Способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья
Владельцы патента RU 2439124:
Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (ФГОУ ВПО АГТУ) (RU)
Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности к способам стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья. Технический результат - повышение эффективности процесса стабилизации гидрогенизатов за счет уменьшения диаметра основной ректификационной колонны-стабилизатора и исключение затрат тепла на нагрев требуемого для работы эжектора водородсодержащего газа. Он достигается тем, что способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья осуществляют путем ректификационного выделения из него низкокипящих фракций последовательно при повышенном давлении в основной ректификационной колонне-стабилизаторе с получением остатка и в отгонной вакуумной колонне из этого остатка получают отгон, отгон стабильного гидрогенизата из вакуумной колонны отсасывают жидкостно-газовым струйным аппаратом с рабочим телом, в качестве которого используют исходный гидрогенизат, затем нагревают полученную после струйного аппарата смесь отгона и исходного гидрогенизата и подают в основную колонну-стабилизатор. 1 табл.
Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности к способам стабилизации гидрогенизатов обессеривания углеводородного сырья.
Стабилизацию гидрогенизатов (продуктов), выходящих из реакционного устройства процесса гидрогенизационного обессеривания и отсепарированных после него от водородсодержащего и углеводородного газов, применяют для удаления из этих гидрогенизатов низкокипящих фракций, образующихся в реакциях крекинга, и регулирования температуры вспышки, вязкости и других показателей качества целевого остаточного продукта процесса.
Известен способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья, по которому гидрогенизат, полученный в реакционном устройстве установки гидрогенизационного обессеривания углеводородного сырья, после сепарации циркулирующего водородсодержащего и углеводородного газов и повторного нагрева подвергают стабилизации в ректификационной колонне. Реакционным устройством на установках каталитического обессеривания является реактор, а на установках некаталитического обессеривания (например, гидровисбрекинга) - реакционная трубчатая печь. В результате протекания при гидрогенизационном обессеривании реакций крекинга образуются фракции, выкипающие ниже номинальной температуры начала кипения целевого продукта процесса и выделяемые из него в ректификационной колонне-стабилизаторе. Стабилизацию применяют для регулирования качества целевого продукта, например, по температуре вспышки, фракционному составу, вязкости и другим показателям. Целевой продукт выводят из ректификационной колонны-стабилизатора обычно в виде остатка (см. Рудин М.Г., Сомов В.Е., Фомин А.С. Карманный справочник нефтепереработчика. Под ред. М.Г.Рудина. - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 2004, - с.158-160).
Недостатком этого способа является то, что из-за большего, чем атмосферное, давления в ректификационной колонне-стабилизаторе необходим подвод большого количества тепла с ее сырьем и в куб для достаточно полного удаления из целевого продукта фракций, выкипающих ниже его номинальной температуры начала кипения.
Известен также способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья, по которому гидрогенизат, полученный в реакционном устройстве установки гидрогенизационного обессеривания углеводородного сырья, после сепарации от него циркулирующего водородсодержащего и углеводородного газов и повторного нагрева подвергают стабилизации в основной ректификационной колонне-стабилизаторе, остаток которой направляют для дополнительной стабилизации в испаритель, работающий под более низким давлением, чем давление в основной ректификационной колонне-стабилизаторе. Отгон испарителя после конденсации и охлаждения подают в основную ректификационную колонну-стабилизатор (см. А.с. СССР №1680758, 1991).
Недостатком этого способа является то, что отгон испарителя необходимо конденсировать и охлаждать, для чего требуются дополнительные энергетические затраты. Кроме того, подача балансового количества этого отгона непосредственно в основную ректификационную колонну-стабилизатор затрудняет регулирование температурного режима в этой колонне и увеличивает требуемое количество тепла, подводимого с сырьем колонны.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья, по которому после основной ректификационной колонны-стабилизатора гидрогенизат направляют в вакуумную отгонную колонну. Вакуум в отгонной колонне создают нагретым водородсодержащим газом, который подают в эжектор, и далее газопаровая смесь поступает в куб основной ректификационной колонны-стабилизатора. Расход водородсодержащего газа составляет 0,4-0,5 мас.%, на сырье установки обессеривания, а температура его нагрева перед эжектором - 250-280°С (см. А.с. СССР №1513013, 1989).
Недостатком прототипа является то, что один и тот же поток водородсодержащего газа используется для создания вакуума в отгонной колонне и в качестве отпаривающего агента в основной ректификационной колонне-стабилизаторе. Это приводит к подаче в куб основной колонны большего количества отпаривающего агента (водородсодержащего газа), чем требуется по условиям парожидкостного равновесия, а следовательно, к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.
Техническая задача - исключение использования водородсодержащего газа в качестве эжектирующего агента (рабочего тела) при отсосе отгона стабильного гидрогенизата вакуумной колонны.
Технический результат - повышение эффективности процесса стабилизации гидрогенизатов за счет уменьшения диаметра основной ректификационной колонны-стабилизатора и затрат тепла на нагрев эжектирующего агента (рабочего тела).
Он достигается тем, что отгон стабильного гидрогенизата из вакуумной колонны отсасывают жидкостно-газовым струйным аппаратом с рабочим телом, в качестве которого используют исходный гидрогенизат, с последующим нагреванием смеси исходного гидрогенизата и отгона и подачей смеси в основную ректификационную колонну-стабилизатор.
Гидрогенизат, отсепарированный от циркулирующего водородсодержащего и углеводородного газов, подают насосом в жидкостно-газовый струйный аппарат в качестве эжектирующего агента (рабочего тела). Жидкостно-газовый струйный аппарат засасывает находящийся в паровой фазе отгон вакуумной отгонной колонны и далее после нагрева смесь гидрогенизата и отгона поступает в основную ректификационную колонну-стабилизатор. С верха основной ректификационной колонны-стабилизатора выводят головку стабилизации (низкокипящие фракции гидрогенизата), а остаток из куба основной ректификационной колонны-стабилизатора направляют непосредственно в вакуумную отгонную колонну. Отгон вакуумной колонны отсасывается жидкостно-газовым струйным аппаратом при помощи энергии гидрогенизата. Остаток вакуумной отгонной колонны является стабилизированным целевым продуктом процесса стабилизации гидрогенизата.
Пример 1 (прототип). На установке гидроочистки дизельного топлива мощностью 2 млн. т/год отсепарированный от водородсодержащего и углеводородного газов гидрогенизат в количестве 242,8 т/ч направляли в основную ректификационную колонну-стабилизатор, из куба которой остаток подавали в вакуумную отгонную колонну. Вакуум в отгонной колонне создавали эжекцией водородсодержащим газом, который предварительно нагревали до 260°С. Смесь отгона вакуумной колонны и водородсодержащего газа подали в куб основной ректификационной колонны-стабилизатора.
Основные показатели работы узла стабилизации гидрогенизата по этому способу приведены в таблице 1 (за 100 мас.% принимается количество гидрогенизата, поступающего в основную колонну).
Пример 2. На установке гидроочистки дизельного топлива мощностью 2 млн. т/год отсепарированный от водородсодержащего и углеводородного газов гидрогенизат в смеси с отгоном вакуумной колонны в суммарном количестве 244,0 т/ч нагревали и направляли в основную ректификационную колонну-стабилизатор, из куба которой остаток подавали в вакуумную отгонную колонну. Отгон вакуумной колонны отсасывали жидкостно-газовым струйным аппаратом, эжектирующим агентом (рабочим телом) в котором являлся отсепарированный от водородсодержащего и углеводородного газов гидрогенизат.
Основные показатели работы узла стабилизации гидрогенизата по этому способу также приведены в таблице 1.
Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья позволяет снизить затраты тепла на проведение процесса и уменьшить диаметр основной ректификационной колонны-стабилизатора примерно на 16%.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить использование водородсодержащего газа в качестве эжектирующего агента при отсосе отгона вакуумной колонны и тем самым исключить затраты тепла на нагрев требуемого для работы эжектора водородсодержащего газа и уменьшить диаметр основной ректификационной колонны-стабилизатора.
| Таблица 1 | |||
| №№ пп | Наименование | Примеры | |
| 1(прототип) | 2 | ||
| 1 | Мощность установки гидроочистки дизельного топлива, тыс. т/год | 2000,0 | 2000,0 |
| Количество, т/ч/мас.% на гидрогенизат: | |||
| - гидрогенизата в основную колонну | 242,8/100,0 | 242,8/100,0 | |
| - головки стабилизации | 3,2/1,3 | 3,2/1,3 | |
| - стабилизированного целевого продукта | 239,6/98,7 | 239,6/98,7 | |
| 2 | - отгона вакуумной колонны | 1,2/0,5 | 1,2/0,5 |
| - водородсодержащего газа в эжектор отгонной колонны | 1,2/0,5 | - | |
| - водородсодержащего газа из эжектора в куб основной колонны | 1,2/0,5 | - | |
| Температура, °С: | |||
| - входа гидрогенизата в основную колонну | 194 | 194 | |
| - верха основной колонны | 148 | 152 | |
| - куба основной колонны | 188 | 192 | |
| 3 | - верха отгонной колонны | 151 | 152 |
| - куба отгонной колонны | 143 | 147 | |
| - водородсодержащего газа в эжектор отгонной колонны | 260 | - | |
| - водородсодержащего газа из эжектора в куб основной колонны | 220 | - | |
| 4 | Давление (верх), кПа: | ||
| - основной колонны | 200,0 | 200,0 | |
| - отгонной колонны | 20,0 | 20,0 | |
| 5 | Количество тепла на нагрев водородсодержащего газа, подаваемого в эжектор отгонной колонны, МДж/ч | 3,75 | - |
| 6 | Диаметр основной колонны, м | 3,8 | 3,2 |
Способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья путем ректификационного выделения из него низкокипящих фракций последовательно при повышенном давлении в основной ректификационной колонне-стабилизаторе с получением остатка и в отгонной вакуумной колонне из этого остатка получение отгона, отличающийся тем, что отгон стабильного гидрогенизата из вакуумной колонны отсасывают жидкостно-газовым струйным аппаратом с рабочим телом, в качестве которого используют исходный гидрогенизат, с последующим нагреванием смеси исходного гидрогенизата и отгона и подачей смеси в основную ректификационную колонну-стабилизатор.
