Установка термического крекинга тяжелых нефтяных остатков

 

Изобретение относится к нефтепереработке, а именно к переработке тяжелых нефтяных остатков в процессе термического крекинга, и может быть использовано для получения компонентов моторного топлива, дизельного топлива и фракции тяжелого газойля - сырья для каталитического крекинга. Установка включает смеситель нефтяных остатков с органоминеральным катализатором, реакторный блок, состоящий из двух последовательно соединенных реакционных систем - нагревательная печь - реактор, испаритель (сепаратор) высокого давления, атмосферный сепаратор продуктов реакции и ректификационную колонну для их разделения. Предусматривается промежуточный отбор парогазовой части реакционного потока термокрекинга и его разделение в отдельной системе охлаждения и конденсации с выводом газовой фазы в топливную сеть, а конденсата - в ректификационную колонну. В атмосферном сепараторе при подаче перегретого водяного пара отделяют светлые нефтепродукты (дистиллатные фракции) от тяжелого крекинга-остатка, содержащего твердую фазу. Использование установки улучшает условия эксплуатации технологического оборудования, и, как следствие, повышается качество полученных на ней продуктов. 1 ил.

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к переработке тяжелых нефтяных остатков в процессе термического крекинга, и может быть использовано для получения компонентов моторного топлива, дизельного топлива и фракции тяжелого газойля - сырья для каталитического крекинга.

Известна также комбинированная установка термокрекинга с установкой перегонки нефти - ЭЛОУ-АТ с применением в качестве сырья процесса термокрекинга мазута - кубового продукта атмосферной колонны при одновременном использовании этой колонны для разделения продуктов термокрекинга (RU 2130045, C 10 G 7/00, 9/00,10.05.99) [1] .

Установка включает смеситель кубового продукта атмосферной колонны с твердым органоминеральным катализатором (ОМК), дезинтегратор, установленный на линии выхода из смесителя, печь нагрева реакционной смеси и последовательно установленные реакторы (от 2 до 5), вход в каждый из которых осуществляется в среднюю часть, а пары, отбираемые сверху реакторов, поступают по общей линии в нижнюю часть атмосферной колонны. Жидкий продукт из последнего реактора направляют в конечный сепаратор.

Недостатком описанной установки [1] является вынос парами, отходящими сверху реактора, частиц ОМК в атмосферную колонну, что создает трудности эксплуатации основных аппаратов комбинированной установки: - попадание мелких твердых частиц ОМК ухудшает условия работы ректификационных тарелок в колонне вследствие осаждения частиц ОМК на тарелках с возможностью их забивки и осложняет этим процесс разделения в колонне; наличие в отходящем снизу колонны кубовом остатке отработанной части ОМК увеличивает общее количество твердого компонента в сырьевой смеси за счет балластной неактивной части ОМК. Это усложняет работу реакторного блока и установки в целом, в частности вследствие возможности повышенного коксования в реакторах, и ухудшает тем самым технологические показатели процесса; конечный сепаратор установки не может обеспечить эффективное разделение жидкой части продукта крекинга, стабильный состав и качество содержащихся в нем дистиллатных фракций и крекинга-остатка.

Известна установка термического крекинга тяжелых нефтяных остатков, использующая процесс термического крекинга тяжелых нефтяных остатков с установкой в смеси с твердым органоминеральным катализатором (ОМК). Применение ОМК обеспечит значительное повышение выхода светлых нефтепродуктов - до 55-65% (RU 2120462, C 10 G 9/008, 20.10.98) [2] .

Установка включает узел смешения ОМК с нефтяным остатком, реакторный блок, состоящий из двух последовательно соединенных реакционных систем - нагревательная печь - реактор, испаритель (сепаратор) высокого давления, атмосферный сепаратор продуктов реакции и ректификационную колонну для их разделения. Предусматривается промежуточный отбор парогазовой части реакционного потока термокрекинга и его разделение в отдельной системе охлаждения и конденсации с выводом газовой фазы в топливную сеть, а конденсата - в ректификационную колонну. В атмосферном сепараторе при подаче перегретого водяного пара отделяют светлые нефтепродукты (дистиллатные фракции) от тяжелого крекинга-остатка, содержащего твердую фазу.

Дистиллатные фракции направляются в колонну. На колонне выделяются бензиновая и дизельная фракции, фракция тяжелого газойля - сырье для каталитического крекинга.

Недостатком установки [2] является вынос вместе с парами, отходящими сверху первого реактора и сепаратора высокого давления, части ОМК и попадание его в систему аппаратов охлаждения и конденсации, на тарелки верхней части ректификационной колонны с возможностью их забивки и ухудшением условий работы колонны, а также возможный вынос части ОМК в топливную сеть.

Таким образом, общим недостатком известных установок [1, 2] является вынос из системы с выводимыми потоками частиц ОМК в процессе выделения продуктов реакции термокрекинга, следствием чего является: - ухудшение условий эксплуатации технологического оборудования и связанного с этим снижением качества отходящих с установки продуктов; - невозможность обеспечить стабильность качественного и количественного состава с крекинга-остатка, что затрудняет его квалифицированное использование.

Указанные недостатки устраняются в заявленном изобретении.

Предлагаемая установка предусматривает единый узел сбора и выделения продуктов термокрекинга.

Установка термического крекинга тяжелых нефтяных остатков в присутствии органоминерального катализатора, включает смеситель сырья тяжелых нефтяных остатков с органоминеральным катализатором, печь нагрева смеси, реакторы и атмосферную колонну разделения продуктов термокрекинга.

Верх сепаратора соединен с нижней частью атмосферной колонны, в которой поступающий поток подвергается промывке от частиц отработанного органоминерального катализатора циркулирующим потоком кубового продукта колонны.

В сепараторе осуществляется отделение крекинга-остатка, представляющего собой смесь тяжелых продуктов термокрекинга с отработанным ОМК, от более легких дистиллатных фракций, которые направляются в колонну на разделение.

Необходимые условия выделения и состав крекинга-остатка обеспечиваются подачей перегретого водяного пара в сепаратор.

На входе в колонну - в нижней ее части - парогазовый поток дистиллатных фракций подвергается отмывке от унесенных остаточных частиц ОМК для предотвращения их попадания на ректификационные тарелки колонны.

Отличием предлагаемой установки от известных установок [1, 2] является сбор в одном аппарате-сепараторе всех реакционных потоков термокрекинга вместе со всем количеством содержащегося в них отработанного ОМК. Это обеспечивает улучшение качества продуктов процесса, условий их разделения и эксплуатации технологического оборудования установки. Заявленное изобретение может быть использовано во всех вариантах технологического оформления реакционного блока процесса термокрекинга тяжелых нефтяных остатков с ОМК, включая описанные в [1, 2] при любой степени превращения и количестве ступеней реакции: в адиабатической реакционной системе с одним или с несколькими реакторами с межступенчатым подогревом или без него; с промежуточным отбором и без промежуточного отбора продуктов по ступеням реакции и вводом на разделение всех продуктов термокрекинга из последнего реактора в общем потоке; в реакторе с подводом тепла непосредственно в зоне реакции, например в реакционной секции нагревательной печи; в комбинированной реакционной системе, включающей реакторы описанных выше типов.

Один из вариантов работы установки представлен на чертеже.

Тяжелый нефтяной остаток поступает в смеситель 1, куда одновременно подается в необходимом количестве твердый органоминеральный катализатор (ОМК) требуемого дисперсного состава. Полученная сырьевая смесь подается насосом 2 в печь 3, в которой она нагревается до температуры реакции и направляется далее в последовательно установленные реакторы 4 и 5. Сырье из печи подается в нижнюю часть реактора 4, выходит сверху, поступает в низ реактора 5, где заканчивается процесс термокрекинга. Реакционный поток, содержащий продукты термокрекинга и отработанный ОМК, направляется в сепаратор 6. В сепаратор 6 подается также водяной пар. Крекинг-остаток отбирается с низа сепаратора 6. Парогазовый поток - смесь дистиллатных фракций поступает в нижнюю часть колонны 7. В колонне происходит разделение поступающего потока на фракции - бензиновую, дизельную и тяжелого газойля - сырья для каталитического крекинга. В нижней части колонны поступающий паровой поток подвергается отмывке от унесенных из сепаратора 6 твердых частиц ОМК. Этим предотвращается попадание частиц ОМК на ректификационные тарелки колонны 7. Отмывка проводится циркулирующим потоком тяжелого газойля. Циркуляция осуществляется насосом 8, который также откачивает отводимую из колонны 7 товарную фракцию тяжелого газойля. Бензиновую фракцию вместе с легкими газообразными продуктами термокрекинга направляют в конденсатор 9 и далее в емкость-сепаратор 10 для отделения бензиновой фракции от легких газообразных углеводородов, направляемых в топливную сеть.

Формула изобретения

Установка термического крекинга тяжелых нефтяных остатков в присутствии органоминерального катализатора, включающая смеситель сырья с органоминеральным катализатором, печь нагрева сырья с реакционной секцией, реакторы, последовательно устанавливаемые сепараторы и атмосферную колонну разделения продуктов термокрекинга, с обеспечением отделения крекинг-остатка из сепаратора подачей перегретого водяного пара, отличающаяся тем, что она включает единую систему сбора и разделения реакционного потока, обеспечиваемую подачей в сепаратор всех реакционных потоков термокрекинга, а очистка поступающего на разделение в атмосферную колонну потока дистиллатных фракций от частиц отработанного органоминерального катализатора осуществляется промывкой его циркулирующим потоком кубового продукта колонны.

РИСУНКИ

Рисунок 1