Способ улавливания вредных выбросов из реакторов коксования

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при улавливании вредных выбросов из реакторов замедленного коксования. Способ включает предварительное разделение продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса в дополнительной ректификационной колонне с выделением промежуточных фракций, направляемых в основную ректификационную колонну, водяного конденсата и газа. При этом на разделение в дополнительную ректификационную колонну направляют продукты прогрева с температурой потока ниже 240°С и продукты пропарки и охлаждения с температурой потока 150-240°С, а в качестве промежуточных выводят фракции н.к. -180°С, 110-180°С и +180°С. Продукты с температурой потока выше 240°С можно направлять непосредственно в основную ректификационную колонну, а продукты с температурой потока ниже 150°С - в сепаратор. Разделение в сепараторе предпочтительно проводить при температуре 80-140°С и времени пребывания 1-3 час. Способ позволяет повысить качество разделения уловленных вредных выбросов, в частности уменьшить содержание нефтепродуктов в водном конденсате, снизить потери нефтепродуктов и повысить эффективность процесса улавливания, а также улучшить экологические показатели процесса замедленного коксования. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу улавливания вредных выбросов из реакторов замедленного коксования нефтяных остатков.

Известен способ улавливания вредных выбросов из реакторов коксования установок замедленного коксования (УЗК) путем подачи продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса в реакторах в емкость-скруббер, куда подается вода для их охлаждения и конденсации, при этом жидкая фаза из нефтепродуктов и воды сливается в промышленную канализацию, а газовая фаза сбрасывается в атмосферу («Химия и технология топлив и масел», 1979, №11, стр.59).

Недостатком этого способа является то, что газовые выбросы попадают в атмосферу, загрязняя окружающую среду, а жидкие нефтепродукты, смешиваясь с водой в емкости-скруббере, образуют трудноразделимую эмульсию, для обезвреживания которой необходимы значительные затраты.

Известен способ улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, включающий подачу продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса в абсорбер с получением промежуточных фракций, направляемых на разделение в основную ректификационную колонну, водного конденсата, направляемого на очистку, и газа - на сжигание. (Ж.«Нефтепереработка и нефтехимия», 1998 г., №9, с.74, рис.3).

В известном способе предусмотрено предварительное разделение продуктов прогрева, пропарки и охлаждения путем абсорбции нефтепродуктов (газойлевых фракций +180°С) остатком с низа абсорбера, однако он также не обеспечивает качественного разделения и утилизации вышеуказанных продуктов.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении качества разделения продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, включающем предварительное разделение продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса с выделением промежуточных фракций, направляемых в основную ректификационную колонну, водяного конденсата и газа, согласно изобретению предварительное разделение продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса проводят в дополнительной ректификационной колонне, при этом на разделение в дополнительную ректификационную колонну направляют продукты прогрева с температурой потока ниже 240°С и продукты пропарки и охлаждения с температурой потока 150-240°С, а продукты пропарки и охлаждения с температурой потока ниже 150°С направляют на разделение в сепаратор, при этом в качестве промежуточных фракций из вышеупомянутой колонны выводят фракцию н.к. - 110°С, фракцию 110-180°С и фракцию +180°С.

Целесообразно продукты прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса с температурой потока выше 240°С направить непосредственно в основную ректификационную колонну.

Разделение в сепараторе целесообразно проводить при температуре 80-140°С и времени пребывания 1-3 часа.

Водяной конденсат после разделения в сепараторе продуктов с температурой потока ниже 150°С может быть направлен непосредственно в оборотную систему гидрорезки кокса.

Из промежуточной фракции н.к. - 110°С целесообразно выделить водяной конденсат и направить его в реактор коксования для охлаждения кокса.

Фракции н.к. - 110°С, 110-180°С и +180°С целесообразно направить в основную ректификационную колонну как компоненты соответствующих продуктов.

Целесообразно при снижении температуры продуктов на выходе из реактора до 90°С дополнительную ректификационную колонну перевести на циркуляцию.

Циркуляцию дополнительной ректификационной колонны проводят фракцией н.к. - 110°С и фракцией +180°С.

Разделение продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса в дополнительной ректификационной колонне с получением промежуточных фракций н.к. - 110°С, 110-180°С, +180°С и водяного конденсата обеспечивает снижение содержания нефтепродуктов в водяном конденсате за счет повышения четкости разделения фаз нефтепродукт - вода из-за увеличения градиента плотностей компонентов и уменьшения нагрузки за счет прекращения поступления фракции 110-180°С на верх колонны.

Отделение продуктов с температурой потока выше 240°С дает возможность повысить эффективность процесса разделения продуктов прогрева и охлаждения реакторов за счет прекращения подачи нефтепродуктов в загрузку дополнительной колонны и, следовательно, снизить содержание нефтепродуктов в водяном конденсате.

Разделение продуктов с температурой потока ниже 150°С в сепараторе позволяет повысить эффективность процесса разделения за счет вывода паров бензина и воды из конденсата продуктов охлаждения кокса в дополнительную колонну с направлением жидких нефтепродуктов (конденсата) из сепаратора в ту же колонну. С понижением температуры потока до 110°С и появлением воды в конденсате повышенная температура (80-110°С) жидкой фазы способствует выводу из конденсата наиболее легких нефтепродуктов и лучшему разделению смеси нефтепродукт - вода из-за пониженной вязкости и поверхностного натяжения компонентов и обеспечивает снижение содержания нефтепродуктов в водяном конденсате после его отстоя в сепараторе в течение 1-3 часов.

Вывод дополнительной ректификационной колонны на циркуляцию позволяет снизить затраты по остановке и пуску оборудования, поддерживать колонну постоянно в рабочем состоянии, исключить потери нефтепродуктов и загрязнение окружающей среды.

На прилагаемом чертеже представлена схема установки улавливания вредных выбросов реакторов коксования, на которой реализован предлагаемый способ. Способ осуществляют следующим образом.

После закрытия люка одного из реакторов (на чертеже не показаны), его опрессовки водяным паром, слива конденсата на прикамерную площадку проводят прогрев реактора парами дистиллята из соседнего параллельно работающего реактора, поступающими по шлемовому трубопроводу (обратным ходом) в реактор сверху вниз. Продукты прогрева реактора с температурой потока ниже 240°С (водяной пар, пары нефтепродукта, газ, конденсат) с низа реактора поступают по коллектору (поток 1) в дополнительную ректификационную колонну 2. Паро- и газообразные продукты прогрева (дистиллята коксования) поднимаются вверх в укрепляющую часть колонны, оборудованную 17-ю тарелками, а тяжелая часть опускается вниз навстречу потоку паров, поступающих снизу вверх из теплообменника-подогревателя (кипятильника) 3. При этом из тяжелой части продуктов прогрева отпаривается бензиновая фракция с концом кипения около 180°С. Подвод тепла в низ (в кубовую часть) колонны 2 производят циркуляцией газойлевых фракций через теплообменник-подогреватель 3, обогреваемый теплоносителем - водяным паром.

Избыток газойлевых фракций (поток 4, фр. +180°С) направляют в основную ректификационную колонну К-1 (на чертеже не показана). После снятия тепла циркуляционным орошением (бензином) образовавшийся конденсат (флегма) бензина стекает вниз в аккумулятор 5. Циркуляцию флегмы (фр. 110-180°С) проводят по схеме: аккумулятор 5 → теплообменник 6 → воздушный холодильник 7 → 11-ая тарелка колонны 2. Утяжеленный бензин (фр. 110-180°С) выводят из колонны 2 (поток 8) при избытке флегмы в аккумуляторе (14-й тарелке). Утяжеленный бензин кипит при температуре выше температуры конденсации воды и поэтому не содержит воду, что позволяет уменьшить нагрузку на вышерасположенный сепаратор 9, повысить четкость разделения фаз нефтепродукт - вода из-за повышения градиента плотности компонентов и тем самым снизить содержание нефтепродуктов в водяном конденсате (поток 10), выводимом из сепаратора 9.

С верха колонны 2 газ, пары легкого бензина (фр. н.к. - 110°С) и воды через воздушный конденсатор-холодильник 11, холодильник 12 поступают в сепаратор 9 на разделение при температуре около 40°С. С верха сепаратора 9 выводят газ на очистку или сжигание в печи (поток 13). После отстоя водяной конденсат (поток 10) выводят с установки и направляют на блок отпарки сульфидсодержащих стоков от кислых газов, после чего возвращают в реакционный змеевик печи УЗК (на чертеже не показано) в качестве турбулизатора и в реактор для охлаждения кокса; нефтепродукт - легкий бензин (фр. н.к. - 110°С) частично возвращают в колонну 2 на 1-ую тарелку в качестве острого орошения, а избыток выводят из колонны 2 (поток 14) в основную ректификационную колонну как компонент соответствующего продукта.

После заполнения реактора коксом проводят его подготовку к гидровыгрузке на открытую прикамерную площадку. Для этого в реактор подают водяной пар и продукты пропарки (поток 15 с температурой выше 240°С) направляют в основную ректификационную колонну до снижения температуры выходящего потока 15 до 240°С. Затем подачу водяного пара прекращают и начинают подавать воду. Сначала вода в реакторе полностью испаряется и парогазовый поток направляют в колонну 2 (поток 16 с температурой ниже 240°С), при снижении температуры до 150-160°С автоматически поток 17 (с температурой ниже 150°С) направляют через конденсатор-холодильник 18 в сепаратор 19. В сепараторе 19 время пребывания жидкой фазы составляет 1-3 часа и зависит от расхода потока воды (15-100 т/час), подаваемой на охлаждение кокса и температуры потока 17, регулируемой с помощью конденсатора-холодильника 18 в пределах 80-140°С по минимальному содержанию нефтепродуктов в воде (поток 20), выводимой через холодильник 21 из сепаратора 19. Паровая фаза из сепаратора 19 направляется в колонну 2, а жидкая фаза отстаивается. В связи с уходом части паров воды, большей части бензина из сепаратора 19 в колонну 2 происходит уменьшение нагрузки на сепаратор 19. Отстоявшийся нефтепродукт из сепаратора 19 через теплообменник-подогреватель 3 направляется в колонну 2 (поток 22) на доотпаривание бензиновых фракций. После отстоя вода охлаждения реактора (поток 20) через холодильник 21 выводится из сепаратора 19 в систему оборотной воды гидрорезки кокса.

По достижению температуры воды на выходе из реактора до 90°С подачу воды прекращают и колонну 2 переводят на циркуляцию для поддержания температуры верха около 110°С и низа (кубовой части) около 180°С. Для этого перекрывают потоки 10, 8, 4; поток 14 направляют на вход колонны 2; потоки 20, 22 перекрывают только после снижения уровня воды и нефтепродукта в сепараторе 19 до нуля. Шлам 23 с низа колонны 2 через дезинтегратор насосом (на чертеже не показаны) направляют в реактор. Затем снимают верхнюю крышку реактора, воду сливают, снимают нижнюю крышку реактора и производят гидровыгрузку кокса на приреакторную площадку. Далее все операции повторяют

Периодичность работы блока и, следовательно, соответствующих переключений составляет 12-24 часа, продолжительность работы - 6-8 часов при двухреакторной установке замедленного коксования и 12-16 часов при четырехреакторной установке.

Пример осуществления предлагаемого способа приведен в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ позволяет повысить качество разделения уловленных вредных выбросов из реакторов коксования, в частности, снизить суммарное содержание нефтепродуктов в водном конденсате из сепараторов бензина (9) - поток 10 и газойля (19) - поток 20, направляемых на блок очистки сульфидсодержащих стоков и в оборотную систему воды гидрорезки кокса в 1,2-10 раз и тем самым снизить потери нефтепродуктов и повысить эффективность процесса улавливания, как следствие, - улучшить экологические показатели процесса замедленного коксования.

Таблица
Показатели качества разделения уловленных вредных выбросов
Наименование операции (стадии) обработки кокса в реакторе	Время после начала операции (стадии), час	Предлагаемый способ	Прототип	Кратность снижения концентрации нефтепродуктов в водном конденсате из сепараторов в предлагаемом способе по сравнению с прототипом
		Концентрация (содержание) нефтепродуктов в пробах водного конденсата из сепараторов, мг/л
Бензина (9), поток 10	Газойля (19), поток 20	Широкой фракции
Пропарка водяным паром	0-1	610	700	7500	10*
	1-2	450	770	1700	2
2-3	320	1200	1400	1,2
Охлаждение водой	0-0,5	140	6000	16000	2,7
	0,5-1	130	2700	10000	3,6
	1-1,5	120	1700	5000	2,9
	1,5-2,5	100	1500	4000	2,6
	2,5-3,5	80	430	1000	2,3
3,5-5	20	200	700	3,3
*- 10=7500/(610+700)

1. Способ улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, включающий предварительное разделение продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса с выделением промежуточных фракций, направляемых в основную ректификационную колонну, водяного конденсата и газа, отличающийся тем, что предварительное разделение проводят в дополнительной ректификационной колонне, при этом на разделение в дополнительную ректификационную колонну направляют продукты прогрева с температурой потока ниже 240°С и продукты пропарки и охлаждения с температурой потока 150-240°С, а продукты пропарки и охлаждения с температурой потока ниже 150°С направляют на разделение в сепаратор, при этом в качестве промежуточных фракций из вышеупомянутой колонны выводят фракцию н.к. - 110°С, фракцию 110-180°С и фракцию +180°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукты прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса с температурой потока выше 240°С направляют в основную ректификационную колонну.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение в сепараторе проводят при температуре 80-140°С и времени пребывания 1-3 ч.

4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что водяной конденсат после разделения в сепараторе продуктов с температурой потока ниже 150°С направляют непосредственно в систему оборотной воды гидрорезки кокса.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что из промежуточной фракции н.к. -110°С выделяют водяной конденсат, который после очистки направляют в реактор коксования для охлаждения кокса.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что фракции н.к. - 110°С, 110-180°С и +180°С направляют в основную ректификационную колонну как компоненты соответствующих продуктов.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при снижении температуры продуктов на выходе из реактора до 90°С дополнительную ректификационную колонну переводят на циркуляцию.

8. Способ по п.1 или 7, отличающийся тем, что циркуляцию дополнительной ректификационной колонны проводят фракцией н.к. - 110°С и фракцией +180°С.