способ очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ ПАРАФИНОВ ОТ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ путем жидкофазной адсорбции в стационарном слое мелкопористого силикагеля с последующей жидкофазной десорбцией адсорбированных ароматических углеводородов ацетоном, продувкой и охлаждением адсорбента, отличающийся тем, что перед адсорбцией жидкие парафины смешивают с ацетоном, взятые в количестве 0,05 - 0,35 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области адсорбционного разделения углеводородных смесей, в частности к адсорбционным способам очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов, и может быть применено в нефтепереработке и нефтехимии.

Известен способ жидкофазного адсорбционного концентрирования ароматических углеводородов в статических условиях с использованием в качестве адсорбента промышленных образцов, крупнопористого КСК и мелкопористого КСМ силикагелей [1] из которого следует, что сужение пор силикагеля от 100 до 33 увеличивает равновесную величину адсорбции ароматических углеводородов. Из этого способа следует, что в качестве адсорбента ароматических углеводородов целесообразно использовать мелкопористые силикагели. Недостаток способа заключается в невозможности получения в статических равновесных условиях глубокоочищенных от ароматических углеводородов жидких парафинов (остаточное массовое содержание ароматических углеводородов не более 0,01%).

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ очистки парафинового сырья от ароматических углеводородов [2] по которому исходные жидкие парафины в жидкой фазе при температуре 20-150^оС прокачивают через стационарный слой мелкопористого силикагеля МСМ, заполненный очищенными парафинами после предыдущего цикла очистки. Поглощенные адсорбентом из сырья углеводороды вытесняют с помощью ацетона в жидкой фазе при температуре 50-500^оС. Затем с целью подготовки адсорбента к стадии адсорбции следующего цикла очистки из него удаляют десорбент (ацетон) при температуре 200-500^оС путем продувки адсорбера газом (азот, водород, углекислый газ). После завершения стадии удаления ацетона слой адсорбента охлаждают путем прокачивания очищенных жидких парафинов и по достижении температуры 20-150^оС возобновляют подачу исходных жидких парафинов на очистку.

Недостатком описанного способа очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов является относительно низкий выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе вследствие частичной дезактивации адсорбента. По-видимому, на стадии адсорбции при контакте ароматических углеводородов с поверхностью пор мелкопористого силикагеля протекают побочные реакции уплотнения и конденсации вследствие химической и энергетической неоднородности поверхности пор с образованием труднодесорбируемых соединений, которые, накапливаясь при многоцикловой работе, дезактивируют адсорбент и снижают выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента.

Целью изобретения является увеличение выхода очищенных от ароматических углеводородов жидких парафинов (остаточное содержание ароматических углеводородов не более 0,01 мас.) с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе.

Поставленная цель достигается тем, что жидкие парафины перед адсорбцией предварительно смешивают с ацетоном в количестве 0,05-0,35 мас. Такой технический прием позволяет обеспечить более высокий по сравнению с известным способом выход очищенных от ароматических углеводородов жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе, по-видимому, за счет того, что при прохождении исходной смеси жидких парафинов с ацетоном через стационарный слой мелкопористого силикагеля преимущественно по сравнению с ароматическими углеводородами адсорбирующийся ацетон блокирует наиболее активные в реакциях уплотнения и конденсации ароматических углеводородов каталитические центры, ответственные за образование труднодесорбируемых соединений в условиях адсорбционной очистки.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Исходные жидкие парафины, предварительно смешанные с ацетоном до содержания последнего в смеси 0,05-0,35 мас. в жидкой фазе при температуре 20-50^оС прокачивают снизу вверх через стационарный слой мелкопористого силикагеля. Содержащиеся в смеси ацетон и ароматические углеводороды поглощаются адсорбентом, а очищенные жидкие парафины выводят из адсорбера. При появлении на выходе из адсорбера парафинов с концентрацией ароматических углеводородов выше 0,01 мас. адсорбцию прекращают. В связи в тем, что ацетон адсорбируется преимущественнее ароматических углеводородов, его содержание по данным хроматографического анализа в очищенных жидких парафинах не обнаруживается. После слива из адсорбера сверху вниз жидких парафинов, близких по содержанию ароматических углеводородов к исходным парафинам, проводят жидкофазную десорбцию поглощенных мелкопористым силикагелем в стадии адсорбции углеводородов при температуре 50-200^оС, прокачивая через адсорбер сверху вниз ацетон. Продукт со стадии слива возвращают в адсорбер, предварительно смешивая его с исходными жидкими парафинами и добавляя расчетное количество ацетона. После этого для подготовки адсорбента к стадии адсорбции следующего цикла очистки из него удаляют десорбент ацетон с примесью десорбционных углеводородов при температуре 200-500^оС путем продувки адсорбера газом (азот, водород, углекислый газ), охлаждают до температуры 20-50^оС очищенными жидкими парафинами или газом и возобновляют подачу смеси жидких парафинов с ацетоном на очистку. Перед повторным использованием газа на стадии продувки его очищают известным способом от паров десорбента с примесью десорбированных углеводородов и компримируют с последующей осушкой и очисткой. Смесь десорбента и десорбированных углеводородов со стадии десорбции и продувки разделяют, например, ректификацией, и регенерированный десорбент используют повторно.

Увеличение содержания ацетона в смеси с исходными жидкими парафинами перед адсорбцией выше 0,35 мас. и уменьшение ниже 0,05 мас. нецелесообразно в связи с тем, что в этих случаях выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе не превышает величину этого показателя для известного способа-прототипа. Кроме того, в первом случае в очищенных жидких парафинах хроматографическим анализом обнаруживается содержание ацетона, что может ограничить область использования этих парафинов.

Предложенный способ проверен на лабораторной установке и поясняется следующими примерами.

П р и м е р ы 1-3. Исходное сырье жидкие парафины фракции 200-320^оС, содержащие 0,89% ароматических углеводородов, предварительно смешивают перед адсорбцией с ацетоном, доводя его содержание в смеси до 0,05 (пр. 1), 0,15 (пр. 2), 0,35 мас. (пр. 3). После этого смесь прокачивают при температуре 30^оС снизу вверх через адсорбер, в который загружено 100 см³ мелкопористого силикагеля МСМ. Ацетон и ароматические углеводороды поглощаются адсорбентом, а очищенные жидкие парафины с остаточным массовым содержанием ароматических углеводородов не более 0,01 мас. выводят из адсорбера. Присутствие ацетона в очищенных жидких парафинах по данным хроматографического анализа не обнаружено. Затем из адсорбера сливают сверху вниз остатки исходного сырья и повышают температуру слоя адсорбента до 70^оС. При этой температуре и давлении 0,2 МПа через адсорбер сверху вниз прокачивают в жидкой фазе 200 см³ацетона, после чего температуру в адсорбере поднимают до 200^оС и продувают слой адсорбента азотом. При температуре 200^оС через адсорбер для охлаждения прокачивают очищенные жидкие парафины, полученные в предыдущем цикле очистки, или продувают азот и по достижении температуры 30^оС возобновляют подачу смеси исходных жидких парафинов с ацетоном. После проведения 9 и 29 циклов очистки соответственно на 10-м и 30-м цикле определяют выход очищенных жидких парафинов с единицы объема адсорбента и динамическую емкость слоя адсорбента по ароматическим углеводородам.

Полученные результаты по предлагаемому способу с предварительным смешением перед адсорбцией жидких парафинов с ацетоном и известному способу приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов позволяет увеличить выход очищенных от ароматических углеводородов жидких парафинов с единицы объема адсорбента при многоцикловой работе в среднем на 7% по сравнению с известным способом.

Внедрение предлагаемого способа на установке адсорбционной очистки жидких парафинов производительностью 120 тыс. т/год обеспечит за счет сокращения загрузки адсорбента на 7% годовой экономический эффект. Загрузка адсорбента в установку по предлагаемому способу 93 т, по известному 100 т.