Способ первичного разделения нефти

 

СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТИ, включающий отделение паров и газов от исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени, разделение остатка исходной смеси с подачей паров и газов в ректификационной колонне второй ступени, отбор боковых погонов, паров и газов с верха ректификационной колонны второй ступени, отпарку боковых погонов с подачей паров и газов в стрипинг-секциях и отделение легких фракций от газов в абсорбере , отличающий ся тем, что, с целью уменьшения потерь легких фракций с газами, исключения обводнения боковых погонов и уменьшения затрат на разделение, подачу паров и газов в ректификационную колонну второй ступени и стрипинг (П секции. осуществляют из ректификационНЕЛХ колонн первой и второй ступеней и абсорбера. rf .)f -0ii , 17 00 CD т т Wi

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИДЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

35И В О1 О 3/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 334 179/23-26 (22) 30.09.81 (46) 15.04.83. Бюл. Р 14 (72)В.С.Мельников, IO.К. Молоканов и О.Г. Осинина (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного, Знамени-институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.М. Губкина (53) 655.5(088. 8) (56) 1. Косаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. M., "Химия", 1973, с. 481.

2. Александров Й.A. Перегонка и ректификация в нефтепереработке.

М., "Химия", 1981, с. 157-158, рис. III-ба. (54)(57) СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТИ, включаюший отделение

„„SU„„ I 011139 А паров и газов от исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени, разделение остатка исходной смеси с подачей паров и газов в реКтификационной колонне второй ступени, отбор боковых погонов, паров и газов с верха ректификационной колонны второй ступени, отпарку боковых погонов с подачеК паров и газов в стрипинг-секциях и отделение легких фракций от газов в абсорбере, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь легких фракций с газами, исключения обводнения боковых погонов и уменьшения затрат на разделение, подачу паров и газов в ректификационную колонну второй ступени и стрипингсекции осушествляют из ректификационных колонн первой и второй ступеней и абсорбера.

1011139

Изобретение относится к способаМ разделения смесей ректификацией и абсорбцией и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ разделения смесей, включающий разделение в ректификационной колонне с подачей в нее газов и частичное отделение паров разделяемой смеси от газов за счет конденсации верхнего продукта ректификационной колонны (1g

Недостатки этого способа — большие потери легких фракций с газами, уходящими с верха ректификационной колонны, увеличение затрат на отвод тепла от верхнего продукта ректификационной колонны иэ-за теплоотдачи в присутствии большого количества газа, который не конденсируется в системе, и значительное увеличение затрат на реализацию способа при последующем отделении паров разделяемой смеси от газов в абсорбере.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения смесей, включающий предварительное отделение паров и газов от исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени, последующее отделение легких фракций.от газов в абсорбере, разделение остатка исходной смеси с подачей водяного пара в ректификационной колонне второй ст„пени, отбор боковых погонов из ректификационной колонны второй ступени, отпарку боковых погонов с подачей водяного пара в стрипингсекциях и отделение водяного пара от паров разделяемой смеси за счет конденсации практически всего верхнего продукта ректификационной колонны второй ступени с последующим отстаиванием (2 ).

Однако присутствие водяного пара в системе уменьшает эффективную .. поверхность контакта между парами и жидкостью разделяемой смеси в ректификационнбй колонне второй ступени, приводит к обводнению боковых погонов и, следовательно", к снижению качества продуктов. Йспользова ние водяного пара существенно повышает расходы энергии на реализацию разделения смеси из-за высокой энергоемкости водяного пара и затрат на его конденсацию. Кроме того, водяной нар и вода приводят к ускорению коррозий аппаратуры.

Цель изобретения - уменьшение потерь легких .фракций с газами, исключение обводнения боковых погонов и уменьшение затрат на разделение.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу первичного разделения нефти подачу паров и газов в ректификационную колонну второй

10

В ректификационную колонну первой ступени 1 подается предварительно нагретая в нагревателе 11 исходная смесь. С верха ректификационной колон40 ны первой ступени отводят газы и пары, которые частично конденсируют в холодильнике 14, конденсат из емкости верхнего продукта 4 подают на орошение колонны, а избыток конденсата выводят из системы. С низа ректификационной колонны первой ступени выводят утяжеленный продукт, часть которого возвращают через нагреватель 12 в качестве горячей струи, а другую часть (остаток исходной смеси) подают через нагреватель 13 в ректификационную колонну второй ступени 2, Иэ ректификационной колонны второй ступени отбирают нижний продукт, боковые погоны и верхний продукт. Боковые погоны отпаривают в стрипинг-секциях 6, 7 и 8. Верхний продукт частично конденсируют в холодильнике 16 и подают в емкость

5, откуда конденсат насосом 10 в

60 абсорбер по линии 23, а несконденсировавшуюся часть гаэодувкой 9 через холодильник 16 также подают в абсорбер. Кроме того, по линии 21 в абсорбер подают избыток паров

65 и газов с верха ректификационной

35 ступени и стрипинг-секции осуществ- ляют из ректификационных колонн пер вой и второй ступеней и абсорбера, На чертеже изображена схема способа разделения смесей.

Схема содержит ректификационную колонну первой ступени 1, ректификационную колонну второй ступени 2, абсорбер 3, емкости 4 и 5 верхних продуктов ректификационной колонны первой ступени и ректификационной колонны второй ступени соответственно, стрипинг-секции 6, 7 и 8, газодувку 9, насос 10, нагреватели

11, 12 и 13 и холодильники 14, 15, 16 и 17, линки 18, 19 и 20 подачи паров и газов в ректификационную колонну второй ступени и стрипингсекции из ректификационной колонны первой ступени . иэ ректификационной колонны второй Ступени и иэ абсорбера соответственно, линии подачи паров и газов 21 и 22 в абсорбер иэ ректификационной колонны первой ступени и из ректификационной колонны второй ступени, линии подачи

23 и 24 в абсорбер конденсата верхнего продукта ректификационной колонны второй ступени и абсорбента соответственно линии 25, 26 и 27 подачи в ректификационную колонну второй ступени циркуляционного орошения, орошения конденсатом верхнего продукта и орошения продуктом абсорбера соответственно.

Реализуется способ разделения смесей следующим образом.

1011139

С +G2 СЗ+V1+V +V3- 0 моль/с. где Р - Расход паров разделяемой 40 смеси в ректификационной колонне второй ступени;

Jl — давление в: ректификационной колонне второй ступени, Па;

Р— требуемое парциальное давление паров разделяемой смеси в ректификационной колонне второй ступени, Па.

Наибольшее отношение подачи газов к подаче паров имеет. место при подаче в ректификационную колонну второй ступени паров и газов из абсорбера, а иаименьшее — при подаче из ректификационных колонн. Поэтому, вышеуказанное соотношение для подачи газа устанавливают, изменяя соотноше;ние расходов по линиям 18, 19 и 20 подачи йаров и газов из абсорбера и ректификационных колонн.

При минимальном расходе газа удается сконденсировать наибольшее коли-60 чество верхнего продукта ректификационной колонны второй ступени, а следовательно будут минимальны расходы на абсорбцию (минимальны давление, расход абсорбента и нагрузки абсорколонны первой ступени. Дпя органиэации работы абсорбера подают . абсорбент по линии 24. За счет гаэодувки 9 и насоса 10 в абсорбере; поддерживают давление выше, чем в ректификационной колонне второй ступени. Избыток продуктов абсорбера выводят из системы. Орошение на верху ректификационной колонны второй ступени организуют в зависимости от требований к качеству верхнего продукта по трем вариантам: за счет циркуляции флегмы по линии

25 через холодильник 15, за счет возврата части конденсата верхнего продукта по линии 26, эа счет подачи части жидкого продукта абсорбера по лйнии 27. Для снижения парциального давления разделяемой смеси в ректификационную колонну второй ступени и в стрипинг-секции подают пары Ч1 и газы G из рек1 тификационной колонны первой ступени по линии 18, пары V2 и газы С из ректификационной колонны второй ступени по линии 19 и пары V3 и га- зы G> из абсорбера по линии 20, причем подачу газов. выбирают иэ соотношения.

G+G+G

1 2 3 1 2 3 где суммарная подача паров и газов, необходимая для поддержания режима работы ректификационной колонны второй ступени и стрипинг-секций, в соответствии с законом Дальтона, составит

35 бера) . Вместе с тем увеличение расхода газа при соответствующем умень- шении расхода паров приводит к улучшению качества погонов ректификационной колонны второй ступени изза уменьшения конденсации в них паров, подаваемых в колонну и стрипинг-секции. Оптимальное значение расхода газа не превышает значение

0,3 от суммарной подачи паров и газов, так как при большем ра ходе качество погонов практически не меняется, растут потери легких фракций, а расходы на реализацию способа за счет затрат на абсорбцию, подачу паров н газов в абсорбер газодункой и охлаждение паров и газов, резко возрастают и превышают расходы на разделение смесей с водяным паром.

Таким образом, осуществление подачи паров и газов в ректификационную колонну .второй ступени из ректификационной колонны второй ступени и из абсорбера в опреде.— ленных соотношениях позволяет установить, расход газа в указанных пределах, соответствующих оптимальным значениям затрат на разделение, потерь легких. фракций с газами и показателям качества погонов.

Пример 1. Исходную смесь нефть в. количестве 1 млн.т. в год подают н ректификационную колонну первой ступени, где отделяют газы и пары.при давлении 0,4 МПа. Соотношение мольных расходов гаэрв и паров составляет С /V1 = 0,08. Остаток исходной смеси разделяют в ректификационной колонне второй ступенн при давлении 0,22 МПа, н ниэ которой подают все пары и газы из ректификационной колонны первой ступени в количестве G 1+ V =Зб моль/с, Для требуемого снижения парциального давления паров разделяемой смеси потребовалась суммарная подача паров и газов в стрипинг- секции и в ректификационную колонну второй ступени 42 моль/с. Поэтому

1дополнительное количество паров и

° газон подают из,абсорбера при отношении G /V3 = 0,19. Таким образом, отношенйе йодачи газов к суммарной подаче паров и газов в ректификационную колонну второй ступени и стрипинг-секции составляет 0,1, т.е. значение, Находящееся. в оптимальных пределах 0-0,3. В результате.

-разделения в ректификационной колонне второй ступени остатка исходной смеси получают три бокОвых погона и мазут такого же качества, как при разделении с подачей водяного пара. Конденсат паров верхнего продукта в количестве 18 кг/с и пары и газы н количестве 2 кг/с подаются в абсорбер. Чтобы количество легкйх

1011139

Составитель A Тарасов

Техред И.Гайду. Корректор Е. Рошко

Редактор В. Ковтун

Заказ 2616/ Тираж 686 Подписное

BHHHtlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

) пиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 фракций, теряемых вместе с газами, составило --акую же величину, как при разделении с подачей водяного пара, в абсорбере поддерживают давление 0,28 MIIa В результате потребовались только дополнительные затраты на подачу паров и газов в абсорбер газодувкой и охлаждение этих паров и газов. При этом годовая экономия энергии по сравнению со способом разделения смесей с подачей водяного пара составляет

14,8 мпн квт.ч.

Пример 2. От исходной смеси (нефть в количестве 1 млн.т в год) в ректификационной колонне первой ступени отделяют пары и газы при давлении 0,33 МПа, которые полностью подаются в ректификационную колонну второй ступени и стрипинг-секции в количестве

С„+ Ч = 40 моль/с. Недостающее количество паров и газов подается путем рециркуляции части паров и

1 газов той же колонны С + Ч2

4 моль /c иэ емкости верхнего продукта. В результате ведут разделение остатка исходной смеси в присутствии газов при давлении 0,2 МПа причем отношение подачи газов к суммарной подаче паров и газов составляет 0,06, т.е. значение, находящееся в оптимальных пределах

0-0,3. Избыток паров и газов и кон10 денсат верхнего продукта ректификационной колонны второй ступени подают в абсорбер, где поддерживается давление 0,3 МПа и средняя, температура 50 С. В результате

$5 разделения получают боковые погоны и мазут такого же качества, как при разделении с водяным паром, а потери легких фракций уменьшаются на 35% за счет лучшей работы абсорбера. С учетом дополнительных затрат годовая экономия энергии по сравнению со способом разделения с водяным паром составляет 11,3 млн.. квт.ч.