СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВОСХОДЯЩИХ ПОТОКОВ ПАРОВ В ОТГОННЫХ ЧАСТЯХ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ И ОТПАРНЫХ КОЛОНН, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И СПОСОБ НАГРЕВАНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ Российский патент 1997 года по МПК B01D3/00 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтетехимической и химической отраслям промышленности, в частности к способам переработки нефти и нефтепродуктов на установках: атмосферная трубчатка (АТ), атмосферно-вакуумная трубчатка (АВТ), термический крекинг (ТК) и т.д.

В нефтепереработке для создания восходящих потоков паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн установок АТ, АВТ, ТК и т.д. монопольное распространение получил способ создания восходящих потоков паров путем ввода перегретого водяного пара вниз отгонных частей ректификационных и отпарных колонн [1 и 2]
Однако этот способ очень сильно загрязняет атмосферу, грунт и водоемы, образующимися сильно загрязненными промстоками.

Водяной пар и его конденсат способствует интенсивной коррозии аппаратуры, трубопроводов, конденсаторов, холодильников и т.д. паровой конденсат в зимнее время приводит к замораживанию и размораживанию аппаратуры, трубопроводов, холодильников, конденсаторов, что приводит к авариям и даже к катастрофам: конденсат водного пара, растворенный в продуктах перегонки нефти и нефтепродуктов создает большие неприятности в их использовании и дальнейшей переработки перерасход реагентов, катализаторов и т.д.

Известен способ создания восходящих потоков паров [3] Этот способ осуществляется следующим образом.

Пары и газы из водогазоотделителя Е-1 подаются в низ отгонных частей колонны К-2 и колонн К-3/3, К-3/2, К-3/1. Туда же подается газ из водогазоотделителя Е-2 газодувкой через холодильник и абсорбер, орошаемый бензином, подаваемым насосом.

Однако способ [3] не получил распространения по следующим недостаткам.

Количество паров и газов из водогазоотделителя Е-1, отбензинивающей колонны К-1 недостаточно и обеспечивает только 1/3 необходимого количества.

Создается необходимость поддерживать повышенное давление в отбензинивающей колонне К-1, а значит, увеличивается подводимое тепло в низ колонны.

Для дополнения недостатка паров и газов изобретением [3] применен узел выделения паров и газов, состоящий из газодувки, холодильника, абсорбера и насоса орошения абсорбера. Такое решение в общих чертах описано в [2]
Узел выделения легких паров и газов требует дополнительного оборудования: холодильник, абсорбер, газодувка, насос и значительных расходов электроэнергии, хладоагента, тепла.

Отсутствует подача паров и газов в отгонную часть отбензинивающей колонны К-1 для создания восходящих потоков паров.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение производительности, безопасности труда, межремонтного пробега; снижение расхода энергоресурсов, реагентов, за счет использования в качестве агента, создающего восходящие потоки паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн, паров и газов с верха (шлема) колонн К-1 и К-2, межтарелочной парогазовой смеси из концентрационной части этих колонн и водогазоотделителей Е-1, Е-2.

Агенты, создающие восходящие потоки паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн, являются вырабатываемыми на установках нефтепродуктами, т. е. специально для этих целей не выделяются из нефти и нефтепродуктов.

Утилизируется тепло, уходящее с верха ректификационных колонн, без применения какого-либо регенерирующего оборудования.

Способ не требует дополнительного аппаратно-агрегатного оборудования, кроме гидроструйных эжекторов.

В качестве агентов, создающих активную струю в гидроструйных эжекторах, используются остатковые продукты от остатковых насосов соответствующих ректификационных и отпарных колонн.

Остатковые продукты, используемые в эжекторах в качестве активной струи, нагревают агент, создающий восходящие потоки паров.

Способ позволяет весь бензин выделить в ректификационной колонне К-1, а с верха ректификационной колонны выделить керосин.

Известное устройство по осуществлению способа [1 и 2] состоит из источника водяного пара с ТЭЦ или утилизатора тепловой энергии, трубопровода от источника водяного пара до пароперегревателя, пароперегревателя (змеевик), расположенного в камере конвекции печи, нагревающей нефть и нефтепродукты, трубопровода от пароперегревателя печи до ректификационных и отпарных колонн. На трубопроводах перед вводом водяного пара в низ отгонных частей колонн установлены датчики (диафрагмы) и клапаны регуляторов расхода пара.

Устройство по осуществлению способа [3] состоит из трубопровода, который соединяет парогазовое пространство водогазоотделителя Е-1 колонны К-1 с низом отгонных частей колонны К-2 и колонн К-3/1, К-3/2, К-3/3.

Далее устройство [3] состоит из газодувки, холодильника, абсорбера с системой орошения, состоящей из насоса, трубопроводов и регулятора расхода орошения.

В этом устройстве парогазовое пространство водогазоотделителя Е-2 соединено трубопроводом с газодувкой, газодувка трубопроводом соединена с холодильником, холодильник трубопроводом соединен с абсорбером, абсорбер трубопроводом соединен с отгонными частями колонн К-2, К-3/1, К-3/2, K-3/3.

Недостатком устройства по осуществлению способа [3] является то, что устройство требует дополнительного оборудования: холодильники, абсорбер, газодувка, насос и значительных расходов электроэнергии, хладоагента, тепла.

Изобретение поясняется чертежом.

Устройство по осуществлению способа создания восходящих потоков паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн состоит трубопровода 1, соединяющего верх (шлем) колонны, межтарелочные пространства концентрационной части колонны К-1 и парогазовое пространство водогазоотделителя Е-1 с низом отгонной части колонны К-1. На трубопроводе установлены датчик (диафрагма) 2 и клапан регулятора расхода РР-1, гидроструйный эжектор ГЭ-1. Штуцер эжектора ГЭ-1, в который подается агент, создающий активную струю, соединен трубопроводами 3 с нагнетательным трубопроводом насоса Н-2 и трансферным трубопроводом горячей струи, идущим из печи П-1 в колонну К-1.

Устройство для колонны К-2 состоит из трубопровода 4, соединяющего вверх (шлем) колонны К-2, межтарелочные пространства концентрационной части колонны К-2 с низом отгонной части колонны К-2. На трубопроводе 4 установлены датчик (диафрагма) 5 и клапан РР-2 регулятора расхода, гидроструйный эжектор ГЭ-3. Штуцер эжектора ГЭ-2, в который подается агент, создающий активную струю, соединен трубопроводом 6 с нагнетательным трубопроводом насоса Н-4.

Устройство по осуществлению способа создания восходящих потоков паров в отгонных частях отпарных колонн К-3/1, K-3/2, K-3/3 состоит из трубопроводов 7 и 8, соединяющих верх (шлем) колонны К-2 и парогазовое пространство водогазоотделителя Е-2 с низами отпарных колонн К-3/1, K-3/2. На трубопроводах 7 установлены датчики (диафрагмы) 3, клапаны регуляторов расхода РР-3, РР-4, РР-5 и гидроструйный эжекторы ГЭ-3, ГЭ-4, ГЭ-5. Штуцеры эжекторов ГЭ-З, ГЭ-4, ГЭ-5, в которые подается агент, создающий активную струю в эжекторах, соединены трубопроводами 10 с нагнетательными трубопроводами и соответствующих насосов Н-7, Н-8, Н-9.

В способе [3] агент, создающий восходящие потоки паров, не нагревается и поэтому, попадая в низ отгонных частей ректификационных и отпарных колонн, отнимает тепло от флегмы, стекающей с нижних тарелок. Это уменьшает количество выпариваемых из флегмы легких фракций.

Водяной пар, получивший монопольное распространение для создания восходящих потоков паров [1 и 2] перегревается в пароперегревателях печей.

В предложенном способе парогазовая смесь, создающая восходящие потоки паров, уже имеющая высокую температуру, нагревается рециркулирующими остатковыми продуктами соответствующих колонн в эжекторах ГЭ-1, 2, 3, 4, 5, перекачивающими этот агент.

В ректификационных колоннах нефтепереработки и нефтехимии давление в низу колонны выше давления в верху колонны на 0,2 0,6 кг/см. На установках переработки нефти у ректификационных колонн К-1 и К-2 эта разница находится в пределах 0,2 0,3 кг/см. Поэтому перекачивать парогазовую смесь с верха (шема) и из межтарелочного пространства концентрационной части колонны К-1 в низ этой колонны (аналогично и у колонны К-2) не требует больших затрат энергии, вполне достаточно применение гидроструйных эжекторов.

Предлагаемый способ создания восходящих потоков паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн установок АТ, АВТ, ТК и т.д. реализуется следующим образом.

1. Пары и газы с верха (шема) колонны К-1, или из концентрационной части колонны К-1, или водогазоотделителя Е-1 по трубопроводу 1 через регулятор расхода РР-1 и гидроструйный эжектор ГЭ-1 поступают в низ отгонной части ректификационной колонны К-1.

В качестве агента, создающего активную струю эжектора ГЭ-1, используется часть горячей струи с нагнетательного трубопровода насоса Н-2 или после печи П-1 нагрева горячей струи, поступающий в эжектор ГЭ-1 по трубопроводу 3.

2. Пары и газы с верха (шлема) колонны К-2 или из концентрационной части колонны К-2 по трубопроводу 4 через регулятор расхода РР-2 и гидроструйный эжектор ГЭ-2 поступают в низ отгонной части ректификационной колонны К-2.

В качестве агента, создающего активную струю эжектора ГЭ-2 используется часть остатка (мазута) с нагнетательного трубопровода остаткового (печного) насоса Н-4 или после нагревания в печи вакуумной колонны, поступающего в эжектор ГЭ-2 по трубопроводу 6.

3. Пары и газы с верха (шлема) колонны К-2 по трубопроводу 7 через регуляторы расхода РР-3, РР-4РР-5 поступают в гидроструйные эжекторы ГЭ-3, ГЭ-4, ГЭ-5 и по трубопроводам 8 поступают в низ отпарных колонн К-3/1, K-3/2. K-3/3. В качестве агента, создающего активную струю в эжекторах ГЭ-3, ГЭ-4, ГЭ-5, используются остатки соответствующих отпарных колонн К-3/1, K-3/2, К-3/3 с выхода соответствующих насосов Н-7, Н-8, Н-9 поступающих по трубопроводам 10.

4. Для отпарной колонны К-3/1 предусмотрено использование паров и газов из водогазоотделителя Е-3 в качестве агента, создающего восходящие потоки паров.

Использование: способ создания восходящих потоков паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн, устройство для его осуществления и способ нагревания агента, создающего восходящие потоки паров на установках переработки нефти и нефтепродуктов. Способ служит для улучшения экологии, экономии энергоресурсов, увеличения безопасности и производительности производства, улучшения качества вырабатываемых продуктов. Цель достигается тем, что в качестве агента, создающего восходящие потоки паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн, используются пары и газы с верхнего перетока (шлема) паров и газов колонн, межтарелочная парогазовая смесь из концентрационной части этих колонн и пары и газы из соответствующих колоннам водогазоотделителей. Агенты (парогазовая смесь углеводородов), создающие восходящие потоки паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн, являются вырабатываемыми на установках нефтепродуктами, т.е. специально для этих целей они не выделяются из нефти и нефтепродуктов. Утилизируется тепло, уходящее с верха и концентрационной части ректификационных колонн, без применения какого-либо регенерирующего оборудования. Способ не требует дополнительного аппаратурно-агрегатного оформления, кроме гидроструйных эжекторов. В качестве агентов, создающих активную струю в эжекторах используются остатковые продукты соответствующих ректификационных и отпарных колонн. Остатковые продукты, используемые в эжекторах для создания активной струи, нагревают агент, создающий восходящие потоки паров. Способ позволяет весь бензин выделить в ректификационной колонне, с верха другой ректификационной колонны выделять керосин, а мазут утяжелять до полугудрона (гудрона). 3 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ создания восходящих потоков паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн установок переработки нефти и нефтепродуктов путем ввода паров и газов в низ отгонных частей ректификационных и отпарных колонн, отличающийся тем, что в низ отгонных частей колонн вводят парогазовую смесь с верха (шлема), или межтарелочного пространства концентрационной части ректификационных колонн, или из соответствующих колоннам водогазоотделителей. 2. Устройство для создания восходящих потоков паров в отгонных частях ректификационных и отпарных колонн установок переработки нефти и нефтепродуктов, состоящее из перекачивающих и транспортирующих элементов, содержащих насос и трубопроводы, и регулирующих элементов для подачи агента, создающего восходящие потоки паров, отличающееся тем, что трубопровод непосредственно соединяет верх (шлем), межтарелочные пространства концентрационной части ректификационной колонны и газовое пространство водогазоотделителя с низом отгонной части этой колонны. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что трубопровод непосредственно соединяет верх (шлем) ректификационной колонны и газовое пространство водогазоотделителей этой колонны с низом отпарных колонн. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на трубопроводе установлен гидроструйный эжектор, в который подается агент, создающий активную струю в эжекторе, соединенный с нагнетательным трубопроводом остаткового насоса. 5. Устройство по пп.2 и 4, отличающееся тем, что регулятор расхода парогазовой смеси установлен перед эжектором. 6. Способ нагревания парогазовой смеси, подаваемой в низ отгонных частей ректификационных и отпарных колонн для создания восходящих потоков паров, отличающийся тем, что уже имеющие высокие температуры пары и газы дополнительно нагреваются в эжекторах остатковыми продуктами соответствующих ректификационных и отпарных колонн, рециркулирующими через эжекторы в качестве агентов, создающих активную струю.