Назначение
Изомеризация парафиновых углеводородов - процесс переработки легких парафинов нормального строения (н-С4, н-С5, н-С6) в их изомеры.
Основной целью этих процессов является повышение октанового числа товарных автомобильных бензинов или получение индивидуальных ароматических или легких изопарафинов углеводородов. Целью процесса так же является производство изопентана - сырья для производства изопренового каучука.
Важнейшее потребительское свойство изомеризатов, в отличии от риформатов - минимальная разница между октановыми числами по исследовательскому методу и моторному методу, обеспечивающим высокое значение дорожного октанового числа.
Высокая детонационная стойкость и испаряемость продуктов изомеризации углеводородов С5-С6 обуславливают их ценность в качестве низкокипящих высокооктановых компонентов неэтилированных автобензинов.
Сырье
Сырьем установок изомеризации могут быть легкие бензины прямой перегонки или вторичного происхождения фракции н.к. - 80°С (85°С, 62°С) после гидроочистки, бензины-рафинаты (после экстракции аренов), легкие бензины гидрокрекинга, непосредственно фракции С5-С6, полученные из газового конденсата или другого сырья. Содержание S не должно превышать 5 ppm, N - не более 1 ppm, органики – не более 1 ppm, металлов - не более 0,015 ppm, бензола - не более 5%, бутана - не более 1%.
Продуктами являются:
- стабильный изомеризат - октановое число 76 ОЧММ (не мнее 80 ОЧИМ), н.к - не менее 35°С, к.к - не нормируется, используется как компонент товарных автобензинов.
- углеводородный газ -содержит предельные углеводороды, небольшое количество водорода, используется как топливо технологических печей.
- рефлюкс - содержание сероводорода не более 0,002 %масс., используется в качестве сырья установок ГФУ.
Описание технологической схемы.
Сырье, гидроочищенная бензиновая фракция НК-85°С, насосом Н1. двумя потоками подается в тройники смешения с водородосодержащим газом идущим от компрессора К1. После смешения с ВСГ, газосырьевая смесь двумя параллельными потоками поступает в межтрубное пространство теплообменников Т1 и Т2, где нагревается за счет тепла поступающей из реактора Р2 газопродуктовой смеси, и затем нагревается в печи П1 до 250-260 °С и поступает последовательно в реакторы Р1 и Р2. Из печи П1 газосырьевая смесь поступает в реактор Р1, где она проходит сверху вниз слой катализатора IS-632, и далее направляется во второй реактор Р2. В связи с тем, что реакция изомеризации экзотермическая, после первого реактора Р1 в линию газопродуктовой смеси на входе в реактор Р2 предусмотрена подача холодного ВСГ с выкида компрессора К1. Из реактора Р1 газопродуктовая смесь поступает в реактор Р2, где пройдя сверху вниз слой катализатора, направляется далее в сырьевые теплообменники Т1 и Т2..
Продукты реакции после реактора Р2 поступают двумя потоками в трубное пространство сырьевых теплообменников Т1 и Т2, где охлаждаются отдавая тепло газо-сырьевому потоку. Далее газопродуктовая смесь охлаждается в воздушных холодильниках Х1, водяном холодильникеХ2, и поступает на разделение в сепаратор С1.
В сепараторе С1 происходит разделение ВСГ от жидкой фазы, после чего ВСГ направляется через дополнительный сепаратор С2 на прием циркуляционного компрессора К1. Давление в системе реакторного блока поддерживается подачей свежего ВСГ в линию на входе в сепаратор С2. Из сепаратора С2 поступает на прием циркуляционного компрессора К1 и далее направляется:
- двумя потоками в тройники смешения с сырьем;
- на входе в реактор Р2 (квенч);
Уровень в сепараторе С1 регулируется путем вывода части нестабильного изомеризата с низа сепаратора в теплообменникТ3, где нагревается за счет тепла стабильного изомеризата низа колонны К1 и далее направляется в качестве сырья в колонну К1.
С верха стабилизационной колонны К1 пары легкого бензина и углеводородные газы после охлаждения в воздушном холодильнике Х3, в водяном холодильнике Х4 и поступают в емкость орошения Е1. Жидкая фаза из емкости Е1 насосом Н2 подается на верх колонны К1 в качестве орошения. Балансовое количество жидкой фазы из Е1 -рефлюкс, откачивается на установку сероочистки и производства серы.
Необходимое для стабилизации количество тепла подводится в низ колонны К1 циркуляцией стабильного изомеризата через трубчатую печь П2 насосом Н3. Продукт с низа колонны забирается насосом Н3 и тремя параллельными потоками поступает в печь П2.
Из печи П2 горячий продукт поступает в кубовую часть колонны К1. Стабильный изомеризат выводится из нижней части колонны, через теплообменник Т3, нагревая сырье поступающее в колонну С-301, и охлаждается в воздушном холодильнике Х5, водяном холодильнике Х6 и затем выводится с установки в товарный парк.
Предусмотрен возврат части стабильного изомеризата после Х6 на всас сырьевого насоса Н1.
Материальный баланс
Исходные данные:
- сырье - гидроочищенная бензиновая фракция 35-85°С;
- годовая производительность реактора по сырью – 500 000 т/год;
- число рабочих дней - 350;
Таблица 7 -Материальный баланс установки изомеризации
| Статьи | Выход, | ||
| % массовые | кг/ч | кг/с | |
| Приход: - бензиновая фр. 35-85°С -водородсодержащий газ | 100,00 2,57 | 59523,81 1529,76 | 16,53 0,42 |
| Итого: | 102,57 | 61053,57 | 16,95 |
| Расход: -изомеризат -сухой газ -рефлюкс | 98,15 2,25 2,17 | 58422,62 1339,29 1291,66 | 15,53 0,72 3,46 |
| Итого: | 102,57 | 61053,57 | 16,95 |
