НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Технологическая схема процесса Sulfolane

Свежее сырьё поступает в экстрактор и поднимается вверх в противоток потоку тощего растворителя, при этом происходит селективное растворение ароматических углеводородов в сульфолане (растворителе). Из экстрактора выходя 2 потока:

• с верха отводится поток рафината с достаточно низкой концентрацией ароматических углеводородов;
• с низа выходит обогащенный ароматическими углеводородами растворитель и направляется в отгонную колонну.

В отгонной колонне:

• неароматические соединения с летучестью выше, чем у бензола, посредством экстрактивной дистилляции в полном объёме отделяются от растворителя и выводятся с верхней части колонны совместно с небольшим объёмом ароматических компоеннтов;
• верхний продукт поступает обратно в экстрактор, где низкокипящие неароматические соединения вытесняют из растворителя высококипящие и отводятся с низа экстрактора;
• нижний отбор отгонной колонны, значительно очищенный от неароматических компонентов, направляется в колонну извлечения продукта, где происходит отделение ароматического продукта от растворителя.

Ввиду большой разности температур кипения сульфолана и высококипящих ароматических углеводородов разделение производится с минимальным энергопотреблением. Для наибольшего понижения температуры растворителя колонна извлечения продукта эксплуатируется под вакуумом:

• тощий (освобожденный от абсорбированной ароматики) растворитель с нижней части подается обратно в экстрактор;
• экстракт выводится со шлема колонны и поступает в перегонные колонны для фракционирования на бензол и толуол.

Рафинат, выводимый с верха экстрактора, подается в колонну отмывки рафината, где:

• для удаления растворенного растворителя отмывки происходит контакт рафината с водой, которая отводится с низа и подается в колонну отгонки воды;
• рафинат с незначительным содержанием сульфонала отводится с верха колонны и используют при компаундировании бензина или как алифатическый растворитель.

В колонне отгонки воды:

• насыщенная растворителем вода испаряется в результате теплообмена с циркулирующим потоком горячего растворителя и поступает в колонну извлечения продукта для отпарки;
• растворитель, аккумулирующийся в нижней части, подается обратно в колонну извлечения продукта.

При нормальных условиях эксплуатации сульфолан подвергается только слабой окислительной деградации. Как защитная мера от прорыва воздуха внутрь установки в компановку включается регенератор растворителя небольшого размера. При нормальной эксплуатации в этот регенератор подается небольшая доля циркулирующего растворителя, из которого происходит удаление его окислившайся части.

В экстракте установки Sulfolane может содержаться остаточная доля олефинов и иных примесей, которые могут оказывать негативное влияние на результаты испытаний на цвет товарного бензола и толуола кислотой. Чтобы удалить эти остаточные примеси, экстракт перед погоноразделением подвергается обработке глиной, которая происходит при умеренных параметрах и требует минимального потребления глины.

Обработанный экстракт поступает в секцию фракционирования ароматических компонентов, где происходит выделение бензола, толуола и (иногда) суммарных ксилолов высокой концентрации. Конструктивное оформление секции фракционирования ароматики зависит от запросов конкретного производителя:

• товарный толуол зачастую направляют на установку Tatoray конструкции компании UOP, чтобы преобразовать его в бензол и ксилолы;
• суммарные ксилолы могут направляться напрямую в секцию разделения на товарные пара-, орто- и метаксилолы.

В виде кубового продукта секции фракционирования, отбираются высококипящие ароматические соединения, которые:

• в большинстве случаев отделяют и подают обратно на установку Tatoray для выработки дополнительного объёма ксилолов;
• могут быть использованы при компаундировании бензина;
• подлежат коммерческому сбыту в качестве высокооктанового компонента смешения.

Установка экстрактивной дистилляции Sulfolane

В составе установки экстрактивной дистилляции имеются две основные колонны:

• экстрактивной дистилляции;
• извлечения (или отгонки) растворителя.

Ароматическое сырьё поступает в колонну экстрактивной дистилляции, где происходит его теплообмен с тощим растворителем и подача в центральную ступень тарелочной колонны. Тощий растворитель подается в колонну экстрактивной дистилляции в её верхней части.

Смешение растворителя и сырья в силу неидеального поведения смеси приводит к изменению относительной летучести разделяемых компонентов, являясь ключевым принципом процесса. Селективность растворителя снижает летучесть ароматических углеводородов ниже чем у неароматические.

Если между параметрами относительной летучести ароматических соединений с минимальным углеродным числом и неароматических компонентов с более высокими углеродными числами существует достаточно большая разность, возможно достижение высокой чистоты продукта.

При движении углеводородных паров вверх по колонне экстрактивной дистилляции в противоток стекающему растворителю происходит селективная экстракция ароматических компонентов. Функция верхней части колонны экстрактивной дистилляции - достичь наибольшего увеличения извлечения ароматических углеводородов. Пар в верху колонны не имеет в своём составе ароматических соединений и называется рафинатом, подвергается конденсации и отводится на хранение. Часть рафината в жидкой фазе подается в качестве орошения колонны, чтобы отделить захваченный растворитель от верхнего продукта. Вода, содержащася в верхнем продукте аккумулируется в отстойнике воды приемника рафината и подается обратно в водяной контур установки. Кипение в колонне экстрактивной дистилляции возможно благодаря теплоте пара.

В нижележащей части колонны экстрактивной дистилляции из жидкости производится отгон в основном неароматических углеводородов, поднимающихся в виде пара в вышележащую часть благодаря селективности растворителя. Здесь насыщенные углеводороды приобретают большую летучесть, чем ароматические. Из-за лимитированной селективности часть ароматических компонентов, преимущественно бензол, увлекается в верхнюю часть колонны для ресорбирования. Нижняя часть колонны выполняет функционал по очистке бензола.

Кубовый продукт колонны экстрактивной дистилляции, содержащий растворитель и ароматические компоненты с высокой концентрацией, подается в колонну извлечения растворителя (колонну отгонки растворителя), работающую под вакуумом, в которой происходит отделение ароматических компонентов от растворителя посредством отгонки паром:

• верхний ароматический продукт колонны в зависимости от компонентов (бензол или бензол с толуолом):
  • конденсируется и отводится на хранение;
  • до фракционирования продуктов подается на обработку глиной.
• жидкий экстракт частично используется в качестве орошения в колонне для удаления остаточных количества растворителя из паров экстракта;
• растворитель, двигаясь нисходящим потоком по колонне, очищается от остаточных углеводородов, представляя собой внизу колонны практически чистый сульфолан с небольшой долей воды, возвращается в колонну экстрактивной дистилляции, как тощий растворитель;
• малая часть тощего растворителя напарвляется в регенератор для удаления продуктов деградации;
• кипение в колонне происходит благодаря теплоте пара, который отводдится с парогазовой смесью с верха колонны, собирается в отстойнике воды приемника экстракта и отводится в колонну отгонки воды.

Колонна отгонки воды, подогреваемая благодаря теплообмену с кубовым продуктом колонны отгонки растворителя, генерирует пар для отгонки, который пройдя регенератор растворителя поступает обратно в кубовую часть колонны извлечения растворителя.