Сырьевые фракции, используемые на установках изомеризации, содержат изопентан, являющийся целевым продуктом, а его присутствие в сырье, как «баласта», занимает полезный объём реактора. Для оптимизации состава перерабатываемого сырья на ряде предприятий в технологическую схему включена колонна деизопентанизатор. В работе оценивается возможность оптимизации технологических режимов и конструкционных параметров деизопентанизатора для установки низкотемпературной изомеризации, не имеющей в технологической схеме колонны для извлечения изопентана из состава сырья. Исследования проводили с использованием моделирующей системы Honeywell UniSim Design. Свойства компонентов фракций рассчитывались по методу Peng-Robinson. Расчеты выполнены для двух видов сырья, имеющих в своем составе 8,7÷19,7%мас. изопентана. Выполненными расчетами установлено, что для достижения практически полного извлечения изопентана, находящегося в сырьевом потоке из секции гидроочистки, ректификационная колонна должна содержать 63 теоретические тарелки, а минимальное флегмовое число должно быть Rmin =12,3. При этом в дистилляте колонны присутствие нормального пентана составит величину не более 0,07%мас., а в кубовом продукте содержание изопентана – также не более 0,07%мас. Моделируется работа ректификационной колонны, содержащей 80 тарелок (эффективность контактного устройства 0.8), тарелка питания – 33. Расход сырья 62550 кг/ч, температура 40оС и давление 294.2 кПа. Сходимость итерационных процессов средой Honeywell UniSim Design получена с использованием активных спецификаций: содержание изопентана в кубе 0.0007 мас.доля и пентана в дистилляте 0.0007мас.доля. Полученные технологические режимы обеспечивают практически полное извлечение изопентана из состава сырья, а именно на 99,37÷99,7%, при этом для промышленных условий существенным является реализация рассчитанного профиля температур по высоте колонны. Показана возможность использования колонны с одинаковым диаметром в её исчерпывающей и укрепляющей частях.

1. ИТС 30–2017. М.: Бюро НДТ, 2017. 635 с.

2. Long N. V. D., Lee M. A novel NGL (natural gas liquid) recovery process based on self-heat recuperation // Energy. 2013. V. 57. P. 663-670. doi: 10.1016/j.energy.2013.04.078

3. Пат. № 2034643, RU, B01J 8/02. Реактор / Панкратов А.В., Стариков Н.Ф. № 4939902/26; Заяв. 29.05.1991; Опубл. 10.05.1995.

4. Пат. № 2321575, RU, С07С 5/27, B01J 23/40, 21/04, 21/06, 23/84, 27/053. Способ изомеризации легких бензиновых фракций / Шакун А.Н., Федорова М.Л. № 2006128932/04; Заяв. 19.06.2006; Опубл. 10.04.2008.

5. Пат. № 182214, RU, С07С 5/27, 7/12, С10G 25/000, С07С 9/16. Установка для изомеризации легких бензиновых фракций / Гурко Н.С., Кузичкин Н.В., Сладковский Д.А., Семикин К.В., Сладковская Е.В., Смирнова Д.А., Осипенко У.Ю. № 2017145033; Заяв. 21.12.2017; Опубл. 07.08.2018.

6. Фаизов А.Р. и др. Совершенствование технологии разделения продуктов изомеризации // Нефтегазовое дело. 2014. Т. 12. № 4. С. 76–82.

7. Чеканцев Н.В. и др. Оптимизация состава перерабатываемого сырья на установках каталитического риформинга бензинов и изомеризации пентан-гексановой фракции с использованием комплексной математической модели «HYSYS IZOMER ACTIV» // Фундаментальные исследования. 2013. № 8. С. 766–772.

8. Оганесян С.А., Нападковский В.В., Ежов В.В. и др. Установка изомеризации в ОАО «НК Роснефть-Комсомольский нефтеперерабатывающий завод» // Химия и технология топлив и масел. 2002. № 5. С. 6–7.

9. Пат. № 2478601, RU, C07C 7/04, 5/27, 9/18, 9/10, 9/16. Способ разделения изопентан-пентан-гексановой фракции / Мнушкин И.А., Ханнанов В.Р., Гасанова О.И. № 2012102213/04; Заявл. 23.01.2012; Опубл.10.04.2013, Бюл. № 10.

10. 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.

11. Береговский А.А, Попов С.В., Хабибрахманова О.В. Об использовании на установке изомеризации фракции нк62 блока выделения бензолсодержащей фракции установки каталитического риформинга // Нефтепереработка и нефтехимия. 2020. № 11. С. 3–4.

12. Береговский А.А, Попов С.В., Хабибрахманова О.В. Повышение эффективности работы установки изомеризации вовлечением фракции нк62 блока выделения бензолсодержащей фракции установки каталитического риформинга // Нефтепереработка и нефтехимия. 2021. № 3. С. 20–22.

13. Kalita R., Kanda A., Gentry J.C. Network of dividing wall columns in complex process units // Chemical engineering. 2018. V. 69.

14. Chuzlov V.A., Ivanchina E.D., Dolganov I.M., Sejtenova G.Z. et al. The Branched C5-C6 Hydrocarbons Synthesis on Pt-Catalyst // Current Organic Synthesis. 2017. V. 14. №. 3. P. 332-341.

15. Long N.V.D., Lee M., Lee M., Long N.V.D. Promising Retrofit Technologies for Single Column // Advances in Distillation Retrofit. 2017. P. 43-70.

16. Reddy C.C.S., Fang Y., Rangaiah G.P. Improving energy efficiency of distillation using heat pump assisted columns // Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering. 2014. V. 9. №. 6. P. 905-928. doi: 10.1002/apj.1842

17. Capron B.D.O., Odloak D. A combined Lqr-MPC robust strategy with input saturation for the control of a deisobutanizer distillation column // Proceedings. 2013.

18. Long N.V.D., Lee M.Y. Design and optimization of heat integrated dividing wall columns for improved debutanizing and deisobutanizing fractionation of NGL // Korean Journal of Chemical Engineering. 2013. V. 30. P. 286-294. doi: 10.1007/s11814-012-0149-2

19. Azizah Z., Sutikno J.P., Handogo R., Hikmadiyar R.A. Inverted decoupling MIMO internal model control using Mp tuning // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2020. V. 736. №. 2. P. 022101. doi: 10.1088/1757-899X/736/2/022101

20. Zhou S., Shekhah O., Jia J., Czaban-Jóźwiak J. et al. Electrochemical synthesis of continuous metal–organic framework membranes for separation of hydrocarbons // Nature Energy. 2021. V. 6. №. 9. P. 882-891. doi: 10.1038/s41560-021-00881-y