Требования к сырью
Технологическая схема
Разделение реализовано в адсорбционных камерах, разбитых на несколько адсорбирующих слоев, каждый из которых поддерживается снизу специальными решетками, снабженными устройствами для высокоэффективного диспергирования потока. Каждый уровень внутренних решеток подключается к поворотной заслонке линией слоя. Решетки между слоями адсорбента подают или отводят жидкую фазу из камеры, параллельно выполняя её сбор из вышерасположенного слоя адсорбента и осуществляя перераспределение по слою расположенному ниже.
Процесс Parex относится к семейству процессов адсорбционного разделения Sorbex компании UOP. Число адсорбирующих слоев и линий слоев определяется целью применения технологии Sorbex. Типовая установка Parex включает в себя 24 адсорбирующих слоя с 26 уровнями решеток и 24 линии слоев, соединяющих решётки с поворотными заслонками. Из практических конструктивных соображений большая часть установок Parex состоит из пары последовательно установленных адсорбционных камер с 12 слоями в каждой.
Процесс Parex имеет четыре основных потока, распределяемых поворотной заслонкой по адсорбирующим камерам. В число этих потоков входят:
- Подача сырья - суммарные ксилолы.
- Отвод разбавленного экстракта - p-ксилол, разбавленный десорбентом.
- Отвод разбавленного рафината - смесь этилбензола, мета- и ортоксилола, разбавленных десорбентом.
- Подача десорбента - возвратный десорбент из секции фракционирования.
В любое момент времени активными являются только четыре линии слоя, подводящие и отводящие среды из адсорбционной камеры. По мере продвижения смеси вниз по камере, поворотная заслонка с определенной периодичностью переключает положения точек подачи и отвода жидкости. Перемещение жидкости с низа первой камеры на верх второй выполняется насосом. Другой насос перекачивает жидкость с низа второй камеры на верх первой. Таким образом, две камеры адсорбции образуют общий непрерывный контур слоев адсорбента.
Разбавленный экстракт отводится от поворотной заслонки в колонну отделения экстракта от десорбента, откуда верхний погон поступает в колонну отделения продукта, где из толуола, потенциально содержащегося в сырье, происходит выделение p-ксилола высокой концентрации.
Разбавленный рафинат отводится от поворотной заслонки в колонну отделения рафината от десорбента, откуда верхний погон, содержащий не экстрагированные ароматические углеводороды C8:
- этилбензол;
- мета- и ортоксилол;
- неароматические примеси, которые могли быть в составе сырья,
поступает на установку изомеризации, где синтезируется дополнительный p-ксилол, подаваемый далее обратно на установку Parex.
Десорбент с нижней части колонн отделения экстракта и рафината поступает обратно через поворотную заслонку в адсорбционные камеры. В десорбенте происходит аккумулирование высококипящих примесей, содержавшихся в сырье и, чтобы это предотвратить, часть циркулирующего десорбента проходит через колонну повторной отгонки, где происходит удаление всех тяжёлых компонентов. При нормальном функционировании суммарные ксилолы до направления на установку Parex подвергаются отгонке низкокипящих фракций, обработке глиной и повторной отгонке. Поэтому содержание высококипящих примесей, откачиваемых с нижней части колонны повторной отгонки десорбента, мало.
Требования к оборудованию
Лицензиар процесса компания UOP выполняет поставку комплекта специализированного оборудования, которое во многом определяет успешность эксплуатации всей установки и включает в себя:
- Поворотную заслонку.
- Внутренние решетки адсорбционных камер.
- Систему контроля:
- поворотной заслонки
- циркуляционных насосов;
- потоков.
Стоимость данного комплекта учитывается в сметной стоимости монтажа установки Parex.
Поворотная заслонка - это сложная составляющая технологического оборудования, индивидуально разработанная UOP для семейства процессов Sorbex, которая обеспечивает чистоту товарного p-ксилола и надежность функционирования процесса Parex. Конструкция поворотной заслонки улучшалась на протяжении 60 лет промышленного использования процессов Sorbex.
Решетки адсорбционной камеры тоже имеют особое значение для успешной эксплуатации установки Parex. Эти особые решетки являются опорой для слоёв и не допускают попадания твердых частиц адсорбента в технологические потоки. Кроме того, каждый уровень решеток выступает в роли коллектор и распределителя: подает или отводит жидкие потоки из адсорбционной камеры и выполняет перераспределение по нижнему слою жидкости, которую собирает с верхнего слоя. С увеличением с годами размеров установок Parex, конструкция решеток менялась, с учётом обеспечения корректного распределения потоков по увеличившемуся сечению сосудов.
Система контроля Parex, которую поставляет UOP, является специализированной системой, отслеживающей и контролирующей расходы потоков и циркуляцию в адсорбционной камере, а также обеспечивающей корректное функционирование поворотной заслонки.
Рабочие параметры процесса Parex являются весьма умеренными, поэтому всё оборудование установки может быть изгоотвлено из углеродистой стали.
Тепловой контур процесса Parex обычно имеет взаимосвязь с предшествующей по схеме ксилольной колонной, в которой осуществляется повторная отгонка сырья, направляемого на установку Parex:
- с верха выводятся суммарные ксилолы;
- с низа отбираются высококипящие ароматические углеводороды.
До подачи парофазного верхний продукта ксилольной колонны в адсорбционную секцию процесса Parex, его направляют в качестве горячего теплоносителя для колонн отделения экстракта и рафината.
Компания UOP предлагает к поставке трубный теплообменник High Flux, который обладает повышенной эффективностью теплообмена. Трубная система High Flux обработана специальным покрытием, которое способствует пузырьковому режиму кипения и повышает коэффициент теплопередачи, если сравнивать со стандартной трубной системой в 10 раз. Выбор трубчатого теплообменника High Flux для ребойлеров фракционирующих колонн Parex уменьшает их габариты и позволяет выполнять проектирование ксилольной колонны для эксплуатации при меньших давлениях, что снижает сметную стоимость строительства колонны и сокращает потребление в ней энергоносителей.
Компания UOP также предлагает дистилляционные тарелки MD с оптимизированными показателями фракционирования. Тарелки MD используются при высокой нагрузке по жидкой фазе и наиболее эффективны при низких соотношениях объемных скоростей движения паровой и жидкой фаз. Использование тарелок MD создает большой общий периметр перелива и уменьшает высоту зоны пены на тарелке, а это, в свою очередь, позволяет уменьшить расстояние между тарелками в сравнению со стандартными дистилляционными тарелками. Использование тарелок MD в оснащении новых колонн позволяет уменьшать требуемый диаметр и высоту колонны, поэтому они часто применяются в компоновке больших ксилольных колонн, особенно если это делает возможным заключение колонны в единый корпус.
Технико-экономические показатели работы
В таблице ниже приведены технико-экономические показатели процесса Parex:
- Производительностью 700000 т/год по ксилолу.
- Для типичного комплекса UOP по производству ароматических углеводородов.
- Сумма инвестиций ограничена установкой Isomar, колонной дегептанизации и последующей колонной обработки глиной.
- Стоимость рассчитана для установки сооружаемой в 2002 г. в США на побережье Мексиканского залива.
- В затраты включены:
- проектирование;
- снабжение и поставки;
- монтаж оборудования на месте;
- начальная загрузка катализатора.
Опыт промышленной эксплуатации
Изобретение технологии Sorbex, принадлежащее компании UOP, датируется 19060 г.
Первый опыт промышленной эксплуатации установки Sorbex - установка Molex для разделения нормальных парафинов - была запущена в работу в 1964 г.
Следующим промышленным внедрением стала установка Parex, запущенная в эксплуатацию в 1971 г.
Компания UOP лицензировала более 100 установок Sorbex по всему миру, включая свыше 70 установок Parex.
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.
