Способ получения нефтяных фракций

 

) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ яутем йагрева исходной кефти . в теплообменниках перегонки ее в отбензинивающей колонне с охлаждением и конденсацией верхнего продукта и перегонки отбензйненной нефти после ее нагрева в основной ректификационной колонне с охлаждением и конденсацией верхнего продукта и получением боковых и нижнего продуктов, о т личающийся тем, что, с целью снижения капитальных и энергетических затрат, исходную нагретзпо нефть предварительно сепарируют и полученные при этом паровую и жидкую фазы подают соответственно под первую тарелку и на тарелку питания отбейзиниваюцей колоншл, причем перегонку в отбензинивающей колонне ведут при давлении 0,05-0,1 Ша с охлаждеHK&t и конденсацией верхнего продукта ртбензинивакяцей колонны путем пря (О мого смешения его в струйном эжекторе с циркулирукмцей в замкнутсм холодильном контуре азеотропной смесью верхнего продукта отбензинивакщей колонны и аммиачной воды с последу{ащей подачей полученной при смешении смеси на охлаждение и конденсадшо верх4ik него продукта основной колонны путем, ч косвенного теплообмена. со 4

СОЮЗ СОВЕТСЙИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1() ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ GPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОС ДАРСТ ЕНН (й НО@ ТЕТ СССФ

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Й (21) 3518214/23-04 (.22) 24. 09. 82 (46) 30.03.85. Бюл. Ó 12 (72) В.И. Новиков, М.М. Губайдуллин, А,М. Окружнов и В..Г. Тетерук (71) Всесоюзный научно-исследовательский .институт углеводородного сырья (53). 665.63(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 798161, кл. С 10 С 7/00, 1979.

2. Пикалов Г.П. и др. Влияние глу-бины отбора бензиновых фракций в атбензививающей колонне K-1 на качественные показатели работы высокопроизводительных установок перегонки нефти, — "Нефтепереработка и нефтехимия", У 10, 1978, с. 1 (прототип} .

3. Машины и аппараты химической технологии. Межвузовский сборник, Казань, 1976 вып. 4, с. 31 (54) (57.) CnOCOS ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНЫХ .

ФРАКЦИЙ путем нагрева исходной нефти в теплообмеиниках, перегонки ее в отбеязинивающей колонне с охлаждением и конденсацией верхнего продукта и

4(() С 10 С 7/00 .С 10 С 7/02 перегонки отбензнненной нефти послЕ ее нагрева в основной ректификационной колонне с охлаждением.и конденсацией верхнего продукта и получением боковых н нижнего продуктов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения капитальных и энергетических затрат, исходную нагретую нефть предварительно сепарируют и полученные при этом паровую и жидкую фазы подают соответственно под первую тарелку и на тарелку питания отбензинивающей колонны, причем перегонку в отбензинивающей колонне ведут при давлении 0,05-0, 1 МПа с охлаждением и,конденсацией верхнего продукта отбензинивающей колонны пУтем прямого смекения его в струйном эжекторе с циркулирующей в замкнутом холодильном контуре азеотропной смесью верхнего продукта отбензииивающей колонны н аыжиачной воды с последующей подачей полученной при смеаении смеси на охлаждение и конденсацию верхнего продукта основной колонны путем, косвенного теплообмена.

10

4 11

Изобретение относится к способу получения нефтяных фракций и может быть использовано на установках первичной перегонки нефти в нефтеперерабатывающей и нефтехимической от ./ раслях промышленности.

Известен способ получения нефтяных фракций, включаЮщий нагрев нефти, перегонку ее s отбензияивающей колонне с охлаждением и конденсацией верхнего продукта колонны и перегонку отбензиненной.нефти после ее нагрева в основной ректификационной колоМне с охлаждением и конденсацией верхнего продукта и получением боковых и нижнего продуктов, согласно которому нагрев отбензинивающей ко.лонны ведут частью продукта низа основной ректификационной колонны в качестве горячей. струи, а также частью исходной нефти в качестве дополнительной горячей струи 51 ).

Недостатками известного способа являются использование большого обьема громоздкого холодильного и конденсационного оборудования для охлаждения и конденсации бензиновой фракции отбензинивающей колонны, а также использование печи для подогрева горячей струи с недостаточно высоким КПД. Кроме того, известный способ энергоемок (большие расходы воды, электроэнергии, топлива, пара) и не решает вопросов охраны окружающей среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. является способ получения нефтяных фракций путем нагрева нефти в теплообмеяниках до 200 С, перегонки ее в отбензинивающей колонне, в которой при давлении 5,3 атм за счет тепла потока, а также дополнительного тепла, вносимого горячей струей, отбирают при температуре верха 154 С бензиновые фракции. Отобранный верхний продукт охлаждают и конденсируют в конденсационном оборудовании с использованием воды как хладоагента. Часть отобранного верхнего продукта подают на верх отбензинивающей колонны в качестве острого орошения. С низа отбенаинивающей колонны при 240 С выводят отбеязияенную нефть, часть которой используют как горячую струю, которую циркулируют через печь и вводят в отбен47734 3 зинивающую колонну. Второй поток отбензиненной нефти нагревают в печи и направляют на фракционирование в основную атмосферную колонну, в которой отбирают верхним продуктом бензиновую фракцию, боковыми продуктами керосиновую фракцию н дизельное топливо. Нижним продуктом получают мазут. Охлаждение и конденсацию верхнего продукта основной колонны ведут водой в конденсационно-холодильном оборудовании 12).

Недостатки указанного способа— значительные капитальные и энергетические затраты на проведение процесса обусловлены работой отбен зинивающей колонны (K-1) под повышенным давлением, наличием большого количества конденсационно-холодильного оборудования для охлаждения и конденсации верхних продуктов колонн и печи к отбензинивающей колонне для нагрева циркулирующей горячей струи.

Кроме того, наличие печей и циркулирующей воды как хладоагента приводит к загрязнению окружающей среды продуктами горения и углеводородами.

Все это вызывает определенные трудности s проведении процесса и существенно снйжают его технико-экономические показатели.

Цель изобретения — снижение капитальных и энергетических затрат..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения нефтяных фракций путем нагрева исходной нефти в теплообменниках, перегонки ее в отбензинивающей колонне с охлаждением и конденсацией верхнего продукта и перегонки отбензиненяой нефти после ее нагрева в основной ректификационной колонне с охлаждением и конденсацией верхнего продукта и получением боковых и нижнего продуктов, исходную нагретую нефть предварительно сепарируют и полученные при этом паровую и жидкую фазы подают соответственно под первую тарелку и на тарелку питания отбенэинивающей колонны, причем перегонку в отбензинивающей колонне ведут при давлении 0,05-0,1 ИПа с охлаждением и конденсацией верхнего продукта отбензинивающей колонны путем прямого смешения его в струйном эжекторе с циркулирующей в замкнутом холодильном контуре аэеотропной смесью верх2,76

9,76

i4,29

С-углеводороды с Т„„, 70 С 18 40

Т киа 70 100 С 20э 45.

ЗО с Т„„„100-140 С 21,18 с Т„ид, 140-180 С 13,16

Граничным пределом азеотропных смесей аммиачной воды с углеводорода- 5 ми является массовое соотношение, равное (36,5-57,3):(42,7-63,5). В частности для процесса отбензинивания нефти в отбензинивающей колонне

/ эжектрирующий агент представляет 4б собой азеотропную смесь следующего состава, мас.X:

5,3-5,9

Сз

С

Сф

10,6-12,9

1.2,7-16 3:

С -углеводороды с Т„„,п 70 С 14,1-28,4

36,2-56 6

0,3-0,7

Н,а

В интервале указанных граничных условий холодопроизводителькость .азеотропных смесей идентична. Привыходе за граничные условия резко снижается объем азеотронных смесей

3 114 него продукта отбенэинивающей колонны и аммиачной воды с последующей подачей полученной при смешении смеси на охлаждение и конденсацию верхнего продукта основной колонны путем косвенного теплообмена.

Предлагаемый интервал рабочих дав лений в отбензинивакицей колонне является оптимальным. Нижний предел

0,05 МПа ограничен ростом эксплуатационных затрат на создание вакуума.

Верхний предел О, 1 МПа выбран из условия проведения процесса при атмосферном давлении, так как при этом давлении используемая аппаратура является наиболее дешевой. Указанный интервал рабочего давления создается за счет одновременного зжектирования и полной конденсации верхнего продукта отбензинивающей колонны следующего состава, мас.Х:

7734 4 и холодопроизводительность в этих случаях получается за счет испарения или аммиака, или углеводородов.

Причем при расходе эжектирующего агента 250 т/ч холодопроизводительность для аммиачной воды 45 10 ккал, для аэеотропной смеси 125-10 ккал, для смеси углеводородов 14 .10 ккал.

Аммиак восполняется sa счет непрерывной подачи его в шлемовую линию как ингибитора коррозии.

Предварительная сепарация исходной нефти с подачей паровой фазы под первую тарелку отбензинивающей колонны .и снижение рабочего давления с 0,5 ИПа до 0,05 ИПа (в десять раз) позволяют снизить капитальные и энергетические затраты за счет исключения иэ схемы печи и горячей струи.

Использование для охлаждения и конденсации верхних продуктов отбензинивающей и основной ректификационной (находящейся на границе насыщения аммиаком) колонн аммиачной воды, образующей азеотропные смеси с углеводородами и циркулирующей в замкнутом холодильном контуре, позволяет исключить из схемы процесса конденсационно-холодильную аппаратуру отбензинивающей колонны и оборотную воду в качестве хладоагента основной ректификационной колонны, что существенно уменьшает капитальные и энергетические затраты.

Исключение из.процесса печи и оборотной воды позволяет существенно снизить степень загрязнения воздушного и водного бассейнов

На чертеже приведена схема проведения процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

Обессоленную и обезвоженную нефть направляют в теплообменники 1, где нагревают эа счет рекуперации тепла конечных и промежуточных нефтепродуктов до 210 С, и подают в сепаратор 2.

Из сепаратора 2 выделившийся паровой поток направляют в отбенэинивающую колонну 3 под первую тарелку, а жидкую фазу направляют иа тарелку пита-. ния этой же колонны. Отбензиненную нефть с низа колонны 3 через печь 4 подают на фракционирование в основ; кую ректификационную колонну 5.

Пары колонны 3 вакуумируют рабочим агентом s струйном эжекторе 6.Рабочим

3 1147734 б агентом струйного эжектора 6 является смесь аммиачной воды с углеводородами отбензинивающей колонны. При прямом смешении с сопутствующей абсорбцией рабочим агентом происходит охлаждение и конденсация паров этой колонны, которые направляют на конденсационно-холодильный (КХ) блок 7 колонны 5 в качестве хладоагента. После прохождения КХ-блока 7 рабочий 10 агент эжектора совместно со сконденсированным верхним продуктом колонны 3 направляют в емкость 8, откуда отстоявшуюся азеотропную смесь отводят в аккумулятор рабочего агента 15

9, а бензиновые. фракции колонны 3 откачивают на стабилизацию. Иэ ем кости-аккумулятора 9 насосом 10 рабочий агент вновь подают на повторный цикл в эжектор б и т.д. С колонны 5 щ .отбирают два боковых погона (керосиновые фракции и фракции дизтоплива),. снизу колонны выводят мазут на вакуумный блок, пары с верха колонны 5 направляют в поверхностные теп- 2s лообменники конденсационно-холодильного блока 7, где их охлаждают и конденсируют, а затем подают в рефлюксную емкость 1 1. Из рефлюксной емкости 11 часть бензиновых фракций нап- щ равляют; в колонны 3 и 5 в качестве флегмового орошения, а остаток выводят на стабилизацию или на компаундирование в товарный парк.

П р и и е р. Эксперимент по .полу чению нефтяных фракций по представленной на чертеже схеме проводят расчетньм путем. В качестве исходных данных приняты результаты обследо40 вания работы атмосферного блока установки АЗТ-1 Новополоцкого НПЗ. Б период обследования на установке перерабатывалась нефть из нефтепровода "Дружба" с плотностью у=0,865.

Расчет проведен по методике, изложен- иой в (3). Технологические расчеты колонного оборудования произведены

ыа ЭВИ-И-22 по программе, использую-.. щей релахсационный метод расчета процессов ректификации. Паровой поток, поступающий на колонну 3 из сепаратора 2, составляет 6,0-6,5 на исходную нефть, качество получаемых бензиновых, керосиновых и дизельных фракций соответствует внутреннему. стандарту предприятия. Состав рабочего агента эжектора, получаемого в аппарате 9, контролируют по температуре конденсации головного продукта колонны 3. Рабочий агент состоит иэ азеотропной смеси насыщенной аммиачной воды с углеводородами верхнего продукта отбензинивающей колонны с концом кипения не выше

180 С-. Показатели работы колонн и режимы приведены в табл. 1. В табл.2 даны конструктивно-технологические параметры работы эжектора, Из приведенных в табл. 1 данных видно, что снижение давления с

0,43 MIIa до О, 1-0,05 NIa по предлагаемому способу при сохранении практически постоянной величины отбора суммы светлых (49 ) позволяет значительно снизить температуру перегонки нефти в отбензинивающей колонне, температура верха колонны снижается со 154 до 82-102 С и температура низа с 240 до 114-135 С. Такое снижение температуры позволяет отказаться от горячей струи и за счет этого снизить затраты на перегонку нефти. Этому же способствует и. сепарация исходной нефти с подачей парового питания в низ отбензинивакнцей колонны. Поскольку рабочий агент струйного эжектора (азеотропная смесь углеводородов с аммиачной водой) при дросселировании за счет резкого снижения давления с 1,5-. 2,0 до 0,25-0,3 ИПа в эжекторе (ем. табл. 2) позволяет получить отрицательные температуры, то это дает возможность полностью сконденсировать и охладить головной продукт отбензинивающей колонны при сравнительно низком давлении. В связи с этим отпадает необходимость в применении воздушных и водяных теплообменников на конденсационио-.холодильном блоке отбенэинивающей колонны, Эту смесь углеводородов с аммиачной водой используют не только для конденсации и охлаждения головного продукта отбензинивающей-колонны прямым контактированйем в струйном эжекторе, но и как хладоагент на конденсационно-холодильном блоке основной ректификацнонной колонны. В связи с этим отпадает потребность в оборотной воде как хладоагенте.

Таким образом, затраты электроэнергии по предлагаемому способу складываются из затрат, связанных

Таблица

Предлагаемьй способ

Прототип

Показатели

Оснбвная колонна

Отбензиииванзцая ко лонна тбениниваю сиовная олонна ая коонна

Isa- 1 Нвариант риант

\00

100

Загрузка нефти, Ж, Выход отбензиненной нефти, У.

Давление, ИПа в„колоннах

89,6

88,0

0,05 0,15

Ою1

0,43

0,1

s сепараторе 2. о

Температура, С верха

150

102

150

154

340

340

240 низа исходной нефти

350

350

210

210

200 в сепараторе 2

117,5

138

Доля отбора в дистиллят, Х бензиновых фракций

11>9 4 2

4,1 керосиновых фракций

25 5 фракций дизтоплива

Содержание в мазуте фракций, выкипающих до 350 С, Ж

21,8

6 5

6 3

Флегмовое число

Тепло, Икал!ч вносимое горячей струей

0 5

1,5

1,78

0,3

0,3

20,8 снимаемое в конденсаторе

18,7

6,75 снимаемое острьик орошением.

Затраты электроэнергии ,на конденсацию и охлаж дение, кВт.ч

22,43

22,43

10,5; 19 5

225

«««»» «

«««в», 7 1147734 8 с циркуляцией рабочего агента в коли- сравнению с нвичи использование изобчестве 250-300 т/ч и составляют ретения позволяет сократить капи10,5-19,5 кВт-ч против 225 кВт.час тальные затраты на 40-50Х, исклюпо прототипу (табл. 2). чить потребление оборотной воды на

На установках АТ и АВТ нефтепере- g конденсацию и охлаждение головных рабатывающих заводов отбенэинивающие продуктов отбензинивающей и основ-. колонны работают под повьиненным дав- HdA ректификациониой колони, уменьлением до 0,5 ИПа, что обуславлива- шить стенеиь загрязнения окружаюет использование большого объема щей среды и за счет этого получить теплообменной аппарагуры н печей М значительный технико-экономический с большой теплонапряженностью. По эффект.

1147734

Продолжение табл.2 б л и ц а 2 а з нт

250 300

Давление рабочего агента эжектора, ИПа

Расход паров с верха колонны 3, т/ч

1,5 2,0

35 38

Коэффициент эжекции (весовой) . 0,175 0,136

0,3

Температура рфэочего агента, С

6,0 6,0

30 30

-15 -5

Составитель Г. Гуляева

Редактор Т. Колб Техред T.äó HH äK Корректор Г. Решетник

Заказ 1497/24 Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,. 4

Противодавление рабочего агента в смеси с нарами колонны (на выходе с эжектора), МПа

Температура рабочего агента в смеси с сконденсированными углеводородами, С

Расход рабочего агента эжектора, т/ч !

0925 Отношение площадей

15 сечения камеры смеше- ния к насадке эжектора

П р и м е ч а н и е. I вариант при Ро, 1 ИПа, II вариант при Р=0,05 ИПа,