Оптимизация технологических режимов колонны разделения продуктов реакции на установке изомеризации лёгких парафинов
Автор: Лямаев О.Ю., Попов С.В.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 1 (99) т.86, 2024 года.
Бесплатный доступ
Процессом изомеризации легких бензиновых фракций синтезируют ценные компоненты для экологически чистых автомобильных бензинов. В продуктах реакции изомеризации наряду с целевыми высокооктановыми углеводородами содержатся низкоразветвленные С6-углеводороды, присутствие которых снижает октановое число изомеризата, поэтому в промышленных условиях целесообразно их выделение из реакционной массы с целью рециркулирования в сырьевой поток реактора как одних из исходных реактантов процесса. В промышленных условиях низкоразветвленные парафиновые С6 углеводороды отбираются в колонне-деизогексанизаторе боковым погоном. Сложность разделения компонентов изомеризата объясняется их достаточно близкими температурами кипения. В работе проводится оптимизация технологического режима работы колонны-деизогексанизатора с целью максимального извлечения данных компонентов в рецикл. Исследования проводили с использованием моделирующей программы Honeywell Unisim Design. Термодинамические свойства потоков рассчитывались по методу Пенга-Робинсона. Выполненными расчётами установлены технологические параметры колонны, которые обеспечивают практически полное извлечение в боковой погон нормального гексана и метилпентанов в количестве 99,99 и 99,72%масс. соответственно, при этом конструкционные параметры колонны-деизогексанизатора не менялись. Достигаемое увеличение количества сырьевых углеводородов в боковом погоне делает целесообразным использование в технологической схеме установки дополнительной колонны-деизопентанизатора с целью вывода изопентана из сырья реакторного блока изомеризации. Приводится фрагмент технологической схемы установки с включением колонны-деизопентанизатора с её оптимальными технологическими и конструкционными параметрами. Суммарный расчётный эффект от предложенных решений в виде увеличения октанового числа изомеризата составил 1,9 пунктов.
Изомеризация, октановое число, колонна деизогексанизатор, колонна деизопентанизатор, моделирование, honeywell unisim design
Короткий адрес: https://sciup.org/140305673
IDR: 140305673 | DOI: 10.20914/2310-1202-2024-1-227-234
Список литературы Оптимизация технологических режимов колонны разделения продуктов реакции на установке изомеризации лёгких парафинов
- Шакун А.Н., Федоров М.Л., Карпенко Т.В., Демидова Е.В. Развитие процессов изомеризации парафиновых углеводородов // Мир нефтепродуктов. 2020. № 6. С. 12-20.
- Kimura T. Development of Pt/SO42−/ZrO2 catalyst for isomerization of light naphtha // Catalysis Today. 2003. V. 81. №. 1. P. 57-63.
- Aboul-Gheit A.K. et al. Pt, Re and Pt–Re incorporation in sulfated zirconia as catalysts for n-pentane isomerization // Egyptian Journal of Petroleum. 2014. V. 23. №. 3. P. 303-314..
- Prescott H.A., Wloka M., Kemnitz E. Supported sulfated zirconia catalysts and their properties // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2004. V. 223. №. 1-2. P. 67-74.
- Игумнов А.С., Солнышкина Е.А., Леденев С.М. Вариант совершенствования установки изомеризации бензиновых фракций // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 6. С. 193.
- Кузичкин Н.В., Голоднова Д.А. Совместное применение адсорбции и каталитической изомеризации // Известия СПбГТИ(ТУ). 2018. №44. С. 40-44.
- Пат. № 2680377, RU, C07C 5/22, 9/12, 9/16. Способ разделения бензиновых фракций в процессе изомеризации / Мнушкин И.А. № 2018132218; Заявл. 10.09.2018; Опубл. 20.02.2019, Бюл. № 5.
- Muhammed T., Tokay B., Conradie A. Raising the Research Octane Number using an optimized Simulated Moving Bed technology towards greater sustainability and economic return // Fuel. 2023. V. 337. P. 126864. doi: 10.1016/j.fuel.2022.126864 Пат. № 2646751, RU, С07С 5/22, 9/16.
- Способ изомеризации легких бензиновых фракций / Мнушкин И.А. № 2017125275; Заявл. 14.07.2017; Опубл. 07.03.2018, Бюл. № 7. Пат. № 2708613, RU, С10G 59/00, 63/00.
- Способы и устройства для интегрированного процесса изомеризации и платформинга / Глоувер Б.К. № 2017135457; Заявл. 28.03.2016; Опубл. 10.12.2019, Бюл. № 34. Пат. № 2595341, RU, В01/J 21/04, 23/42, 37/02, С07С 5/27.
- Катализатор изомеризации парафиновых углеводородов и способы его приготовления / Кильдяшев С.П., Ястребова Г.М. № 2015125919/04; Заявл. 29.06.2015; Опубл. 27.08.2016, Бюл. № 24.
- Газаров Р.А., Мещеряков С.В., Газаров К.Р., Русакова В.В. Синтез новых суперкислотных катализаторов для получения экологически безопасных высооктановых компонентов бензинов // Труды РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. 2021. №2. С. 93-101
- Маликов И.В., Завалинская И.С., Ясьян Ю.П. Исследование превращений углеводородов С5-С6 в реакции изомеризации в присутствии катализаторов на основе иммобилизованной ионной жидкости // Фундаментальные исследования. 2015. №. 2-5. С. 935-939.
- Тураносов А.В., Иванчина Э.Д., Чеканцев Н.В., Чузлов В.А. и др. Оптимизация процесса изомеризации пентан-гексановой фракции с использованием комплексной математической модели HYSYS-IZOMER. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2012. № 12. С. 9-13.
- Osman W.S., Fadel A.E., Salem S.M., Shoaib A.M. et al. Optimum Design of Naphtha Recycle Isomerization Unit with Modification by Adding De-Isopentanizer // Processes. 2023. V. 11. №. 12. P. 3406. doi: 10.3390/pr11123406
- Enikeeva L.V. et al. Modeling and optimization of the catalytic isomerization of the pentane-hexane fraction with maximization of individual high-octane components yield // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2021. V. 133. P. 879-895.
- Пат. № 2621349, RU, С07С 7/04. Способ разделения изопентан-пентан-изогексан-гексановой фракции, снижающий долю рецикловых потоков в системе / Фаизов А.Р., Чуракова С.К., Гильванова Э.М. № 2016112101; Заявл. 30.03.2016; Опубл. 02.06.2017, Бюл. № 16.
- Беденко Е.Е., Береговский А.А., Попов С.В., Хабибрахманова О.В. Оптимизация технологических режимов колонны деизопентанизатора подготовки сырьевого потока установки низкотемпературной изомеризации ПГИ-ДИГ/280-НК // Вестник ВГУИТ. 2023. Т. 85. № 1. С. 204-211. doi: 10.20914/2310-1202-2023-1-204-211
- Said M.M., Ahmed T.S., Moustafa T.M. Predictive modeling and optimization for an industrial Penex isomerization unit: A case study // Energy & fuels. 2014. V. 28. №. 12. P. 7726-7741.
- Peng D.Y., Robinson D.B. A new two-constant equation of state // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1976. V. 15. №. 1. P. 59-64.
