Установка для производства битумов и топлива из тяжелой нефти

 

Использование: нефтехимия. Сущность изобретения: установка для производства битумов и топлива из тяжелой нефти содержит емкость для нефти, нагревательное устройство, устройство для обезвоживания, окислительную колонку, конденсаторы, вакуумный насос. Окислительная колонка включает в себя распределитель воздуха. U-образную трубку, одной своей ветвию соединенную с вакуумным испарителем и емкостью для битума, и расположенную внутри корпуса другой ветви U-образной трубки, а концы трубы соответственно расположены выше и ниже уровня столба нефти. 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к установкам для переработки нефти.

Известна установка для производства битумов, содержащая устройства обезвоживания, окисления тяжелой нефти и вакуумной перегонки (авт. св. N 859418, кл. С 10 С 3/04, 1979).

Недостатком известного устройства является сложность используемой аппаратуры для регулировки уровня в окислительной колонне.

Наиболее близкой к предлагаемой установке является установка, содержащая емкость для нефти, последовательно связанную трубопроводами с нагревательным устройством, с устройством обезвоживания и окислительной колонной, включающей в себя распределитель воздуха в нижней части и расположенную внутри корпуса U-образную трубу, одной из своих ветвей трубопроводом через вакуумный узел связанную с емкостью для битума и два конденсатора, один из которых соответствующими трубопроводами сообщен с верхней частью окислительной колонны и со сборником соляра, а другой также соответствующими трубопроводами с газовым выходом вакуумного узла и со сборником масляной фракции (авт. св. N 891748, кл. С 10 С 3/04, 1980).

Недостатком известного устройства являются ее низкие функциональные возможности, не позволяющие использовать ее для получения различных сортов битума и различных продуктов переработки нефти (бензин, мазут, дизельное топливо и т.д.).

Предлагаемое устройство исключает изложенные недостатки известных установок и позволяет получить больший ассортимент нефтепродуктов.

Сущность изобретения в том, что вышеописанная установка снабжена вакуумным насосом, входом связанным с газовым выходом другого конденсатора, а выходом с камерой сгорания печи дожига газов, при этом окислительная колонна снабжена расположенной внутри ее трубой, средней частью связанной с концом другой ветви U образной трубки, а концами соответственно расположенной в нижней и верхней над уровнем столба нефти частях окислительной колонны.

Кроме того, одна ветвь U-обратной трубки может быть связана с емкостью для битума трубопроводом с задвижкой, а устройство обезвоживания может включать в себя последовательно связанные между собой газовым трубопроводом испаритель и конденсатор, первый из которых входом и выходом соответственно связан с нагревательным устройством и окислительной колонной, а второй со сборником бензина и воды.

Установка может быть дополнительно снабжена последовательно связанными между собой испарителем, конденсатором, соединенными со сборниками соответствующих фракций и вакуумным насосом, причем вход дополнительного испарителя сообщен со сборником соляра, а вакуумный насос сообщен с камерой сгорания печи дожига газов, а также дополнительным нагревательным устройством, включенным в трубопровод между сборником соляра и дополнительным испарителем. Другое нагревательное устройство выполнено в виде последовательно связанных между собой теплообменников, расположенных в сборниках фракций и может включать в себя нагревательный элемент печи.

В трубопроводы перед газовыми входами конденсаторов могут быть встроены охладители, сообщенные со сборниками отгоняемых в этих конденсаторах фракций, причем конденсаторы и сборники фракций разнесены по высоте, образуя между собой гидрозатвор. Все конденсаторы газовыми выходами могут быть связаны с камерой сгорания печи дожига газов.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Установка для производства битума и топлива включает в себя емкость 1 для нефти, теплообменники 2, печь 3, испарители 4, 5, 6, конденсаторы 7, 8, 9, 10, окислительную колонну 11, внутри которой расположены U-образная трубка 12, труба 13 и распределитель 14 воздуха, вакуумные насосы 15 и 16, сборники 17 22 фракций.

Работает установка следующим образом.

Нефть из резервуарного парка (емкость 1) насосом дозатором 23 прокачивается через теплообменные устройства 2, расположенные в емкостях сборниках 18 22 конденсаторов и испарителей для нефтепродуктов в последовательности: мазут дизельное топливо черный соляр газойль битум и подогретая до 110 130^oС поступает в печь нагрева сырья 3. Из печи нефть, нагретая до 220^oС, поступает дальше в испаритель 4, где происходит отгон бензиновых фракций и воды. Пары бензина и воды через газоход поступают в конденсатор 7. В газоход встроено форсуночное устройство 24 непрерывно впрыскивающее холодный агент (бензин или вода). Сконденсированные бензин и вода в циклоне-конденсаторе сливаются в сборник 17, а несконденсированные газы поступают в линию газов отправляемых на дожиг в печь. Нефть с низа испарителя 4 насосом 25 подается в окислительную колонну 11 на окисление. Одновременно в окислительную колонну 11 компрессором 26 подается воздух через маточное устройство (распределитель 14) расположенное в нижней части колонны и перекрывающее все сечение колонны. Воздух, выходя через отверстия распределителя поднимается в виде пузырьков через толщу нефти, окисляет ее до битума и одновременно отгоняет от нефти легкие фракции (черный соляр). Процесс идет при 250 280^oС. Отработанный воздух и пары легких фракций по шлемовой трубе поступают в конденсатор 9 соляра. В шлемовую трубу встроено форсуночное устройство для распыления охлажденного черного соляра, в количестве обеспечивающем конденсацию паров соляра, из газовой фазы поступающей из колонны. Конденсатор соляра обеспечивает сбор конденсата, который по трубе сливается в емкость 20 черного соляра, а несконденсированная часть газов окисления поступает по газоходу через огнепреградитель 27 в печь 3 дожига газов. Столб окисляемой нефти в колонне составляет 10 м, сама нефть подается в верхнюю часть столба и по мере окисления, превращаясь в жидкий битум, опускается в нижнюю часть колонны. С нижней части колонны по трубе 13, верхний конец которой расположен выше уровня столба жидкости и является открытым, жидкий битум выдавливается столбом жидкости, находящейся вне трубы 13 в U-образную трубу 12, которая задает уровень столба жидкости в колонне и дальше через задвижку 28 поступает в емкость 21 для готового битума, где охлаждается посредством теплообменника битум нефть до 160^oС. Из емкости готового битума по сливной трубе жидкий битум поступает на насос 29 и откачивается в резервуарный парк или сразу в горячем виде может направляться на асфальто-бетонное производство.

При производстве вязких марок дорожных битумов задвижка 28 устанавливается в закрытое состояние, включается вакуумный насос 16 и жидкий битум засасывается в вакуумный испаритель 6. Из вакуумного испарителя 6 газовая фаза (фракция 300 400^oС) по газоходу поступает в вакуумный конденсатор 10, по пути конденсируясь с помощью охлаждения той же фракцией, впрыскиваемой через форсунку в газоход. В циклоне-конденсаторе 10 фракция по сливной трубе поступает в емкость 22, находящуюся под атмосферным давлением. Сливная труба, соединяющая вакуумный конденсатор и емкость, одновременно выполняет роль гидрозатвора. Неконденсированные газы через вакуумный насос 16 поступают в печь дожига газов.

Вязкий битум из вакуумного испарителя 6 по сливной трубе, являющейся также гидрозатвором, поступает в емкость 21 готового битума, где охлаждается и дальше направляется по схеме для жидких битумов.

Черный соляр из емкости 20 насосом 30 откачивается на склад, откуда насосом-дозатором 31 при температуре окружающей среды подается в печь 3. Нагретый в печи до 200 240^oС, в зависимости от вакуума, черный соляр поступает в вакуумный испаритель 5, где разделяется на газовую и жидкую фазы. Жидкая фаза представляющая собой мазут стекает по трубе-гидрозатвору в емкость 18 для мазута, откуда после охлаждения посредством теплообменника нефть-мазут, направляется на склад. Газовая фаза, представляющая собой дизельное топливо, по газоходу поступает в конденстатор 8. В газоход непрерывно впрыскивается охлажденная эта ее фракция, в количестве, достаточном для полной конденсации топливной фракции 6. Из циклона-конденсатора 8 дизельное топливо по соединительной трубе, являющейся одновременно и гидрозатвором, сливается в емкость 19 дизельного топлива, находящуюся под атмосферным давлением. Из емкости дизельное топливо через сливную трубу, расположенную на заданном уровне откачивается на склад, а часть дизельного топлива насосом-дозатором непрерывно впрыскивается в газоход для охлаждения газовой фазы и затем вместе с сконденсированной частью дизельного топлива по сливной трубе возвращается в емкость, являя собой непрерывно циркулирующий объем топлива.

Газовая фаза, поступая из испарителя в газоход, проходит сорбционную очистку. Осуществляется это посредством установленной на входе в газоход металлической сетки с наведенным на нее электрическим зарядом необходимой полярности. Подобным устройством оснащен и испаритель осуществляющий вакуумную разгонку жидкого битума на вязкий битум и фракцию 300 400^oС.

В зависимости от производительности установки и углеводородного состава тяжелой нефти, производство оснащается резервуарным парком сырья и готовой продукции.

Данная технология позволяет перерабатывать в битум тяжелые нефти, мазуты, гудроны. Печь дожига газов оснащена змеевиком, посредством которого производится утилизация тепла дожига газов, а теплоноситель используемый в данной технологии, дает возможность исключить потребление пара со стороны для обогрева битумных коммуникаций и резервуаров с готовой продукцией.

Формула изобретения

1. Установка для производства битумов и топлива из нефти, содержащая емкость для нефти, нагревательное устройство, устройство обезвоживания, окислительную колонну, включающую в себя распределитель воздуха в нижней части и расположенную внутри корпуса U-образную трубку, одной своей ветвью соединенную с вакуумным испарителем, первый конденсатор, соединенный с верхней частью окислительной колонны и сборником соляра, второй конденсатор, соединенный с газовым выходом испарителя и со сборником конденсата, вакуумный насос и емкость для битума, отличающаяся тем, что вход вакуумного насоса соединен с газовым выходом второго конденсатора, выход с камерой сгорания печи дожига газов, вакуумный испаритель сообщен с емкостью для битума, а окислительная колонна дополнительно снабжена расположенной внутри ее корпуса трубой, средней частью на уровне нефти сообщенной с концом другой ветви U-образной трубки, а концами соответственно расположенной выше и ниже уровня столба нефти.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена трубопроводом с задвижкой, связывающим одну ветвь U-образной трубы с емкостью для битума.

3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первый конденсатор газовым выходом соединен с камерой сгорания.

4. Установка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что устройство обезвоживания включает в себя последовательно связанные газовым трубопроводом испаритель и конденсатор, первый из которых входом и выходом связан соответственно с нагревательным устройством и окислительной колонной, а второй со сборником бензина и воды.

5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что газовый выход конденсатора устройства обезвоживания сообщен с камерой сгорания печи дожига газа.

6. Установка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена последовательно связанными между собой испарителем, конденсатором, соединенными со сборниками соответствующих фракций, и вакуумным насосом, причем вход указанного испарителя сообщен со сборником соляра, а вакуумный насос с камерой сгорания печи дожига газов.

7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что она содержит дополнительное нагревательное устройство, установленное между сборником соляра и испарителем, соединенным с последним.

8. Установка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что нагревательное устройство, связанное с емкостью для нефти, выполнено в виде последовательно связанных между собой теплообменников, расположенных в сборниках фракций.

9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что нагревательное устройство дополнительно включает в себя нагревательный элемент печи, расположенный между последним теплообменником и испарителем.

10. Установка по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она снабжена устройствами охлаждения, расположенными в трубопроводах перед газовыми входами конденсаторов и сообщенными со сборниками отгоняемых в этих конденсаторах фракций.

11. Установка по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что она содержит конденсаторы и сборники соответствующих конденсатов, разнесенные по высоте и образующие между собой гидрозатвор.

12. Установка по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что испарители и конденсаторы выполнены в виде циклонов для разделения газоконденсатов.

13. Установка по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что вход в газовые выходные трубы испарителей перекрыт металлической сеткой.

14. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что металлическая сетка заряжена электрическим зарядом определенной полярности.

15. Установка по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что она содержит вакуумный испаритель и емкость для битума, разнесенные по высоте и образующие между собой гидрозатвор.

РИСУНКИ

Рисунок 1