СПОСОБ ОТБЕНЗИНИВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ПАРОВ Российский патент 1997 года по МПК B01D5/00 B65D90/30 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при переработке нефти, распределении, хранении и транспорте нефтепродуктов и других испаряющихся углеводородных жидкостей.

Известен способ отбензинивания паров нефти (Умергалина Т.Г. Хафизова А. Р. и др. Технология улавливания низкокипящих бензиновых фракций из резервуаров, журнал Нефтяное хозяйство N 10, 1989, с.6-9).

Способ предусматривает отбор газовой смеси из парового пространства резервуаров, смешение газовой смеси с частью товарной нефти в трубопроводе, охлаждение в холодильнике и разделение смеси на газовую и жидкую фазы.

Недостатки способа:
значительные потери легких фракций, отбираемых из резервуаров, при их последующем транспортировании по газопроводам;
большие вредные выбросы в атмосферу и их отрицательное воздействие на окружающую среду.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ улавливания паров углеводородов, включающий отбор паровоздушной смеси из грузовых отсеков танкера, охлаждение захоложенным керосином и разделение смеси на газовую и жидкую фазы (R.Bennet Recovery of hydrocarbon vapours from crude oil // Petroleum Review. 1993, v.47, N 554 p.134-135).

К недостаткам известного способа следует отнести значительные энергетические затраты, связанные с необходимостью охлаждения абсорбента-керосина и с работой насоса для его перекачки, а также высокую металлоемкость, обусловленную использованием мощной холодильной техники и оборудования для перекачки абсорбента. Поступающая на обработку паровоздушная смесь представляет собой смесь паров углеводородов и воздуха, причем содержание воздуха может колебаться в широких пределах (например, для смеси с парами бензина от 30 до 95 об.).

Наличие воздуха в составе паровоздушной смеси играет роль ненужного балласта. Вследствие этого, для достижения необходимой степени отбензинивания паров углеводородов из паровоздушной смеси, требуется увеличение удельного расхода захоложенного абсорбента, что ведет к росту энергетических затрат на его охлаждение и перекачку. Кроме того, увеличение удельного расхода абсорбента требует использования более мощной холодильной техники и оборудования для перекачки абсорбента, что повышает их металлоемкость.

Цель предлагаемого способа снижение энергетических затрат на охлаждение и перекачку абсорбента, уменьшение металлоемкости за счет сокращения количества абсорбента, необходимого для обработки паровоздушной смеси, без ухудшения качества очистки паров от углеводородов.

Указанная цель достигается описываемым способом отбензинивания углеводородных паров, включающим отбор, охлаждение и разделение паровоздушной смеси на газовую и жидкую фазы.

Новым является то, что паровоздушную смесь после отбора разделяют на воздух и пары углеводородов, после чего отделившиеся пары углеводородов подвергают охлаждению и разделению на газовую и жидкую фазы, а воздух выводят из процесса.

На чертеже изображена принципиальная технологическая схема осуществления предлагаемого способа.

Она содержит подводящий трубопровод 1, мембранный блок 2 с линией отвода воздуха 3 и линией отвода газа 4, абсорбер 5 со свечей рассеивания 6, емкость для захоложенного керосина 7, холодильник 8, емкость для отработанного керосина 9, десорбер 10 с встроенным нагревателем 11, реабсорбер 12 и резервуар 13.

Способ осуществляется следующим образом.

Паровоздушная смесь (смесь паров углеводородов с воздухом) поступает (например, из газоуравнительной системы резервуарного парка хранения нефтепродуктов или от систем налива) по подводящему трубопроводу 1 в мембранный блок 2, где происходит разделение паровоздушной смеси на два потока: воздушный и паров углеводородов.

Исследованиями установлено, что оптимальный объем отбора воздуха из поступающей паровоздушной смеси лежит в пределах 0,7-0,9 от потенциала. Отбор воздуха менее этого значения приводит к повышенному расходу абсорбента-керосина для обработки паровоздушной смеси, что влечет за собой возрастание энергетических затрат на охлаждение, перекачку и регенерацию абсорбента-керосина. При более качественном разделении смеси (более указанной величины), необходимо предъявлять повышенные требования к изготовлению мембранного блока, что приведет к резкому увеличению его габаритных размеров и возрастанию капитальных затрат.

Воздушный поток по линии 3 отводят на свечу рассеивания 6, а пары углеводородов по линии 4 подают в нижнюю часть абсорбера 5, в верхнюю часть которого поступает захоложенный керосин из емкости 7, охлаждаемый с помощью холодильника 8. В абсорбере 5 происходит смешение паров углеводородов с охлажденным керосином, после чего керосин, насыщенный уловленными парами углеводородов, поступает в емкость для отработанного керосина 9, а незначительная часть неуловленных паров углеводородов с остатками воздуха выбрасывается через свечу рассеивания 6 в атмосферу. Из емкости 9 керосин, насыщенный уловленными парами углеводородов подают в верхнюю часть десорбера 10, в котором происходит разделение уловленных паров углеводородов от керосина при помощи нагрева, очищенный керосин при этом возвращается в емкость 7 для охлаждения, хранения и повторного использования в новом цикле, а регенерированные пары углеводородов направляются в реабсорбер 12, где они растворяются в циркулирующем потоке нефтепродукта (бензина), поступающем из резервуара 13 и вновь возвращаемым в него.

Использование предварительного разделения паровоздушной смеси на воздух и пары углеводородов и охлаждение последних позволяет сократить необходимый расход абсорбента-керосина для обработки паров (при неизменной степени извлечения углеводородов из смеси) и, следовательно, избежать дополнительных энергетических затрат на охлаждение, перекачку и регенерацию абсорбента-керосина, а также снизить металлоемкость за счет использования холодильной техники и оборудования для перекачки меньшей мощности.

При заполнении резервуаров, в которых находился бензин марки А-76, паровоздушная смесь из парового пространства резервуаров, содержащая углеводороды в количестве 48% объемных, с расходом 500 м³/ч и при избыточном давлении 70 Па, вытеснялась в газоуравнительную систему и далее по подводящему трубопроводу 1 поступала на начало процесса в мембранный блок 2. В мембранном блоке 2 паровоздушная смесь разделялась на воздух и пары углеводородов. Отделенный воздух в количестве 0,7 от потенциала (182 м³/ч) направляется на свечу рассеивания 6. Пары углеводородов в смеси с остатками воздуха в количестве 318 м³/ч поступали в абсорбер 5, в который подавали охлажденный2 до минус 10^oC керосин в количестве 6,5 м³/ч. Пары углеводородов в режиме противотока смешивались в абсорбере 5 с охлажденным керосином, затем незначительная часть неуловленных углеводородов с остатками воздуха в количестве 114 м³/ч удалялись из процесса через свечу рассеивания 6, а керосин, насыщенный уловленными парами углеводородов в количестве 7,23 м³/ч поступал в емкость для отработанного керосина 9, где собирался и выравнивался по концентрации и далее его в виде однородного потока направляли в десорбер 10, в котором при нагреве до +140^oC уловленные пары углеводородов отделялись от керосина, после чего керосин возвращали для повторного использования, а регенерированные пары углеводородов в количестве 204 м³/ч поступали в реабсорбер 12, где они смешивались в циркулирующем потоке бензина, подаваемого из резервуара 13 в количестве 10 м³/ч.

Результаты, полученные при испытании известного и предлагаемого способов, приведены в таблице.

Из таблицы следует, что при одинаковой степени извлечения углеводородов (85% ): количество абсорбента-керосина, необходимое для обработки паров снижается с 8,0 м³/ч (известный способ) до 6,5 м³/ч (предлагаемый способ); энергетические затраты на охлаждение абсорбента-керосина в предлагаемом способе меньше, чем в известном (21,6 против 27,0 кВт/ч); энергетические затраты на перекачку и регенерацию абсорбента-керосина также меньше (3,3 против 4,0 кВт/ч и 15,4 против 19,0 кВт/ч соответственно); суммарные энергетические затраты на охлаждение, перекачку и регенерацию абсорбента-керосина в предлагаемом способе меньш8е, чем в известном (40,6 против 50,0 кВт/ч).

Кроме того, в результате уменьшения количества абсорбента-керосина, необходимого для обработки паров, и с учетом дополнительных капитальных вложений, связанных с введением мембранного блока, металлоемкость снижается в предлагаемом способе по сравнению с известным на 12 15% в зависимости от типа применяемой установки улавливания паров углеводородов.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа отбензинивания углеводородных паров складывается за счет сокращения энергетических затрат и снижения металлоемкости.

Использование: в нефтяной промышленности при переработке нефти, распределении, хранении и транспорте нефтепродуктов и других испаряющихся углеводородных жидкостей. Сущность изобретения: паровоздушную смесь (смесь паров углеводородов с воздухом) подают по подводящему трубопроводу в мембранный блок, где происходит разделение смеси на два потока: воздушный и паров углеводородов. Воздушный поток отводят на свечу рассеивания, а пары углеводородов подают в абсорбер, где их охлаждают. Способ позволяет снизить энергетические затраты, уменьшить металлоемкость без ухудшения качества очистки паров от углеводородов. 1 ил., 1 табл.

Способ отбензинивания углеводородных паров, включающий отбор, охлаждение и разделение паровоздушной смеси на газовую и жидкую фазы, отличающийся тем, что паровоздушную смесь после отбора разделяют на воздух и пары углеводородов, после чего отделившиеся пары углеводородов подвергают охлаждению и разделению на газовую и жидкую фазы, а воздух выводят из процесса.