углеводородов в качестве абсорбента, а для восполнения потерь метана линия подачи рециклового метана после многопоточного рекуперационного теплообменника соединена с линией подачи природного газа. Также на линиях подачи сырья и природного газа и/или на линии вывода сжатого газа сепарации из компрессора при необходимости могут быть установлены узлы адсорбционной осушки.

Блок фракционирования содержит ректификационные колонны в наборе и с конструкцией, соответствующей заданному ассортименту ароматических углеводородов. Блок криогенного газоразделения может содержать, например, рекуперационный теплообменник, сепаратор, холодильную машину, низкотемпературный сепаратор и деметанизатор колонного типа. Блок выделения водорода может быть выполнен, например, в виде мембранной установки или установки короткоцикловой адсорбции. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники

Включение в состав установки блока криогенного газоразделения и многопоточного рекуперационного теплообменника с сепаратором позволяет сократить количество оборудования и исключить узлы абсорбции, за счет чего упростить установку, и при этом обеспечивает не только глубокое извлечение ароматических углеводородов и непревращенных компонентов сырья из продуктов переработки, но и также и получение водородсодержащего газа и получение рециклового метана, за счет чего достигается оптимизация состава сырьевой смеси (исключение подачи водорода в блок каталитической переработки и смешение метана с сырьем), что совместно приводит к увеличению выхода ароматических углеводородов и межрегенерационного периода. Включение в состав установки блока выделения водорода позволяет получать водород в качестве товарного продукта и увеличить количество рециклового метана, что дополнительно увеличивает выход ароматических углеводородов и межрегенерационный период.

Установка, показанная на прилагаемом чертеже, включает блок каталитической переработки 1, аппарат воздушного охлаждения

2, первый и второй сепараторы 3 и 4, компрессор (компрессорная станция) 5 и многопоточный рекуперационный теплообменник 6, а также блоки фракционирования 7, криогенного газоразделения 8 и выделения водорода 9.

При работе установки продукты переработки из блока 1 поступают на установку по линии 10, их охлаждают в аппарате 2 и разделяют в сепараторе 3 на первый остаток сепарации, выводимый в блок 7 по линии 11, и первый газ сепарации, выводимый по линии 12, который сжимают и охлаждают сторонним хладоагентом (условно не показано) в компрессоре 5, охлаждают технологическими потоками в теплообменнике 6 и разделяют в сепараторе 4 на второй остаток сепарации, выводимый в блок 7 по линии 13, и второй газ сепарации, который подают по линии 14 в блок 8 совместно с газом отдувки, подаваемым из блока 7 по линии 15. Из блока 8 по линии 16 выводят водородсодержащий газ, а по линии 17 - рецикловый поток метана, который нагревают в теплообменнике 6, смешивают с сырьем (углеводородами С₃-С₄), подаваемым, как правило в жидком состоянии, по линии 18 после смешения с непревращенными компонентами сырья, подаваемыми из блока 7 по линии 19, в результате чего образуется двухфазная сырьевая смесь, имеющая пониженную температуру, которую нагревают в теплообменнике 6 и направляют в блок 1. Водородсодержащий газ подают в блок 9, из которого по линии 20 с установки выводят водород, а отходящий газ по линии 21 подают в линию 14. Из блока 7 по линиям 22 выводят ароматические углеводороды. При необходимости по линии 23 из блока 8 выводят этан и пропан в виде смеси или в виде индивидуальных углеводородов, по линии 24 часть ароматических углеводородов из блока 7 подают в сепаратор 4 в качестве абсорбента, а по линии 25 в линию 17 для восполнения потерь метана подают природный газ.

Таким образом предлагаемая установка более проста, обеспечивает увеличение выхода ароматических углеводородов, межрегенерационного периода и может быть использована в промышленности.