Изомеризация парафиновых углеводородов Назначение С

Изомеризация парафиновых углеводородов
Назначение: Повышение октанового числа нефтяных фракций С5 -С6 путем превращения
парафинов нормального строения в их изомеры, имеющие более высокое октановое
число. В настоящее время в России действуют всего три установки изомеризации, т.е.
практически отсутствует развитое серийное производство изомеризата, необходимое для
выпуска современных высокооктановых автобензинов.
Сырье и продукция. При работе в режиме получения высокооктанового компонента
(установки, строящиеся на НПЗ) сырьем являются легкие прямогонные фракции,
продукцией – изокомпонент, который направляется на смешение с катализатами
риформинга и каталитического крекинга для получения высокооктановых бензинов. Ниже
приводится характеристика сырья и продуктов установки изомеризации при переработке
фракций НК-620С (I) и НК-700С (II). При использовании первой из этих фракций
изомеризации подвергается пентан, при использовании второй – пентан и гексан.
I
II
Сырье Изокомпонент Сырье Изокомпонент
Октановое число
73
89-90
69
82-85
(моторный метод)
Давление насыщенных паров,
940
1000-1050
600
700-750
мм.рт.ст.
Катализаторы. На российских НПЗ применяются отечественные катализаторы типа СИ1 и катализаторы, разработанные компанией ЮОП.
Технологическая схема. Существует несколько вариантов процесса
изомеризации парафиновых углеводородов. Их различия обусловлены свойствами
применяемых катализаторов, условиями ведения процесса, а также принятой
технологической схемой ("за проход" или с рециклом непроконвертированных
нормальных углеводородов). За рубежом широкое распространение получили процессы
среднетемпературной (температура реакции 230-2900С) и низкотемпературной
(температура реакции 100-1600С) изомеризации.
Процесс высокотемпературной изомеризации, применяемый на российских НПЗ,
является весьма энергоёмким и характеризуется низкими технико-экономическими
показателями.
На установке имеются два блока – ректификации и изомеризации. Блок ректификации
состоит из четырех колонн: в изопентановой колонне К-1 смесь свежего сырья и
стабильного изомеризата разделяется на смесь бутана с изопентаном (ректификат) и
смесь н-пентана с гексанами (остаток); в бутановой колонне К-2 ректификат колонны К-1
делится на бутаны и изопентан; в пентановой колонне К-3 из остатка колонны К-1
выделяют н-пентановую фракцию, направляемую в блок изомеризации, и смесь гексанов,
которая поступает в изогексановую колонну К-4. В колонне К-4 происходит разделение
смеси гексанов на изогексан и н-гексан. Пентановая фракция, поступив на блок
изомеризации, смешивается с водородсодержащим газом, нагревается в теплообменнике
Т-4 и печи П-1, а затем подается в реактор Р-1. Газопродуктовая смесь, вышедшая из
реактора, охлаждается в теплообменниках и холодильниках, после чего направляется в
сепаратор С-1. Из С-1 выходит циркулирующий водородсодержащий газ, который
смешивается со свежим газом, подвергается осушке цеолитами в адсорбере К-2, а затем
возвращается во всасывающую линию компрессора ПК-1. Сжатый водородсодержащий
газ смешивается с сырьем. Нестабильный изомеризат из С-1 поступает через
теплообменники в стабилизационную колонну К-6, с верха которой уходят углеводороды
С3 - С4 , а с низа – стабильный изомеризат, который направляется на блок ректификации.
Периодически, 1 раз в 5-6 месяцев, катализатор подвергается окислительной
регенерации.
Технологии производства высокооктановых бензинов
1
Технологический режим блока изомеризации:
Температура, 0С
Реакции в начале цикла
« в конце цикла
верха колонны К-6
низа « « «
Давление, кгс/см2
в реакторе Р-1
в колонне К-6
в нагнетательной линии компрессора ПК-1
Объемная скорость подачи сырья, ч-1
Степень превращения пентана за проход, % (масс.)
380
450
82
112
35
8,5
50
1,5
50
Материальный баланс. Материальный баланс установки изомеризации фракции НК620С приводится ниже:
Поступило
Фракция НК-620С
100,0
Водородсодержащий газ
0,8
в том числе водород
(0,22)
______________________________________________
Всего
100,8
Получено
Углеводородный газ
1,6
Сжиженный газ
16,8
Компонент автомобильного бензина
82,4
В том числе
Изопентановая фракция
(53,4)
Изогексановая фракция
(22,1)
Гексановая фракция
(6,9)
_________________________________________________
Всего
100,8
Расходные показатели (на 1 т сырья):
Пар водяной, Гкал
Электроэнергия, кВтч
Вода оборотная, м3
Топливо, кг
Катализатор, кг
1,5-2,2
60-70
10-40
20-25
0,15-0,20
Технологии производства высокооктановых бензинов
2