Уменьшение потерь исходного реактанта н-гексана с товарным изомеризатом

Бесплатный доступ

Процессы изомеризации парафиновых углеводородов обеспечивают снижение содержания ароматических и низкооктановых углеводородов в автомобильных бензинах. Октановое число товарного изомеризата, используемого при компаундировании в бензинах, зависит от чёткости разделения компонентов реакционной массы изомеризации, в частности присутствие в ней не превращённых реактантов приводит к снижению октанового числа и потере этих компонентов сырья. В товарном изомеризате типовой установки низкотемпературной изомеризации лёгкой бензиновой фракции ПГИ-ДИГ вместе с целевыми продуктами содержатся низкоразветвленные и сырьевые нормальные углеводороды, в частности присутствует н-гексан, ухудшающий качество товарного изомеризата из-за его низкого октанового числа (ОЧИ=25). Одним из потоков технологической схемы, формирующим товарный изомеризат с установки, является кубовый продукт колонны деизогексанизатора, содержание н-гексана в котором составляет до 3,5%масс., поэтому в промышленных условиях целесообразно его извлечение из кубового продукта деизогексанизатора с последующим рециркулированием в сырьевой поток. В работе предлагается изменение технологической схемы установки низкотемпературной изомеризации с целью уменьшения потерь сырьевых углеводородов с товарным изомеризатом путём включения в неё дополнительной ректификационной колонны Кдоп. Исследования выполнены с использованием моделирующей программы Unisim Design. Выполненными расчётами получены целесообразные технологические режимы работы и конструкционные параметры колонны Кдоп: количество одно-поточных клапанных тарелок равно 30, давление в колонне Рниз = 160кПа и Рверх = 110кПа, температура в ребойлере и конденсаторе 102,4 и 81,3 ℃ соответственно, флегмовое число R=2,5. Включение дополнительной ректификационной колонны Кдоп в типовую технологическую схему обеспечивает уменьшение потерь н-гексана с товарным изомеризатом на 1,78 % с одновременным увеличением его октанового числа на величину до 2,4 пункта.

Еще

Изомеризация, ректификационная колонна, октановое число, моделирование, unisim design

Короткий адрес: https://sciup.org/140308572

IDR: 140308572   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2024-3-250-257

Список литературы Уменьшение потерь исходного реактанта н-гексана с товарным изомеризатом

  • Velázquez H.D. et al. Recent progress on catalyst technologies for high quality gasoline production // Catalysis Reviews. 2023. V. 65. №. 4. P. 1079-1299. https://doi.org/10.1080/ 01614940.2021.2003084
  • Tang R. et al. Isomerization performance of n-hexane in hydrogen atmosphere over the multistage porous composite NixPy-MCM41/MOR catalyst // Journal of the Energy Institute. 2024. P. 101652. https://doi.org/10.1016/j.joei.2024.101652
  • Хаимова Т.Г., Мхитарова Д.А. Изомеризация как эффективный путь производства высокооктановых компонентов бензина // Информационно-аналитический обзор. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2005. 80 с.
  • Fahim M.A., Alsahhaf T.A., Elkilani A., Fahim M.A. et al. Catalytic Reforming and Isomerization // Fundam. Pet. Refin. 2010. P. 95-122.
  • Naqvi S.R. et al. New trends in improving gasoline quality and octane through naphtha isomerization: a short review // Applied Petrochemical Research. 2018. V. 8. P. 131-139.
  • Yu W., Morales A. Gasoline blending system modelling via static and dynamic neural networks // International Journal of modelling and simulation. 2004. V. 24. №. 3. P. 151-160.
  • Awan Z.H. et al. Process system engineering (PSE) analysis on process and optimization of the isomerization process // Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2021. V. 40. №. 1. P. 289-302.
  • Пат. № 2307820, RU, C07C 5/22. Способ получения высокооктановых изокомпонентов бензина / Боруцкий П.Н. № 2006111318/04; Заявл. 06.04.2006; Опубл. 10.10.2007, Бюл. № 28.
  • Пат. № 2753532, RU, C07C 5/13, 13/18, 5/27. Способы и устройство для изомеризации углеводородов / Сингх П.К. № 2020130132; Заявл. 28.02.2019; Опубл. 17.08.2021, Бюл. № 23.
  • 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.
  • Пат. № 201390968, ЕА, C10G 45/00, C10G 65/00, C07C 5/00, Изомеризация бензина в трех зонах каталитических реакций внутри ректификационной колонны / Гиязов О.В., Парпуц О.И. № 201390968; Заявл. 18.01.2012; Опубл. 30.12.2013, Бюл. № 01.
  • Пат. № 182214U1, RU, C07C 5/27, 7/12, C10G 25/00, C07C 9/16, Установка для изомеризации легких бензиновых фракций / Гурко Н.С № 217145033; Заявл..2017; Опубл. 07.08.2018, Бюл. 29.
  • Fathy D.A.N., Soliman M.A. A multi-Response Optimization for Isomerization of light Naphtha // Chemical Engineering. 2019. V. 79. URL: https://buescholar.bue.edu.eg/chem_eng/79
  • Osman W.S. et al. Optimum Design of Naphtha Recycle Isomerization Unit with Modification by Adding De-Isopentanizer // Processes 2023. V. 11. P. 3406. https://doi.org/10.3390/pr11123406
  • Anugraha R.P. et al. Techno-economical study on the production of high octane gasoline in light naphtha plant // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2024. V. 59. №. 1. P. 81-86.
  • Shehata W.M., Mohamed M.F., Gad F.K. Monitoring and modelling of variables affecting isomerate octane number produced from an industrial isomerization process // Egyptian journal of petroleum. 2018. V. 27. №. 4. P. 945-953.
  • Лебедев Ю.Н., Ратовский Ю.Ю. Реконструкция установок изомеризации // Химия и технология топлив и масел. 2010. № 4. С. 29-30.
  • Chen R. et al. Aperture Fine‐Tuning in Cage‐Like Metal-Organic Frameworks via Molecular Valve Strategy for Efficient Hexane Isomer Separation // Small Structures. 2024. V. 5. №. 1. P. 2300302. https://doi.org/10.1002/sstr.202300302
  • Anugraha R.P. et al. Cost And Product Optimization of Upgrading Light Naphtha Using Pressure Swing Adsorption Method by Aspen Adsorption Simulation // Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences. 2022. V. 100. №. 2. P. 198-210. https://doi.org/10.37934/arfmts.100.2.198210
  • 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. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126864
  • Kalita R., Kanda A., Gentry J.C. Network of dividing wall columns in complex process units // Chemical engineering. 2018. V. 69. P. 204-211.
Еще
Статья научная