Процесс Parex компании UOP является новаторским методом адсорбционного разделения, предназначение которого - извлечение p-ксилола из суммарных ксилолов. Под суммарными ксилолами понимается смесь ароматических гомологов С8, включающая в себя этилбензол, пара-, мета- и ортоксилол. Температуры кипения этих гомологов расположены настолько близко, что разделить их посредством обычной перегонки не представляется возможным. Процесс Parex позволяет эффективно извлекать p-ксилол, с использованием твердого цеолитного адсорбента, действующего селективно по отношению к p-ксилолу. В процессе Parex создается противоточное движение жидкофазного сырья над поверхностью твёрдого адсорбента. Вход сырья и выход продуктов из слоя адсорбента происходит при почти неизменном составе. Подобная технология носит название разделения в псевдодвижущемся слое.
В прогрессивном комплексе по производству ароматики (рисунок ниже) установка Parex находится после ксилольной колонны и совмещена с установкой Isomar компании UOP.
Сырьё, направляемое в ксилольную колонну, представляет собой смесь ароматических компонентов С8+ установки CCR Platforming и ксилолов, вырабатываемых установкой Tatoray. Фракция С8 с верха ксилольной колонны отводится на установку Parex, где производится отбор p-ксилола с высокой концентрацией в виде экстракта. Далее рафинат Parex направляется на установку Isomar, где другие ароматические гомологи С8 трансформируются в дополнительный p-ксилол и подаются обратно в ксилольную колонну.
Установки Parex компании UOP позволяют извлекать из сырья не менее 97% масс. p-ксилола за один проход при концентрации продукта 99,9% масс. и более. Конструктивное оформление установки Parex энергетически экономичное, механически простое и отличается высокой надежность, благодаря чему коэффициент ее полезного использования обычно превышает 95%.
Сравнение Parex с процессом кристаллизации
До появления процесса Parex производство p-ксилол осуществлялось только посредством фракционной кристаллизации в процессе которой:
- сырьё, которое состоит из суммарных ксилолов, подвергается охлаждению до температуры -75 °C (-100 °F), при которой происходит осаждение p-ксилола в виде твердых кристаллов;
- далее твердая фаза подвергается отделению от маточной жидкости посредством фильтрации или центрифугирования;
- финальная очистка производилась за счёт отмывки кристаллов p-ксилола толуолом или небольшим объёмом товарного p-ксилола.
После первого промышленного внедрения в 1971 г. процесс Parex быстро стал наиболее предпочтительным в мире процессом для извлечения p-ксилола, практически все новые промышленные мощности по получению p-ксилола базируются на процессе Parex.
Главным достоинством процесса адсорбционного разделения Parex в сравнения с процессом кристаллизации является возможность извлечения из сырья более 97% p-ксилола за один проход, в отличие от установок кристаллизации, которые ограничены извлечениея p-ксилола величиной порядка 65% за один проход. Все вытекающие последствия подобного различия показаны на нижеследующем рисунке, где комплекс Parex, мощностью 250 000 т p-ксилола в год, сопоставляется с комплексом кристаллизации, мощностью всего 168 000 т/г.
Верхние цифры на рисунке указывают расходы потоков через комплекс Parex, нижние - расходы аналогичных потоков для сопоставимого комплекса кристаллизации из чего следует:
- производительность комплекса Parex по p-ксилолу, при фиксированных габаритах ксилольной колонны и установки изомеризации, примерно на 50% выше, чем при использовании технологии кристаллизации;
- увеличивается отбор p-ксилола на единицу прямого сырья, из-за относительно меньшего возвратного потока, сокращающего потери на установке изомеризации.
Технологии могут быть сопоставлены при одинаковой мощности по p-ксилолу, тогда для комплекса кристаллизации, при производстве аналогичного количества p-ксилола, понадобиться ксилольная колонна и установка изомеризации с большими габаритами, что потребует больших инвестиций и увеличит энергопотребление.
Больший расход рецикла p-ксилола в комплексе кристаллизации приводит не только к вынужденному увеличению габаритов оборудования и увеличению энергопотребления в цикле возврата, но и уменьшает эффективность функционирования установки изомеризации, потому что:
- остаточный продукт установки Parex практически не содержит p-ксилола (менее 1% масс.), а в маточной жидкости типовой установки кристаллизации его содержание достигает 9,5% масс.;
- установка изомеризации не в состоянии превысить равновесное содержание p-ксилола (23 - 24% масс.), поэтому p-ксилол, имеющийся в сырьевом потоке, уменьшает количество p-ксилола, синтезируемого в этой установке за один проход;
- в резульате аналогичная установка изомеризации вырабатывает примерно на 60% больше p-ксилола за один проход, при переработке остатка Parex, чем при переработке маточной жидкости процесса кристаллизации.
Альтернативная технология HySorb ХР
В 1997 г. UOP, Washington Group International и Niro Process Technology приступили к совместным разработкам, которые позволили в 1998 г. внедрить процесс HySorb ХР - упрощенный однокамерный адсорбционный процесс с легким десорбентом комбинированный с одноступенчатой кристаллизацией и технологией промывной колонны компании Niro. Подобное комбинирование технологий, встроенных в существующие многоступенчатые кристаллизационные установки, может повысить производство p-ксилола на 500%.
Процесс HySorb вырабатывает концентрат p-ксилола с чистотой 95% масс., делая возможным обойти эвтектические ограничения для установки одноступенчатой кристаллизации и получать порядка 90% p-ксилола при существенно сниженном потреблении энергоносителей. На рисунке выыше получение p-ксилола с применением одноступенчатой кристаллизации учтено в категории «Другие установки». Экономические исследования демонстрируют, что для новых установок или при увеличении производительности существующих установок Parex процесс HySorb ХР не дает каких-либо преимуществ по себестоимости производства или производительности.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.
