X Международная студенческая научная конференция
«Студенческий научный форум» - 2018
 
     

МЕТОДИКА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПРОПАНА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТОВАРНОГО ПРОДУКТА
Белик Д.В.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Актуальность исследования

Присутствие метанола в товарном пропане ухудшает его качество, как сырья для нефтехимического синтеза. Например, при дегидрировании пропана до пропилена присутствие метанола в сырье снижает активность катализатора дегидрирования. Кроме того, при поставке пропана на экспорт, его цена зависит от содержания в нём метанола. В связи с этим, получение чистого товарного пропана, не содержащего метанола, является задачей крайне актуальной.

В сырье установок газоразделения - широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) содержится от 0,03 % масс. до 0,20 % масс. и более метанола. При разделении ШФЛУ на газофракционирующих установках метанол концентрируется в пропановой фракции. В товарном пропане содержится уже (0,5 ÷ 1,0) % масс. метанола.

Попадание метанола в сжиженные газы обусловлено применением его в качестве ингибитора гидратообразования при транспортировке и переработке газового сырья в низкотемпературных условиях. Для исключения образования гидратов при низкой температуре необходимо осушать газ до точки росы, соответствующей минимальной температуре процесса. Однако осушка газа достаточно дорогостоящий процесс. Гораздо более дешевым является применение ингибиторов гидратообразования, главным из которых является метанол. Данная технология отличается простотой и практически не имеет затрат энергии, но применение метанола приводит к загрязнению им продуктов газоразделения.

До настоящего времени существующие способы решения этой проблемы - отмывка метанола водой и каталитическая очистка газового конденсата на импортном медьсодержащем катализаторе являются крайне неэффективными. Обводнение углеводородов по первому способу требует дополнительных затрат по их осушке. Недостатками второго способа являются: использование дорогостоящего импортного катализатора, большие энергетические затраты и потери части углеводородов за счёт крекинга и осмоления при повышенной температуре.

Можно предположить, что со временем будут использоваться комбинированные технологии: грубая осушка с использованием холода внешней среды и/или дешевых по энергозатратам холодильным циклам с холодом на уровне – 6 – 0ºС и адсорбционная с использованием различных адсорбентов. Это позволит не только снизить размеры адсорберов и/или частоту их регенерации, но позволит возвращать в производственный процесс метанол уносимый газом, который сорбируется на цеолитах типа NaА и NaХ.

Ряд новых важных аспектов развития мирового пропанового рынка, связанных с разработкой различных видов углеводородов и последствиями внедрением новых технологий производства, не получили до настоящего времени достаточно полного, всестороннего и углубленного анализа. При большом количестве и высоком уровне научных работ наблюдается дефицит исследований, опирающихся на междисциплинарный подход, по повышению качества товарного пропана, что негативно влияет на качество разрабатываемых стратегических энергетических ориентиров развития как стран-производителей и стран-потребителей пропана, так и нефтегазовых компаний.

Противоречия, между потребностью нефтегазоперерабатывающей отрасли России в увеличении и качестве товарного пропана и присутствии метанола вызывает потребность в снижении количества метанола в товарном продукте.

Актуальность и сложившиеся противоречия обеспечивают тему научно – исследовательской работы, выполняемой в рамках взаимодействия вуз – производство»

Объект исследования – товарный пропан нефтегазоперерабатывающего производства.

Предмет исследования – исследование качества товарного пропана на присутствие метанола.

Задачи исследования:

1. Проведение патентованного и литературного поиска по исследованию качеств товарного пропана на присутствие метанола;

2. Подбор соответствующих методов анализа по исследованию качеств товарного пропана на присутствие метанола;

3. Проведение химического эксперимента по исследованию качеств товарного пропана на присутствие метанола;

4. Обработка экспериментальных данных по исследованию качеств товарного пропана на присутствие метанола

Цель исследования: разработка технологии более простого и дешевого способа каталитической очистки пропана от метанола на отечественных катализаторах.

Достоверность и обоснованность исследования

Обеспечена не противоречивостью полученным результатам анализа качества товарного пропана на присутствие метанола и использование стандартных методов анализа, достоверностью экспертной обработки полученных результатов.

Научная новизна

Получены экспериментальные данные по очистке пропана с содержанием метанола 0,12 – 0,25 % масс. – основа для разработки эффективных методов работы нефтегазоперерабатывающих производств.

Практическая значимость

Разработана установка проточного действия каталитической очистки пропана от метанола, в которой пропан, содержащий метанол и водород пропускают через катализатор. Очищенное сырьё, охлажденное до 20 ºС, собирают в приемник и анализируют на состав. Температура процесса - 30-150 ºС; объёмная скорость по сырью – 1,0-7,0 час-1; мольный избыток водород : метанол - (5-300) : 1; давление – 0,3 МПа.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1Решение проблемыкачества товарного пропанав научных исследованиях

С целью решения проблемы исследования качества товарного пропана нами проведен патентный поиск авторских методик на выявление способов присутствия метанола.

Гулиянц С. Т. (RU), Гулиянц Ю. С. (RU), Александрова И. В. (RU) разработали способ адсорбционной очистки углеводородов от примесей метилового спирта. Патент РФ № 2356622 [1].

Изобретение относится к области адсорбции. Описан способ адсорбционной очистки пропана от примесей метилового спирта в жидкой фазе при пониженной температуре и атмосферном давлении при использовании синтетического цеолита NaA, модифицированного активными металлами Ni или Се, и проведении регенерации адсорбента в токе водорода. Изобретение позволяет снизить продолжительность процесса, энергетические затраты и увеличить срок службы адсорбента.

Снижение энергетических затрат достигается за счет использования при регенерации в качестве десорбирующего газа водорода. При этом время регенерации снижается в 5-6 раз. Увеличение срока службы адсорбента достигается за счет того, что высококипящие углеводородные и другие примеси, оседающие на адсорбенте и снижающие его адсорбционную емкость, на стадии регенерации подвергаются гидрогенолизу водородом на активных центрах, образованных модифицирующими металлами, и полностью удаляются с поверхности сорбента [1].

Зиаев Р.Р. (RU),  Зиаев Э. Р. (RU) разработали способ получения пропана из этан-пропановой фракции или углеводородных фракций и переработки углеводородного сырья (углеводородных фракций). Патент РФ № 2443669 [2].

Изобретение относится к способу получения пропана из этан-пропановой фракции и способу переработки углеводородного сырья. При этом способ переработки углеводородного сырья методом высокотемпературной ректификации включает подачу углеводородного сырья (углеводородных фракций) в ректификационную колонну, с подогревателем куба (низа) и отводом товарной более высококипящей фракции (или фракций) из нижней части куба (низа), узлами отвода газов ректификации из верхней части и получения флегмы для орошения верха колонны, узлом вывода расчетного товарного избытка более низкокипящей фракции (фракций). Данный способ характеризуется тем, что узел орошения снабжен холодильником (рекуператором, рекуператором-испарителем) для дополнительного захолаживания флегмы с регулированием ее температуры в пределах от 12°С до температуры минус 1°С от первоначальной температуры флегмы перед холодильником (рекуператором, рекуператором-испарителем) до процесса дополнительного захолаживания, непосредственно перед ее подачей на орошение. Изобретение позволяет увеличить степень извлечения пропана до 98,1% и выше, увеличить производительность по питанию на не менее 8% как колонн-деэтанизаторов, так и других высокотемпературных колонн [2].

Шеин А. О. (RU), Калачева Л. И. (RU), Шеин О. Г. (RU). Патент № 2403948 – установка получения пропана [3].

В исследованиях данных авторов изобретение относится к получению пропана разделением нестабильного углеводородного конденсата, получаемого при переработке углеводородных газов, и может быть использовано на предприятиях газовой и нефтяной промышленности. Установка включает колонну-деэтанизатор с подогревателем низа, отводами газовой фазы деэтанизации в верхней части и стабилизированного конденсата в нижней части, снабженную узлом орошения верха. Узел орошения включает теплообменник, соединенный с отводом газовой фазы деэтанизации, емкость с отводом газа деэтанизации и отводом жидкой фазы, соединенным с верхней частью колонны-деэтанизатора. Установка содержит колонну получения пропана с подогревателем низа, отводом паров углеводородов в верхней части и отводом пропана в нижней части. Отвод жидкой фазы из емкости узла орошения дополнительно соединен с верхней частью колонны получения пропана. Отвод паров углеводородов с верха колонны получения пропана может быть соединен с отводом газовой фазы деэтанизации с верха колонны-деэтанизатора или с емкостью узла орошения. Технический результат: повышение качества и количества получаемой пропановой фракции, расширение области применения по составу нестабильного углеводородного конденсата [3].

Эбботт Питер Эдвард Джеймс (GB) разработал патент № 2325424 - способ десульфуризации [4].

Изобретение относится к усовершенствованному способу отделения потока, содержащего пропан и/или бутаны, от исходных углеводородов, содержащих примеси алкилмеркаптанов, путем фракционной дистилляции с получением жидкой фазы и отделенного потока из головной части колонны при таком давлении, что отделенный поток из головной части колонны, содержащий указанный пропан и/или бутаны, находится при температуре в пределах от 50 до 100°С, включающему введение в указанные исходные углеводороды количества кислорода, достаточного для окисления меркаптанов в них, проведение фракционной дистилляции полученной смеси в колонне, содержащей, по меньшей мере, один слой катализатора, который окисляет меркаптаны до соединений серы с более высокими температурами кипения, и отделение соединений серы с более высокими температурами кипения в виде части жидкой фазы дистилляции [4].

Павлов С. Ю. (RU), Павлов О. С. (RU), Павлов Д. С. (RU). Патент № 2296736 – способ разделения пропена и пропана [5].

Изобретение относится к разделению низких насыщенных и ненасыщенных углеводородов. При осуществлении способа пропен и пропан, содержащиеся в исходной углеводородной смеси, разделяют в вертикальной зоне противоточного парожидкостного контактирования с выводом из укрепляющей части потока, имеющего повышенную концентрацию пропена, и выводом из исчерпывающей части, соединенной с кипятильником, потока, имеющего повышенную концентрацию пропана на сумму углеводородов С3. Разделение проводят в присутствии углеводородного разбавителя, содержащего преимущественно один или несколько насыщенных углеводородов С4 - С10 с температурой кипения как минимум на 30°С выше, чем температура кипения пропана. Предпочтительно содержание разбавителя в жидкой фазе 20-90 мас.%. Разделение ведут ректификацией и/или селективной абсорбцией с частичной отпаркой в кипятильнике потока, который возвращают в зону ректификации или абсорбции. Примеси углеводородов С2 и разбавитель отделяют в дополнительных ректификационных зонах. Технический результат - снижение экономических затрат с высокой четкостью разделения пропена и пропана [5].

Литвиненко А. В. (RU), Аристович Ю. В. (RU), Грицай М. А. (RU), Тютюник Г. Г. (RU), Жернаков Л. Е. (RU), Анохин В. И. (RU), Савельев В. С. (RU), Стрепетилов Н. Ф. (RU), Савин Г. М. (RU). Патент №2470002 - способ очистки и осушки пропановой фракции от метанола [6].

Изобретение относится к способу очистки и осушки пропановой фракции от метанола. Способ включает контактирование метанолсодержащего потока с водой, отделение пропановой фракции от водометанольного раствора, вывод метанола в виде его водного раствора, укрепление водного раствора метанола ректификацией, отличающийся тем, что контактирование метанолсодержащего потока с водой осуществляют их смешением. При этом расход воды определяют условием: 3· Qмет > Qводы > 0,2·Qмет, где Qмет - количество метанола, поступающего с пропановой фракцией в час, м3/ч; Qводы - расход подаваемой на промывку воды, м3/ч. Далее пропановую фракцию после отделения от водометанольной фазы, подаваемой на укрепление, направляют на азеотропную ректификацию в колонну. При этом из верхней части колонны выводят азеотропообразующую смесь вода-метанол-пропан в виде паров, которые компримируют с последующей их конденсацией и подают на смешение с водой, а из нижней части колонны выводят очищенную и осушенную пропановую фракцию, содержащую остаточное количество метанола и воды. Кроме того, поступающую на очистку и осушку пропановую фракцию подают непосредственно на смешение с водой или подают совместно с пропановой фракцией после отделения от водометанольной фазы на азеотропную ректификацию. Использование настоящего способа позволяет снизить удельные энергетические затраты на проведение процессов осушки и очистки при осуществлении способа [6].

1.2Характеристика применяемых промышленных катализаторов

В качестве сырья процесса очистки пропана от примесей метанола использовался пропан, содержащий 0,19 –0,25 % метанола.

В качестве восстановительного газа и газа гидрогенизации использовали электролитический водород. В качестве катализаторов применялись промышленные катализаторы:

- катализатор «никель на кизельгуре» [6].

Таблица 1.2.1 - Характеристика сырья, реагентов и полученных продуктов

Внешний вид

Диаметр и высота таблеток, мм

Насыпная плотность, кг/м3

Удельная поверхность Sуд ,м2/кг

Поверхность металлического никеля Sмет ,м2/кг

Таблетки чёрного цвета

3,5-4,5

1100

100-150

13-15

- катализатор палладий, нанесённый на окись алюминия [6]

Внешний вид

Химический состав

Размер гранул, мм

Насыпная плотность, кг/м3

Серые гранулы

Палладий, нанесённый на окись алюминия

3-5

500

Использование данных катализаторов для процесса очистки пропана от метанола неизвестно и в литературе не описано. Очистка пропана по заявляемому способу проводится при низких температурах (30-100)°С в жидкой фазе.

2 МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ТОВАРНОГО ПРОПАНА

2.1 Существующие технологии очистки пропана от метанола

Технология очистки сжиженных газов тесно связана с их осушкой. Существуют различные технологии одновременной осушки и отбензинивания (например, адсорбция силикагелем способна довести качество газа до требований контракта по таким показателям как точка росы по воде и углеводородами, применяя гликоли, можно убрать воду, но останутся углеводороды С6+ и выше).

Применительно к подготовке экспортного газа для его транспортировки оптимальна адсорбционная технология, например по морским газопроводам, когда предъявляются более строгие требования к качеству подготавливаемого газа (точка росы по воде -30 ºС, точка росы по углеводородам -20 ºС при давлении 22 бар.), они гораздо жестче, чем при обычной транспортировке газа по Европейским газотранспортным сетям. Адсорбция эффективна, даже при самых низких содержаниях углеводородов С6+, она обеспечивает тонкую осушку и очистку газа.

На УПГТ КС Краснодарская по данной технологии успешно работают 2 линии по 6 адсорберов в каждой, загруженных комбинированным слоем силикагелей немецкой фирмы BASF марок Trokenperlen-WS (защитный слой) и Trokenperlen-Н (основной слой). Загрузка каждого из адсорберов составляет 42 тонны, расход газа на каждый из адсорберов до 250 тыс. н. куб. м. с годовой производительностью установки 16 млрд. н. куб. м., параметры процесса: t=20-25 ºС; давление 60 бар.

Известен способ очистки углеводородов от метанола отмывкой водой. Для выполнения этой задачи используются огромные резервуары-отстойники, насосное оборудование. При этом остаточное содержание метанола, например в пропане, даже при 10-20 кратном избытке воды составляет около 100 ррm. Эффективность данного способа очистки крайне низкая. Кроме того, остаточная растворимость воды в пропане в рабочих условиях может привести к замерзанию и выходу из строя межцеховых трубопроводов.

Существует способ азеотропной сушки пропановой фракции. На предприятиях переработки используются методы азеотропной осушки и очистки пропановой фракции от метанола.

Сушку применяют для того чтобы адаптировать продукцию для иностранного рынка, где есть серьезные ограничения по метанолу, уменьшить содержание в пропане метанола и влаги, что позволит расширить рынок применения товарного пропана.

Проект разработан проектным институтом НИПИгазпереработка. Способ включает контактирование метанолсодержащего потока с водой, отделение пропановой фракции от водометанольного раствора, вывод метанола в виде его водного раствора, укрепление водного раствора метанола ректификацией. Далее пропановую фракцию после отделения от водометанольной фазы, подаваемой на укрепление, направляют на азеотропную ректификацию в колонну. При этом из верхней части колонны выводят азеотропообразующую смесь вода-метанол-пропан в виде паров, которые компримируют с последующей их конденсацией и подают на смешение с водой, а из нижней части колонны выводят очищенную и осушенную пропановую фракцию, содержащую остаточное количество метанола и воды. Данный способ является очень энергоемким и требует больших количеств промывной воды.

Известен способ гидроочистки нефтепродуктов на Al-Co-Moкатализаторе. Процесс проводится при повышенной температуре 300-400 °Си давлении 3-4 МПа, однако он сопровождается крекингом части нефтепродуктов.

Известен способ каталитической очистки лёгкой бензиновой фракции газового конденсата на импортном медьсодержащем катализаторе синтеза метанола. Суть метода заключается в каталитическом разложении метанола в парофазном потоке узкой фракции газового конденсата (60-90 ºС), отводимой с колонны стабилизации и перед входом в реактор предварительно нагреваемой в вертикальной цилиндрической печи за счёт тепла сгорания топливного газа. При этом весь метанол полностью разлагается на диоксид углерода и водород. В качестве катализаторов процесса используются медьсодержащий катализатор синтеза метанола СНМ-1 и цеолитсодержащий катализатор НКТ-1.Температура очистки составляет 270-360 ºС. Данный способ требует сложного аппаратурного оформления, применения повышенных температур, что приводит к потерям углеводородов за счёт крекинга и осмоления и большим энергетическим затратам.

2.2 Установка каталитической очистки пропана от метанола

В качестве модельного парафинового углеводорода был выбран пропан. Очистка пропана проводилась на лабораторной установке проточного действия. Схема установки представлена на рис. 2.2.1.

Рисунок 2.2.1 Схема лабораторной установки каталитической очистки пропана от метанола: 1 –реактор с электрообогревом, 2-холодильник-конденсатор, 3 –приемник жидкой фазы, 4 –лабораторный автотрансформатор, 5 –регистрирующее устройство КСП-4, 6-датчик температуры, 7 –газовый счетчик барабанного типа.

Из рисунка 2.2.1 видно, что установка состоит из обогреваемого металлического реактора объемом 100 см3, снабженного датчиком и регистратором температуры, холодильником-конденсатором, устройством ввода сырья и вывода продукта. Источник получения водорода – генератор водорода.

2.3 Условия проведения очистки

Температура – 30-150 ºС;

Объёмная скорость по сырью – 1,0-7,0 час-1;

Мольный избыток водород : метанол - (5-300) : 1;

Давление – 0,3 МПа.

В трубчатый реактор загружали 100 см3 катализатора. Катализатор восстанавливали в токе водорода при 250 °С в течение 12 часов до полного удаления влаги. Затем температуру снижали до требуемой. Через катализатор пропускали пропан, содержащий метанол и водород. Очищенное сырьё, охлажденное до 20 ºС, собирали в приемник и анализировали на состав.

Анализ пропана проводился на хроматографе ЦВЕТ-500 М с детектором пламенно-ионизационным. Сорбент – ПЭГ -1500 15 % на кирпиче и 1,2,3-трис(ß-цианэтокси)пропан 15 % на кирпиче смешаны один к одному; lкол - 3м; dкол – 3мм; Ткол -70 ºС; Тисп – 130 ºС.

3.ЭКСПЕРИМЕНТ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1 Обсуждение результатов эксперимента

Результаты экспериментов представлены в таблицах и рисунках 3.1.1 и 3.1.2.

Таблица 3.1.1 - Очистка углеводородов от метанола на катализаторе «никель на кизельгуре»

опыта

Условия очистки

Содержание метанола, ррm

Потери

углеводородов,

% масс.

Т,

°С

Объемная скорость сырья, ч-1

Мольное

соотношение

Н2 : СН3ОН

До

очистки

После

очистки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11*

50

50

50

50

50

50

50

50

70

90

150

2,0

5,0

1,0

3,0

1,0

3,2

3,9

3,0

1,0

1,0

1,0

50 : 1

35 : 1

50 : 1

4 : 1

9 : 1

32 : 1

17 : 1

30 : 1

270 : 1

270 : 1

270 : 1

2500

2500

2500

2500

1800

2200

2300

2500

1300

1300

2500

14

25

5

51

8

16

36

36

5

5

15

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

* При температуре 150 °С очистка пропана проходит в газовой фазе.

В таблице 3.1.1 содержатся условия очистки, содержание метанола до и после очистки, потери углеводородов в каждом из одиннадцати опытов. Условия опытов отличаются температурой, объемной скоростью сырья, мольным соотношением Н2 : СН3ОН. Содержание метанола до и после очистки, также, различно.

(2)

(1)

Рисунок 3.1.1 Содержание метанола до и после очистки на катализаторе «никель на кизельгуре»

На рисунке 3.1.1 линия (1) – содержание метанола (ррm) до очистки, линия (2) – содержание метанола (ррm) после очистки на катализаторе «никель на кизельгуре».

Вывод:

Опыты по очистке пропана с содержанием метанола 0,12-0,25 % масс проводились в трубчатом полом реакторе заполненном катализатором при температуре 50-150 ºС и давлении 0,3 МПа в среде водорода при мольном избытке водорода к метанолу равном (4-270) : 1. Объёмная скорость по сырью в опытах составляла 1-5 ч-1. Установлено, что при мольном избытке водорода к метанолу менее 5,0 наблюдается проскок метанола в сырье более 50 ррm. Увеличивать мольный избыток водорода к метанолу более 50 : 1, уменьшать объёмную скорость подачи сырья менее 1ч-1 и повышать температуру в реакторе более 100 °С, т. е. увеличивать энергозатраты экономически нецелесообразно.

Таблица 3.1.2 - Очистка углеводородов от метанола на катализаторе «палладий на Al2O3

Условия очистки

Содержание метанола, ррm

Потери

углеводородов,

% масс.

Т,

°С

Объемная скорость сырья, ч-1

Мольное

соотношение

Н2 : СН3ОН

До очистки

После очистки

   

1

2*

3

4

5

6

7

8

30

100

50

50

50

50

30

50

5,0

2,6

6,0

7,0

3,1

2,7

3,2

2,8

16 : 1

25 : 1

5 : 1

16 : 1

270 : 1

25 : 1

32 : 1

45 : 1

1900

1900

1900

1900

1900

1900

1900

1200

5

6

12

51

12

14

15

18

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

Отс.

* При температуре 100 °С очистка пропана проходит в газовой фазе.

В таблице 3.1.2 содержатся условия очистки, содержание метанола и потери углеводородов в каждом из восьми опытов. Условия опытов отличаются температурой, объемной скоростью сырья, мольным соотношением Н2 : СН3ОН. Содержание метанола до и после очистки, также, различно.

(2)

(1)

Рисунок 3.1.2 Содержание метанола до и после очистки на катализаторе «палладий на Al2O3»

На рисунке 3.1.2 линия (1) – содержание метанола (ррm) до очистки, линия (2) – содержание метанола (ррm) после очистки на катализаторе «палладий на Al2O3»

Вывод:

Опыты по очистке пропана с содержанием метанола 0,12-0,25 % масс проводились в трубчатом полом реакторе заполненном катализатором при температуре 30-100 ºС и атмосферном давлении в среде водорода при мольном избытке водорода к метанолу равном (5-270) : 1. Объёмная скорость по сырью в опытах составляла 2,6 - 7 ч-1. Установлено, что при объёмной скорости подачи сырья более 6 ч-1 наблюдается проскок метанола в сырье более 50 ррm. Увеличивать мольный избыток водорода к метанолу более 50 : 1, т. е. увеличивать энергозатраты экономически нецелесообразно.

Очевидно, оптимальными параметрами процесса будут: температура 50-90 ºС, мольное соотношение водород : метанол (5 - 50) : 1 и объёмная скорость подачи углеводородов 1 - 6 ч-1.

3.2 Выбор оптимальных параметров процесса и разработка блок-схемы каталитической очистки пропана от метанола

Источником водорода могут быть:

1. электролизный водород;

2. водородсодержащий газ (ВСГ) – отдувки установок дегидрирования производств, например бутана или изобутана:

Таблица 3.2.1 - Состав отдувок производства изобутилена

Состав отдувок производства изобутилена: % об.

Н2

N2

C1

CO

C2

CO2

C3

C4

Кт-118

72,8

19,8

4,0

2,7

0,05

0,65

-

100

T-135

26,2

12,2

7,1

2,0

1,9

5,3

45,4

100

Усреднённый состав ВСГ*

49,6

16,0

5,5

2,3

1,0

2,9

22,7

100

* Состав отдувки ВСГ при смешении Кт-118 и T-135 в объёмном соотношении 1 : 1.

В приведенной таблице 3.2.1 показан объем сдувок производства изобутилена в процентах.

Для очистки ВСГ от «вредных» примесей (СО, СО2) можно использовать мембранную установку производства ОАО «Криогенмаш» для концентрирования водорода (типа МВ) производительностью от 10 до 10000 м3/ч с содержанием водорода в продукте от 82 до 99 % в зависимости от исходного состава. Возможно также использование предварительного реактора с Ni-Cr-катализатором метанирования для очистки ВСГ от окислов углерода.

Блок-схема каталитической очистки парафиновых углеводородов С3 и выше от метанола представлена на рис.3.2.1.

Рисунок 3.2.1 Принципиальная блок-схема установки очистки пропана от метанола

1.мембранная установка концентрирования водорода МВ-4,2; 2. компрессор; 3. реактор, выполненный в виде кожухотрубного теплообменника; 4. холодильник-конденсатор; 5. сепаратор; 6. насос.

Водородсодержащий газ поступающий на мембранную установку, с установки направляется в реактор на линию подачи пропана через компрессор затем охлаждается, входит в сепаратор и насосом, очищенный пропан поступает на склад, а газовая фаза сбрасывается в топливную сеть.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения научно – исследовательского проекта показано, что наиболее эффективными катализаторами каталитического гидрогенолиза могут быть специальные катализаторы конверсии оксигенатов «Рd на оксиде алюминия» и «Ni на кизельгуре», селективные только по отношению к разрыву связи С-О кислородсодержащего соединения, не затрагивая связь С-С самого углеводорода.

В результате проведенных исследований разработана альтернативная технология очистки пропана от примесей метанола.

Предложена принципиальная технологическая блок-схема, определены основные оптимальные параметры процесса очистки пропана от примесей метанола и подобраны катализаторы для проведения данного процесса.

Разработанная технология может быть использована для очистки пропана от примесей метанола и других кислородсодержащих примесей.

Достоинством данного процесса является отсутствие потерь углеводородов при высокой глубине очистки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Способ адсорбционной очистки углеводородов от примесей метилового спирта: пат. 2356622 Рос. Федерация МПК C07C7/13/ С.Т. Гулиянц, И.В. Александрова, Ю.С. Гулиянц; патентообладатель(и) С.Т. Гулиянц, Ю.С. Гулиянц; заявл. 17.12.2007; опубл. 27.05.2009

2. Способ получения пропана из этан-пропановой фракции или углеводородных фракций и переработки углеводородного сырья (углеводородных фракций): пат. 2443669 Рос. Федерация МПК C07C9/08/ Р.Р. Зиаев, Э.Р. Зиаев; патентообладатель(и) Р.Р. Зиаев, Э.Р. Зиаев; заявл. 03.08.2010; опубл. 27.02.2012

3. Установка получения пропана: пат. 2403948 Рос. Федерация МПК C07C9/08/ А.О. Шеин, О.Г. Шеин, Л.И. Калачева; патентообладатель(и) Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (ОАО НИПИгазпереработка); заявл. 31.12.2008; опубл. 20.11.2010

4. Способ десульфуризации: пат. 2325424 Великобритания МПК C07C9/08/ П. Э. Дж. Эбботт; патентообладатель(и) М. П.Джонсон; заявл. 30.10.2003; опубл. 27.05.2008

5. Способ разделения пропена и пропана: пат. 2296736 Рос. Федерация МПК C07C9/08/ С. Ю. Павлов, О. С. Павлов, Д. С. Павлов; патентообладатель(и) С. Ю. Павлов, О. С. Павлов, Д. С. Павлов, Л.В. Байбурский ; заявл. 13.02.2006; опубл. 10.04.2007

6. Способ очистки и осушки пропановой фракции от метанола: пат. 2470002 Рос. Федерация МПК C07C9/08/ А. В. Литвиненко, Ю. В. Аристович, М. А. Грицай, Г. Г. Тютюник, Л. Е. Жернаков, В. И. Анохин, В. С. Савельев, Н. Ф. Стрепетилов, Г. М. Савин; патентообладатель(и) Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (ОАО НИПИгазпереработка), Общество с ограниченной ответственностью Сибур Тобольск (ООО Сибур Тобольск ) ; заявл. 05.10.2011; опубл. 20.12.2012

7. Огородников С. К. Справочник нефтехимика [Текcт] / под ред. С.К.Огородникова. – СПб.: Химия, 2008. - т.1.- С 404-406, 412, 413.