Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АРОМАТИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ С-С

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 малый межрегенерационный период, а также 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. 8. №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 привязанную к блоку 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 периода достигается рециркуляцией метана в составе сырьевой смеси, содержащей также непревращенные компоненты сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке для разделения продуктов переработки, включающей блок каталитической переработки, соединенный с аппаратом воздушного охлаждения, блок фракционирования, соединенный с сепаратором линией подачи остатка, и компрессор, 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, соединенным с блоком фракционирования линией подачи газа отдувки, а с многопоточным рекуперационным теплообменником - линиями вывода водородсодержащего газа и подачи рециклового метана, которая после многопоточного рекуперационного теплообменника 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. 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 выведение 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.

Установка, показанная на прилагаемом чертеже, включает блок каталитической переработки 1, аппарат воздушного охлаждения 2, первый и второй сепараторы 3 и 4, компрессор (компрессорную станцию) 5 и многопоточный рекуперационный теплообменник 6, а также блоки фракционирования 7 и криогенного газоразделения 8.

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