Устройство для разделения нефтяного сырья

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ, содержащее емкость с патрубками для входа сырья и отвода продуктов разделения, отличающееся тем, что,,с целью повышения селективности отделения нйзкокипяыих компонентов от высококипящих , устройство снабжено трубой , разделенной перегородками на секгии, установленной в верхней части емкости и соединенной с патрубком для ввода сьрья, причемв нижней части каждой перегородки выполнено отверстие для перетока жидкости , а в верхней части каждойсекции выполнено отверстие для выхода паров,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СБ/>РЬВ

ЖОВй1СТЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3554818/23-26 (22) 18.02 ° 83 (46) 23.04.84. Бюл.Р 15 (72) B.Ê.Ìàðó àêèí, В.С.Вручай и И.A.Áåëèêoâà (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66.069.84(088.8) (56) 1. маринин A.Ñ., Саватеев Ю.Н. и Суворова В.А.Выбор параметров при конструировании установкой для сепарации нефти и газа. Добыча, сбор и недоплавка нефти и газа на месторождениях Западной Сибири треста СибНИИ нефтяной проьищленности, вып.11, 1978, с.55-59 °

2. Заявка Японии Р 53-110788, кл. В 01 Ь 19/00, 1980. (54)(57) УСТРОРСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ

НЕФТЯНОГО СЬ .РЬЯ, содержащее емкость с патрубками для входа сырья и отво.да продуктов разделения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что,,с цельн повышения селективности отделения низкокипящих компонентов от высококипящих, устройство снабжено трубой, разделенной перегородками на секгии, установленной в верхней части емкости и соединенной с патрубком для ввода сьрья, причем в нижней части каждой перегородки выпол нено отверстие для перетока жидкости, а в верхней части каждой" секции выполнено отверстие для выхода паров. а

1087152

Изобретение относится к устройствам для разделения многЬкомпонент- них углеводородных смесей самоис.парением и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно при дегазации пластовой нефти или при отделении низкокипящих фракций от более высокОкипящих, Известно устройство для разделения многокомпонентных углеводородных смесей на низкокипящую и высококипящую часть, включающее емкость с патрубками на входе исходной смеси и выходе продуктов разделения. Исходная смесь, например пластовая нефть иэ скважины при давлении пласта

50 кгс/см и более, поступает в газосепаратор, где за счет снижения давления происходит самоиспарение из нефти газовых и ниэкокипящих жидких углеводородов. ричем небть последовательно может проходить от одного до трех и более газосепараторов. Понижение давления осуществляют при входе в каждый из сепараторов f1) .

Недостатком данного устройства (сепаратора) является невозможность достижения селективности (четкости) разделения более высокой, чем при однократном испарении. Последнее как известно характеризуется тем, что вместе с низкомолекулярными газами в паровую фазу переходят и бензиновые компоненты (С и выше), что крайне нежелательно. Во-первь1х, потому что газ идет на форсуночное топливо и сжигаются ценные составляющие нефтяных газов, а во-вторых, потому что уход бензиновых компонентов увеличивает вязкость остающейся жидкости и затрудняет ее перекачку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для разделения нефтяного сырья, содержащее емкость с патрубками для входа сырья и отвода продуктов разделения (2) .

Недостатком известного устройства является то, что каждая секция имеет одно и тоже давление и система также как и в первом случае только приближается к термодинамическому равновесию пар-жидкость (к процессу однократного испарения) °

Делью изобретения является повышение селективности разделения нефтяного сырья до величины, превышающей селективность однократного испарения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для разделения нефтяного сырья, содержащее емкость с патрубками для входа сырья и отвода продуктов разделения, снабжено трубой, разделенной перегородками на секции, установленной в верхней

В табл.2 указана доля газа, уходящего с дегаэированной нефтью.

Давление насыщения исходной нефти 46 кгс/см2, начальная температура 2С"С конечное давление во всех случаях равно 1 кгс/см2.

При дегазации в газосепараторе известной конструкции при разделении устанавливается термодинамическое равновесие газ-жидкость. Тогда из

100 кг нефти выделяется 5,27 кг газа, покомпонентные количества которого приведены в табл.1. Селективность разделения при этом следующая.

Метана (нежелательного компонента для дегаэированной нефти), содержащегося в исходной нефти в количестве

073 кг, в дегаэированной нефти осчасти емкости и соединенной с патрубками для ввода сырья, причем в нижней части каждой перегородки выполнено отверстие для перетока жидкости, а в верхней части каждой секции выполнено отверстие для выхода паров.

Диаметры отверстиЯ для паров рассчитываются из условия, что в каждой секции будет поддерживаться

10 определенное давление. По ходу движения жидкости величина давления будет уменьшаться. 3 первой секции высокого давления из жидкости испаряются в основном летучие компоненты, во второй секции при меньшем давлении — наиболее летучие иэ оставшихся и т.д. Последней ступенью самоиспарения будет являться емкость газосепаратора, имеющая самое низкое . давление. Отсюда внизу отводят жидкость, а сверху из общего парового пространства газ.

Уровень жидкости в каждой секции можно регулировать оттоком жидкости через отверстие в перегородке.

25 на фи,.1 изображено усТроасТВо для разделения-нефтяного сырья; на фиг.2 — сечение A-А на фиг.1.

Устройство содержит емкость 1, патрубок 2 входа сырья, патрубок 3

ЗО вывода газа и патрубок 4 вывода жидкости, трубу 5, перегородки 6 с.отверстиями 7, отверстия 8 в верхней части каждой секции 9.

Устройство работает следующим об35 разом.

Нефтяное сырье поступает по патрубку 2 в секции 9 трубы 5, в каждой из которых происходит самоиспарение фракций. Пары из каждой секции

4р отводятся через отверстия 8, а затем по патрубку 3, а жидкость самотеком поступает из секции в.секцию через отверстия 7, и выводится из устройства по патрубку 4 °

Результаты дегаэации 100 кг само отложной нефти в известном устройстве и в предложейном приведены в табл.1.

1087152 тается 0,028 кг или 3,8%. Целевых компонентов, например, таких, как пропан из 2,4 кг †. 1,176 кг или

49,0% и пентана из 3,48 кг3,293 кг или 94,6% (табл.2). Таким образом, только половина пропана остается в нефти, а другая половина теряется с газом.

Затем эту нефть дегазируют в предложенном устройстве с переменным числом секций.При дегазации в устройстве с од- 0 ной секцией, давление секции принимает-ся равным 4 кгс/см и 1 кгс/см в емкости. При двух секциях соответственно 5, 4 и 1 кгс/см2 и при четырех - 8,6,4,2 и 1 кгс/см . Покаэате- 15 ли дегазации нефти сведены в табл.1-2.

В итоге оказалось, что четырехкратное самоиспарение в предложенном аппарате позволяет более селективно выделить из исходной жидкости низкокипяшие примеси. В предложенном устройстве селективность разделения будет увеличиваться с ростом числа секций. Так при одной секции селективность разделения будет уже больще, чем при разделении по известному способу. Однако увеличение числа секций выше трех-четырех нецелесообразно, так как последующий прирост селективности будет весьма незначительный. 30

Предложенное устройство позволяет увеличить селективность (четкость) разделения, что приводит к сокращению количества газа, идущего на факел, на 30% и сокращение потерь ди- 35 зельной фракции с вакуумным газойлем на 15%.

Кроме того, оно позволяет увеличить выход целевых фракций. Так вы« ход стабильной нефти вырос на 1,43% 40 что при добыче 300 млн т/год обеспечивает дополнительное получение

4;3 млн. т/год нефти.

Постановка одной секции сокращает общее количество выделивщегося 45 газа до 4,36 кг, а содержание. метана в дегазированной нефти до 2,2%. Количес..во целевых компонентов и н-пен-.. тань увеличивается до 58,6% и 96,4%.

Ч тыре секции обеспечивают получение нефти с 1, 1% метана и 65,0% пропана при выходе газа в количестве

3,84 кг (табл.1-2).

Таким образом, селективности разделения нефти в известном и предлагаемом устройствах имеют существен-, ные отличия. В нефти, дегазированной в предложенноМ устройстве, содержание самого легкого (нежелательного) компонента метана сокращается с 3,8 до

1,1% (3 раза), а содержание целевых компонентов увеличивается пропана с

49,0 до 55,0% и н-пентана с 94,6 до

97,2%. Общий выход газа, идущего на факел, сокращается на 30% (с 5,27 до 3,84 кг).

Устройство может использоваться н в схемах ректификации нефтяных смесей, например на установках AT u

ABT. Снижение давления в сепараторе в этом случае осуществляется с помощью вакуумсоздающей системы.

В табл.3 приведены сравнительные данные по изменению состава вакуумного газойля за счет его самоиспарения при снижении давления. Температура вывода вакуумного газойля иэ колонны 287 С, давление 70 мм рт.ст.

При этих условиях в вакуумном газойле остается 16,22% по ИТК дизельного топлива (фракции, выкипающие до

360 С).

Если самоиспарение проводить путем разового снижения давления от

70 до 34 мм рт.ст., как это происходит в сепараторах известной конструкции, то при испарении 16% вакуумного газойля доля дизельных Фракций в нем снижается до 11,44%. В случае ступенчатого снижения давления при разделении в предлагаемом устройстве (число секций равно 3) фракций дизельного топлива остается 9,84%.

Особенно заметно снижается содержание самых легких фракций, например доля фракций 290-310 С, 310-320 С и

320-330 С падает соответственно на

51,47 и 23В.

1087152 ф с3 С Ъ о о

О О О с

\ с

o o o (Ч с31 (с3

СЧ с о (с3 в о о

\ с

О О

Ю аСа СЧ ф an с Ъ

С0 СЧ <"Ъ с с с о о о аО ЦР с Ъ

1-3 Н3 Н3

О Ю Ю с с с

О О.О н 3 ф О 3СЪ О

3СЪ Е О с с н н со

1"Ъ

CO

С Ъ с

M с31 с31 1

«h an an

СЧ СЪ с с с о о о ф аО о

О 3 с о о ф

С13

СЧ с

СЧ л

СЧ с с

С Ю

I

I

m а!

r c

I

1

I н о

СЧ СЧ Н о о о с с с о о о аА

< о

o o с с

О Ю

an о

Ю с о

С1Ъ ч а

СЧ с с о 1131 СЧ 3с

CO СЧ С1Ъ

Ch С1Ъ ч31 с с с о о о

an ф

СЧ н о с с о о

1

I

1 Х

1 Х

IФ I Х

19\ Ф о и

1 t

3 133

1Н е

1 Ф

1 Ж

1

1.С 1 а ф с ъ an сч ф О ОЪ СЪ

И 3СЪ «h <Ъ . «1 с с с с н3 и 1» «п О

3С3 ЛН4 С 3

О 3 с о о а Ь С Ъ «3Ъ

ah Cc

СЧ Ъ СЧ с с с о. + + о

1

1 В

1Ф3

3 C

3I

1

1Н

1 Ф

I ж!

I р

СЧ О н о с с

o . о

Н3 Н

СЧ о о с с о о

Г1Ъ

an

СЧ с

СЧ

С Ъ О а о

«3Ъ Ch с с

Н3 1

С1Ъ

«С! «Ъ

С Ъ CC с с н1 чъ . an

Н СЧ.

О 3 с с о о

3 » о Ф

Н3

ОЪ «3Ъ

CO ° 31

СЧ с с о н а о

«3Ъ С1Ъ

@\ а» с с

О СЧ

1 »

С1Ъ н1

Ю с о О Ю ф

СЧ 3 О

О О О с с о о о

СЧ СЧ

«1Ъ С1Ъ о о с \ ю о

1с ф н о

3 »

Ю

СЧ Н

Ю СФЪ

Л «1Ъ с с о

С31 С31

СЧ an

nt ч3 с о

° 31

an аО с о

1«3 н

I е

Ф

Ю Ю О

1» «3Ъ ф н 3 ао с с н

С 3

„Ch

"СЧ с

С1Ъ 31 СЧ

Ю Ch

СЧ <у1 с о

«O «h

СЧ «СЪ о с с о о ф CO с3 СЧ

С1Ъ СЧ

СЧ « 3

t с с с 1 о СЧ

С»

1Х

1Х

I tf. i0

3О Н

133 Е

3V S

1и Й Ъ

СЧ с

Н 1 3» ф с31 а сч «1ъ сч с с Ю

O Н3 Н3 Н3 СЧ

° 3 с

С 3

IХ

IS

3Х

3О !

3О

134 ь

«h

1 о ф!

1 X

ОЕ В«1ЦХ и Н 1 хх ънн

Ф с Ф

ЯЗВ СЧ Xtg о о о

О Ю

Ch Н еа ч ж

u u

9 и сЕ Ж ж ж

Ъс3 ас

v u сС

Ю ж о

v ц

Ч. ж

1 3 m mlI

I Х I

1 X IC !!

I 1 I

I Х I

31 .1 S I

3 О3

I 1 I

tL I

Х1 3 !

О3

О3

I I 1 33 с11 I 1 Н

1 1 I Е

I 1 I Ф

1Х!

tCt 1 М

tR3 А

1Н I

IU I

1 I

3Х

IO 3

1Х I

1Х 1 ! S

tK 1 о t

11 1

lS

t0 I

1И I Х

I tat I Х

1 1 Ф

1Х1 О

1Х I

IN I

lttI l

1в 3 н

1Ф 1

I4 I

)I5 1 — — 1-l 3. 1 о

IН I

I ttI 1

IA, I m

I att ttt

t g 1 Р.

3Ф I

3О 1

14 1

I 1

I ttt 1 jI

1Х I

1Х I

1И 1

Ittt I

lm 1

3Ф 3

34 I

IФ 1

1Н I

1 3 an с Ъ Л О

Н О Ch СЧ с31

Л СЧ Ch С1Ъ т31 с с \ с

О 3 О а О

«h O 3 3

Ch СЪ с с

О Н СЧ 3 ф

3СЪ О

3 н О о о О Ю с с о с О О

1087152

Таблица 2

Комгю не н ты

Дегазация в предложенном устройстве т 2-я секции

Дегазация в г/сепараторе

1-я секция

2-я секции

3,8

2,2

С 4

2,4

25 1

20,2

26,0

28,1

Сгн6

58,6

49,0

59,1

С нв

65,0

82,8

83,0

88,1

iC4 Hip пС4 К о Н

76,2

87,8

82,8

88,0

91,7

94,7

96,4

94,8

92,2

95,5

94,6 пСд Н

96,4

97,2.Таблица 3

Состав вакуумного газойля

Компоненты

После четырехкратно го самоиспарения ко- ПОсле однократного самоиспарения.

На выходе иэ лонны мас. Ъ . Ъ мас. 3 % мас. В Ъ

0,67

0,33

0,33

0,67

1,63

1,63

0,57

0,24

1,05

0,38

2,37

0,74

1,43

0,86

2,17

1,12

4,24

1,87

4,19 1,69

2,02

3,12

7,23

2,99

5,51.2, 39

6,87

2,68

3,57

4,33

11,44

16,97

23,65 4,57

5,42

5,38

5., 53

6,17

6,62

6,68

7,05

9,37 32,97

9,32

9,40

43 18 10 37

10,21

9,86

9,86

9;24

10,07

11,22

11,50

410-420 10,30

420-480

430-440

440-450

9,04

8,79

7,94

7,15

8,00

8,24

83i33

6,99

6,79

89, 36

94, 29

97, 35

6,03

5,78

5,60

450-460 4,93

3,63

3,51

460-470

3,06

290-310

310-320

320-330

330-340

340-350

350-360

360-370

370-380

380-390

390-400

400-410

10,80

16,22

22,39

29,44

38,84

48,70

57,94

68,24

76,18

53,04

64,26

73,05

81, 05

87,84

93,44

96,45

9, 84

15, 22

21, 84

31,21

41,58

51,65

63,15

72, 19

80,43

87,42

93,20

96,83

1087152

Продолжение табл. 3 евююееюмюееее

Компоненты

После аетырехкратно, ro самоиспарения мас.% %

° Ф мас.%

° ВЮ

470-480

98, 9 3 2,05

1,98

1,72

99, 80

99,87

99,91

0,87

0,90

480-490

0,75

0,07

0,08

0,07

0,04

0,04

0,03

99,98 0,07

0,07

99,97

0,06

100,00

0,03

0,02

100,09

0,02

Составитель О. Калянина

Редактор Г.Волкова ТехредМ.Гергель КорректорГ. Решетннк

Заказ 2523/3 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

490-500

500-510

510-520

520-540 е ю «е юмам ° ° и

Состав вакуумного газойля

На выходе пэ ко- После однократного лонны самоиспаре ни я мас.% % 1

99,07

99,82

99,89

99,82

99,98

100,00

Филиал ППП "Патент", г.ужГород, ул.Проектная,4

98,08

99,78

99,86

99,90