Способ фракционирования продуктов термического крекинга
Владельцы патента RU 2540400:
Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") (RU)
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при фракционировании продуктов термического крекинга. Изобретение касается способа фракционирования продуктов термического крекинга, включающего подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны и направляемого в печь, а затем в реактор термического крекинга с выделением после ректификации жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля и крекинг-остатка, отличающегося тем, что процесс ректификации проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24). Первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продукта после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, при этом ниже места вывода первого бокового погона термического газойля из колонны выводят второй боковой погон, охлаждают и частично подают на смешение с продуктом после реактора, частично возвращают в колонну. Остальное количество после охлаждения (38) подают на верх абсорбера, в низ которого подают жирный газ, с верха абсорбера выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера возвращают в сложную колонну в сечение между выводами боковых погонов из нее в качестве циркуляционного орошения, нестабильный бензин нагревают в теплообменнике парами с верха сложной колонны и подают на верх отпарной секции (8), пары с верха отпарной секции (8) подают на смешение с парами, выводимыми с верха сложной колонны, а с низа отпарной секции (8) выводят жидкость, которую нагревают и испаряют в кипятильнике, пар с верха кипятильника возвращают вниз отпарной секции(8), а с низа кипятильника выводят стабильный бензин. Технический результат - снижение энергозатрат, увеличение отбора и повышение качества легких продуктов разделения, упрощение схемы выделения продуктов термического крекинга и снижение возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способам фракционирования продуктов термического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией с подачей первичного сырья и выделением жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка с низа вакуумной колонны, в низ которой подается водяной пар, с отбором в вакуумной колонне термического газойля (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с. 226, рис. IV-15б).
Недостатками известного способа являются высокие энергетические и капитальные затраты в связи с использованием вакуумной колонны с подачей в низ ее водяного пара.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны, и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией с выделением жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с. 226, рис. IV-15а).
Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты, недостаточный отбор и низкое качество легких продуктов разделения, сложность схемы выделения продуктов термического крекинга и возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат, увеличение отбора и повышение качества легких продуктов разделения, упрощение схемы выделения продуктов термического крекинга и снижение возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
Указанная задача решается тем, что в способе фракционирования продуктов термического крекинга, включающем подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны и направляемого в печь, а затем в реактор термического крекинга с выделением после ректификации жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля и крекинг-остатка, отличающемся тем, что процесс ректификации проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продукта после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, при этом ниже места вывода первого бокового погона термического газойля из колонны выводят второй боковой погон, охлаждают и частично подают на смешение с продуктом после реактора, частично возвращают в колонну, а остальное количество после охлаждения (38) подают на верх абсорбера, в низ которого подают жирный газ, с верха абсорбера выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера возвращают в сложную колонну в сечение между выводами боковых погонов из нее в качестве циркуляционного орошения, нестабильный бензин нагревают в теплообменнике парами с верха сложной колонны и подают на верх отпарной секции (8), пары с верха отпарной секции (8) подают на смешение с парами, выводимыми с верха сложной колонны, а с низа отпарной секции (8) выводят жидкость, которую нагревают и испаряют в кипятильнике, пар с верха кипятильника возвращают в низ отпарной секции(8), а с низа кипятильника выводят стабильный бензин.
За счет проведения процесса разделения в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), обладающей большей простотой и экономичностью по сравнению с разделением в простых колоннах, подачи первичного сырья двумя потоками: первого потока - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второго потока - выше ввода первого потока, позволяющей регулировать количество вторичного сырья, отбора из колонны второго бокового погона, ниже места вывода из нее бокового погона термического газойля, охлаждения и подачи на смешение с продуктами после реактора и на верх абсорбера, удается существенно снизить температуру на тарелках колонны и термическое разложение продуктов на них и использовать тепло его охлаждения для нагрева первичного сырья с осуществлением нагрева нестабильного бензина парами с верха сложной колонны и подачи на верх отпарной секции (8), работающей при более низком давлении, с выводом с низа отпарной секции (8) после кипятильника стабильного бензина, появляется возможность снижения энергозатрат, увеличения отбора и повышения качества легких продуктов разделения, упрощения схемы выделения продуктов термического крекинга и снижения термического разложения продуктов в колоннах с образованием кокса.
На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления способа.
Вторичное сырье из аккумулятора сложной колонны 1 по линии 2 подают в печь 3, а затем по линии 4 в реактор термического крекинга 5, из которого по линии 6 выводят продукты реакции. Пары, выводимые с верха колонны 1 по линии 7, смешиваются с парами, выводимыми с верха отпарной секции 8 по линии 9 и, частично, по линии 10, направляют в теплообменник 11, оттуда по линии 12 подают на смешение с основной массой паров, после чего по линии 13 направляют в конденсатор-холодильник воздушного охлаждения 14. Парожидкостную смесь после конденсатора-холодильника 14 подают в емкость орошения 15. Жирный газ с верха емкости орошения 15 по линии 16 направляют в низ абсорбера 17. С низа емкости орошения 15 по линии 18 выводят жидкость-нестабильный бензин и частично по линии 19 возвращают на орошение колонны 1. Балансовый избыток нестабильного бензина по линии 20 направляют в теплообменник 11 и по линии 21 подают на верх отпарной секции 8. С низа емкости орошения 15 по линии 22 отводят воду. Из колонны 1 по линии 23 выводят первый боковой погон термического газойля и подают на верх отпарной секции 24. С низа отпарной секции 24 по линии 25 выводят термический газойль, охлаждают в теплообменнике 26 и по линии 27 направляют в холодильник воздушного охлаждения 28, откуда после доохлаждения выводят с установки по линии 29. Пары с верха отпарной секции 24 по линии 30 возвращают в колонну 1. В низ отпарной секции 24 и колонны 1 соответственно по линиям 31 и 32 подают водяной пар. Из колонны 1 по линии 33 выводят второй боковой погон, охлаждают в теплообменнике 34 и холодильнике 35 и по линии 36 подают частично на смешение с продуктами, поступающими по линии 6 из реактора 5, частично возвращают в колонну 1 в качестве циркуляционного орошения выше вывода второго бокового погона, а остальное количество по линии 37- в воздушный холодильник 38 и после охлаждения по линии 39 направляют на верх абсорбера 17. С верха абсорбера 17 по линии 40 выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера 17 по линии 41 возвращают в колонну 1 в качестве циркуляционного орошения. Жидкость, выводимую с низа отпарной секции 8, нагревают и испаряют в кипятильнике 42. Пар с верха кипятильника 42 по линии 43 возвращают в низ отпарной секции 8. С низа кипятильника 42 по линии 44 выводят жидкость - стабильный бензин, охлаждают в холодильнике воздушного охлаждения 45 и по линии 46 выводят с установки. Первичное сырье (мазут) по линии 47 направляют в теплообменник 26, затем, после нагрева, по линии 48 в теплообменник 34, где также нагревают, и далее по линии 49 в теплообменник 50, откуда после нагрева выводят по линии 51 и подают двумя потоками по линиям 52 и 53 в колонну 1. С низа колонны 1 по линии 54 выводят крекинг-остаток, охлаждают в теплообменнике 50, после охлаждения по линии 55 подают в холодильник воздушного охлаждения 56, а затем после охлаждения по линии 57 выводят с установки. Смесь продуктов, поступающих по линии 6 из реактора 5, с охлажденным вторым боковым погоном колонны 1, поступающим по линии 36, по линии 58 подают в колонну 1.
Сравнительные показатели работы схем фракционирования продуктов термического крекинга приведены в прилагаемой таблице. Цифровая нумерация колонн и потоков соответствует предлагаемому способу, в скобках даны номера потоков, словесная нумерация (например, первая колонна) соответствует прототипу.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить энергозатраты. Тепловая нагрузка печи снижается с 18,210 до 12,651 Гкал/час, то есть в 1,44 раза. При этом увеличивается отбор легких продуктов: стабильного бензина с 8,83 до 9,56 т/час (на 8,3%), термического газойля (дизельной фракции) с 25,59 до 25,80 т/час, то есть на 0,8%. Упрощается схема в связи с уменьшением числа единиц оборудования. Снижается возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. Так, максимальная температура нагрева в колоннах снижается с 432 до 393°С.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты, увеличить отбор и повысить качество легких продуктов разделения, упростить схему выделения продуктов термического крекинга и снизить возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
| Таблица 1 | ||
| Основные показатели работы колонн | ||
| Показатели | Вариант 1 (прототип) | Вариант 2 (предлагаемый способ) |
| 1 | 2 | 3 |
| Расход, т/час | ||
| первичного сырья (51): | 75,00 | 75,00 |
| верхнего потока (52) | 5,00 | 5,00 |
| нижнего потока (53) | 70,00 | 70,00 |
| газа суммарного (40) | 4,18 | 4,05 |
| стабильного бензина (46) | 8,83 | 9,56 |
| термического газойля (дизельной фракции) (29) | 25,59 | 25,80 |
| крекинг-остатка (57) | 36,40 | 35,59 |
| воды в сырье | 0,40 | 0,40 |
| паров с верха первой колонны 1 (7) | 42,56 | 58,13 |
| газа из емкости орошения 15 первой колонны 1 (16) | 2,34 | 6,30 |
| дистиллята первой колонны 1 (20) | 33,25 | 15,70 |
| острого орошения первой колонны 1 (19) | 6,57 | 39,87 |
| циркуляционного орошения (ЦО) первой колонны | 7,00 | 27,75 |
| квенчинга (часть второго бокового погона) (36) | - | 10,00 |
| бокового погона колонны 1 в колонну 24 (23) | - | 33,50 |
| паров с верха второй колонны 24 (30) | 3,57 | 8,70 |
| вторичного сырья (в.с.) в реактор 5 (4) | 90,00 | 90,00 |
| бокового погона в.с. первой колонны 1 (2) | 5,92 | 90,00 |
| остатка первой колонны 1 (54) | 84,08 | 35,59 |
| продукта после реактора 5 (6) | 90,40 | 90,40 |
| Продолжение таблицы 1 | ||
| 1 | 2 | 3 |
| паров в низ первой колонны 1 (32) | 47,97 | 1,00 |
| питания первой колонны 1 (58) | 47,97 | 100,40 |
| питания второй колонны | 42,43 | - |
| газа из емкости орошения второй колонны | 0,02 | - |
| дистиллята второй колонны | 3,00 | - |
| острого орошения второй колонны | 0,45 | - |
| первичного сырья в первую колонну 1 (50) | 70,00 | 75,00 |
| первичного сырья во вторую колонну | 5,00 | - |
| бокового погона из второй колонны в первую | 8,02 | - |
| паров с верха третьей колонны 17 (40) | 5,33 | 4,05 |
| газа из емкости орошения третьей колонны | 1,17 | - |
| острого орошения третьей колонны | 4,17 | - |
| остатка с низа третьей колонны 17 (41) | 16,03 | 25,75 |
| питания третьей колонны 17 (39) | 10,00 | 23,50 |
| паров в низ третьей колонны 17 (16) | 7,19 | 6,30 |
| питания четвертой колонны 8 (21) | 36,25 | 15,70 |
| паров с верха четвертой колонны 8 (9) | 31,11 | 5,95 |
| газа из емкости орошения четвертой колонны | 0,66 | - |
| дистиллята четвертой колонны | 10,00 | - |
| острого орошения четвертой колонны | 18,55 | - |
| водяного пара, в т.ч. | ||
| в низ первой колонны 1 (32) | 0,10 | 1,00 |
| в низ колонны 24 (31) | - | 1,00 |
| в низ четвертой колонны | 1,90 | - |
| Продолжение таблицы 1 | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Температура, °C | ||
| ввода первичного сырья | 270 | 270 |
| газосырьевой смеси после реактора 5 | 440 | 440 |
| ввода острых орошений | 40 | 40 |
| ввода водяного пара | 350 | 350 |
| верха первой колонны 1 | 322 | 126 |
| вывода ЦО (бокового погона первой колонны 1) | 357 | 340 |
| ввода ЦО | 150 | 54 |
| ввода квенчинга | - | 150 |
| вывода бокового погона колонны 24 | - | 222 |
| верха второй колонны 24 | 318 | 216 |
| низа второй колонны 24 | 432 | 198 |
| бокового погона первой колонны 1 в реактор 5 | 380 | 296 |
| низа первой колонны 1 | 321 | 393 |
| бокового погона второй колонны в первую | 385 | - |
| питания первой колонны 1 | 440 | 440 |
| питания второй колонны | 440 | - |
| верха третьей колонны 17 | 53 | 48 |
| низа третьей колонны 17 | 168 | 54 |
| в кипятильнике третьей колонны | 181 | - |
| верха четвертой колонны 8 | 140 | 98 |
| низа четвертой колонны 8 | 198 | 137 |
| в кипятильнике 42 колонны 8 | - | 148 |
Продолжение таблицы 1
| 1 | 2 | 3 |
| Давление, ата | ||
| в емкости орошения первой колонны 1 | 5,00 | 4,00 |
| верха первой колонны 1 | 5,50 | 4,50 |
| низа первой колонны 1 | 5,58 | 4,58 |
| в емкости орошения второй колонны | 3,00 | - |
| верха второй колонны 24 | 3,65 | 4,76 |
| низа второй колонны 24 | 3,75 | 4,83 |
| в емкости орошения третьей колонны | 7,00 | - |
| верха третьей колонны 17 | 7,50 | 3,62 |
| низа третьей колонны 17 | 7,70 | 3,68 |
| в емкости орошения четвертой колонны | 4,00 | - |
| верха четвертой колонны 8 | 4,77 | 4,70 |
| низа четвертой колонны 8 | 4,88 | 4,79 |
| Тепло, Гкал/ч | ||
| отводимое с верха первой колонны 1 | 9,430 | 8,905 |
| отводимое ЦО | 0,904 | 2,764 |
| отводимое квенчингом | - | 1,176 |
| вводимое с продуктом после реактора | 26,010 | 25,693 |
| отводимое с верха второй колонны | 0,830 | - |
| вводимое с сырьем в третью колонну | 0,570 | - |
| отводимое с верха третьей колонны 17 | 0,384 | - |
| подводимое в низ третьей колонны | 0,600 | - |
| отводимое с верха четвертой колонны | 5,287 | - |
| вводимое с сырьем в четвертую колонну 8 | 5,465 | 0,700 |
| подводимое в низ четвертой колонны 8 | - | 0,500 |
| вводимое с водяным паром | ||
| в первую колонну 1 | - | 1,025 |
| во вторую колонну 24 | 0,103 | 1,025 |
| в четвертую колонну | 1,947 | - |
| Тепловая нагрузка печи 3 | 18,210 | 12,651 |
| Продолжение таблицы 1 | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Число теоретических тарелок (двухсливных клапанных) | ||
| в 1 секции первой колонны 1 | 2 | 5 |
| во 2 секции первой колонны 1 | 3 | 2 |
| в 3 секции первой колонны 1 | - | 5 |
| в 4 секции первой колонны 1 | - | 1 |
| в 5 секции первой колонны 1 | - | 3 |
| в 1 секции второй колонны 24 | 5 | 7 |
| во 2 секции второй колонны | 2 | - |
| в 3 секции второй колонны | 3 | - |
| в 1 секции третьей колонны 17 | 9 | 5 |
| во 2 секции третьей колонны | 10 | - |
| в 1 секции четвертой колонны 8 | 5 | 7 |
| во 2 секции четвертой колонны | 3 | |
| Расстояние между тарелками, мм | 500 | 500 |
| Диаметр, м | ||
| первой колонны 1 | 2,0 | 2,6 |
| второй колонны 24 | 0,8 | 1,0 |
| третьей колонны 17 | 0,8 | 0,8 |
| четвертой колонны 8 | 1,8 | 0,8 |
| Линейная/максимально-допустимая линейная скорость пара, м/с | ||
| в первой колонне 1 | 0,25-0,45/0,45-0,54 | 0,05-0,45/0,47-0,90 |
| во второй колонне 24 | 0,05-0,37/0,53-0,64 | 0,26-0,41/0,57-0,72 |
| в третьей колонне 17 | 0,24-0,48/0,34-0,43 | 0,62-0,76/0,84-0,91 |
| в четвертой колонне 8 | 0,08-0,27/0,34-0,41 | 0,18-0,26/0,42-0,48 |
| Продолжение таблицы 1 | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Высота подпора слива, мм | ||
| в первой колонне 1 | 6-32 | 11-25 |
| во второй колонне 24 | 2-36 | 24-29 |
| в третьей колонне 17 | 11-28 | 25-26 |
| в четвертой колонне 8 | 15-21 | 19-22 |
| Содержание фракций, % масс. | ||
| >C4 в суммарном газе | 5,79 | 0,89 |
| <C5 в стабильном бензине | 0,28 | 0,16 |
| >170°C в стабильном бензине | 1,79 | 0,70 |
| <140°C в дизельной фракции | 1,68 | 0,76 |
| >350°C в дизельной фракции | 6,57 | 2,85 |
| <350°C в крекинг-остатке | 6,33 | 4,30 |
Способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны и направляемого в печь, а затем в реактор термического крекинга с выделением после ректификации жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля и крекинг-остатка, отличающийся тем, что процесс ректификации проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продукта после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, при этом ниже места вывода первого бокового погона термического газойля из колонны выводят второй боковой погон, охлаждают и частично подают на смешение с продуктом после реактора, частично возвращают в колонну, а остальное количество после охлаждения (38) подают на верх абсорбера, в низ которого подают жирный газ, с верха абсорбера выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера возвращают в сложную колонну в сечение между выводами боковых погонов из нее в качестве циркуляционного орошения, нестабильный бензин нагревают в теплообменнике парами с верха сложной колонны и подают на верх отпарной секции (8), пары с верха отпарной секции (8) подают на смешение с парами, выводимыми с верха сложной колонны, а с низа отпарной секции (8) выводят жидкость, которую нагревают и испаряют в кипятильнике, пар с верха кипятильника возвращают в низ отпарной секции(8), а с низа кипятильника выводят стабильный бензин.
