СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ ЖИДКОГО ПРОДУКТА Российский патент 1997 года по МПК C10G7/06 B01D3/16 

Изобретение относится к способу перегонки жидкого продукта, преимущественно нефтяного сырья, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности для ректификации нефтяного сырья.

Известен способ перегонки нефтяного сырья, включающий подачу в вакуумную колонну жидкого продукта и создание в вакуумной колонне пониженного давления с помощью струйного аппарата, рабочей (эжектирующей) средой которого является водяной пар (см. патент США, 2105935, кл. C 10 G 7/00, 1938).

Недостатком известного способа перегонки является смешение нефтяных фракций с водяным паром и, соответственно, унос водяным паром части нефтяных фракций, что приводит к загрязнению конденсата водяного пара и снижению экономичности установки.

Наиболее близким к изобретению является способ перегонки жидкого продукта, включающий подачу в атмосферную колонну жидкого продукта, отвод из нее остатка и, по меньшей мере, одного бокового погона в виде жидкой фракции, подачу в вакуумную колонну остатка из атмосферной среды и откачивание из вакуумной колонны струйным аппаратом парогазовой фазы (см. Справочник нефтепереработчика под редакцией Г.А. Ластовкина, Л. Химия, 1989, с. 74).

В известном способе необходимая глубина вакуума в вакуумной колонне достигается эжекторным пароводяным насосом, в котором в качестве эжектирующей (активной) среды используется водяной пар.

Водяной пар смешивается с нефтяными парами и газами разложения, что приводит к загрязнению конденсата водяного пара последними, а также к уносу конденсатом водяного пара части верхних нефтяных фракций. Кроме того, эжекторный пароводяной насос не обеспечивает сжатие углеводородных газов до давления, требуемого для подачи газов, например, в топливный коллектор нефтеперерабатывающего завода. Поэтому такие газы приходится сжигать в факелах, если отсутствует дополнительная компрессорная установка.

Конденсаты в известном способе перегонки жидкого продукта из вакуумной колонны поступают в отстойник, где происходит отделение нефтепродукта от водяного конденсата. Такие отстойники несомненно являются источником загрязнения окружающей среды.

Другим недостатком известного способа является конденсация легколетучих фракций до эжекторного насоса в холодильнике-конденсаторе, что в силу перепада давления в последнем приводит или к более высокому давлению в верхней части вакуумной колонны, что уменьшает степень выхода легколетучих фракций, или к увеличению мощности, потребляемой на создание вакуума в вакуумной колонне.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является интенсификация процесса перегонки жидкого продукта, сокращение энергетических затрат при повышении производительности установки и уменьшение загрязнения окружающей среды путем создания замкнутого контура циркуляции активной жидкой среды в вакуумсоздающем устройстве.

Поставленная задача решается тем, что в способе перегонки жидкого продукта, включающем подачу в атмосферную колонну жидкого продукта, отвод из нее остатка и, по меньшей мере, одного бокового погона в виде жидкой фракции, подачу в вакуумную колонну остатка из атмосферной колонны и откачивание из вакуумной колонны струйным аппаратом парогазовой фазы, проводят в проточной части струйного аппарата смешение парогазовой фазы и активной жидкой среды с переводом в жидкое состояние конденсирующихся компонентов парогазовой фазы, подают полученную газожидкостную смесь из струйного аппарата в сепаратор, откуда после разделения на газообразную и жидкую фазы последнюю подают циркуляционным насосом в качестве активной жидкой среды в сопло струйного аппарата с образованием таким образом контура циркуляции жидкой среды, при этом боковой погон в виде жидкой фракции из атмосферной колонны подают в контур циркуляции активной среды, а излишек жидкой фазы, образовавшийся в сепараторе, направляют в атмосферную колонну в качестве циркуляционного орошения. Активную среду и боковой погон в виде жидкой фракции до подачи их в струйный аппарат охлаждают.

Предложенный способ перегонки жидкого продукта позволяет поддерживать требуемый по технологии уровень разрежения в вакуумной колонне путем откачки из последней парогазовой фазы с последующей конденсацией части углеводородов (в случае нефтепереработки) в проточной части струйного аппарата и в магистрали за ним. Несконденсированные газы сжимаются в установке до давления, при котором они могут быть использованы на технологические нужды потребителя. В отличие от прототипа активной рабочей средой струйного аппарата является жидкая фракция циркуляционного орошения атмосферной колонны, причем в процессе откачки парогазовой фазы из вакуумной колонны и последующей конденсации части ее компонентов активная среда насыщается легкими углеводородами, что позволяет направлять на циркуляционные орошения жидкость, которая в большей мере удовлетворяет требованиям, предъявляемым к флегме. Создание вакуумсоздающего устройства с замкнутым контуром циркуляции активной рабочей среды позволяет создавать условия, при которых обеспечивается более полная конденсация легких углеводородов из парогазовой фазы, что позволяет увеличить выход дистиллятора в процессе перегонки жидкого продукта. Одновременно это позволяет избежать выбросов в окружающую среду конденсата парогазовой фазы и ее газообразных составляющих (в случае нефтепереработки углеводородных газов). Таким образом, описанный выше способ позволяет создать экологически чистый способ перегонки жидкого продукта.

Описанный способ перегонки в отличие от прототипа позволяет исключить установку холодильника-конденсатора на магистрали отвода парогазовой фазы за счет организации процесса конденсации в струйном аппарате, что, в свою очередь, позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление в магистрали отвода парогазовой фазы. Это дает возможность при тех же, что и у прототипа, совокупных энергозатратах на процесс перегонки жидкого продукта увеличить глубину вакуума в верхней и, следовательно, нижней частях колонны, что ведет к увеличению выхода продуктов перегонки в процессе работы вакуумной колонны.

Таким образом, достигается увеличение производительности в процессе перегонки жидкого продукта, либо достигается уменьшение энергозатрат при сохранении производительности на уровне установки-прототипа при резком уменьшении загрязнения окружающей среды.

На чертеже схематически представлена схема установки перегонки жидкого продукта, в которой реализован описываемый способ перегонки жидкого продукта.

Установка перегонки жидкого продукта содержит атмосферную колонну 1 с магистралями 2, 3 отвода остатка и, по меньшей мере, одного бокового погона в виде жидкой фракции, вакуумную колонну 4 с магистралями 5, 6 отвода парогазовой фазы и, по меньшей мере, одной жидкой фракции, циркуляционный насос 7, струйный аппарат 8, сепаратор 9 и магистраль 10 подачи флегмы на циркуляционное орошение в атмосферную колонну 1. Магистраль 3 отвода бокового погона в виде жидкой фракции и контур циркуляции активной жидкой среды снабжены холодильниками 11 и 12.

Работа установки перегонки жидкого продукта осуществляется следующим образом.

Нагретый жидкий продукт (в случае нефтеперегонки нефтяное сырье) подают в атмосферную колонну 1, откуда по магистрали 2 отвода подают остаток в вакуумную колонну 4 и по магистрали 3 отводят боковой погон в виде жидкой фракции. По магистрали 6 из вакуумной колонны отводят жидкую среду фракции. Циркуляционным насосом 7 активная жидкая среда подается в активное сопло струйного аппарата 8. Жидкая среда, истекая из сопла струйного аппарата 8, откачивает из вакуумной колонны 4 через магистраль 5 парогазовую фазу, которая смешивается с жидкой средой в проточной части струйного аппарата 8. Одновременно в проточной части струйного аппарата 8 парогазовая фаза сжимается и частично конденсируется с окончанием процесса конденсации в магистрали за струйным аппаратом 8. Из струйного аппарата 8 газожидкостная смесь поступает в сепаратор 9, где она разделяется на жидкую и газовую фазы, причем жидкая фаза за счет конденсации части парогазовой фазы насыщается легколетучими компонентами (в случае нефтепереработки легкими углеводородами). Из сепаратора 9 часть жидкой фазы в качестве флегмы по магистрали 10 направляется на циркуляционное орошение в атмосферную колонну 1, а другая часть жидкой фазы в качестве дистиллята продукта перегонки жидкого продукта направляется потребителю.

Таким образом, на выходе из магистрали 5 отвода парогазовой фазы организована работа вакуумсоздающего устройства с замкнутым контуром циркуляции активной жидкой среды.

В качестве жидкой рабочей среды вакуумсоздающего устройства используется та же жидкость, что поступает в него по магистрали 3, а именно боковой погон атмосферной колонны 1 в виде жидкой фракции. В холодильниках 11 и 12 отводится тепло от жидкой среды, поступающей в контур циркуляции активной жидкой среды вакуумсоздающего устройства.

Как результат, при работе установки по описанному способу перегонки жидкого продукта достигается возможность сжимать газ, отводимый из вакуумной колонны 4, и постоянно обновлять активную жидкую среду в контуре циркуляции вакуумсоздающего устройства, насыщающуюся в процессе работы газами разложения, исключая при этом ее выброс в окружающую среду.

Таким образом, настоящее изобретение решает актуальные задачи в нефтеперерабатывающей и ряде других отраслей, а именно реализуется экологически чистая технология перегонки многокомпонентных жидких продуктов, уменьшаются финансовые затраты на получение и поддержание вакуума в вакуумной колонне, увеличивается выход светлых фракций вакуумной перегонки нефтепродуктов.

Настоящее изобретение, кроме нефтепереработки, может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Использование: изобретение относится к способу перегонки жидкого продукта, преимущественно нефтяного сырья. Сущность изобретения: в качестве активной среды в струйный аппарат подают жидкую среду, проводят в проточной части струйного аппарата смешение парогазовой фазы и жидкой среды с переводом в жидкое состояние конденсирующихся компонентов, подают полученную газожидкостную смесь в сепаратор, откуда после разделения смеси жидкую фазу подают насосом в струйный аппарат, при этом боковой погон атмосферной колонны в виде жидкой фракции подают в контур циркуляции активной жидкой среды. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс перегонки жидкого продукта и сократить энергетические затраты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ перегонки жидкого продукта, включающий подачу в атмосферную колонну жидкого продукта, отвод из нее остатка и по меньшей мере одного бокового погона, подачу в вакуумную колонну остатка из атмосферной колонны и откачивание из вакуумной колонны струйным аппаратом парогазовой фазы, отличающийся тем, что подают в качестве активной среды в струйный аппарат активную жидкую среду, проводят в проточной части струйного аппарата смешение парогазовой фазы и активной жидкой среды с переводом в жидкое состояние конденсирующихся компонентов парогазовой фазы, подают полученную газожидкостную смесь из струйного аппарата в сепаратор, откуда после разделения на газообразующую и жидкую фазы последнюю подают циркуляционным насосом в качестве активной жидкой среды в сопло струйного аппарата с образованием таким образом контура циркуляции жидкой среды, при этом боковой погон атмосферной колонны в виде жидкой фракции подают в контур циркуляции активной жидкой среды, а излишек жидкой фазы, образовавшейся в сепараторе, направляют в атмосферную колонну в качестве циркуляционного орошения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активную среду и боковой погон в виде жидкой фракции до подачи их в струйный аппарат охлаждают.