НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Технологическая схема процесса Isomar

Установка Isomar всегда эксплуатируется совместно с установкой по извлечению гомологов ксилола (одного или нескольких). В большинстве случаев процесс Isomar комбинируется с процессом Parex компании UOP для извлечения p-ксилола (рисунок ниже).

Свежая сырьевая смесь для цикла Parex-Isomar, представляющая собой компаунд из суммарных ксилолов, направляется в ксилольную колонну, которая может быть профилирована:

• на извлечение o-ксилола из кубового продукта;
• на удаление ароматических соединений С₉₊, наличие которых недопустимо для сырья установки Parex.

Верхний погон ксилольной колонны направляется на установку Parex, где выделяется p-ксилол с концентрацией 99,9% масс. при извлечении 97% масс. за один проход. Остаток переработки установки Parex, который содержит менее 1% масс. p-ксилола, направляется на установку Isomar.

Для компенсации небольших объёмов водорода, расходуемых в реакторе Isomar, сырьё данной установки предварительно смешивается с насыщенным водородом рецикловым и подпиточным газами (рисунок выше). Затем подогретое в результате теплообмена с эффлюентом реактора компаундированное сырьё подвергается испарению в подогревателе прямого нагрева и доводится до рабочего значения температуры в реакторе. Горячее парообразное сырьё направляется в реактор, где пропускается радиально через стационарный слой катализатора.

Продукт реактора подвергается охлаждению посредством теплообмена со смесевым сырьем и направляется в колонну разделения продуктов:

• с верха отбирается насыщенный водородом газ, подаваемый обратно в реактор и частично отдуваемый, чтобы удалить низкокипящие фракции, аккумулирующиеся в контуре рециркуляции газа;
• жидкость с куба колонны откачивается в колонну дегептанизации (дегептанизатор).

В колонне дегептанизации:

1. Верхний погон С_7- подвергается охлаждению, сопровождающемуся разделением на газообразный и жидкий продукты:
• газ отдувается в коллектор топливного газа:
• жидкость подается обратно на установку Platforming, для исчерпывающего извлечения бензола на установке Sulfolane.
2. Фракция C₈₊ с кубовой части подвергается обработке глиной, смешивается со свежим сырьем, содержащим суммарные ксилолы, и подается обратно в ксилольную колонну.

Требования к сырью процесса Isomar

Сырьё для установки Isomar обычно представляет собой рафинат установки Parex в зависимости от выбора:

• непосредственно подавать на установку суммарные ксилолы;
• использовать установку в комбинации с фракционирующей колонной для выработки исключительно о-ксилола.

При любом выборе необходимо, чтобы сырьё для установки Isomar соответствовало требованиям, приведенным в следующей таблице:

Неароматические компоненты в сырье для установки Isomar предварительно подвергаются крекингу до низкокипящих фракций, а затем отводятся из цикла Parex-Isomar. Способность крекирования неароматических компонентов исключает потребность в экстракции суммарных ксилолов, поэтому габариты установки Sulfolane можно значительно уменьшить. В комплексе по производству ароматики риформат, поступающий с установки CCR Platforming, делится на фракции C₈₊ и С_7-, из которых последняя направляется на установку Sulfolane для экстракции бензола и толуола с высокой концентрацией. Катализаторы деалкилирования I-300 и I-330 дают возможность извлечения бензола с высокой концентрацией одним только фракционированием. Так как современные установки CCR Platforming низкого давления, которые производят ароматические соединения, функционирую достаточно эффективно, вырабатываемая фракция C₈₊ фактически не имеет в своём составе неароматических компонентов и поэтому может быть направлена непосредственно в секцию комплекса, на которой производится извлечение ксилола.

Характеристики катализаторов Isomar

Производительность катализаторов изомеризации ксилола может быть измерена несколькими показателями:

• степенью приближения к равновесному распределению в реакции изомеризации ксилола;
• процентом трансформации этилбензола за один проход;
• процентом потери колец за один проход и т. д.

Степень приближения к равновесному распределению есть мера эффективности катализатора изомеризации ксилола, а процент трансформации этилбензола - мера эффективности катализатора алкилирования этилбензола. Для каждого из типов катализаторов доля потери колец возрастает с ростом эффективности. Например, при получении p-ксилола высокий процент трансформации этилбензола в установке Isomar имеет положительное влияние на эффективность работы установку Parex, но сопровождается увеличением доли потери колец, а значит снижает суммарный выход p-ксилола в комплексе.

Пожалуй, наилучший показатель для сравнения катализаторов изомеризации ксилола - суммарный выход p-ксилола в цикле Parex-Isomar. На нижеследующем рисунке приведено сравнение величин выхода p-ксилола для катализаторов I-9, I-300 и I-210 при следующих условиях:

1. Сырьем являются суммарные ксилолы.
2. База для сравнения - технологическая схема на рисунке выше.
3. Суммарные ксилолы состоят из:
• 17% масс. этилбензола;
• 18% масс. p-ксилола;
• 40% масс. m-ксилола;
• 25% масс. o-ксилола.
4. Рабочая эффективность катализаторов составляет:
• для I-9 и I-210 - 22,1% масс. p-ксилола от общих ксилолов из установки Isomar;
• для I-300 и I-330 - 65% масс. трансформации этилбензола за один проход.
.
5. Для катализатора I-9 суммарный выход p-ксилола составляет 84% масс. от сырья (суммарных ксилолов).
6. Катализаторы I-300 и I-330, за счёт наименьшей доли потери колец за проход, дают наибольший общий отбор бензола и p-ксилола, но доля p-ксилола составляет только 76,5% масс., поэтому для производства заданного количества p-ксилола требуется больший объём суммарных ксилолов.

На рисунке также приведены величины выхода для катализатора I-210 компании UOP, характеризующийся химией реакции аналогичной I-9, но отличающийся большей избирательностью и показывающий меньшую выработку побочных продуктов (1,5% масс. против 4% масс. для I-9. Суммарный выход p-ксилола для катализатора I-210 составляет 91% масс. от суммарных ксилолов (сырья), что на 7% масс. превышает показатель катализатора I-9.