Способ регулирования процесса жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья


 


Владельцы патента RU 2503708:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к регулированию жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа регулирования, включающего регулирование давления в реакторе и контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции путем регулирования веса реакционной массы в реакторе, при этом осуществляют взвешивание реактора с реакционной массой, а вес реакционной массы в зоне реакции рассчитывают как разность весов заполненного и пустого реактора. Технический результат - повышение точности и упрощение регулирования. 3 пр.

 

Изобретение относится к способам регулирования жидкофазной термической конверсии под давлением (термическому крекингу, висбрекингу, пекованию, термополиконденсации) тяжелого углеводородного сырья, склонного к образованию отложений кокса на поверхности оборудования, в реакторах с поверхностью раздела фаз, и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ управления процессом висбрекинга [Пат. РФ №2021325, C10G 9/14, опубл. 15.10.1994 г.], при котором измеряют расход топлива и окислителя (воздуха), подаваемых в печь подогрева сырьевой смеси, регулируют соотношения их расходов, измеряют температуру сырьевой смеси на выходе из печи перед подачей ее в реактор висбрекинга, отличающийся тем, что дополнительно измеряют температуру продуктовой смеси на выходе из реактора висбрекинга, вычисляют перепад температур по входу и выходу из реактора, сравнивают его с заданным и изменяют расходы топлива и окислителя обратно пропорционально величине и знаку рассогласования.

Известен способ регулирования процесса термического крекинга высоковязкого нефтяного сырья [Пат. РФ №2206597, C10G 9/00, G05D 27/00, опубл. 20.06.2003 г.], который включает нагрев сырья в трубчатой печи, выдержку продуктов крекинга в реакционной камере и разделение продуктов крекинга на газ, бензин и крекинг-остаток. При этом определяют массовое содержание сероводорода в газе крекинга, вязкость сырья и текущее значение вязкости крекинг-остатка, рассчитывают величину коэффициента снижения вязкости из соотношения КСВ=2,15С-3,6, где С - содержание сероводорода, масс.%. Из отношения вязкости нефтяного сырья к КСВ определяют минимальную расчетную вязкость крекинг-остатка, с учетом разницы расчетного и текущего значений вязкости крекинг-остатка осуществляют корректировку режима процесса путем повышения температуры сырьевого потока на выходе из реакционной камеры или снижения его расхода на входе в нее.

Однако известные способы не позволяют регулировать процесс термической конверсии при постоянной скорости подачи сырья и постоянных температурно-барических условиях процесса, поскольку соотношение объема реакционной камеры и объемного расхода сырья определяет время пребывания реакционной массы в зоне реакции. Это снижает производительность установки при необходимости увеличения времени пребывания, например, вследствие изменения качества сырья.

Наиболее близок к заявляемому способу по технической сущности и принят в качестве прототипа способ переработки нефтяных остатков [Пат. РФ №2408653, C10G 9/00, опубл. 10.01.2011 г.], который предусматривает регулирование процесса термической конверсии путем контроля времени пребывания реакционной массы в зоне реакции за счет регулирования уровня жидкой фазы в реакторе с поверхностью раздела фаз путем изменения расхода выводимого жидкого продукта, а также давления в реакторе путем изменения расхода выводимых паров.

Регулирование времени пребывания реакционной массы в зоне реакции позволяет поддерживать оптимальную глубину превращения сырья, а регулирование давления обеспечивает требуемый фракционный состав жидкого продукта и показатели его качества - температуру вспышки и вязкость.

Однако точное определение уровня в реакторе для последующего регулирования затруднено по причине того, что поверхность раздела фаз из-за тангенциального ввода сырья не горизонтальна, а представляет собой поверхность вращения, что приводит к несоответствию измеренного уровня истинному уровню жидкой реакционной массы в реакторе. Кроме того, определение уровня при высоких температурах, зачастую превышающих 450°С, сложна с технической точки зрения, поскольку большинство регистрирующих приборов рассчитано на работу при температуре ниже 400°С.

Задача изобретения - повышение точности и упрощения регулирования процесса термической конверсии тяжелого углеводородного сырья.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа - повышение точности и упрощение регулирования процесса термической конверсии за счет измерения веса реакционной массы в реакторе.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем регулирование давления в реакторе изменением расхода выводимых паров и контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции, особенность заключается в том, что контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции осуществляют регулированием веса реакционной массы в реакторе путем изменения расхода выводимого жидкого продукта, при этом осуществляют взвешивание реактора с реакционной массой, а вес реакционной массы в зоне реакции рассчитывают как разность весов заполненного и пустого реактора.

Контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции путем регулирования веса реакционной массы, находящейся в реакторе, позволяет просто и надежно контролировать время пребывания реакционной массы в зоне реакции, что обеспечивает высокое качество жидкого продукта.

Соотношение массового расхода сырья и веса реакционной массы, находящейся в реакторе, точно определяет значение величины времени пребывания реакционной массы в зона реакции, при этом соотношение веса заполненного и пустого реактора, как правило, превышает 2, что обеспечивает возможность определения веса реакционной массы, а, соответственно, и возможность контроля времени пребывания реакционной массы в зоне реакции с высокой точностью.

При этом тензодатчики могут быть расположены вне зоны высоких температур, например, на лапах реакционного аппарата, или на его опоре, что упрощает регулирование процесса и существенно снижает стоимость используемого оборудования.

Работоспособность предлагаемого способа регулирования процесса жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья демонстрируется следующими примерами.

Пример 1 (взвешивание реактора при осуществлении жидкофазной термической конверсии).

Емкостной реактор термической конверсии объемом 20 м3 закреплен на этажерке на трех лапах, под которыми размещены тензодатчики, с помощью которых определяют вес реактора. Вес пустого реактора составил 8,5 т. В реактор при 435°С и 0,6 МПа непрерывно подают 20 т/час мазута. С низа реактора непрерывно выводят жидкий продукт, а с верха реактора выводят пары термической конверсии. При осуществлении термической конверсии вес реактора, заполненного жидкой реакционной массой на 30% объема, определенный с помощью вышеуказанных тензодатчиков, составил 13,4 т. Снизив на некоторое время расход выводимого жидкого продукта за счет прикрытия регулирующего клапана, установленного на линии вывода жидкого продукта, увеличивают заполненную долю объема реактора до 50% и затем восстанавливают расход выводимого жидкого продукта для стабилизации веса реактора, который составил 16,7 т. Аналогично, снижая на некоторое время расход выводимого жидкого продукта, увеличивают заполненную долю объема реактора до 70% и затем восстанавливают расход выводимого жидкого продукта для стабилизации веса реактора, который составил 20,0 т.Таким образом, вес реакционной массы в реакторе составил 4,9, 8,2 и 11,5 т, соответственно. Точность взвешивания составила ±100 кг (менее 2% отн.).

Пример 2 (контроль времени пребывания реакционной массы в реакторе регулированием веса реакционной массы).

В условиях примера 1 при весе реактора 16,7 т (в том числе 8,2 т реакционной массы) 50% его объема (10 м3) заполнено реакционной массой. Время пребывания реакционной массы в реакторе составило 10 м3/20 м3/час=0,5 часа (30 мин), при этом глубина превращения мазута составила 45%.

При весе реактора 13,4 т в реакторе находится 4,9 т (6 м3) реакционной массы, заполняющей реактор на 30%, а время пребывания реакционной массы в реакторе составляет 6 м3/20 м3/час=0,3 часа (18 мин). В указанных условиях глубина превращения мазута составила 31%.

Временно уменьшив расход выводимого с низа реактора жидкого продукта, увеличивают вес заполненного реактора до 20,0 т. При этом в реакторе находится 11,5 т (14 м3) реакционной массы, заполняющей реактор на 70%, а время пребывания реакционной массы в реакторе составляет 14 м3/20 м3/час=0,7 часа (42 мин). Глубина превращения мазута составила 54%.

Таким образом, путем регулирования веса реакционной массы в реакторе за счет изменения расхода выводимого жидкого продукта осуществляют регулирование (контроль) времени пребывания реакционной массы в реакторе и таким образом регулируют процесс жидкофазной термической конверсии (изменяют глубину превращения сырья (мазута).

Пример 3 (регулирование давления в реакторе изменением расхода выводимых паров).

В емкостном реакторе термической конверсии в условиях примера 1 поддерживают давление 0,6 МПа с помощью регулирующего клапана с датчиком "до себя", установленным на линии вывода паров термической конверсии из реактора. Объем жидкой фазы в реакторе неизменен и составляет 10 м3, соответственно объем паровой фазы также неизменен и составляет 10 м3. Прикрывая регулирующий клапан, уменьшают количество (расход) выводимых паров, что приводит к накоплению паров в реакторе, что при неизменном объеме паровой фазы приводит к увеличению давления. Восстановив расход выводимых паров с помощью регулирующего клапана, давление стабилизируют на уровне, большем, чем первоначальное, например, 0,8 МПа. Аналогичным образом, при необходимости, временно увеличивая количество (расход) выводимых паров, уменьшают давление в реакторе.

Таким образом, приведенные примеры показывают, что регулирование веса реактора позволяет регулировать вес реакционной массы в реакторе, изменять время ее пребывания в реакторе и управлять глубиной превращения сырья (мазута), то есть регулировать процесс термической конверсии. А изменение расхода выводимых паров позволяет регулировать давление в реакторе.

В доступной научно-технической и патентной литературе не был обнаружен способ регулирования процесса термической конверсии тяжелого углеводородного сырья, включающий контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции за счет регулирования веса реакционной массы в реакторе. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Исследованиями авторов доказано, что регулирование веса реакционной массы в реакторе позволяет просто и надежно осуществлять контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции и обеспечивать высокое качество жидкого продукта. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ может быть использован в нефтеперерабатывающей промышленности, воспроизводим и при использовании способа реализуется его назначение. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Способ регулирования процесса жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья, включающий регулирование давления в реакторе изменением расхода выводимых паров и контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции путем изменения расхода выводимого жидкого продукта, отличающийся тем, что контроль времени пребывания реакционной массы в зоне реакции осуществляют регулированием веса реакционной массы в реакторе, при этом осуществляют взвешивание реактора с реакционной массой, а вес реакционной массы в зоне реакции рассчитывают как разность весов заполненного и пустого реактора.



 

Похожие патенты:

Способ управления осуществляют путем распределения потока бытовой сточной воды по параллельно работающим отстойникам и регулирования вывода осветленного потока из каждого отстойника с обеспечением постоянства во времени и равенства для всех отстойников скорости ее вывода независимо от нагрузки на них по сточной воде.

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к ведению процесса осушки газа с использованием автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) установок комплексной подготовки газа (УКПГ) газоконденсатных месторождений Крайнего Севера (газодобывающих комплексов).

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты, включающему стадии: взаимодействия метанола с монооксидом углерода в реакционной среде, содержащей воду, йодистый метил и метилацетат в присутствии катализатора карбонилирования на основе металла VIII группы; выделения продуктов указанной реакции в летучую фазу продукта, содержащую уксусную кислоту, и менее летучую фазу; дистиллирования указанной летучей фазы в аппарате дистилляции для получения очищенного продукта уксусной кислоты и первого верхнего погона, содержащего йодистый метил и ацетальдегид; конденсации, по меньшей мере, части указанного верхнего погона; измерения плотности указанного сконденсированного первого верхнего погона; определение относительной концентрации йодистого метила, ацетальдегида или обоих в первом верхнем погоне на основании измеренной плотности; и регулирования, по меньшей мере, одного регулирующего технологического параметра, связанного с дистилляцией указанной летучей фазы, в качестве ответной реакции на указанную относительную концентрацию.

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам управления процессом каталитического риформинга при получении высокооктанового бензина.

Изобретение относится к технике управления процессом получения хлористого калия при формировании раствора вводом воды в осветленный насыщенный раствор, поступающий со стадии растворения сильвинитовых руд и осветления жидкой фазы, на установках вакуум-кристаллизации.

Изобретение относится к технологическим процессам осветления и обесцвечивания воды и может быть использовано для регулирования процессов коагуляции и фильтрования на сооружениях, работающих по схеме: смеситель - контактный осветлитель.

Изобретение относится к области нефтепереработки. .

Изобретение относится к области производства синтетических каучуков эмульсионной полимеризации, а именно к стадии выделения каучуков из латексов с применением коагулянтов.

Изобретение относится к жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья. Изобретение касается устройства для жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья, включающего реактор, имеющий обечайку, верхнее и нижнее днища, сепарационное пространство, патрубок для ввода термообработанного сырья, тангенциально расположенный на обечайке, и патрубки для вывода паров и жидкого продукта, расположенные на верхнем и нижнем днищах, соответственно.

Изобретение относится к нефтепереработке. Изобретение касается реактора, включающего корпус с нижней и верхней крышками и патрубками подвода сырья и отвода продуктов термического крекинга, внутреннюю трубу, размещенную неподвижно соосно корпусу и установленную в корпусе с возможностью ее извлечения из реактора, в верхней части которого расположен съемный трубопровод, сообщенный с выносной трубой, связанной с корпусом реактора, причем диаметр выносной трубы меньше диаметра внутренней трубы реактора, при этом патрубок подвода сырья установлен в верхней части корпуса тангенциально и связан с выносной трубой, один конец которой сообщен с линией подвода сырья, при этом патрубок отвода продуктов термического крекинга размещен на верхней крышке реактора соосно с внутренней трубой и сообщен со съемным трубопроводом.

Изобретение относится к нефтепереработке. Изобретение касается реактора термического крекинга, содержащего корпус с нижней и верхней крышками и патрубками подвода сырья и отвода продуктов термического крекинга, расположенными соосно корпусу, внутреннюю трубу и цилиндрическую обечайку, связанные между собой кронштейнами, и опорный элемент, размещенный в нижней части реактора, при этом цилиндрическая обечайка установлена на опорном элементе, выполненном в виде круглой опорной плиты, причем вышеупомянутая плита установлена на торце патрубка для подвода сырья, верхняя часть которого выполнена в виде распределительного устройства, при этом кронштейны, связывающие внутреннюю трубу и цилиндрическую обечайку, установлены на внутренней трубе и опираются на торец цилиндрической обечайки.

Изобретение относится к области нефтепереработки. Изобретение касается способа переработки нефтяных остатков и нефтешлама процессом замедленного коксования, включающего нагрев нефтяного остатка и смешивание его с рециркулятом с образованием вторичного сырья и последующей подачей нагретого вторичного сырья в камеру коксования, коксование вторичного сырья с образованием кокса и отводом дистиллята коксования в ректификационную колонну, из которой выводят легкие продукты коксования и кубовый остаток, пропарку и охлаждение кокса с последующей подачей продуктов пропарки и охлаждения кокса в абсорбер, нагрев нефтешлама до превращения свободной воды в парообразное состояние.

Изобретение относится к огневому нагревателю для осуществления конверсии углеводородов, содержащему радиантную секцию, впускной коллектор, выпускной коллектор, по меньшей мере, одну трубу нагревателя, имеющую впуск и выпуск, при этом впуск сообщается по текучей среде с впускным коллектором, по меньшей мере, одну ограничительную диафрагму, расположенную на пути протекания текучей среды из впускного коллектора к впуску трубы нагревателя, и, по меньшей мере, одну горелку.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способам получения кокса замедленным коксованием с возможностью улавливания продуктов пропарки и охлаждения кокса.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к процессу замедленного коксования для получения газойлевых фракций улучшенного качества для последующей гидрокаталитической переработки.

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к реакционным аппаратам, используемым в процессах термического крекинга и висбрекинга нефтяного сырья. .

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к реакционным аппаратам, используемым в процессах термического крекинга и висбрекинга нефтяного сырья. .

Изобретение относится к процессу крекинга углеводородного исходного сырья. .

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к установкам термодеструкции для переработки нефтяных остатков. Изобретение касается установки, включающей печь для нагрева и термодеструкции сырья, реактор с верхним патрубком ввода сырья и патрубками вывода паровой и жидкой фаз продуктов термодеструкции, снабженный рубашкой охлаждения с патрубками ввода и вывода охлаждающего агента, которые связаны с линией циркуляционного орошения ректификационной колонны, при этом реактор дополнительно снабжен нижним патрубком ввода сырья для одновременного ввода термообработанного сырья в реактор, патрубки ввода сырья снабжены рубашками охлаждения, а установка дополнительно содержит емкости-смесители для исходного сырья. Технический результат - повышение кпд использования тепла парогазовых продуктов, снижение закоксовывания поверхности входных патрубков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх