Способ разделения газоконденсата

 

В способе разделения газоконденсата нагретое в теплообменниках сырье направляют в первую ректификационную колонну-стабилизатор газоконденсата, оборудованный емкостью орошения, из которой выводят нестабильные фракции в паровой фазе. Тепло в низ колонны подают путем циркуляции части остатка перегонки через печь в низ колонны. Конденсат легких бензиновых фракций с верха колонны используют в качестве орошения. Остаток перегонки из стабилизатора (стабильный газоконденсат) направляют во вторую колонну, предназначенную для разделения газоконденсата на легкую бензиновую фракцию и фракцию дизельного топлива. Легкие бензиновые фракции с верха каждой колонны в паровой фазе и дизельную фракцию с низа колонны разделения газоконденсата в жидкой фазе направляют в последовательно соединенные теплообменники для нагрева сырья. Кроме того, сырье перед вводом в стабилизатор газоконденсата целесообразно смешивать с частью конденсата легкой фракции, отбираемой с верха стабилизатора и используемой также в качестве орошения стабилизатора. Предпочтительно нагревать смесь в теплообменниках и затем часть нагретой смеси подавать на верх стабилизатора вместе с орошением и частью нагретого потока, используемого для ввода тепла в низ стабилизатора. В результате улучшается качество получаемых фракций. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. , 1 ил.

Изобретение относится к области нефтеперерабатыващей и нефтехимической промышленности, конкретно к способам разделения газоконденсата.

Известен способ совместной переработки газоконденсата и нефти, по которому газоконденсат подается в колону частичного отбензинивания нефти выше места ввода нагретой сырой нефти /Кондратьев А.А., Фролова Л.Н. Исследование на ЭВМ ректификации нефти в колоннах с несколькими вводами питания/ /Технология нефти и газа. Вопросы фракционирования. Вып. 26(4). - Уфа, 1975. - с. 26 - 32/.

Прототипом предлагаемого изобретения является способ разделения газоконденсата, заключающийся в том, что нагретое в теплообменниках сырье направляют в ректификационую колонну-стабилизатор газоконденсата, оборудованную емкостью орошения, при этом тепло в низ колонны подают путем циркуляции части остатка перегонки через печь в низ колонны и, кроме того, конденсат легких бензиновых фракций с верха колонны используют в качестве орошения /Пикалов Г. П. К вопросу глубины отбора целевых продуктов в зависимости от условий технологии и конструктивного оформления ректификационных колонн. - Азербайджанское нефтяное хозяйство. - Баку, 1981, N 1, с. 40 - 45/.

При таком способе наблюдается низкое качество продуктов разделения и не получаются качественные бензиновые и дизельные фракции.

Целью изобретения является улучшение качества продуктов разделения и получение качественных бензиновых и дизельных фракций.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения газоконденсата, заключающимся в том, что нагретое в теплообменниках сырье направляют в первую ректификационую колонну-стабилизатор газоконденсата, оборудованную емкостью орошения, при этом тепло в низ колонны подают путем циркуляции части остатка перегонки через печь в низ колонны и, кроме того, конденсат легких бензиновых фракций с верха колонны используют в качестве орошения, остаток перегонки из стабилизатора (стабильный газоконденсат) направляют во вторую колонну, предназначенную для разделения газоконденсата на легкую бензиновую фракцию и фракцию дизельного топлива, а из емкости орошения стабилизатора выводят нестабильные фракции в паровой фазе, причем легкие бензиновые фракции с верха каждой колонны в паровой фазе и дизельную фракцию с низа колонны разделения газоконденсата в жидкой фазе целесообразно направлять в последовательно соединенные теплообменники для нагрева сырья, кроме того, сырье перед вводом в стабилизатор газоконденсата целесообразно смешивать с частью конденсата легкой фракции, отбираемой с верха стабилизатора и используемой также в качестве орошения стабилизатора, нагревать смесь в теплообменниках и затем часть нагретой смеси подавать на верх стабилизатора вместе с орошением и частью нагретого потока, используемого для ввода тепла в низ стабилизатора.

Отличием предлагаемого изобретения является направление остатка перегонки из стабилизатора (стабильный конденсат) во вторую колонну, предназначенную для разделения газоконденсата на легкую бензиновую фракцию и фракцию дизельного топлива, вывод из емкости орошения стабилизатора нестабильных фракций в паровой фазе, причем легкие бензиновые фракции с верха каждой колонны в паровой фазе и дизельную фракцию с низа колонны разделения газоконденсата в жидкой фазе целесообразно направлять в последовательно соединенные теплообменники для нагрева сырья, кроме того, сырье перед вводом в стабилизатор газоконденсата целесообразно смешивать с частью конденсата легкой фракции, отбираемой с верха стабилизатора и используемой также в качестве орошения стабилизатора, нагревать смесь в теплообменниках и затем часть нагретой смеси подавать на верх стабилизатора вместе с орошением и частью нагретого потока, используемого для ввода тепла в низ стабилизатора.

Предлагаемый способ, в отличие от известных в науке и технике, позволяет повысить качество продуктов разделения и получать качественные бензиновые и дизельные фракции.

На чертеже представлена схема, иллюстрирующая способ разделения газоконденсата. Нагретый в теплообменниках газоконденсат направляют в теплообменник 1 и по линии 2 вводят в ректификационную колонну - стабилизатор газоконденсата 3. Пары с верха колонны 3 направляют по линии 4 в конденсатор 5, а затем парожидкостной поток вводят в емкость орошения 6. Нестабильные фракции выводят из емкости орошения 6 в паровой фазе по лини 7, а конденсат по линии 8 возвращают на орошение колонны 3. Теплоподвод в низ колонны 3 осуществляют за счет циркуляции части остатка через печь 9 по лини 10.

Стабильный газоконденсат-остаток колонны 3 по линии 11 подают в колонну разделения газоконденсата 12. С верха колонны 12 по линии 13 выводят пары легкой бензиновой фракции и конденсируют в конденсаторе 14. Часть конденсата по линии 15 возвращают на орошение колонны 12, а его оставшуюся часть по линии 16 выводят в качестве дистиллята. Теплоподвод в низ колонны 12 осуществляют за счет циркуляции части остатка через печь 17 по линии 18. В качестве остатка колонны 12 получают дизельную фракцию, которую по линии 19 направляют в теплообменник 1 для нагрева сырья колонны 3. Причем легкие бензиновые фракции с верха колонн 3 и 12 целесообразно направлять по линиям 20 и 21 соответственно в теплообменники 22 и 23 для нагрева сырья колонны 3. Кроме того, целесообразно жидкость из емкости орошения 6 направлять по линии 24 на смешение с сырьем и после нагрева в теплообменниках 23, 22, 1 подавать по линии 25 на верхнюю тарелку колонны 3, предварительно смешав с частью нагретого в печи 9 остатка этой колонны (линия 26).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Были проведены расчеты колонн стабилизации и разделения газоконденсата по предлагаемому способу и прототипу.

В колонне стабилизации газоконденсата расположено 6, в колонне разделения газоконденсата - 25 клапанных тарелок, их массо- и теплообменный КПД в расчетах принят равным 0,50, что соответствует КПД относительно теоретической тарелки 0,35. Давление верха первой колонны принято равным 0,55, второй колонны - 0,15 МПа.

Пример 1 (по предлагаемому способу). Сырье - нестабильный газоконденсат в количестве 76 т/ч с температурой 78^oC подают на 3 тарелку (счет с низа) стабилизатора газоконденсата. С верха емкости орошения, температура в которой 88^oC, выводят 0,3 т/ч несконденсировавшегося газа, а с низа этой емкости конденсат в количестве 47,8 т/ч возвращают на орошение колонны. В низ стабилизатора газоконденсата в количестве 250 т/ч с температурой 187^oC вводят горячую струю. Остаток первой колонны в количестве 75,7 т/ч с температурой 120^oC подают на 10 тарелку (счет с низа) колонны разделения газоконденсата. Основные режимные параметры работы стабилизатора газоконденсата по примеру 1 приведены в таблице 1. Пары с верха второй колоны конденсируют и охлаждают до 50^oC в конденсаторе-холодильнике, тепловая нагрузка которого при этом равна 9,28 Гкал/ч, и направляют в емкость орошения, из которой выводят в качестве дистиллята 51,45 т/ч легкой бензиновой фракции, содержащей 0,41 мас.% углеводородов до С₄ (вкл.) и 3,43 мас.% фр. 160^oC-к.к. Оставшуюся часть жидкости из емкости орошения в количестве 36,1 т/ч возвращают на орошение колонны. В низ колонны разделения газоконденсата в количестве 190 т/ч с температурой 210^oC вводят горячую струю, при этом тепловая нагрузка печи и для ее нагрева равна 6,58 Гкал/ч. В качестве остатка этой колонны получают 24,25 т/ч дизельной фракции, содержащей 3,2 и 7,3 мас.%, соответственно фр. н.к. -150^oC и н. к. -160^oC. Температура верха колонны разделения газоконденсата при работе ее по варианту 1 равна 115^oC, а температура низа 195^oC.

Пример 2 (по предлагаемому способу). Он отличается от примера 1 тем, что легкие бензиновые фракции с верха первой и второй колонн в паровой фазе и остаток второй колонны в жидкой фазе направляют последовательно в теплообменники для нагрева сырья - нестабильного газоконденсата. При этом температура ввода его в первую колонну возрастает с 78 до 150^oC. Основные режимные параметры работы стабилизатора газоконденсата по варианту 2 приведены в таблице. Изменение же схемы теплообмена в варианте 2, по сравнению с вариантом 1, не приводит к изменению основных режимных параметров работы второй колонны.

Пример 3 (по предлагаемому способу). Он отличается от примера 2 тем, что сырье нагревают в теплообменниках в смеси с орошением первой колонны до температуры 143^oC, смешивают с 38 т/ч остатка этой колонны, нагретого в печи до температуры 180^oC, и подают на ее верхнюю тарелку. Основные режимные параметры работы стабилизатора газоконденсата по варианту 3 представлены в таблице. Изменение же схемы работы этой колонны, по сравнению с вариантом 1, практически не приводит к изменению основных режимных параметров работы колонны разделения газоконденсата. Следует отметить небольшое улучшение качества легкой бензиновой фракции по содержанию газообразных углеводородов до С₄ (вкл.): по сравнению с вариантами 1 и 2 оно снижается до 0,40 мас.%.

Пример 4 (по прототипу). Процесс проводят в условиях примера 1 за исключением вывода нестабильных фракций из емкости орошения колонны в паровой фазе и выделения легких бензиновых и дизельной фракций. При этом нестабильные газобензиновые фракции выделяют в качестве дистиллята колонны (рефлюкса), а смесь бензиновых и дизельных фракций (стабильный газоконденсат) - в качестве остатка колонны. Основные режимные параметры работы стабилизатора газоконденсата по примеру 4 представлены в таблице.

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ (примеры 1 - 3) по сравнению с прототипом (пример 4) позволяет улучшить качество продуктов разделения. Содержание изопентана и вышекипящих в нестабильных газобензиновых фракциях (для примеров 1 - 3 в таблице названо газ, для примера 4 рефлюкс) снижается с 86,8 до 65,2 - 67,7 мас.%. Содержание в стабильном газоконденсате углеводородов до пропана включительно снижается с 0,043 до 0,010 - 0,017%, до н-бутана включительно - с 0,36 до 0,27 - 0,28%, сероводорода - с 5,1 · 10^-3 до 3,8 · 10^-4 - 1,2 · 10^-3 мас.%. При этом тепловая нагрузка печи колонны стабилизации газоконденсата снижается с 13,8 до 4,9 - 8,2 Гкал/ч, конденсаторов-холодильников с 10,1 до 4,2 - 5,9 Гкал/ч, и практически без увеличения энергозатрат можно получить качественную легкую бензиновую дизельную фракцию. Содержание в легкой бензиновой фракции углеводородов до С₄ включительно составляет 0,4%, фр. 160^oC - к.к. - 3,43%, содержание в дизельной фракции фр. н.к. -150^oC - 3,2%, н.к. -160^oC - 7,3 мас.%.

Улучшение качества продуктов разделения и получение качественных бензиновых и дизельных фракций делает целесообразным использование заявляемого изобретения при разделении газоконденсата.

Например, реализация предлагаемого способа на промышленной установке позволит получить 411,6 тыс.т/год качественных бензиновой и 194 тыс.т/год дизельной фракций.

Формула изобретения

1. Способ разделения газоконденсата, заключающийся в том, что нагретое в теплообменниках сырье направляют в первую ректификационную колонну - стабилизатор газоконденсата, оборудованную емкостью орошения, при этом тепло в низ колонны подают путем циркуляции остатка перегонки через печь в низ колонны и, кроме того, конденсат легких бензиновых фракций с верха колонны используют в качестве орошения, отличающийся тем, что остаток перегонки из стабилизатора (стабильный газоконденсат) направляют во вторую колонну, предназначенную для разделения газоконденсата на легкую бензиновую фракцию и фракцию дизельного топлива, а из емкости орошения стабилизатора выводят нестабильные фракции в паровой фазе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что легкие бензиновые фракции с верха каждой колонны в паровой фазе и дизельную фракцию с низа колонны разделения газоконденсата в жидкой фазе направляют в последовательно соединенные теплообменники для нагрева сырья.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сырье перед вводом в стабилизатор газоконденсата смешивают с частью конденсата легкой фракции, отбираемой с верха стабилизатора и используемой также в качестве орошения стабилизатора, нагревают смесь в теплообменниках и затем часть нагретой смеси подают на верх стабилизатора вместе с орошением и частью нагретого потока, используемого для ввода тепла в низ стабилизатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2