Способ выделения нормальных парафиновых углеводородов из смеси с изопарафиновыми и ароматическими углеводородами

Способ выделения нормальных парафиновых углеводородов из смеси с изопарафиновыми и ароматическими углеводородами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЕЛ ) Е((. 0-" -.Х!: Л (:О(лЯ ..(5-.. т:.-". ".;;"". БА

О САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (hl) flîïîëíèTcëüíûé к патенту (22) Заявлено 240976 (21) 2403505/23-04 (23) Приоритет - (32) 24. 09. 75 (51) М. Кл.

С 07 С 7/13

Государственный комитет

СССР

llo делам изобретений и открытий (53) Cm (51)616470 (53) УДК 665. 66 (088. 8) Опублнковано 150979.Бюллетень % 34

Дата опубликования описания 150979

Иностранец

Дональд Беддоез Браугтон (США) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма (0ОП Инк (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ ПАРАФИНОВЫХ

УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СМЕСИ С ИЗОПАРАФИНОВЫМИ

И АРОМАТИЧЕСКИМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ

Изобретение относится к способам выделения нормальных парафиновых углеводородов из смесей с другими углеводородами с использованием адсорбентов. и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и в нефтехимической промышленностях.

Известны различные способы выделения нормальных парафиновых углеводородов из смесей с другими углеводородами с использованием адсорбентов (1) и (2).

Наиболее близким к изобретению является способ выделения нормальных парафиновых углеводородов из смеси с изопарафиновыми и ароматическими углеводородами, который включает в себя стадии контактирования сырья с цеолитным адсорбентом, промывку адсорбента промывающим агентом и десорбцию нормальных парафиновых углеводородов. Продолжительности стадий адсорбции, промывки (продувки) и десорбции поддерживаю на уровне 1:1:п, где )» 3. Процесс проводят при 300-450 С, давлении 3,514 ати. В качестве промывочного агента используют углероды метанового ряда Cq — C или N> для десорбции н-С Ни>или:- (3) Получаемые при этом нормальные парафиновые углеводороды загрязнены ароматическими углеводородами.

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается описываемым способом выделения нормальных парафиновых углеводородов из смеси с изопарафиновыми и ароматическими углеводородами, включающим стадии контактирования сырья с цеолитным адсорбентом, промывки адсорбента промывающим агентом, предварительное контактирование адсорбента с десорбентом ароматических углеводородов и стадию десорбции нормальных парафиновых углеводородов.

Предпочтительно контактирование адсорбента с десорбентом ароматических углеводородов проводят на стадии промывки.

Отличительные признаки способа заключаются в предварительном контактировании адсорбента перед стадией десорбции нормальных парафиновых углеводородов с адсорбентом ароматических углеводородов, а также в предпочтительных условиях проведения процесса.

6 866 11

В описании используют термины, приведенные ниже, Термин поток сырья или сырьевой поток означает поток вешества,, с которым исходный сырьевой материал подается к адсорбенту.

Такой поток содержит один или не колько экстрагируемых (извлекаемых) компонентов и один или несколько рафинатных компонентов. Понятие Экстрагируемый компонент относится к соединению или группе соединений одного типа, которые более избирательно (селективно) поглощаются адсорбентом или, иначе говоря, более селективно адсорбируются. Под рафинатным компонентом подразумевается соединение или тип соединений, которые адсорбируются менее селективно, В рассматриваемом процессе нормальные парафины, содержаШиеся в сырьевом потоке, являются экстрагируемыми компонентами, тогда как изопарафины и ароматические углеводороды, входящие в состав сырьевого потока, являются рафинатными компонентами.

Термин десорбируюший материал или десорбируюшее вешество означает вешество способное десорбировать экстрагируемый компонент с адсорбента. Термин первый десорбируюший материал означает десорбейт ароматических углеводородов, т.е. вешество, способное десорбировать поверхностно-адсорбированные сырьевые ароматические углеводоро- 35 ды, но не способное десорбировать с адсорбента нормальные парафины, удерживаемые в его порах. Термин второй десорбируюший материал означает десорбент парафиновых углеводородов, т.е. вешество, обладаюшее способностью вызывать десорбцию адсорбированных в порах адсорбента нормальных парафинов. Термин промываюший агент подразумевает соединение рафинатного типа, основной целью введения которого в процесс является смывание или вымывание рафинатных компонентов из неселективного свободного объема (ниже будет дано определение этому понятию) адсорбента. Термин поток десорбента или входяший поток десорбента ™ обозначает массопоток, посредством которого или с которым десорбируюший материал подается,к адсорбенту. Термин поток рафината или рафинатный поток или выходящий поток рафината означает массопоток, посредством которого с адсорбента удаляется подавляющая часть рафинатных компонентов. Состав рафинатного потока может варьировать.ся в широких пределах — от 100": десорбируюшего материала до 100% рафинатных компонентов. Термин поток О5 экстракта или вы. дяший пото< экстракта означает мас "опоток, посредством которого (с которьм) экстрагируемый материал, десорбированный с помощью десорбируюшего материала, удаляется с адсорбента.

Термин селективный объем пор адсорбента подразумевает тот объем пор адсорбента, который избирательно (селективно) поглошает экстрагируемые компоненты из исходной сырьевой смеси. Термин неселективный свободный объем адсорбента обозначает тот объем адсорбента, который ответственен за неселективное поглошение и удерживание экстрагируемых компонентов из исходной сырьевой смеси. Этот объем включает пустоты и полости в адсорбенте, которые не содержат адсорбционных мест (т.е. пор определенного размера), а также свободное незапопненное пространство между частицами адсорбента. Селективный объем пор и неселективный свободный объем адсорбента обычно выражают в единицах объема. Эти величины имеют существенное значение при определении необходимой скорос.ти потока жидкости, обуславливающей ее расход при поступлении в тех нологическую зону, а следовательно и эффективность соответствуюших операций для данного количества адсорбента .

B качестве сырья используют углеводородные фракции с числом углеродных атомов в молекуле от 6 до 30.

Типичным сырьем является, например, С, - С, -керосиновая фракция нефти.

Сырьевые потоки содержат в своем составе нормальные парафины, изопарафины и ароматические углеводороды.

В зависимости от типа сырой нефти, из которой получают сырьевую углеводородную фракцию, концентрация в ней нормальных парафинов составляет

20-60 об.Ъ (от исходного объема сырья), концентрация ароматических углеводородов составляет .10-30 об.З в расчете на исходное сырье. В некоторых случаях концентрация ароматических углеводородов в сырье составляет 2-4 об,Ъ. При проведении способа почти все ароматические углеводороды попадают в ноток рафината.

Однако небольшая часть этих ароматических углеводородов достаточно прочно адсорбируется на поверхности частиц адсорбента и в конечном счете попадает в виде примеси в экстрагируемый целевой продукт, состоящий иэ нормальных парафинов, Ароматические углеводороды, содержащиеся в исходном сырье, могут включать моноядерные (моноциклические), такие как бензол и различные алкилбензолы; виданы и алкиличданы; а также биядерные ароматические углеводороды, 6866 11 включая нафталин, дифеннл, аценаф тены и их производные.

Промывающий агент должен .меть е температуру кипения, в достаточной степени отличающуюся от температуры кипения рафитантного компонента сырьевой смеси. Это является необходимьи условием era отделения от рафинатного потока. Таким образом, промывающий агент мает быть выбран из числа гомологов алифатических углеводородов с разветвленной цепью или среди циклических компонентов сырьевой смеси, температура кипения которых лежит выше или ниже температуры кипения рафинатного компонента. Так, например, в процессе выделения нормальных парафинов иэ

С - С®сырьевой смеси углеводородов используют иэооктан, который практически не адсорбируется адсорбен том и который, в то же время, сравнительно легко отделяется от Сю-Сирафинатных компонентов посредством дистилляции. Промывающий агент подают со скоростью, достаточной для эквивалентного заполнения объема свободного пространства между частицами адсорбента, проходящего данную точку технологического цикла при заданной скорости циркуляции, в результате чего происходит практически полное и непрерывное удаление главным образом рафинатных компонентов из пространства между частицами адсорбента,,в то время как . последний совершает циркуляцию через все стадии технологического процесса. Вытесненные рафинатные компоненты, эамененные в пространстве между частицами адсорбента промывающим агентом, соединяются в жидкий поток, текущий в системе в направлении сверху вниз и в конечном счете удаляемый из циркулирующей жидкой фазы посредством выведения в виде отходящего рафинатного потока, который может быть затем направлен в сепарационное отделение, где производят выделение рафинатных компонентов из смеси с промывающим агентом.

Десорбирующие материалы также должны иметь интервал температур кипения, отличающийся от соответствующего параметра сырьевой смеси, приводимой в контакт с адсорбентом, что является необходимым для эффективного последующего отделения десорбентов и повторного их использования.

В качестве десорбента ароматических углеводородов используют ароматические углеводороды, имеющие температуру кипения, существенно отличающуюся от температуры кипения сырьевой смеси. В том случае, когда двсорбент используют на стадии про-, иывки, температура кипения десорбента женивм слоя адсорбвнта. B такой системе имеет место поступательное движение многочисленных жидких акцессорных точек в нижнюю часть адсорбционной камеры, что имитирует дви60 женив вверх адсорбента, содержащегося в адсорбционной камере. Лишь четыре акцессорные линии находятся в

65 действии в япобой выбранный момент должна отличаться от температуры кипения промывочного агента, что позволяет осуществлять их разделение путем перегонки. В качестве десорбента ароматических углеводородов используют бензол, толуол, изомеры ксилола (орто-, мета- и пара-ксилол) и этилбензол.

В случае, когда преварительное контактирование адсорбента (перед стадией десорбции нормальных парафиновых углеводородов) с десорбентом ароматических углеводородов проводят на стадии промывки, концентрация последнего в смеси в промывающим агентом может изменяться от 5 до 100 об.В от объема смеси, предпочтительно от 15 до 40 об.Ъ.

Десорбвнт парафиновых углеводородов может быть любым иэ нормальных парафинов, имеющим температуру кипения, отличную от температуры кипения сырьевой смеси, например нормальный пентан.

Адсорбвнты, используемые в процессе, представляют собой цеолиты, 25 имеющие однородные поры диаметром

53 такие как шабазит или молекулярные сита Линде типа 5 A.

Используемый адсорбент получают формовкой цеолита и связующего вв30 швства в гранулы цилиндрической формы, таблетки. Размер частиц адсорбента составляет 20-40 меш.

Адсорбент используют в виде одного или нескольких плотных, нвпод35 вижных слоев, котоРые попеРеменно контактируют с исходной сырьевой смесью и десорбируюшими материалами.

Потоки исходной "ырьевой смеси и десорбирующих материалов возможно направлять через адсорбвнт как сверху вниз, так и снизу вверх.

Наиболее эффективно использование системы с противоточным движением потоков сырья и адсорбента.

45 В процессах с движущимся слоем адсорбвнта или с имитированным перемещением этого слоя операции адсорбции и десорбции происходят прерывно, что позволяет осушвствО лять непрерывное получение потоков рафината и экстракта и непрерывное использование потоков сырья и десорбентов. Одним иэ наиболее предпочтительных вариантов рассматриваемого процесса является технологическая схема, известная как система с имитированным противоточным дви6 8бб 11 времени, а именно: подводящая лини я по которой поступает" поток исходного сырья, подводящая линия, по которой в систему подается поток десорбента, отводящая линия для потока рафината и отводящая линия для потока экстракта. Совпадающим с имитированным движением вверх твердого адсорбента является движение жидкости, занимающей.свободныйобъем уплотненного слоя адсорбента. Для того, чтобы при этом сохранялся протиноточный контакт, подача жидкости вниз адсорбционной камеры может осуществляться с пгчошью насоса.

Адсорбционная эона определяется как зона, в которой адсорбент размещается между поступающим потоком исходного сырья и отводимым потоком рафината. В этой зоне исходную сырьевую смесь приводят в контактное взаимодействие с адсорбентом. Экстра- 2() гируемый компонент смеси при этом адсорбируется, а поток рафината выводится. Поскольку общий массопоток через зону принято считать от. потока сырья, поступающего в зону, до потока рафината, который выводят иэ зоны, направление течения массопотока в этой зоне рассматривается как сверху-,вниз (от ввода сырьевого потока до вывода рафинатно- 30 го потока) .

Непосредственно выше по течению по отношению к потоку жидкости н адсорбционной зоне находится эона промывки. Эта зона определяется какзона, н которой адсорбент находится между выходящим потоком экстракта и поступающим в систему потоком сырья.

Основными операциями, протекающими в зоне промывки являются: нытесне- 4д ние из неселективного свободного объема адсорбента рафинатного материала и десорбция рафинатного материала, адсорбированного íà поверх.ности частиц адсорбента. Общий ток материала в зоне промывки имеет направление вниз от выходящего потока экстракта до подаваемого в систему потока сырья.

Непосредственно ньиве зоны промывки по отношению к току. жидкости находится эона десорбции. Десорбционная эона определяется как зона, в которой адсорбент заключен между поступающим потоком десорбента и отводящим потоком экстракта. B зоне десорбции десорбент арафиновых углеводородов замещает нормальные парафины, которые поглощены адсорбентом в ходе его прещздущего контактирования с сырьевой смесью в 60 адсорбционной зоне. Ток жидкости в зоне десорбции имеет то же направление, что н в предыдущих зонах.

В некоторых случаях используют

;буферную промежуточную зону. Буфер- 65 ная зона определяется, как участок адсорбента между выходящим потоком рафината и поступающим потоком де сорбента. В случае ее использования в системе эта зона располагается непосредственно выше (по отношению к току жидкости) зоны адсорбции, Буферную зону используют для сохранения количества десорбента, применяемого на стадии десорбции, так как часть рафинатного потока удаляется из зоны адсорбции и может подаваться в буферную зону с целью замещения десорбируюшего материала, присутствующего в этой зоне, и вытеснения его из этой эоны н зону десорбции.

В предлагаемом способе технологические операции могут осуществляться с использованием как жидкой, так и паровой фазы, однако жидкофазные операции являются более предпочтительными вследствие применения н этом случае более низких температур, и, следовательно, некоторого улучшения селектинности адсорбции.

Условия адсорбции включают температурный диапазон в пределах от 40 до

250 С и диапазон давлений н пределах от атмосферного давления до

35, 2 zr/coact ..

На чертеже представлена схема, иллюстрирующая один из вариантов предлагаемого технологического процесса. Схема содержит четыре отдельные операционные (технологические) зоны: зону адсорбции 1, зону промывки 2, зону десорбции 3 и буферную зону 4. Зоны, показанные на чертеже, представляют собой стационарные слои твердых частиц адсорбента и могут состоять из одной или нескольких индивидуальных камер, связанных между собой в ряд. Каждая иэ зон может представлять собой одну камеру или же ряд слоен адсорбента, расположенных в вертикальной колонне и составляющих одну зону.

Общий массопоток жидкости в системе имеет направление снизу вверх, Однако зона может действовать таким образом, чтобы дать возможность потоку жидкости в течение определенного промежутка времени двигаться в направлении, противоположном общему току жидкости н системе. При этом принимают, что частицы адсорбента текут н направлении сверху вниз. В ходе нормального осуществления противоточных технологических операций с фиксированным слоем адсорбента этот адсорбентный материал остается неподвижным, тогда как индивидуальные зоны — адсорбционная„ очистительная, десорбционная и буферная, движутся через ад,сорбент путем непрерынного смеше ния различных поступающих и отходя-.

686611

15

30

50

60 ших потоков в одном направлении с тем, чтобы дать возможность жидкости течь в противоточном направлении по отношению к твердому адсорбенту и непрерывно продуцировать массопотоки экстракта и рафината. Как правило, смещение (сдвиг) входяших и отходяших потоков вдоль неподвижного слоя адсорбента осуществляется одновременно и на одинаковом расстоянии вдоль слоя адсорбента.

В соответствии с функциональным определением зон, которое было дано выше, зона адсорбции 1 представляет собой ту часть адсорбента, которая располагается между входящим потоком сырья 5 и отходящим потоком рафината 6, который связан с зоной 1 линией 7. Зона 2 промывки расположена непосредственно выше по течению от адсорбционной эоны 1 и делит поступавший сырьевой поток 5 на обшую границу с адсорбционной зоной 1.

Зона промывки 2 представляет собой адсорбент, расположенный между выходяшим потоком экстракта 8 и поступаюшим потоком исходного сырья 5.

Непосредственно выше по течению от зоны 2 находится десорбционная эона 3, которая разделяет выходящий готок экстракта 8 иа обшую границу с зоной 2. Десорбционная зона 3 это участок адсорбента между выходяшим потоком экстракта 8 и поступаюшим потоком десорбента 9. Непосредственно выше по течению от десорбционной зоны 3 находится буферная зона 4, которая разделяет поступающий поток десорбента 9 на обшую границу с десорбционной зоной 3 и делит отходяший поток рафината 6 на обшую границу с очистительной зоной

2. Буферная зона 4 — это то количество адсорбента, которое находится между поступаюшим потоком десорбента

9 и выходяшим рафинатньм потоком 6. .Концевые участки эон 1 и 4 связаны между собой соединительными линиями 10 и 7, Эти линии позволяют части жидкости, вытекаюшей из эоны

1 по трубопроводу 7, попасть в конечном счете по трубопроводу 10 в зону 4. и в зону 3 (в зависимости от того, используется ли в системе буферная эона 4 или нет) и тем самым замкнуть полный цикл циркуляции жидкости в системе. Линии 11. 12 и 13 представляют собой соединительные линии, которые связывают соответственно зоны 1 и 2, эоны 2 и 3, и зоны 3 и 4, с тем, чтобы обеспечить непрерывное прохождение жидкости из одной зоны в другую. Исходное сырье подают в систему по линии потока исходного сырья 5 и соединительную линию 11 в адсорбционную зону 1. В некоторых случаях часть жидкости, когорая выходит иэ зоны промывки 2 по линии 11, возможно смешивать с сырьевым материалом, поступаюшим в систему по линии 5, и в смеси с ним подавать в адсорбционную зону 1. Линия 12 представляет собой соединительную линию, которая позволяет отбирать часть жидкости,.отводимой иэ десорбцнонной зоны 3 по линки 1?, и направлять ее B обводную линию потока экстракта 8, тогда как другую часть этой жидкости направляют по линии 12 непосредственно в зону 2. аналогичным образом линия 13 соединяет буферную зону 4 и десорбционную зону 3, а часть жидкого материала, покидаюшего буферную зону 4, выводят из этой зоны и контактируют с материалом, поступающим в систему по питаюшей линии 9, предназначенной для транспортировки в процесс потока десорбента, и направляют в смеси с десорбентом по линии 13 в десорбционную зону 3. Это позволяет снизить в процессе потребность в десорбенте из внешних источников, а именно — уменьшить потребность в десорбенте, которую подают по питающей линии 9.

В адсорбционной зоне 1 при контактировании адсорбента с потоком исходного сырья проходит селективная адсорбция экстрагируемого компонента сырьевой смеси в порах адсорбента (с заполнением селективного объема пор адсорбента), а также адсорбция небольшого количества. рафинатного компонента сырьевой смеси на поверхности частиц адсорбента. В этом разделительном процессе экстрагируемый компонент сырьевой смеси представляет собой нормальные парафиновые углеводороды, а рафинатный компонент, который прочно удерживается на поверхности адсорбента, представляет собой ароматические углеводороды. В процессах, известных ранее, эти поверхностноадсорбированные ароматические углеводороды в конечном счете попадают в виде примесей и загрязнений в по-. ток целевого экстракта. Поток исходного сырья подают в процесс по линии 5 снизу вверх и далее по линии 11 вместе с любым материалом, который выводят.из эоны 2 по линии 11.

По мере того, как сырьевой поток вводят в адсорбционную зону 1, равный по объему поток рафинатного материала вытесняется.из зоны 1, покидая ее по линии 7. Часть или все количество рафинатного потока, который проходит по линии 7, может удаляться иэ системы но линии отходящего потока рафината 6. Часть этого потока направляют по трубопроводу,10 либо в зону 3, либо в зону 4 (в зависимости от того, .используб 86611

12 ется буферная зона 4 в процессе или нет), Отводимый по трубопроводу б рафинатный поток может быть направлен в сепарационное отделение (не показано на рисунке), предназначенное для сепарации рафинатных КоМ- 5 понентов от десорбирующих материалов, Адсорбент в зоне 1 можно представить себе, как двигающийся в йаправлении, противоточном движению жидкости в этой зоне. Имитированное перемещение твердых частиц происходит и на входе в адсорбционную зону и на в,.соде иэ нее, когда зоны смещаются (сменяют друг друга) в ходе осуществления определенной части полного цикла операций. Адсорбент, входящий в зону 1, поступает сюда иэ эоны 3 или зоны 4 (в эависи алости от того, используется буферная зона 4 в процессе или нет), Если буферная зона 4 не используется, то адсорбент, покидающий зону 3 и поступающий в зону 1, будет, как правило, содержать десорбируюший материал, присутствующий как в неселективном свободном объеме, так и в селективном объеме пор. В тех случаях, когда зона 4 включается в процесс, часть рафинатного потока возможно перепускать по трубопроводу 10 в буфер- 39 ную зону 4 с целью вытеснения десорбирующего материала из неселективного свободного объема, присутствуюшего в частицах адсорбента в зоне 4, в десорбционную зону 3 по трубопро- 35 воду 13. Адсорбент, который затем проходит иэ буферной зоны 4 в адсорбционную зону 1, содержит большую часть десорбирующего материала, размещенную в селективном объеме пор адсорбентных частиц, для десорбции которой в зоне 1 требуется экстрагируемый материал.

Адсорбент при прохождении. через адсорбционную зону от ее нижней гра- 45 ницы по направлению к ее верхней границе (по отношению к току жидкости в этой зоне) адсорбирует экстрагируемый материал из поступающего в зону сырьевого потока. Когда адсорбент выходит из адсорбционной эоны, он содержит экстрагируемый материал и некоторое количество рафинатного материала, находящегося в селектив ном объеме пор адсорбента, а также некоторое. количество рафинатного материала, адсорбированного на поверхности частиц адсорбента. Материал, присутствующий в неселективном свободном объеме адсорбента, представляет собой обычно рафинат- 60 ный материал с небольшой долей экст рагируемого материала из исходного сырья, не поглощенного адсорбентом.

Этот адсорбент проходит затем в зону

2, поступая в эту зону в области ее 65 нижней границы, где;.роходит питательная линия 5.

Когда адсорбент поступает в зону промывки 2 из адсорбционной зоны 1, он обычно содержит некоторое количество рафинатного материала, присутствующего в селективном объеме пор адсорбента, в неселективном свободном объеме адсорбента и адсорбированного на .поверхности частиц адсорбента. Функция зоны 2 состоит в том, чтобы удалить рафинатный материал иэ селективного объема пор адсорбента, из неселективного свободного объема адсорбента и с поверхности частиц адсорбента таким образом, чтобы адсорбент, покидающий зону 2 или, иначе говоря, пересекающий ее верхнюю границу (линия

8), содержит минимально возможное количество рафинатного материала, который может загрязнить поток целевого продукта. Это возможно осуществить двумя путями.

По первому варианту часть потока экстракта, представляющего собой смесь десорбента и экстрагируемого материала, поступает в зону 2 из зоны 3 по линии трубопровода 12 и вытесняет рафинатный материал иэ селективного объема пор адсорбента и рафинатный материал из неселективного свободного объема адсорбента вверх, в поток жидкости, поднимающийся в направлении к потоку б. К зоне 2 подходит также линия 14, по которой в зону поступает смесь, состоящая из промывающего агента и десорбента ароматических углеводородов.

IIo второму варианту по линии 14 в зону 2 вводят десорбент ароматических углеводородов в смеси с промывающим агентом. При контактировании адсорбента в зоне 2 с адсорбентом ароматических углеводородов поверхностно-десорбированные ароматические углеводороды десорбируются с частиц адсорбента и выносятся с помощью потока промывающего агента и части потока экстракта, поступающего в зону 2 по линии 12 вниз, через зону 2, по направлению к потоку 6, обеспечивающей выведение иэ эоны отходящего рафинатного потока.

Адсорбент, который выходит из зоны 2,поступает в десорбционную зону 3 через нижнюю границу эоны (линия 8), обеспечивающей о.вод иэ системы потока экстракта. Основной операцией, проходящей в десорбционной зоне, является. практически полное удаление нормальных парафинов с адсорбента. Это удаление осуществляется путем контактирования адсорбента, который в этот момент является, по существу, свободным от поверхностно-адсорбированных ароматичес13

6 866 11 ких углеводородов, с десорбентом нормальных парафиновых углеводородов, способным замещать нормальные парафины в селективном объеме пор адсорбента. Поступающий поток десорбента подводят к верхней границе 5 зоны 3 по линиям 9 и 13. Часть десорбированных нормальных парафинов выводят из десорбционной эоны 3 в смеси с десорбентом по линии 8, предйазначенной для отвода потока экстрак- о та. Отводимый иэ системы поток экстракта подают в отделение сепарации (на чертеже не показан), где нор" мальные парафины отделяют от десор|бируюшего материала. Адсорбент, по кидающий десорбционную зону 3, со;держит десарбирующий материал, удер живаемый как в селективном объеме пор, так и в свободном объеме адсорбента. Далее адсарбент поступает в буферную зону 4, входя в нее у нижней границы, которой является линия

9, предназначенная для подачи в систему потока десорбируюшего материала.

Буферная зона 4 мажет быть испаль- 25 эована в данном процессе как для сохранения количества десорбента, применяемого в процессе, так и для предотвращения загрязнения экстрагируемого материала компонентами 30 рафинатного материала. При использовании буферной зоны 4 часть пото-. ка рафината направляют в зону 4 по линиям 10 и 7 с целью замены десорбируюшего материала в неселекти"-.ном 3$ ..свободном объеме адсорбентных частиц, находящихся в зоне 4, при одновременном выводе десорбента иэ буферной зоны 4.по линии 13 в десорбционную зону 3. Поскольку десорбируюший . 4О материал подают в систему по линии 9, связанной с линией 13, которая соединяет буферную зону 4 с десорбционной зоной 3, тот десорбируюший материал, которнй вытесняется из ад- 45 сорбента в буферной зоне 4, позволяет снизить потребность в десорбируюшем материале, подаваемом в систему по линии 9. Адсарбент, покидаю= ший эану 4 через ее верхнюю границу, которой. является линия б, содержит по существу, один десорбируюший материал — в селективном объеме пор, а также рафинатный материал, присутствующий в неселективном.свободном объеме частиц адсорбента.

В тех случаях, когда буферную зону 4 не используют, возможно перепускать некоторое количества рафинатного потока иэ зоны 1 непосредственно в зону 3. В. этих случаях необходимо, чтобы состав материала, который покидает зону 1 по линии 7 и далее следует по линии б, практически. не содержал рафинатного материала. Началь-. ,ные порции рафинатного материала, вы- . водимые иэ эоны 1, содержат очень высокую концентрацию десорбируюшего материала и их возможно перепускать из линий 10 и 7 непосредственно в зону 3. На этот период времени течение отводимого рафинатного потока, покидаюшегс> процесс по линии б, останавливают. Когда поток, проходящий по линиям 10 н 7 в зону 3, содержит достаточное количество рафинатного материала, ток жидкости в зону 3 по линии 10 прекращают и начинают отвод рафинатного потока иэ системы па линии б. В то время как рафинатные материалы выводят из системы по линии б, десорбируюший материал иэ внешнего источника возможно подавать в зону 3 по линиям 9 или 7, Пример, Пример иллюстрирует факт снижения концентрации примесей ароматических углеводородов в целевых нормальных парафиновых углеводородах при использовании предварительного контактирования адсорбента (перед стадийй десорбции нормальных парафинавых углеводородов) с десорбентом ароматических углеводородов, Аппарат, используемый в опытах, представляет собой колонну, содер». жащую 24 отдельных слоя адсорбента, которые аследовательно соединены проточными трубопроводами, Слои содержат перемещаемые спускные отверстия, к коьорьм присоединялись перемещаемые трубопроводы, позволяющие либо направлять материал в систему, либо выводить его из процесса в соответствии с заранее заданным циклом технологических операций.

Аппарат содержит четыре отдельные технологические зоны. При этом буферная эона содержит 4 слоя адсарбента, десорбционная зона — б слоев, зона промывки — 8 слоев, эона адсорбции — б слоев.

В заполненном состоянии аппарат содержит 35,7 л адсорбента - молекулярных сит. типа Линде 5А . Сел ктивный объем пар цеолита составляет 3,57 л. Неселективный, свободный объем llop составляет 25,47 л.

Размер частиц адсарбента составляет

16-40 меш.

B качестве исходного сырья используют фракцию углеводородов С, -С, содержащую 42,7 вес.В нормальньж парафиновых углеводородов, в -.ом числе н-С, 2,8; í-Сн 9,2; и-Clð

10 3; н-С, 10,7; н-См 6,3; н-С

2,8! н-С,6 0,6 н-Сд 0,1.

> °

Состав исходного сырья, вес. Ъ | ,Ароматические углеводороды 7,8 с>лефинавые углеводороды 0Ä2

686611

92 0

100,0

В качестве десорбента ароматических углеводородов используют смесь изомеров ксилола в качестве промывающего агента — иэооктан. Последний вводят в зону 2 технологического процесса в смеси с промывающим агентом. Десорбент нормальных парафиновых углеводородов — нормальный пентан, вводят в зону 3 в смеси с изооктаном. Эксперименты проводят при ,температуре 177 С и давлении

21,12 к /см

Объем протекаю- Неселективный свободный объем щей жидкости в — адсорбента, поступающего в зоне зону

Флегмовое число

Селективный объем пор адсорбента, поступающего в зону

Отсюда видно, что в тех случаях, где флегмовое.число равно О, объем 25 протекающей жидкости в зоне равен неселективному свободному объему адсорбента, проходящего зону. Если флегмовое число имеет положительное значение, чистый объем жидкости в 30 соответствующей зоне превышает объем неселективных пустот адсорбента, поступающего в зону, что позволяет очищать жидкость, втекающую в зону, от любой жидкости, присутствующей в неселективном объеме пор адсорбента, поступающего в эту зону. Если флегмовое число имеет отрицательное значение, объем жидкости, присутствуюДанные опыта..o

Расход потоков при 15,6 С, г/ч: поток исходного сырья поток десорбента ароматических углеводородов и промывающего агента в зоне 2

Поток десорбента нормальных парафиновых углеводородов и иэооктана в зоне 3

Флегмовые числа: зона 2 зона 4

Содержание ксилола в смеси десорбента ароматических углево дородов и промывающего агента,4 0

112,5 115,2 114,8

49,1 50,0 49,8

114,7

49,8

8 26

Содержание нормальных парафиновых углеводородов в экстрагироваииои продукте, Ъ

99 99

Парафиновые и нафтеновые углеводороды

При изменении условий проведения процесса в различных опытах с целью излучения параметров его регулирования к числу важных факторов относят флегмовое число в различных зонах процесса. Флегмовое число определяют в каждой данной зоне как отношение разности чистого объема жидкости в зоне и неселективного свободного объема пор адсорбента, которые поступают в зону, к селективному объему пор адсорбента, поступающего в эту зону, Флегмовое число рассчитывают по уравнению, щей в неселективном свободном объеме адсорбента, который поступает в соответствующую зону, превышает расход (объем) жидкости в этой зоне.

Это означает, что жидкост, удерживаемая адсорбентом в неселективном объеме пустот, не полностью удаляется иэ адсорбента перед его поступлением в зону.

Во всех приведенных опытах флегмовое число положительно.

В таблице приведены данные по расходу потоков, используемых при предварительном контактировании и результаты опытов приведены в таблице.

1,67 1,62 1,66 1,74

1,52 1,52 1,54 1,54

8,16 8,29 8,10 8,23

686611

Продолжение таблицы

Опыт, 9

Данные опыта

1 2

1400 1200 100 100

96,0 94,5 93,5 91,5

Эффектив ность экстракции определяется как отношение количества извлеченного целевого материала в потоке экстракта к количеству экстрагируемого материала в потоках парафината и экстракта.

Формула изобретения

Содержание ароматических углеводородов в экстрагированном продукте, вес. ч./млн

Эффективность экстракции целевого продукта

В опыте Р 1 адсорбент ароматичес-. ких углеводородов не используют, в зону 2 подают только один промывающий агент (изооктан). В этом опыте концентрация ароматических углеводородов в экстрагированном продукте составляет 1400 вес.ч/млн. В опытах Р 2, 3 и 4 использована смесь десорбента ароматических углеводоро- 25 дов с промывающим агентом, содержа- ние в которой изомеров ксилола составляет в опытах соответственно 8,26 и 44Ъ, причем концентрация примесных ароматических углеводородов в 30 экстрагированном целевом продукте, полученном в этих опытах, составляет соответственно 1200, 100 и 100 вес. ч/млн. На эффективность экстракции существенное влияние оказы- 35 вает использование десорбента ароматических углеводородов в зоне 2, о чем свидетельствует снижение эффективности с 96Ъ в первом эксперименте, в котором первый десорбент .40 не используется, до 91,5Ъ в эксперименте 9 4, где используется смесь, содержашая 44Ъ ксилола. Это происходит благодаря некоторой селективности молекулярного сита 5 А, ис- 45 пользующегося в качестве адсорбента по отношению к изомерам ксилола.

Молекулы ксилола, адсорбированные на поверхности, осуществляют частичное блокирование внутреннего простран-5О жатвенного каркаса цеолита, затрудняя адсорбцию нормальных парафинов и снижая тем самым степень извлечения целевого продукта.

1. Способ выделения нормальных парафиновых углеводородов из смеси с изопарафиновыми и ароматическими углеводородами, включающий стадии контактирования сырья с. цеолитным адсорбентом, промывки адсорбента промывающим агентом и десорбции нормальных парафиновых углеводородов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества целевых продуктов, адсорбент перед стадией десорбции нормальных парафиновых углеводородов подвергают предварительному контактированию с десорбентом ароматических углеводородов.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что предварительное контактирование проводят на стадии промывки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CEJA Р 3205166, кл. 208-310, опублик. 1965.

2; Патент США Р 3395097, кл . 208-3 10, опублик . 19 6 8.

3. Патент Великобритании Р 996396, кл. С 5 Е, опублик. 1965 (прототип) .

6 Р6611

Составитель Н. Королева

Редактор Л. Новожилова Техред С.Мигай Корректор С.Шекмар.

Заказ 5494/56 Тираж 513 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303