Способ получения нефтяных фракций в вакуумных колоннах установок каталитического крекинга и вакуумная колонна для его осуществления

 

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано при перегонке в вакууме мазута для получения вакуумного газойля. Сущность способа заключается в том, что конденсацию и отмывку от высококипящих гудроновых фракций вакуумного газойля в одной из секций колонны осуществляют флегмой, конденсируемой непосредственно в этой секции, на выходе которой создают температурный градиент, составляющий 75 - 85°С, за счет обеспечения соотношения температуры подачи сырья в колонну при 360 - 390°С, температуре вывода паров и отбора вакуумного газойля из упомянутой секции, составляющих соответственно 335 - 365°С и 260 - 280°С. Сущность устройства заключается в том, что глухая коллекторная тарелка, расположенная между секцией отбора вакуумного газойля и промывочной секцией, выполнена с развитым оребрением на нижней поверхности, при этом теплообменная поверхность оребрения составляет не менее 50% от общей площади тарелки. Кроме того, все оребрение или его часть может быть выполнено в виде несущих опорных элементов тарелки. Использование изобретения позволяет снизить энергозатраты и повысить эффективность работы вакуумной колонны. 2 c. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано при перегонке в вакууме мазута для получения вакуумного дистиллята.

Из уровня техники известен способ получения нефтяных фракций на установках (реализующих известный способ), заключающийся в перегонке нефти в атмосферной и вакуумных колоннах, массообменные ступени которых снабжены циркуляционным орошением, в виде отбираемых боковыми погонами углеводородных фракций, часть из которых после охлаждения вне колонны подают на орошение соответствующей массообменной ступени (см. a. c. СССР N 1685975, кл. С 10 G 7/06, 1989 г.).

Недостатком известного способа и устройства являются непроизводительные энергозатраты на рециркуляцию части целевого продукта в качестве орошения массообменных ступеней.

Известен также способ получения нефтяных фракций и вакуумная колонна комбинированной установки каталитического крекинга (прототип изобретения), см. Ю. Н. Лебедев, И.А. Зильберберг и др., статья, "Промышленные испытания вакуумной колонны комбинированной установки каталитического крекинга", Журнал "Химия и технология топлив и масел", N 12, 1990 г., c. 11 - 13.

Вакуумная колонна комбинированной установки каталитического крекинга содержит корпус, внутри которого размещены глухие тарелки, образующие по крайней мере четыре массообменные секции с контактными насадками.

В этом способе и устройстве часть целевого продукта (вакуумного газойля) подается в качестве промывочной жидкости на орошение промывочной секции, что приводит к значительным энергозатратам и потере части продукта как целевой фракции, уходящей вместе с высококипящими фракциями на утилизацию.

При углубленной перегонке мазута на вакуумный дистиллят с температурой конца кипения 520 - 560^oC, используемого в дальнейшем в качестве сырья для установок каталитического крекинга, эти затраты особенно велики, что является недостатком прототипа.

Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение энергозатрат и повышение эффективности работы вакуумной колонны.

Решение поставленной задачи (в части способа) обеспечивается тем, что в способе получения нефтяных фракций в вакуумной колонне установки каталитического крекинга, включающем подачу нагретого сырья в колонну с секциями в виде глухих тарелок и конденсацию паров в этих секциях при их контакте с флегмой, согласно изобретению конденсацию и отмывку паров вакуумного газойля от высококипящих гудроновых фракций в первой по ходу паров секции осуществляют флегмой, образующейся при температурном градиенте на выходе из секции, составляющем 75 - 85^oC, обеспеченным диапазоном соотношения температуры подачи сырья в колонну при 360 - 390^oC, температуре вывода паров и отбора вакуумного газойля из упомянутой секции, составляющих соответственно 335 - 365^oC и 260 - 280^o.

Решение поставленной задачи (в части устройства) обеспечивается тем, что в вакуумной колонне установки каталитического крекинга, содержащей корпус, внутри которого размещены глухие тарелки в виде секций с массообменными контактными насадками, согласно изобретению глухая контактная тарелка, разделяющая секцию отбора вакуумного газойля и промывочную секцию, выполнена с развитым оребрением на нижней внутренней поверхности, при этом теплообменная поверхность оребрения должна составлять не менее 50% от общей площади тарелки.

Кроме того, предпочтительно, чтобы все оребрение или его часть была выполнена в виде несущих опорных элементов тарелки.

Техническим результатом при использовании заявленного способа и устройства является снижение энергозатрт на переработку и повышение выхода целевых фракций.

Заявленный технический результат обусловлен протекающим в предложенной конструкции вакуумной колонны процессом внутреннего флегмирования вследствие конденсации паров в промывочной секции на развитой за счет оребрения нижней поверхности тарелки, обеспечивающей эффективный теплоотвод и образование флегмы в количестве, позволяющем исключить подачу орошения и (соответственно) промывочной жидкости и повысить выход целевого продукта - вакуумного газойля.

На чертеже схематично предложены общий вид вакуумной колонны, реализующей предложенный способ.

Колонна содержит корпус 1, внутри которого установлены глухие тарелки 2 и 3 и контактные массообменные насадки 4, образующие секции I, II, III и IV. Глухая коллекторная тарелка 3, расположенная между секцией III отбора вакуумного газойля и промывочной секцией IV, снабжена развитым оребрением на ее нижней внутренней поверхности, при этом несущие опорные элементы 5 могут быть использованы как часть оребрения, однако общая площадь теплообменной поверхности оребрения должна составлять не менее 50% от площади тарелки 4.

Способ реализуется в вакуумной колонне установки каталитического крекинга следующим образом.

В процессе перегонки нефти в вакууме для получения вакуумного дистиллята температуру паров из промывочной секции IV поддерживают в диапазоне 335 - 365^oC; температуру сырья на входе в колонну поддерживают в диапазоне 360 - 390^oC, а температуру отбора вакуумного газойля на глухой тарелке 4 поддерживают в диапазоне 260 - -280^oC, чем обеспечивается создание температурного градиента на глухой тарелке 4, составляющего 75 - 85^oC. При этом на развитой за счет оребрения нижней внутренней поверхности тарелки 4 промывочной секции IV происходит интенсивная конденсация паров вакуумного газойля (эффект внутреннего флегмирования) и образования флегмы, которой достаточно как на орошение насадки, так и на отмывку парового потока от высококипящих гудроновых фракций, что обеспечивает получение качественного вакуумного газойля без потери его части как целевой фракции на орошение и на промывку.

Промышленные испытании предложенного способа подтвердили возникновение эффекта внутреннего флегмирования при выполнении вышеприведенных условий.

Результаты испытаний приведены в таблице. Испытания проводились при максимальной суммарной мощности двух насосов по 525 м³/ч, обычно находящихся в работе на линии НЦО вакуумной колонны. Гидравлические расчеты проведены на модельную структурированную насадку типа KOCH-SULZER.

Из приведенного примера следует, что создание условий для проявления эффекта внутреннего флегмирования приводит к снижению паровой нагрузки на вышележащую секцию отбора вакуумного газойля, что соответственно приводит к расширению диапазона устойчивой работы контактных устройств в этой секции, снижая вероятность возникновения режима захлебывания. Этим обеспечивается промышленная применимость заявленного способа и устройства.

Формула изобретения

1. Способ получения нефтяных фракций в вакуумных колоннах установок каталитического крекинга, включающий подачу нагретого сырья в колонну с секциями в виде глухих тарелок и конденсацию его паров при контакте с флегмой на массообменных контактных элементах секций, отличающийся тем, что конденсацию и отмывку паров вакуумного газойля от высококипящих гудроновых фракций, в первой по ходу паров секции, осуществляют флегмой, образующейся при температурном градиенте на выходе из секции, составляющем 75 - 85^oC и обусловленном диапазоном соотношения температуры подачи сырья в колонну при 360 - 390^oC, температуре вывода паров и отбора вакуумного газойля из упомянутой секции, составляющих соответственно 335 - 365^oC и 260 - 280^oC.

2. Вакуумная колонна установки каталитического крекинга, содержащая корпус, внутри которого размещены глухие тарелки, в виде секций с массообменными контактными насадками, отличающаяся тем, что глухая контактная тарелка, разделяющая секцию отбора вакуумного газойля и промывочную секцию, выполнена с развитым оребрением на нижней (внутренней) поверхности, при этом теплообменная поверхность оребрения составляет не менее 50% от общей площади тарелки.

3. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что часть оребрения выполнена в виде несущих опорных элементов тарелки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2