Способ фракционирования нефти
Владельцы патента RU 2335523:
Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") (RU)
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при перегонке нефти с высоким содержанием газа. Предлагаемый способ включает ввод сырья в первую ректификационную колонну с подачей паров из нее в емкость орошения и получением в ней газа и легкой бензиновой фракции, ввод остатка первой колонны во вторую колонну с выводом паров в емкость орошения с получением в ней газа и легкой бензиновой фракции и выделением боковыми погонами второй колонны бензиновой и дизельной фракций, а с низа - мазута. Газы с верха емкостей орошения первой и второй колонн подают в абсорберы, орошаемые соответственно дизельной фракцией, отбираемой с низа отпарной секции, и нижним циркуляционным орошением второй колонны после охлаждения, с верха абсорберов выводят сухой и жирный газы, нижнее циркуляционное орошение перед вводом в колонну нагревают, дизельную фракцию с низа первого абсорбера нагревают и подают на верх отпарной секции дизельной фракции, а пары с верха этой отпарной секции подают в первую колонну в сечение между вводами в нее сырья и нагретого потока. Предлагаемый способ позволяет более четко разделить газ на сухой и жирный компоненты и повысить качество продуктов разделения. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Предлагаемое изобретение относится к способам фракционирования нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ фракционирования нефти, включающий нагрев нефти в теплообменниках, а затем в печи и ввод в сложную ректификационную колонну, оборудованную боковыми отпарными секциями, с отбором с верха колонны бензиновой фракции, в виде боковых погонов через отпарные секции керосиновой и дизельных фракций и в качестве остатка перегонки - мазута при подаче в низ колонны и отпарных секций испаряющего агента (И.Т.Багиров. Современные установки первичной переработки нефти. М.: Химия, 1974, с.28).
Недостатком данного способа является сложность переработки нефтей, содержащих значительное количество газов и бензиновых фракций.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ фракционирования нефти, включающий нагрев и ввод сырья в первую колонну с подачей паров с верха первой колонны после частичной конденсации в емкость орошения и получением в ней газа и легкой бензиновой фракции с нагревом и вводом остатка первой колонны во вторую колонну и выводом паров с верха второй колонны после частичной конденсации в емкость орошения с получением в ней газа и легкой бензиновой фракции и выделением боковыми погонами второй колонны через отпарные секции бензиновой и дизельных фракций, а с низа колонны мазута, с возвратом паров с верха отпарных секций в колонну, с использованием циркуляционных орошений и ввода нагретых потоков в колонны и отпарные секции (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.157).
Недостатками известного способа являются невозможность разделения газа на сухой и жирный компоненты и низкое качество продуктов разделения.
Таким образом, возникла проблема обеспечения возможности разделения газа на сухой и жирный компоненты и повышения качества продуктов разделения.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности разделения газа на сухой и жирный компоненты и повышение качества продуктов разделения.
Указанная задача решается способом фракционирования нефти, включающим нагрев и ввод сырья в первую колонну с подачей паров с верха первой колонны после частичной конденсации в емкость орошения и получение в ней газа и легкой бензиновой фракции с нагревом и вводом остатка первой колонны во вторую колонну и выводом паров с верха второй колонны после частичной конденсации в емкость орошения с получением в ней газа и легкой бензиновой фракции и выделением боковыми погонами второй колонны через отпарные секции бензиновой и дизельных фракций, а с низа второй колонны мазута, с возвратом паров с верха отпарных секций в колонну, с использованием острого и циркуляционного орошений и ввода нагретых потоков в низ колонн и отпарных секций, в котором, согласно изобретению, газы с верха емкостей орошения первой и второй колонн подают в абсорберы, орошаемые соответственно дизельной фракцией, отбираемой с низа отпарной секции, и нижним циркуляционным орошением второй колонны после дополнительного охлаждения, с верха абсорберов выводят соответственно сухой и жирный газы, нижнее циркуляционное орошение, отбираемое с низа второго абсорбера, перед вводом во вторую колонну нагревают, дизельную фракцию, выводимую с низа первого абсорбера, нагревают и подают на верх отпарной секции дизельной фракции, а пары с верха упомянутой отпарной секции подают в первую колонну в сечение между вводами в нее сырья и нагретого потока.
Целесообразно дизельную фракцию и нижнее циркуляционное орошение второй колонны перед подачей в абсорберы охладить до температуры 30-50°С.
Целесообразно абсорбцию для получения сухого газа проводить под давлением 8,4-8,46 ата, а для получения жирного газа - 2-2,06 ата.
Нижнее циркуляционное орошение перед вводом во вторую колонну целесообразно нагреть до температуры 200-210°С.
Дизельную фракцию, выводимую с низа первого абсорбера перед подачей наверх отпарной секции целесообразно нагреть до температуры 240-250°С.
При этом за счет абсорбции требуемых компонентов газа специальными абсорбентами (дизельной фракцией, отбираемой с низа отпарной секции, и нижним циркуляционным орошением второй колонны после дополнительного их охлаждения) нагрева и возврата их после абсорбции соответственно на верх отпарной секции дизельной фракции и во вторую колонну и подачи паров с верха отпарной секции дизельной фракции в первую колонну в сечение между вводами сырья и нагретого потока, появилась возможность разделения газа на сухой и жирный компоненты, обеспечения низкого содержания компонентов сухого газа в жирном газе и повышения качества продуктов разделения.
На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.
Способ осуществляют следующим образом.
Нефть нагревают в теплообменниках 1 и по линии 2 вводят в первую колонну 3. Пары с верха колонны 3 частично конденсируют и охлаждают в конденсаторах-холодильниках 4 и по линии 5 подают в емкость орошения 6. Остаток колонны 3 нагревают в печи 7 и по линии 8 вводят во вторую колонну 9. Пары с верха колонны 9 частично конденсируют и охлаждают в конденсаторах-холодильниках 10, а затем по линии 11 вводят в емкость орошения 12. Верхний боковой погон колонны 9 по линии 13 подают на верх верхней отпарной секции 14. С низа отпарной секции 14 по линии 15 выводят бензиновую фракцию. Нижний боковой погон колонны 9 по линии 16 подают на верх нижней отпарной секции 17. С низа колонны 9 по линии 18 выводят мазут. В низ колонн 3 и 9 и отпарных секций 14 и 17 соответственно по линиям 19, 20 21 и 22 подают нагретые потоки. С верха емкостей 6 и 12 по линиям 23 и 24 выводят газы и подают соответственно в низ абсорберов 25 и 26. С верха абсорберов 25 и 26 соответственно по линиям 27 и 28 выводят сухой и жирный газы. Легкие бензиновые фракции с низа емкостей 6 и 12 соответственно по линиям 29 и 30 возвращают в качестве орошения колонн 3 и 9. Дизельную фракцию с низа отпарной секции 17 охлаждают в теплообменниках 31, холодильнике 32 и по линии 33 подают на верх абсорбера 25, а балансовый избыток выводят по линии 34. Остаток абсорбера 25 нагревают в теплообменниках 31 и 35 и по линии 36 подают на верх отпарной секции 17. Из колонны 9 выводят нижнее циркуляционное орошение, охлаждают в теплообменнике 37 и холодильнике 38 и по линии 39 подают на верх абсорбера 26. Остаток с низа абсорбера 26 нагревают в теплообменнике 37 и по линии 40 возвращают в колонну 9. Пары с верха отпарных секций 14 и 17 соответственно по линиям 41 и 42 подают в колонны 9 и 3.
Сравнительные показатели работы схем перегонки нефти приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Основные показатели работы колонн | ||
| Показатели | Вариант 1 (прототип) | Вариант 2 (предлагаемый способ) |
| 1 | 2 | 3 |
| Расход, т/ч | ||
| Сырья | 60,00 | 60,00 |
| сухого газа | 5,77 | 4,02 |
| жирного газа | - | 1,66 |
| бензиновых фракций | 8,90 | 8,96 |
| дизельных фракций | 17,12 | 17,88 |
| Мазута | 28,21 | 27,48 |
| паров с верха первой колонны | 7,72 | 17,25 |
| газа с верха емкости орошения первой колонны | 5,77 | 9,01 |
| легкой бензиновой фракции | 0,31 | - |
| с низа емкости орошения первой колонны | 1,94 | 7,23 |
| в том числе орошение первой колонны | 1,63 | 7,23 |
| горячей струи в низ первой колонны | 60,00 | - |
| остатка первой колонны | 53,91 | 62,99 |
| паров с верха второй колонны | 18,79 | 68,81 |
| газа с верха емкости орошения второй колонны | - | 4,89 |
| легкой бензиновой фракции с низа емкости орошения второй колонны | 17,54 | 63,27 |
| в том числе орошения второй колонны | 13,25 | 63,27 |
| бокового погона наверх верхней отпарной секции | 5,65 | 10,80 |
| паров с верха верхней отпарной секции | 1,57 | 1,99 |
| бокового погона на верх нижней отпарной секции | 22,46 | 24,90 |
| паров с верха нижней отпарной секции | 5,86 | 12,71 |
| верхнего циркуляционного орошения, выводимого из колонны | 20,94 | 30,00 |
| верхнего циркуляционного орошения, вводимого на верх абсорбера | - | 30,00 |
| верхнего циркуляционного орошения, выводимого с низа абсорбера и вводимого в колонну | - | 34,99 |
| сухого газа, выводимого с верха абсорбера | - | 4,02 |
| нижнего циркуляционного орошения, выводимого из колонны | 31,41 | 20,00 |
| нижнего циркуляционного орошения, вводимого на верх абсорбера | - | 20,00 |
| нижнего циркуляционного орошения, выводимого с низа абсорбера и вводимого в колонну | - | 23,28 |
| жирного газа, выводимого с верха абсорбера | - | 1,66 |
| водяного пара, вводимого в низ второй колонны | 0,52 | 0,50 |
| водяного пара верхней отпарной секции | 0,21 | 0,15 |
| водяного пара нижней отпарной секции | 0,52 | 0,70 |
| водяного пара первой колонны | - | 0,30 |
| Температура, °С | ||
| в емкостях орошения и ввода орошения на верх колонн и абсорберов | 40 | 40 |
| ввода сырья в первую колонну | 100 | 120 |
| верха первой колонны | 68 | 63 |
| низа первой колонны | 211 | 152 |
| ввода горячей струи | 370 | - |
| ввода сырья во вторую колонну | 350 | 350 |
| верха второй колонны | 85 | 52 |
| вывода верхнего бокового погона | 120 | 94 |
| вывода верхнего циркуляционного орошения | 127 | 237 |
| охлаждения верхнего циркуляционного орошения в теплообменниках | 70 | 70 |
| охлаждения верхнего циркуляционного орошения в холодильниках | 40 | 40 |
| ввода верхнего циркуляционного орошения в колонну | 40 | 250 |
| вывода нижнего бокового погона | 200 | 206 |
| вывода нижнего циркуляционного орошения | 242 | 282 |
| охлаждения нижнего циркуляционного орошения в теплообменниках | 140 | 140 |
| охлаждения нижнего циркуляционного орошения в холодильниках | 100 | 40 |
| ввода нижнего циркуляционного орошения | 100 | 210 |
| низа второй колонны | 341 | 341 |
| ввода водяного пара | 350 | 350 |
| верха верхней отпарной секции | 111 | 87 |
| низа верхней отпарной секции | 92 | 72 |
| верха нижней отпарной секции | 193 | 243 |
| низа нижней отпарной секции | 174 | 237 |
| верха абсорбера сухого газа | - | 45 |
| низа абсорбера сухого газа | - | 61 |
| ввода остатка абсорбера сухого газа в отпарную колонну | - | 250 |
| верха абсорбера жирного газа | - | 57 |
| низа абсорбера жирного газа | - | 65 |
| ввода остатка абсорбера жирного газа в колонну | - | 210 |
| Давление, ата | ||
| в емкости орошения первой колонны | 9,05 | 9,05 |
| верха первой колонны | 9,25 | 9,25 |
| низа первой колонны | 9,40 | 9,40 |
| в емкости орошения второй колонны | 2,25 | 2,25 |
| верха второй колонны | 2,46 | 2,46 |
| низа второй колонны | 2,69 | 2,69 |
| верха верхней отпарной секции | 2,73 | 2,73 |
| низа верхней отпарной секции | 2,80 | 2,80 |
| верха нижней отпарной секции | 2,80 | 9,60 |
| низа нижней отпарной секции | 2,86 | 9,66 |
| верха абсорбера сухого газа | - | 8,40 |
| низа абсорбера сухого газа | - | 8,46 |
| верха абсорбера жирного газа | - | 2,00 |
| низа абсорбера жирного газа | - | 2,06 |
| Тепло, Гкал/ч | ||
| вводимое с сырьем в первую колонну | 3,282 | 3,987 |
| отводимое в конденсаторах-холодильниках первой колонны | 0,247 | 1,5826 |
| подводимое в печи, в т.ч. | 10,100 | 10,222 |
| - для нагрева горячей струи | 5,422 | - |
| - для нагрева сырья второй колонны | 4,678 | 10,222 |
| отводимое в конденсаторах-холодильниках второй колонны | 2,855 | 6,224 |
| отводимое в теплообменниках верхнего циркуляционного орошения | 0,640 | 4,669 |
| отводимое в холодильниках верхнего циркуляционного орошения | 0,310 | 0,617 |
| отводимое в теплообменниках нижнего циркуляционного орошения | 1,951 | 1,950 |
| отводимое в холодильниках верхнего циркуляционного орошения | 0,677 | 0,854 |
| вводимое с водяным паром, в т.ч. | ||
| - в низ первой колонны | - | 0,308 |
| - в низ второй колонны | 0,537 | 0,513 |
| - в низ верхней отпарной секции | 0,215 | 0,154 |
| - в низ нижней отпарной секции | 0,537 | 0,717 |
| подводимое в теплообменниках для нагрева верхнего циркуляционного орошения (остатка абсорбера сухого газа) | - | 4,662 |
| подводимое в теплообменниках для нагрева нижнего циркуляционного орошения (остатка абсорбера жирного газа) | - | 1,964 |
| Диаметр, м | ||
| первой колонны | 1,0 | 1,0 |
| второй колонны | 2,0 | 2,8 |
| верхней отпарной секции | 0,6 | 0,6 |
| нижней отпарной секции | 0,8 | 0,8 |
| абсорбера сухого газа | - | 0,6 |
| абсорбера жирного газа | - | 1,0 |
| Число теоретических тарелок, в т.ч. | ||
| - в укрепляющей секции первой колонны | 9 | 2 |
| - в отгонной секции первой колонны | 5 | 7 |
| - в укрепляющей секции второй колонны | 17 | 17 |
| - в отгонной секции второй колонны | 2 | 2 |
| - в верхней отпарной секции | 7 | 7 |
| - в нижней отпарной секции | 7 | 7 |
| - в абсорбере сухого газа | - | 7 |
| - в абсорбере жирного газа | - | 7 |
| Содержание, % мас. | ||
| углеводородов, выкипающих до C5 в бензине | 5,77 | 0,18 |
| фракции 160°С - КК в бензине | 0,93 | 0,90 |
| фракции НК-160°С в дизельном топливе | 7,53 | 7,43 |
| фракции 360°С - КК в дизельном топливе | 3,42 | 2,93 |
| фракции НК-360°С в мазуте | 14,05 | 11,51 |
| Таблица 2 | |||
| Состав газов в % мас. | |||
| Компоненты | Вариант 1 (прототип) | Вариант 2 (предлагаемый способ) | |
| Сухой газ | Сухой газ | Жирный газ | |
| 1. Содержание углеводородов C1-С2 | 45,63 | 65,52 | 0,28 |
| 2. Содержание углеводородов С3-С4 | 43,09 | 33,72 | 96,28 |
| 3. Содержание углеводородов C5-С7 | 11,28 | 0,76 | 3,44 |
| Всего | 100,00 | 100,00 | 100,00 |
Как видно из таблиц 1 и 2, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет разделить газ на сухой и жирный компоненты. При этом вместо 5,77 т/ч сухого газа с большим содержанием компонентов С3-С4 и бензиновых фракций удается получить 4,02 т/ч более качественного сухого газа и 1,60 т/ч жирного газа с содержанием компонентов, выкипающих ниже С3, 0,28% и выше С4 - 3,44%. При этом повышается качество продуктов разделения. Содержание в бензине углеводородов, выкипающих до С5, снижается с 5,77 до 0,18% мас., т.е. в 32 раза. Содержание в дизельном топливе фракции 360°С - КК снижается с 3,42 до 2,93% мас., а в мазуте фракции НК-360°С - с 14,05 до 11,51% мас.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет более четко разделить газ на сухой и жирный компоненты и повысить качество продуктов разделения, доведя его до требований на товарную продукцию.
1. Способ фракционирования нефти, включающий нагрев и ввод сырья в первую колонну с подачей паров с верха первой колонны после частичной конденсации в емкость орошения и получением в ней газа и легкой бензиновой фракции, с нагревом и вводом остатка первой колонны во вторую колонну и выводом паров с верха второй колонны после частичной конденсации в емкость орошения с получением в ней газа и легкой бензиновой фракции и выделением боковыми погонами второй колонны через отпарные секции бензиновой и дизельных фракций, а с низа второй колонны мазута, с возвратом паров с верха отпарных секций в колонну, с использование острого и циркуляционного орошений и ввода нагретых потоков в низ колонн и отпарных секций, отличающийся тем, что газы с верха емкостей орошения первой и второй колонн подают в абсорберы, орошаемые соответственно дизельной фракцией, отбираемой с низа отпарной секции, и нижним циркуляционным орошением второй колонны после дополнительного охлаждения, с верха абсорберов выводят соответственно сухой и жирный газы, нижнее циркуляционное орошение, отбираемое с низа второго абсорбера, перед вводом во вторую колонну нагревают, дизельную фракцию, выводимую с низа первого абсорбера, нагревают и подают на верх отпарной секции дизельной фракции, а пары с верха упомянутой отпарной секции подают в первую колонну в сечение между вводами в нее сырья и нагретого потока.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дизельную фракцию и нижнее циркуляционное орошение второй колонны перед подачей в абсорберы охлаждают до температуры 30-50°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию для получения сухого газа проводят под давлением 8,4-8,46 ата.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию для получения жирного газа проводят под давлением 2,00-2,06 ата.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижнее циркуляционное орошение перед вводом во вторую колонну нагревают до температуры 200-210°С.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дизельную фракцию перед подачей на верх отпарной секции нагревают до температуры 240-250°С.
