Устройство для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков



Устройство для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков
Устройство для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков

 


Владельцы патента RU 2545378:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Научно-производственная компания Кедр-89" (RU)

Изобретение относится к устройству для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков, которое может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой отраслях промышленности. Устройство, представляющее собой реакционно-ректификационный аппарат, включает корпус, камеру сгорания, штуцера для подвода сырья, топлива, окисляющего газа, вывода продуктов реакции и газов сгорания. При этом камера сгорания расположена в нижней части аппарата и соединена с корпусом аппарата штуцером герметично; в нижней части камеры сгорания размещен штуцер для подачи воды, а штуцер ввода сырья размещен выше штуцера ввода продуктов сгорания и между ними расположена секция смешения; выше ввода сырья расположены по крайней мере еще две секции: разделения и конденсации паров. Техническим результатом является снижение энергопотребления, металлоемкости и габаритов оборудования, повышение эксплуатационной надежности и безопасности за счет того, что исключается возможность закоксовывания и прогара труб. 5 ил.

 

Устройство для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков.

Известны термодеструктивные процессы переработки тяжелых нефтяных остатков (мазута, гудрона, битума и т.д.), к которым относятся:

- термический крекинг;

- висбрекинг;

- коксование;

- пиролиз.

Известны [1-3] несколько вариантов организации процессов: крекинг в реакционном змеевике печи без выделения зоны крекинга в отдельную секцию; крекинг с выносной реакционной камерой. Общим для всех установок термокрекинга является наличие трубчатой печи для нагрева и испарения сырья, а также разделение продуктов реакции в отдельно стоящих ректификационных колоннах. Основной недостаток всех этих схем связан с наличием нагревательной печи, в которой из-за неравномерности нагрева сырья по длине змеевика происходит перегрев стенки труб и, как следствие, закоксовывание змеевика печи. На установках термокрекинга мазута пробег печи составляет 30-40 суток; на установках висбрекинга - 6-7 месяцев; на установках УЗК - не более года.

Известен [4,5] процесс углубленного термического крекинга в реакторе (прототип), в котором в верхней части расположена камера сгорания топливного газа с кислородом, а горячие продукты сгорания смешиваются с сырьем, нагревают его до 900°С и направляются в закалочный аппарат, где охлаждаются до 350°С. Тепло, выделяемое при закалке, используется для производства водяного пара высокого давления. Продукты реакции направляются в ректификационную колонну, где от пирогаза отделяются мазут, легкий газойль и вода, а пирогаз направляется на блок низкотемпературной ректификации с выделением этилена, пропилена и др. продуктов.

Недостатками конструкции реактора являются:

1. Камера сгорания размещена вверху реактора, а ввод сырья расположен ниже. Таким образом, взаимодействие продуктов сгорания и сырья происходит в нисходящем прямотоке. Такой режим характеризуется малым временем контакта и ограниченной поверхностью взаимодействия, узким диапазоном эффективной работы и практически время контакта и поверхность взаимодействия не регулируются.

2. Ректификационная колонна отделена от реактора, вследствие чего появляются дополнительные трубопроводы, арматура, увеличиваются сопротивление, металлоемкость, габариты установки.

Предлагается устройство - аппарат, совмещающий реактор и ректификационную колонну, - реакционно-ректификационный аппарат (РРА) для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков (фиг. 1), включающий корпус, камеру сгорания, штуцера для подвода сырья, топлива, окисляющего газа, вывода продуктов реакции и газов сгорания, отличающееся тем, что камера сгорания (2) расположена в нижней части аппарата и соединена с корпусом аппарата герметично, а штуцер ввода сырья (4) размещен выше штуцера ввода продуктов сгорания (3), и между ними расположена секция смешения (5), состоящая, например, из нескольких каскадных тарелок или блоков структурированной насадки, выше штуцера ввода сырья расположены, по крайней мере, еще две секции: разделения (6) и конденсации (7), а в нижней части камеры сгорания (2) размещен штуцер (9) для подачи воды, с помощью которой регулируется температура продуктов сгорания.

Реакционно-ректификационный аппарат (РРА) работает следующим образом: сырье (I) из сырьевой емкости насосом подается в РРА через штуцер (4), топливо (II), например природный газ и окисляющий газ (III), например воздух, поступают в камеру сгорания (2), с помощью электрозапальника эта горючая смесь поджигается, продукты сгорания (СО2; Н2О; N2) поступают в нижнюю часть корпуса (1) РРА через штуцер (3), температура продуктов сгорания регулируется расходом воды (IV), подаваемой в камеру сгорания через штуцер (9) по сигналу датчика температуры, установленному на входе в РРА.

Горячие продукты сгорания, поднимаясь вверх, поступают в секцию смешения (5), где они контактируют в противотоке с жидкой частью сырья, поступающего из штуцера (4) в секцию смешения. При непосредственном контакте в противотоке горячих продуктов сгорания с сырьем происходит интенсивный теплообмен, сырье нагревается и частично испаряется, осуществляется термический крекинг тяжелой части сырья. В зависимости от температуры и времени контакта фаз получаются следующие продукты: газ, крекинг-бензин, керосино-газойлевая фракция и крекинг остаток. Продукты термокрекинга в паровой фазе вместе с газами сгорания поступают в секцию разделения (6), где они контактируют с жидкостью (флегмой), перетекающей в секцию разделения из секции конденсации (7), в которой паровая фаза конденсируется за счет тепла циркулирующего орошения, охлаждаемого во внешнем теплообменнике и доохладителе и возвращаемого в аппарат через штуцер (VIII).

Неконденсирующиеся газы выводятся из РРА через штуцер (IX), жидкий продукт - крекинг-остаток - выводится через штуцер (V). Продукты реакции - крекинг-бензин и керосино-газойлевая фракция - выводятся через штуцеры (VII) и (VI) соответственно.

Таким образом, в предложенной конструкции реакционно-ректификационного аппарата (РРА) реализуется основная идея непосредственной передачи тепла от сжигания топлива в камере сгорания (2) к сырью в условиях интенсивной теплопередачи в противотоке при непосредственном контакте продуктов сгорания с сырьем в секции смешения (5) при контролируемых и регулируемых температурах сырья и газов сгорания в зоне реакции, обеспечивающих оптимальные условия термодеструкции, а продукты крекинга в парах вместе с газами сгорания, поднимаясь вверх, поступают в секции разделения (6) и конденсации (7), где разделяются на целевые фракции и выводятся из аппарата.

Технический результат, достигаемый при использовании устройства по изобретению, заключается в том, что:

- снижаются энергопотребление, металлоемкость и габариты оборудования;

- повышается эксплуатационная надежность и безопасность за счет того, что исключается возможность закоксовывания и прогара труб.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой отраслях промышленности.

Подрисуночные подписи

Фиг. 1 - Реакционно-ректификационный аппарат.

I - сырье; II - топливо; III - окисляющий газ; IV - вода; V - остаток; VI - вывод продуктов реакции; VII - вывод ЦО; VIII - ввод ЦО; IX -выход газа.

1 - корпус; 2 - камера сгорания; 3 - штуцер ввода продуктов сгорания; 4 - штуцер ввода сырья; 5 - секция смешения (реакции); 6 - секция разделения; 7 - секция конденсации; 8 - сборные тарелки; 9 - штуцер ввода воды.

Литература

1. С.А. Ахметов Технология глубокой переработки нефти и газа. Изд-во «Гилем», Уфа, 2002 г., стр. 373-385.

2. М.Г. Рудин, В.Е. Сомов, А.С. Фомин, «Карманный справочник нефтепереработчика», «ЦНИИТЭнефтехим», Москва, 2004 г.

3. Handbook of Petroleum Refining Processes. McGraw-Hill, New York, 2003.

4. Hydrocarbon Processing, 57 (12) 109, 1982.

5. Справочник. Процессы углубленной переработки нефти. ИнфоТЭК-Консалт. 2001 г.

Реакционно-ректификационный аппарат, включающий корпус, камеру сгорания, штуцера для подвода сырья, топлива, окисляющего газа, вывода продуктов реакции и газов сгорания, отличающийся тем, что камера сгорания расположена в нижней части аппарата и соединена с корпусом аппарата штуцером герметично, штуцер ввода сырья в аппарат размещен выше штуцера ввода продуктов сгорания и между ними расположена секция смешения, выше ввода сырья расположены по крайней мере еще две секции: разделения и конденсации паров, а в нижней части камеры сгорания размещен штуцер для подачи воды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термическому пиролизу углеводородного сырья и может быть использовано в нефтехимической промышленности. Изобретение касается способа пиролиза углеводородного сырья, включающего генерацию высокотемпературного потока теплоносителя путем сжигания в камере сгорания стехиометрической топливокислородной смеси, разбавленной перегретым водяным паром, смешение потока теплоносителя и углеводородного сырья в смесителе, пиролиз сырья в реакторе и последующую закалку продуктов реакции.

Изобретение относится к области добычи, сбора и транспорта продукции нефтяных скважин на месторождениях и может быть использовано при подготовке нефти и утилизации попутных нефтяных газов, выделяемых из продукции скважин на промысловых объектах подготовки нефти, в частности на дожимных насосных станциях (ДНС).

Изобретение относится к способу переработки углеводородного сырья, в том числе в виде тяжелых нефтяных остатков, содержащих фракции, кипящие при температуре выше 350°С, включающему генерацию высокотемпературного теплоносителя путем сжигания горючего в кислороде, предварительный нагрев углеводородного сырья выше точки плавления, но ниже температуры коксо- или смолообразования, и одновременную подачу высокотемпературного теплоносителя и предварительно нагретого углеводородного сырья в зону реакции пиролизной камеры, нагрев углеводородного сырья со скоростью, равной (4-5)·10 5 град/с до температур 700-2500°С, с последующей закалкой продуктов реакции, и характеризующемуся тем, что высокотемпературный теплоноситель содержит водород в интервале концентраций от 30-35% объемных, а после достижения в зоне реакции температуры 700-2500°С в реакционный поток в две стадии вводят закалочные компоненты и охлаждают реакционную смесь со скоростью охлаждения 1·10 5-5·105 град/с до уровня температуры 600-1300°С на первой стадии и со скоростью охлаждения 2·10 4-4·104 град/с до температуры 300-1000°С на второй стадии для прекращения вторичных процессов.

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам проведения пиролиза углеводородов в трубчатых печах. .

Изобретение относится к осуществлению газофазных эндотермических реакций и может быть использовано в химической промышленности, в частности, при пиролизе углеводородов.

Изобретение относится к термическому некаталитическому пиролизу углеводородного, в частности, нефтяного сырья и предназначено для деструктивного высокотемпературного превращения тяжелых углеводородов (сырой нефти, мазута, тяжелых нефтяных остатков, гудрона и др.) и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к термическому пиролизу углеводородного, в частности нефтяного, сырья и предназначено для деструктивного превращения при высоких температурах тяжелых углеводородов, преимущественно сырой нефти, газойлей, мазута.

Изобретение относится к органической химии, в частности к реакторам термоокислительного пиролиза метана. .

Изобретение относится к области технологии радионуклидов и может быть использовано как в технологических процессах, использующих молекулярный тритий и тритийсодержащие соединения, так и для глубокой очистки газовых сбросов от трития предприятий атомной отрасли при решении экологических задач.

Изобретение относится к улучшенному способу получения пара-трет-бутилфенола путем алкилирования фенола изобутиленом на гетерогенном сульфокатионитном катализаторе, разделения реакционной массы, содержащей фенол, пара-трет-бутилфенол, орто-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, высококипящие примеси, методом вакуумной ректификации в двух колоннах с отбором фенола и орто-трет-бутилфенола в виде дистиллята.

Изобретение относится к массообменному оборудованию в области переработки углеводородного сырья, химических и пищевых продуктов, в частности к устройствам для ректификации, абсорбции нефтепродуктов, химических и пищевых продуктов путем разделения продуктов по температурам кипения в процессе массообмена между жидкостью и паром (газом), и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, пищевой промышленности.

Изобретение относится к усовершенствованным контактным ступеням для осуществления контактирования пара с жидкостью. .

Изобретение относится к массообменному оборудованию в области переработки углеводородного сырья, химических и пищевых продуктов, в частности к устройствам для ректификации, абсорбции нефтепродуктов, химических и пищевых продуктов путем разделения продуктов по температурам кипения в процессе массо- и теплообмена между жидкостью и паром (газом), и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, пищевой промышленности.

Изобретение относится к устройствам для разделения в системах пар (газ) - жидкость и используется в массообменных процессах химической, нефтехимической и пищевой промышленности.

Изобретение относится к донному клапану для тарельчатой колонны согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к способам очистки пентахлорида ниобия от примесей и может быть использовано в производстве чистых соединений ниобия и тантала. .

Изобретение относится к конструкции контактных устройств тарельчатых абсорбционных, ректификационных и других тепломассообменных аппаратов, оснащенных переливными устройствами, и может быть использовано в химической, газовой, нефтехимической, пищевой, энергетической, горнорудной и смежных отраслях промышленности.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при улавливании вредных выбросов из реакторов замедленного коксования. .

Изобретение может быть использовано в коксохимической промышленности. Ректификационная колонна для установки замедленного коксования включает укрепляющую часть (1) с ректификационными тарелками (26) и отгонную часть (2), в которой размещены струйная промывочная камера (27) и наклонная перегородка (33) с карманом (34), оснащенным штуцером (10) для отвода сверхтяжелого газойля коксования, расположенная между штуцерами ввода исходного сырья (6) и ввода паров из камеры коксования (7, 8). Между струйной промывочной камерой (27) и наклонной перегородкой (33) с карманом (34) установлена промежуточная перегородка (28), снабженная патрубками (29) с отбойными пластинами (30) и карманом (31) для отвода загрязненного после промывки тяжелого газойля. Изобретение позволяет снизить энергоемкость процесса замедленного коксования в 1,1-1,3 раза. 1 ил.
Наверх