[1]Изобретение относится к области вторичной переработки нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в процессе изомеризации.
[2]Известно, что изомеризация на данный момент считается наиболее эффективным способом производства чистых высокооктановых компонентов бензинов (Шакун А.Н. Российская технология изомеризации «Изомалк-2» -лучшее технологическое решение для производства автобензинов ЕВРО-4 и ЕВРО-5 / А.Н. Шакун, Е.В. Демидова // Нефть. Газ. Новации. - 2010. - №9. - С. 44-46). Октановое число изомеризата определяется глубиной изомеризации сырья, которая в значительной степени зависит от схемы разделения продуктов реакции и степени рециркуляции непревращенных нормальных парафиновых углеводородов (Иванчина Э.Д., Киргина М.В., Чеканцев Н.В., Долганов И.М., Шарова Е.С. Методы оптимизации и организации энерго- и ресурсосберегающих химико-технологических систем нефтеперерабатывающих производств. Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2013. - 159 с.).
[3]Выделение нормальных углеводородов из продуктов изомеризации требует дополнительной установки колонн деизопентанизации и деизогексанизации. Технологические схемы изомеризации усложняются, что соответственно влечет за собой увеличение энергозатрат на разделение продуктов изомеризации. Известен способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, базирующийся на четырех простых ректификационных колоннах фракционирования исходного сырья - фракции НК-70°C прямогонного бензина и продуктов реакции с выделением бутана, изопентана, пентана, изогексана и гексана, возвращением пентана в реактор в качестве рецикла, сепарации и стабилизации продуктов реакции в блоке обработки изомеризата из сепаратора и двух ректификационных колонн с возвращением изомеризата после смешения с исходным сырьем в первую ректификационную колонну блока разделения (Жоров Ю.М. Изомеризация углеводородов. Химия и технология. - М.: Химия, 1983, 304 с.).
[4]Недостатками данного способа являются:
[5]- необходимость использования большого количества фракционирующего оборудования (шесть ректификационных колонн, конденсаторов-холодильников и кипятильников, сепаратора), что приводит к существенным капитальным затратам на реализацию способа разделения и увеличению себестоимости конечных продуктов разделения;
[6]- полученный в четвертой ректификационной колонне блока разделения гексан исходного сырья не подвергается изомеризации, что снижает выход ценного конечного продукта изогексана в процессе, поскольку в реакторе изомеризации измеризация пентана и гексана протекает совместно.
[7]Наиболее близким по технической сущности является способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, в котором из первой ректификационной колонны подготовки сырья дистиллятом отводится балластный продукт, содержащийся в сырье, остаток с низа ректификационной колонны направляется на превращение пентанов и гексанов в изомеры в реактор изомеризации; продукты изомеризации направляются во вторую ректификационную колонну стабилизации, откуда с верха колонны отводится бутан, а с низа колонны отводится изомеризат, содержащий реакционные изомеры, полученные в процессе реакции, которые направляются на разделение в третью ректификационную колонну деизопентанизации, из которой последовательно отводятся изопентан, пентановый рецикл и гексановая фракция, пентановый рецикл возвращается в реактор изомеризации. В качестве балластного продукта с верха первой ректификационной колонны отводится содержащийся в сырье изопентан, реакционный изопентан отводится с верха третьей ректификационной колонны деизопентанизации, с низа колонны деизопентанизации отводится смесь изогексана и нормального гексана, которая в качестве сырья подается в дополнительную четвертую ректификационную колонну деизогексанизации, из которой дистиллятом выводится изогексановая фракция, боковым погоном - гексановый рецикл, который отправляется на повторное превращение в реактор изомеризации, а остатком - высококипящие компоненты (Способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции. Патент №2478601 RU, заявл. 23.01.2012, опубл. 10.04.2013).
[8]Недостатком данного способа является значительное количество изопентана в рецикловой фракции, которая является балластовой; большое количество рецикловых потоков при выводе бокового погона и, как следствие, нечеткое разделение.
[9]Задачей изобретения является разработка ресурсо- и энергосберегающей технологии фракционирования на установках нефтеперерабатывающего комплекса, заключающаяся в повышении качества разделения между нормальными компонентами и изокомпонентами, а также снижение расхода рецикловых потоков.
[10]Поставленная задача решается тем, что в способе разделения изопентан-пентан-изогексан-гексановой фракции, который заключается в выделении товарного изомеризата из сырьевого потока, путем последовательного прохождения последним колонны стабилизации, колонны деизопентанизации и колонны деизогексанизации, и отличается от прототипа тем, что вывод бокового погона из колонны деизопентанизации осуществляют в стриппинг-секцию; для обогрева стриппинг-секции используют тепло остатка колонны стабилизации. Был проведен анализ результатов расчета фактической работы колонны деизопентанизации, который показал, что процесс разделения н-пентана и изопентана осуществляется в колонне недостаточно эффективно, так как содержание низкооктановых компонентов (нормальных углеводородов) в составе рецикловых потоков недостаточно высоко, а содержание изокомпонентов велико, что приводит к неоптимальной работе установки изомеризации в целом.
[11]На фигуре показана принципиальная схема разделения продуктов изомеризации на установке.
[12]На фигуре обозначены:
[13]1 - колонна стабилизации; 2 - колонна деизопентанизации; 3 - колонна деизогексанизации; 4 - стриппинг-секция; I - продукты реакций изомеризации; II - рефлюкс; III - стабильный изомеризат; IV - фракция изопентана; V - фракция н-пентана; VI - депентанизированный изомеризат; VII - фракция изогексана; VIII - фракция н-гексана; IX - кубовый продукт колонны деизогексанизации; X - рецикл (фракция н-пентана и н-гексана)
[14]
[15]В этой связи было предложено организовать вывод бокового погона колонны деизопентанизатора через дополнительную стриппинг-секцию. Для создания ресурсо-энергосберегающей технологии предлагалось использовать следующие варианты подвода тепла:
[16]- за счет подачи кубового продукта колонны деизопентанизации в качестве теплоносителя в кипятильник стриппинг-секции;
[17]- за счет подачи кубового продукта колонны стабилизации в качестве теплоносителя в кипятильник стриппинг-секции.
[18]В программном пакете UniSim Design были созданы математические модели работы колоны деизопентанизации по обоим указанным вариантам.
[19]Как показали расчеты фактической работы установки, колонна деизогексанизации работает достаточно эффективно, обеспечивая необходимую степень разделения между н-гексаном и его высокооктановыми изомерами. В этой связи изменение системы выделения н-гексана в данном случае не требуется.
[20]Поскольку согласно поставленной задаче предлагаемые варианты совершенствования существующей технологии разделения изомеризата должны быть ресурсо-энергосберегающими, то основным принципом при организации работы новой отпарной колонны не могло быть использование дополнительных энергоресурсов. С целью увеличения степени рекуперации тепла на установке в качестве теплоносителей в стриппинг-секцию рассматривалось использование внутренних высокотемпературных технологических потоков.
[21]Установка стриппинг-секции позволит повысить качество фракционирования за счет отпарки легких изопентановых компонентов и снизить количество рециклового потока.
