Способ разделения нефтяного сырья

 

Изобретение относится к способу разделения нефтяного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промьшленности. С целью уменьшения энергозатрат на процесс исходное сырье предварительно разделяют на легкую и широкую промежуточные фракции. Предварительное разделение проводят следующим образом, В легкой фракции оставляют некоторое количество тяжелой продуктовой фракции. В тяжелой фракции оставляют некоторое количество легкой продуктовой фракций . Эти количества должны превьшать допустимые количества указанных фракций в целевой средней продуктовой фракции. Промежуточные фракции разделяют в двух (первой и второй) продуктовых колоннах, взаимосвязанных между собой потоками пара и жидкости. Количества примесей тяжелой и легких продуктовых фракций в нижнем продукте первой колонны регулируют дополнительными потоками жидкости и пара, поступающими из первой колонны во вторую. В результате.за счет снижения флегмового числа подвод тепла в кипятильнике уменьшается на 7,5- 18,2 млн ккал/ч. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. (Л САЭ U1 :о 05 0д

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 1 0 6 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АЮТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3998992/23-04 (22) 29.12.85 (46) 15.11.87. Бюл.№ 42 (7Г) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промьппленности . (72) Ф.Б.Петлюк, А.И.Луговской, В.В.Ухин, В.Я.Киевский, N.Х.Ямпольская и М.Л.Креймер (53) 665.63(088.8) (56) Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М,:

Химия, 1981, с.207.

Петлюк Ф.Б. и др. Термодинамический оптимальный способ разделения многокомпонентных смесей. — Химическая промьппленность, 1965, ¹ 3, с.206211. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТЯНОГО

СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к способу разделения нефтяного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промьппленности, С целью уменьшения энергозатрат на процесс исходное сырье предварительно разделяют на легкую и широкую промежуточные фракции. Предварительное разделение проводят следующим образом. В легкой фракции оставляют некоторое количество тяжелой продуктовой фракции. В тяжелой фракции оставляют некоторое количество легкой продуктовой фракции. Эти количества должны превышать допустимые количества указанных фракций в целевой средней продуктовой фракции. Промежуточные фракции разделяют в двух (первой и второй) продуктовых колоннах, взаимосвязанных между собой потоками пара и жидкости.

Количества примесей тяжелой и легких продуктовых фракций в нижнем продукте первой колонны регулируют дополнительными потоками жидкости и пара, поступающими из первой колонны во вторую. В результате. за счет снижения флегмового числа подвод тепла в кипятильнике уменьшается на 7,518,2 млн ккал/ч. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1 135

Изобретение относится к способу разделения нефтяного сырья в систем= ректификационных колонн и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на процесс.

На чертеже представлена принципи-альная схема проведения, процесса,, Сырье по линии l направляют в ректификационную колонну 2 предварительного разделения. Продукт верха этой колонны по линии 3 направляют в конденсатор-холодильник 4, а:конденсат в рефлюксную емкость 5.

Часть сконденсированного продукта в качестве флегмы по линии 6 возвращают в колонну, оставшуюся часть по линии 7 направляют в среднюю часть первой продуктовой колонны 8. Кубовую жидкость колонны 2 по линии 9 частично направляют в печь 10, затем в виде горячей струи" — в колонну

2, а частично — по линии ll в среднюю часть второй продуктовой колонны 12„ Продукт низа первой продуктовой колонны частично по линии 13 выводят в качестве средней узкой продуктовой фракции, а частично направляют по линии 14 на срошение второй продуктовой колонны 12.

Кроме того, часть этого продукта возможно направлять z:î вспомогательный кипятильник или змеевик печи 15 и затем в виде "горячей струи — в первую продуктовую. колонну 8. Этот змеевик печи или кипятильник устанав= ливают только для регулирования количества легких примесей в средней узкой продуктово: фракции. На линии

14 возможно устанавливать вспомогательный холодильник 16 кбторый также является не обязательным, а служит только для регулирования количества тяжелыми примесей в средней узкой продуктовой фракции.

Продукт верха второй продуктовой колонны 12 в паровой фазе направляют по линии 17 в низ первой продуктовой колонны 8. Продукт верха колонны 8 по линии 18 направляют в конденсаторхолодильник 19,, а конденсат — в рефлюксную емкость 20. По линии 21 с верха колонны 8 выводят целевую про=. дуктовую узкую фракцию, а флегму по линии 22 направляют на орошение колонны 8. Продукт низа колонны 12 отводят по линии 23, частично на1966 2 правляют в печь 24„затем в виде

"горячей струи" пс линии 25 — в колонну 12,а по линии 26 выводят в

5 качестве целевой тяжелой узкой продуктовой фракции.

Данная. схема иллюстрирует вариант, при котором промежуточные фракции получают в одной колонне предварительного разделения, В общем случае эти фракции возможно получать путем предварительного разделения в нескольких колоннах нескольких установок.

Пример. Установка четкой ректификации бензинов предназначена для выделения из широкой бензиновой о фракции 62 -КК узкой продуктовой фракции 70-105, которая является сырьем каталитического риформинга при получении толуола. Фракцию

62 -КК выделяют из более широкой бензиновой фракции на двух установках

AT-8 и 22-4. Полученные потоки бено

25 зиновых фракций 62 -КК на этих установках разделяют каждую соответственно в двух колоннах предварительного разделения на две промежуточные фрако о ции 62-105 и 70 -КК. Потоки фракции о 0 62-105 из двух колонн предварительного разделения смешивают и.направляют в первую продуктовую колонну, а

0 потоки фракции 70 -KK также смешивают и направляют в вторую процуктовую колонну.

Обе продуктовые колонны связаны. потоками пара и жидкости, как это показано на чертеже. Нижним продуктом второй продуктовой колонны является

О тяжелая узкая продуктовая фракция .о

105 -КК, нижним продуктом первой продуктовой колонны — целевая (средняя) о узкая фракция 70-105, верхним продуктом первой продуктовой колонны— легкая узкая продуктовая фракция 6270

Рассматривают несколько вариантов работы установки: а. при четкой ректификации в колоннах предварительного разделения с

5О флегмовыми числами 0,87 для установки AT-8 и 0,95,цля установки 22-4 (известньп способ)," б. при нечеткой ректификации в колоннах предварительного разделения

БЦ с фпегмовьпчи числами 0.,37 для установки АТ- 8 и 0,4 для установки 22-4; в. при нечеткой ректификации в колонне предварительного разделения с

1351966

3 флегмовым числом 0,37 для ус".àíîÿêè

AT-8 и без колонны предварительного разделения для установки 22-4.

При варианте (в) фракцию 62 -KK в количестве 138250 кг/ч из установки

22-4 смешивают с фракцией 70 -КК, поступающей в количестве 79920 кг/ч после колонны предварительного разделения установки AT-8. Смесь этих двух фракций является питанием второй 10 продуктовой колонны, Питанием первой продуктовой колонны является о фракция 62-105, поступающая в качестве верхнего продукта колонны предварительного разделения AT-8 в коли- f5 честве 44250 кг/ч.

При наиболее выгодном варианте {в) процесс в продуктовых колоннах ведут следующим образом.

В первой продуктовой колонне числоgp тарелок — 54 (36 теоретических тарелок), тарелка питания — 19 (13 теоретическая тарелка) снизу, во второй

I продуктовой колонне число тарелок—

80 (50 теоретических тарелок), тарел-25 ка питания — 40 (25 теоретическая тарелка) снизу.

Давление наверху первой продуктовой колонны 0,2 МПа, наверху второй продуктовой колонны 0,28 ИПа. Темпе- 30 о ратура наверху первой колонны 89 С, о наверху второй колонны 123 С, внизу о второй колонны 187 С. Кратность орошения в верхней части первой колонны

6:1. Вторая колонна не имеет собст.венного орошения — поток жидкости в ней определяется перетоком из первой колонны. Паровое число в нижней части второй колонны 3,6. Жидкостной поток в верхней секции первой колон-40 ны 2938 кмоль/ч; в нижней секции первой колонны 3435 кмоль/ч, в верхней секции второй колонны 2235 кмоль/ч, в нижней секции второй колонны—

4383 кмоль/ч, паровой поток в обоих 45 колоннах 3428 кмоль/ч.

Переток жидкости из первой колонны во вторую 2235 кмоль/ч (211420 кг/ч), перепуск пара из второй колонны в первую 3428 кмоль/ч 50 (322472 кг/ч).

Отборы продуктов составляют: верхнего продукта первой колонны (фракция 62-70 ) 41821 кг/ч, нижнего продукта первой колонны (фракция 70- 55

105 ) 113483 кг/ч, нижнего продукта второй колонны (фракция 105 -КК)

111721 кг/ч.

Колонны имеют диаметр 5000 мм с

Б-образными клапанными тарелками по

ОСТ 26-02-536-78.

Покомпонентный материальный баланс промежуточных и целевых фракций приведен в таблице, Допустимое количество в целевой фракции 70-105 компонентов легче

С Н, {компонентов 1-5,таблица) составляет не более 15 мас.Е. Соглас- . но таблицы получают 14,3 мас.X. Весовое их количество составляет !

6207 кг/ч. Из таблицы также видно, что весовое количество этих компонентов в тяжелой промежуточной фракции составляет 31501 кг/ч, т.е. почти вдвое превосходит их допустимое количество в нижнем продукте первой колонны.

Таким образом, легкая продуктовая о фракция (62-70 ), оставленная в питании второй продуктовой колонны в ко" личестве 31501 кг/ч, благодаря взаимосвязи продуктовых колонн проходит через обе эти колонны и выводится частично с низа первой колонны, а час" тично с ее верха. Это позволило значительно сократить энергетические и капитальные затраты, уменьшив флегмовое число в одной из колонн предварительного разделения и отказавшись от второй колонны предварительного pasделения.

В рассмотренном примере избыток примесей по сравнению с допустимым содержанием их в средней продуктовой фракции содержался только в тяжелой промежуточной фракции.

В варианте (а) давление наверху колонн предварительного разделения

1,5 ата, температура верха 98 С, о температура низа 150 С. Кратность орошения в колонне 1 0,87 .и.в колонне 2-0,95. Жидкостной поток в верхней секции колонны 1 432 кмоль/ч, паровой поток в обоих секциях колонн 1

929 кмоль/ч. Жидкостной поток в верхней секции колонны 2 равен

543 кмоль/ч, паровой поток в обоих секциях 1115 кмоль/ч. Продуктовые колонны работают при тех же параметрах как и в варианте (в). Суммарный подвод тепла в кипятильнике колонн.. предварительного разделения и второй продуктовой колонны составляет

65 млн ккал/ч.

Схема для варианта (б) не отмечается от схемы варианта (а).

5 13

Давление наверху колонн предварительного разделения 1,5 ата, температура верха 101 С, температура низа 142 С. Кратность орошения в колонне 1 0,37 и в колонне 2 0,4. Жидкостный поток в верхней секции колонны

18А кмоль/час, паровой поток в обоих секциях колонны 1 - 681 кмоль/

/час. Жидкостной поток в верхней секции колонны 2 — 229 кмоль/час, паровой поток в обоих секциях

801 кмоль/ч. Продуктовые колонны работают при тех же параметрах как и в варианте (в). Суммарный подвод тепла в кипятильнике колони предварчтельного разделения и второй продуктовой колонны 57,5 илн ккал/ч.

Из сравнения вариантов разделения следует, что в варианте (б) по сравнению с известным способом вариантом (а) подвод тепла в кипятильнике за счет снижения флегмового числа уменьшился на. 7,5 илн. ккал/ч, а в варианте (в) по сравнению с вариантом (а) — на 18,2 млн. ккал/ч.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ разделения нефтяного сырья на легкую, среднюю и тяжелую продуктовые фракции в системе ректификационных колонн путем предварительного разреления исходного сырья на легкую и тяжелую проиежуточные фракции, дальнейшей ректификацией первой из них в первой колонне, второй в второй колонне с конденсациеи.продукта верха

519бб

6 первой колонны и возвратом части полученной жидкости в качестве флегмы, подачей продукта низа этой колонны на верх

5 второй колонны испарением части про9 дукта низа второй колонны и возвратои его в куб колонны, подачей верхнего продукта данной колонны в паровой фазе в низ первой колонны с получением легкой и средней продуктовых фракции соответственно с верха и с низа первой колонны„ а тяжелой продуктовой фракции с низа второй колонны, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, предварительное разделение проводят с получением легкой промежуточной фракции, содержащей тяжелую продуктовую фракцию, и/или тяжелой промежуточной фракции, содержащей легкую продуктовую фракцию, в количестве, превышающем допустимое содержание этих фракций в целевой средней продуктовой фракции.

25 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью регулирования количества тяжелой продуктовой фракции в целевой средней продуктовой фракции, продукт низа первой о колонны перед подачей на верх второй колонны подвергают дополнительному охлаждению.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью регулирования количества легкой продуктовой

35 фракции в целевой средней продуктовой фракции, продукт низа первой колонны подвергают дополнительному нагреву и возврату в куб колонны.

1351966

l у 1

1 о

ОЪ а м — о хО Ch О ф О СЪ О л л л л о

I ° 1

1 О с0

1

1 х — — -

I.

4 !

l сО СО

an 00

00 л сЪ I ссЪ СС л сО м м

ССЪ

1 1 I 1

1 1

1 1 м N е о л л сч 00

С СЪ

О а

О со л л л

Π— N сО СЧ о аО аа0 л л

4Ь хО м an о о

О л л о ("Ъ сО, 00 О л л а сЪ

00 CO xO ъО 00 О М л

Ch C0 ф о м

Ф с Ъ СО ф N СЧ л л л о о м а о о ъ л л

Ch о

СхЪ

СЧ CO

Ф 00

N Ch м л

СЪ

1 хО N М а о м

О - Ch CO

М Ch СЧ сЧ л О

Р с» х ь сО

N» N хО л

N N с Ъ

С Ъ М хО сЧ

an л о

СЧ

00 м м

an л л ф хО м о л

00 сч о л о

I CC 1 °

I Xo О 1

1Х О! ! х л! X

1С0 I a а à — »»

1Е l

Ф л сч

1 1 I I

1 1

I I I I

Са о а о ха С

М Ch an

С Ъ 00 Ф

«х С»

СЪ 00

Ю о о

an р

I 1 I I

I !

1 1 1 1 сс! л л м хО О

Ch М л л о

СЪ л

СЧ

СЧ Ь N СЧ

00 Ch л л A

N N М л co о м ссъ ф л л л л л хО л

ССЪ

Ch л сч а1 сч

ССЪ СО м л

С Ъ с» х

1 о

О ф О а 00

Ch О х СЧ м о л

М Ф СхЪ о w a ce ха СО ОЪ Ch

ΠΠ— СЪ

° О ф л

М сО

«х л

CO Ф

Ch со л

1/Ъ л

1 хО ссЪ ссЪ л

CO С л

I. Ц W I 4 ! О u1 х х х- — — — —

1 Ф 00

I 1 1

1 сч I о о

Л сСЪ в л ci co

ССЪ сч м

C C

СЧ М

М N с"Ъ Ф а\ ch сч аа

< х !

Сх) 4 1

Х Х I

1 м О

СО

I !

Ъ ссЪ сСЪ Л О Ь Л СЪ an л а о о съ сч N сч сч са ъО сп î со м а о

О r — О Л М СЪ W an

0Ъ о сч сЪ СЪ ссЪ о о иъ ссъ an о л сч л

co — сч ф

Со О С an Л

Ch М an r a л л л ф

О - C 00 сч

О Ь a

О М О м л л а м

I 21 ! «1 х! я о!

l « 1

12 cl сч

О (0

1» »1 ! & l

l«a«l

IN 11 ! У !

l x

Са С Ъ Сч

М»C С Ъ O сч О с Ъ

И И

° Ф аъ

И

Я О и

Я N 4 й

СЧ Q 4 и Я м X X л

Сч N М х1 л сл и сч м u

I Ж

I g

1

I 0

an ! o

I l

1 O

l л

1 х х х

Й

I

l 01 о о

1 о

1 01

1 Ю

1 з!

l х!

I х

v с0 I

X 1

Г 1 (С.«х

0! u о х X

О

С0

1 !

l — — — !

1 сч л

И 1» х

1 1 1 1 1 1 л схг N N O aa о м л а м а м со о о

» М М сО сч сО сс м о о о

О О О О О N л л л о о о о о. е м о ф ссъ л

О О Ch л л л л ° \ л ° \ сч -з съ а л сч — 1 !

0 - О ф

Сп л сч сю О

В М О вЂ” N O

N СЧ М вЂ” .ao I 1

lO ф! о И а 1

@1

Са3

СО

4а

И !

cd l и 1 о ь

3а3 1

3 М

1 !!И

I X ci Й I

l Га

О а о о

1 1

1

4Ч

СО

1 о о о

Я а аа л» О

« 3 лл О а Р ) м1 б1 ф а

Сл3 л о

3 3 С3

-й о о сп

Са3 Г

ct3

IC3

3а л3 о ch аО С 5

1 !

3 1 dJ 1 C3 I i

О 1 Ю

Ж 1 2

Зл л

I Х

О И1 Х

1 «с3

I 1 1 1! о о л

tel

Са) 4 3

СЬ t,alI ь ,3 а

l d3 Оl ! Ж I I Е

Ж О

cd IA

1 3а Ж 4М

Р

° »!

1 1

1 а

1 ф

Л3 О СО О

О Р. Са3 О л а а лQ

° 33

СЧ

1351966

Составитель Н.Королева

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5539/22

Производственно-полиграфическое предприятие, r„ужгород, ул.Проектная,4