Спосіб одержання деароматизованого компонента з риформата бензинової фракції для виробництва нафтових розчинників

1. Спосіб одержання деароматизованого компонента з риформата бензинової фракції для виробництва нафтових розчинників, що включає протитечійну екстракцію ароматичних вуглеводнів рідким селективним екстрагентом і наступну екстрактивну ректифікацію отриманої екстрактної фази шляхом відгону ароматичних вуглеводнів за допомогою технологічної водяної пари в присутності насиченого селективного екстрагенту, у якому випарювання води здійснюють за допомогою енергетичної водяної пари, при цьому після проведення екстрактивної ректифікації ненасичений селективний екстрагент і бензин-рециркулят направляють на стадію екстракції, який відрізняється тим, що U 2 (19) 1 3 таке виробництво нафтових гексанових розчинників економічно невигідним. Відомий спосіб одержання деароматизированого компонента з продукту вторинної переробки нафти - риформата бензинової фракції для виробництва нафтових розчинників [див. патент RU №2256691, МПК7 C10G53/04, C10G21/00], що включає проведення рідинної багатоступінчастої протитечійної екстракції ароматичних вуглеводнів із риформата каталітичної фракції рідким селективним екстрагентом - сульфоланом із змістом 0,22,0мас. % води з наступною екстрактивноазеотропною ректифікацією отриманої екстрактної фази в присутності сульфолана і високооктаного аліфатичного спирту, переважно, етанолу. Недоліками відомого способу є великі енергетичні витрати, обумовлені проведенням багатоступінчастої, не менш ніж у п'ятьох екстракційних колонах, екстракції ароматичних вуглеводнів із риформата каталітичної фракції і циркуляцією вихідних компонентів між зазначеними колонами, а також значне подорожчання цього способу внаслідок використання в процесі відгону високооктанового аліфатичного спирту. При цьому зміст ароматичних вуглеводнів і бензолу в деароматизованому компоненті - рафинаті бензольного риформінгу складають 15,9 і 0,1% мас. відповідно, що в кілька разів перевищує зміст ароматичних вуглеводнів для сировини нафтових гексанових розчинників. Відомий спосіб одержання деароматизованого компонента з риформата бензинової фракції для виробництва нафтових розчинників [див. Установка каталитического риформинга с экстракцией ароматических углеводородов ЛГ-358/300Б//Химические продукты и производство в России и CHГ / Справочник. www.csnt.ru/p6/Samp-r.HTM], що включає проведення одноступінчатої протитечійної екстракції ароматичних вуглеводнів рідким селективним екстрагентом і наступну екстрактивну ректифікацію отриманої екстрактної фази шляхом відгону ароматичних вуглеводнів за допомогою технологічної водяної пари в присутності насиченого селективного екстрагента, у якому випарювання води здійснюють за допомогою енергетичної водяної пари. Отриманий після екстрактивної ректифікації ненасичений екстрагент і бензин-рециркулят направляють на стадію екстракції. Як селективний екстрагент використовують 93%-ний водяний розчин діетиленгліколю, що подають на стадію екстракції при температурі 150°С. Як теплоносій для одержання технологічної водяної пари використовують насичений діетиленгліголь, а технологічну водяну пару подають на екстрактивну ректифікацію з температурою 115°С. Перед подачею бензинарециркулята на стадію екстракції його нагрівають до температури 150°С. Як теплоносій для нагрівання бензина-рециркулята використовують енергетичну водяну пару. Недоліками відомого способу є: - низька якість рафіната бензольного риформінгу внаслідок здійснення процесу екстракції при високих температурах, що приводить до утворення парових пробок низькокиплячих вуглеводнів, які 14051 4 затрудняють процес екстракції і обумовлюють підтримку високого робочого тиску для зниження паротворення, і, як наслідок, до нестабільного перетікання насиченого діетиленгліколя на стадію екстрактивної ректифікації. Нестабільність параметрів насиченого діетиленгліколя, що є теплоносієм для одержання технологічної водяної пари, у свою чергу приводить до нестабільності процесу екстрактивної ректифікації і наступному зниженню температури виходу екстракту і бензинарециркулята, а також до збільшення змісту не відпарених ароматичних вуглеводнів у ненасиченому діетиленгліголю, що також знижує ефективність процесу екстракції; - підвищені енерговитрати, зв'язані з малим добором тепла від рафіната бензольного риформінгу, що виходить після стадії екстракції з температурою 150°С, а також у зв'язку з необхідністю підігріву бензина-рециркулята до температури 150°С для подачі його на стадію екстракції і використанням для нагрівання енергетичної водяної пари. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу одержання деароматизированого компонента з риформата бензинової фракції для виробництва нафтових бензинів, у якому за рахунок зміни технологічної схеми теплових потоків процесу і використання іншого теплоносія для одержання технологічної водяної пари і іншого теплоносія для нагрівання бензинарециркулята забезпечується підвищення якості одного із кінцевих продуктів - рафіната бензольного риформінгу при одночасному зниженні енергоємності процесу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання деароматизованого компонента з риформата бензинової фракції для виробництва нафтових розчинників, що включає протитечійну екстракцію ароматичних вуглеводнів рідким селективним екстрагентом і наступну екстрактивну ректифікацію отриманої екстрактної фази шляхом відгону ароматичних вуглеводнів за допомогою технологічної водяної пари в присутності насиченого селективного екстрагента, у якому випарювання води здійснюють за допомогою енергетичної водяної пари, при цьому після проведення екстрактивної ректифікації ненасичений селективний екстрагент і бензин-рециркулят направляють на стадію екстракції, відповідно до корисної моделі як теплоносій для одержання технологічної водяної пари використовують ненасичений селективний екстрагент, що направляють на стадію екстракції після охолодження, а як теплоносій для нагрівання бензина-рециркулята використовують конденсат енергетичної водяної пари. Для підвищення поглинаючої здатності і селективності екстрагента як рідкий селективний екстрагент використовують екстрагент зі змістом води 6,0-8,0% мас. Як рідкий селективний екстрагент використовують діетиленгліколь або триетиленглікоголь. Ненасичений селективний екстрагент прохолоджують до температури 125-140°С. Технологічну водяну пару подають на екстрактивну ректифікацію при температурі 118-135°С. 5 Нагрівання бензину-рециркуляту конденсатом енергетичної водяної пари здійснюють до температури 80-130°С. Використання в способі, що заявляється, як теплоносія для одержання технологічної водяної пари насиченого селективного екстрагента знижує температуру останнього при подачі його на стадію екстракції. Таке зниження температури селективного екстрагента дозволяє, по-перше, стабілізувати процес екстракції шляхом виключення парових пробок при зниженні робочого тиску в процесі екстракції і, по-друге, підвищити температуру технологічної водяної пари, подаваного на операцію екстрактивної ректифікації. Проведення операцій екстракції і екстрактивної ректифікації при стабільних умовах і здійснення екстрактивної ректифікації при більш високих температурах забезпечують значне підвищення якості сировини для нафтових розчинників - рафіната бензольного риформінгу в порівнянні з якістю сировини за способомпрототипом: зміст ароматичних вуглеводнів знижується з 3,00% мас. до 0,65-0,85% мас., а зміст бензолу - з 0,55% мас. до 0,05-0,07% мас. Якість екстракту, отриманого за пропонованим способом, дозволяє одержати бензол із температурою кристалізації до 5,5°С, при цьому зміст основної речовини складає 99,98% мас. Якість екстракту, отриманого за способом-прототипом, дозволяє одержати бензол із температурою кристалізації 5,36% мас. і змістом основної речовини 99,75% мас. Таким чином, зміст домішок у бензолі, отриманому заявляємим способом, суттєво знижується. Підвищення якості кінцевих продуктів досягається при одночасному зниженні енергоємності процесу до 10% за рахунок використання в пропонованому способі для одержання технологічної водяної пари тепла насиченого екстрагента і використання як теплоносія для нагрівання бензинарециркулята конденсату енергетичної пари. При цьому пропонований спосіб, як і спосібпрототип, забезпечує одержання кінцевих продуктів при одноступінчатій екстракції ароматичних вуглеводнів. Заявляємий спосіб одержання деароматизированого компонента з риформата бензинової фракції для виробництва нафтових розчинників пояснюється представленим кресленням. У нижню частину екстракційної колони 1 подають вихідну сировину - риформат бензинової фракції, а у верхню частину через теплообмінник 2 - водяний розчин селективного ненасиченого ароматичними вуглеводнями екстрагента. У нижню частину екстрактивної колони 1 нижче уведення вихідної сировини подають бензин-рециркулят. У результаті відбувається селективна протитечійна рідинна екстракція екстрагентом ароматичних вуглеводнів, що знаходяться в суміші з парафіновими вуглеводнями. Після багаторазового змішання вихідної сировини з екстрагентом ароматичні вуглеводні поглинаються їм і виводяться з нижньої частини екстракційної колони 1, а рафінат бензольного риформінгу виводять із верхньої частини колони 1. Далі отриманий деароматизований компонент охолоджують (не показане) і відстоюють 14051 6 від віднесеного їм екстрагента, після чого останній промивають і направляють на стадію одержання нафтового гексанового розчинника, а отриманий після відстою екстрагент подають на циркуляцію. Насичений ароматичними вуглеводнями екстрагент під тиском системи направляють у верхню частину ректифікаційної колони 3 - камеру однократного випару (не позначене), у якій підтримують тиск, рівний пружності пари витягнутих ароматичних вуглеводнів. Одночасно в теплообмінник 2 подають циркуляційну воду, що, у результаті теплообміну з ненасиченим екстрагентом утворює технологічну водяну пару. Технологічну водяну пару подають у нижню частину ректифікаційної колони 3. Для забезпечення необхідного теплового балансу в ректифікаційній колоні 3 у її нижню частину підводять тепло енергетичної водяної пари. При цьому, ненасичений екстрагент, що знаходиться в нижній частині ректифікаційної колони, перетікає через теплообмінник 4 для випарювання води і повертається назад. З камери випару насичений ароматичними вуглеводнями екстрагент через регулювальний клапан (не показаний) подають у ректифікаційну колону 3, де за допомогою "гострої" технологічної водяної пари відпарюють екстракт і бензинрециркулят. Відпарені ароматичні вуглеводні в суміші з водяною парою виводять із верхньої частини ректифікаційної колони 3 двома потоками. Легку фракцію насиченого ароматичними вуглеводнями екстракту в суміші з водяною парою виводять із верхньої частини ректифікаційної колони 3, поєднують з парами ароматичних вуглеводнів, що виходять із камери випару, і після конденсації й охолодження (не показане) подають у водовіддільник, де відбувається її поділ на два шари: вуглеводний - бензин-рециркулят і водяний. Бензин-рециркулят через теплообмінник 5 після нагріву його конденсатом енергетичної водяної пари повертають у нижню частину екстракційної колони 1 для "видавлювання" парафінів із насиченого екстрагента. Із середньої частини ректифікаційної колони 3 виводять суміш парів води і ароматичних вуглеводнів, що після конденсації і охолодження збирають у водовіддільнику (не показано) і розділяють на два шари: вуглеводний (екстракт) і водяний. Екстракт забирають на відмивання від віднесеного екстрактом екстрагента, а потім подають на стадію одержання ароматичних вуглеводнів. Звільнений від ароматичних вуглеводнів водяний розчин екстрагента (ненасичений екстрагент) насосом 6 відбирають із нижньої частини ректифікаційної колони 3, охолоджують у теплообміннику 2 і подають у верхню частину екстракційної колони 1. При цьому частина розчину ненасиченого екстрагента (1-2%) подають на регенерацію. Приклад 1 У нижню частину екстракційної колони 1 подають вихідну сировину - риформат бензинової фракції (стабільний каталізат риформінгу), що одержують із фракції 62-105 при розганянні первинного бензину на установках первинної переробки суміші нафти сорту "Urals" і східноукраїнської нафти, використовуваних на Кременчуцькому на 7 фтопереробному заводі ЗАТ «Укртатнафта». Склад вихідної сировини, % мас.: бензол -8,0-11,0, толуол - 19,0-25,0, арени C8 - 0,1, арени С9 - 1,5, насичені ароматичні вуглеводні -решта. Подачу вихідної сировини здійснюють при температурі 80°С. Витрати вихідної сировини складають 30т/год. Витрати бензина-рециркулята складають 30т/год. У верхню частину екстракційної колони подають діетиленгліколь при температурі 130°С із змістом води 8,0% мас. і співвідношенням діетиленгліколь-вихідна сировина 13:1. Процес екстракції ароматичних вуглеводнів діетиленгліколем проводять при температурі 130°С та робочому тиску 1,0мПа. Після екстракції рафінат бензольного риформінгу виводять із верхньої частини колони 1, а насичений ароматичними вуглеводнями діетиленгліколь під тиском системи подають у верхню частину ректифікаційної колони 3 - камеру однократного випару (не позначене), у якій підтримують тиск, рівний пружності пари витягнутих ароматичних вуглеводнів. Одночасно в теплообмінник 2 подають циркуляційну воду, яка у результаті теплообміну з ненасиченим діетиленгліколем утворює технологічну водяну пару. Технологічну водяну пару при температурі 118°С подають у нижню частину ректифікаційної колони 3. При цьому в нижню частину ректифікаційної колони 3 подають тепло енергетичної водяної пари для стабілізації процесу ректифікації і випарювання води з ненасиченого діетиленгліколя. У ректифікаційній колоні 3 за допомогою "гострої" технологічної водяної пари відпарюють екстракт і бензин-рециркулят. Відпарені ароматичні вуглеводні в суміші з водяною парою виводять із верхньої частини ректифікаційної колони 3 двома потоками. Легку фракцію насиченого ароматичними вуглеводнями екстракту в суміші з водяною парою виводять з верхньої частини ректифікаційної колони 3, поєднують з парами ароматичних вуглеводнів, що виходять з камери випару, і після конденсації і охолодження (не показане) подають у водовіддільник, де відбувається її поділ на два шари: вуглеводний - бензин-рециркулят і водяний. Бензин-рециркулят через теплообмінник 5 нагрівають до температури 125°С конденсатом енергетичної водяної пари, повертають у нижню частину екстракційної колони 1 для "видавлювання" парафінів із насиченого діетиленгліколя. Із середньої частини ректифікаційної колони 3 виводять суміш пара води і ароматичних вуглеводнів, яку після конденсації і охолодження збирають у водовіддільнику (не показано) і розділяють на два шари: вуглеводний (екстракт) і водяний. Екстракт забирають на відмивання від віднесеного екстрактом діетиленгліколя, а потім подають на стадію одержання ароматичних вуглеводнів. Звільнений від ароматичних вуглеводнів водяний розчин ненасиченого діетиленгліколя насосом 6 відбирають із нижньої частини ректифікаційної колони 3, прохолоджують у теплообміннику 2 до температури 130°С і подають у верхню частину екстракційної колони 1. При цьому частину розчину ненасиченого діетиленгліколя (1-2%) подають на регенерацію. Приклад 2 14051 8 У нижню частину екстракційної колони 1 подають вихідну сировину - риформат бензинової фракції, що одержують із фракції 62-105 при розганянні первинного бензину на установках первинної переробки суміші нафти сорту "Urals" і східноукраїнської нафти, використовуваних на Кременчуцькому нафтопереробному заводі ЗАТ «Укртатнафта». Склад вихідної сировини, % мас.: бензол - 8,0-11,0, толуол - 19,0-25,0, арени C8 0,1, арени С9 - 1,5, насичені ароматичні вуглеводні - решта. Подачу вихідної сировини здійснюють при температурі 135°С. Витрати вихідної сировини складають 40т/год. Витрати бензина-рециркулята складають 40т/год. У верхню частину екстракційної колони подають діетиленгліколь при температурі 140°С із змістом води 6,0% мас. і співвідношенням діетиленгліколь-вихідна сировина 13:1. Процес екстракції ароматичних вуглеводнів дизтиленгліколем проводять при температурі 140°С та робочому тиску 1,1мПа. Після екстракції рафінат бензольного риформінгу виводять із верхньої частини колони 1, а насичений ароматичними вуглеводнями дизтиленгліколь під тиском системи подають у верхню частину ректифікаційної колони 3 камеру однократного випару (не позначене), у якій підтримують тиск, рівний пружності пари витягнутих ароматичних вуглеводнів. Одночасно в теплообмінник 2 подають циркуляційну воду, яка у результаті теплообміну з ненасиченим діетиленгліколем утворює технологічну водяну пару. Технологічну водяну пару при температурі 135°С подають у нижню частину ректифікаційної колони 3. При цьому в нижню частину ректифікаційної колони 3 подають тепло енергетичної водяної пари для стабілізації процесу ректифікації і випарювання води з ненасиченого екстрагента. У ректифікаційній колоні 3 за допомогою "гострої" технологічної водяної пари відпаровують екстракт і бензин-рециркулят. Відпарені ароматичні вуглеводні в суміші з водяною парою виводять із верхньої частини ректифікаційної колони 3 двома потоками. Легку фракцію насиченого ароматичними вуглеводнями екстракту в суміші з водяною парою виводять з верхньої частини ректифікаційної колони 3, поєднують з парами ароматичних вуглеводнів, що виходять з камери випару, і після конденсації і охолодження (не показане) подають у водовідділювач, де відбувається її поділ на два шари: вуглеводний - бензин-рециркулят і водяний. Бензин-рециркулят через теплообмінник 5 нагрівають до температури 80°С конденсатом енергетичної водяної пари, повертають у нижню частину екстракційної колони 1 для "видавлювання" парафінів із насиченого екстрагента. Із середньої частини ректифікаційної колони 3 виводять суміш парів води і ароматичних вуглеводнів, яку після конденсації і охолодження збирають у водовідділювач (не показано) і розділяють на два шари: вуглеводний (екстракт) і водяний. Екстракт забирають на відмивання від віднесеного екстрактом екстрагента, а потім подають на стадію одержання ароматичних вуглеводнів. Звільнений від ароматичних вуглеводнів водяний розчин ненасичений діетиленгліколь насосом 6 відбирають із нижньої частини ректифікаційної колони 3, охолоджують у 9 14051 теплообміннику 2 до температури 140°С і подають у верхню частину екстракційної колони 1. При цьому частина розчину ненасиченого діетиленгліколя (1-2%) подають на регенерацію. Приклад 3 У нижню частину екстракційної колони 1 подають вихідну сировину - риформат бензинової фракції (стабільний каталізат риформінгу), що одержують із фракції 62-105 при розганянні первинного бензину на установках первинної переробки суміші нафти сорту "Urals" і східноукраїнської нафти, використовуваних на Кременчуцькому нафтопереробному заводі ЗАТ «Укртатнафта». Склад вихідної сировини, % мас.: бензол - 8,011,0, толуол - 19,0-25,0, арени C8 - 0,1, арени С9 1,5, насичені ароматичні вуглеводні - решта. Подачу вихідної сировини здійснюють при температурі 125°С. Витрати вихідної сировини складають 35т/год. Витрати бензина-рециркулята складають 35т/год. У верхню частину екстракційної колони подають триетиленгліколь при температурі 125°С із змістом води 7,0% мас. і співвідношенням триетиленгліколь - вихідна сировина 8:1. Процес екстракції ароматичних вуглеводнів триетиленгліколем проводять при температурі 125°С та робочому тиску 1,0мПа. Після екстракції рафінат бензольного риформінгу виводять із верхньої частини колони 1, а насичений ароматичними вуглеводнями триетиленгліколь під тиском системи подають у верхню частину ректифікаційної колони 3 - камеру однократного випару (не позначене), у якій підтримують тиск, рівний пружності пари витягнутих ароматичних вуглеводнів. Одночасно в теплообмінник 2 подають циркуляційну воду, яка, у результаті теплообміну з ненасиченим триетиленгліколем утворює технологічну водяну пару. Технологічну водяну пару при температурі 120°С подають у нижню частину ректифікаційної колони 3. При цьому в нижню частину ректифікаційної колони 3 подають тепло енергетичної водяної пари для стабілізації 10 процесу ректифікації і випарювання води з ненасиченого триетиленгліколя. У ректифікаційній колоні 3 за допомогою "гострої" технологічної водяної пари відпаровують екстракт і бензин-рециркулят. Відпарені ароматичні вуглеводні в суміші з водяною парою виводять із верхньої частини ректифікаційної колони 3 двома потоками. Легку фракцію насиченого ароматичними вуглеводнями екстракту в суміші з водяною парою виводять з верхньої частини ректифікаційної колони 3, поєднують з парами ароматичних вуглеводнів, що виходять з камери випару, і після конденсації і охолодження (не показане) подають у водовіддільник, де відбувається її поділ на два шари: вуглеводний - бензин-рециркулят і водяний. Бензин-рециркулят через теплообмінник 5 нагрівають до температури 130°С конденсатом енергетичної водяної пари, повертають у нижню частину екстракційної колони 1 для "видавлювання" парафінів із насиченого триетиленгліколя. Із середньої частини ректифікаційної колони 3 виводять суміш парів води і ароматичних вуглеводнів, що після конденсації і охолодження збирають у водовідділювач (не показано) і розділяють на два шари: вуглеводний (екстракт) і водяний. Екстракт забирають на відмивання від віднесеного екстрактом триетиленгліколя, а потім подають на стадію одержання ароматичних вуглеводнів. Звільнений від ароматичних вуглеводнів водяний розчин ненасичений триетиленгліколя насосом 6 відбирають із нижньої частини ректифікаційної колони 3, охолоджують у теплообміннику 2 до температури 125°С і подають у верхню частину екстракційної колони 1. При цьому частина розчину ненасиченого триетиленгліколя (1-2%) подають на регенерацію. Результати хімічного складу рафіната бензольного риформінгу, отриманого по пропонованому способі і способу-прототипу, представлені в таблиці. Таблиця Компоненти рафіната бензольного риформінга Парафіни Нафтени Ароматичні вуглеводні, у т.ч. бензол Олефіни Прототип 85,20 11,75 3,00 0,55 0,05 Як випливає з наведених у таблиці даних, зміст ароматичних вуглеводнів і кількості бензолу у деароматизированому компоненту - рафінаті бензольного риформінгу, отриманого за заявляємим способом, складають 0,65-0,85% мас. і 0,050,07% мас., що свідчить про збільшення виходу цільового продукту - ароматизованих вуглеводнів. У деароматизованому компоненті - рафінаті бензольного риформінгу, одержуваним способомпрототипом, ці показники складають 3,00 і 0,55% мас. відповідно, що не дозволяє одержати нафтовий гексановий розчинник, придатний для промис Зміст компонентів, % мас. Приклад 1 Приклад 2 87,10 87,05 12,20 12,05 0,65 0,85 0,05 0,07 0,05 0,05 Приклад 3 87,00 12,10 0,85 0,07 0,05 лового використання. Підвищення якості деароматизованого компонента досягається при одночасному зниженні енергоємності процесу до 10%, що робить спосіб економічно вигідним. Крім цього, у пропонованому способі зменшується співвідношення матеріальних потоків бензин-рециркулятвихідна сировина до 1:1 замість 1,4-1,0, що також знижує енерговитрати при реалізації способу. Таким чином, спосіб, що заявляється, дозволяє з мінімальними енергетичними витратами одержати якісну сировину для виробництва нафтових гексанових розчинників. 11 Комп’ютерна верстка А. Рябко 14051 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601