СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСТИЛЛЯТНЫХ ФРАКЦИЙ ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКЕ НЕФТИ Российский патент 1997 года по МПК C10G7/06 B01D3/12 

Изобретение относится к процессам первичной переработки нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

В нефтеперерабатывающей промышленности широкое распространение получил способ перегонки нефти с использованием отбензинивающей колонны (К-1), основной ректификационной колонны (К-2), связанной с отпарной колонной (К-3) со стриппинг-секциями, и с последующей разгонкой мазута, выводимого с низа атмосферной колонны в вакуумной колонне (К-5). При этом в вакуумной колонне (К-5). При этом в вакуумной колонне (К-5) происходит разделение мазута на тяжелую дизельную фракцию, выкипающую в пределах 260 380^oC, вакуумный газойль широкого фракционного состава 240 460^oC или узкие масляные фракции и гудрон, направляемый на производство битума.

В основной атмосферной колонне К-2 осуществляется переработка нефти на фракции: бензиновую 50 180^oC, керосиновую 130 240^oC, легкую дизельную 250 300^oC и среднюю дизельную 300 350^oC, отбор которых осуществляется в виде боковых погонов, направляемых далее в соответствующие стриппинг-секции отпарной колонны (К-3). Избыточное тепло в колонне К-2 снимается тремя циркуляционными орошениями [1] Основными показателями эффективности переработки нефти на установках атмосферно-вакуумной трубчатки является величина отбора светлых нефтепродуктов на нефть. При этом данный показатель будет зависеть от таких факторов, как вариант переработки, ректификационной способности колонны К-2 в области от ввода питания до вывода нижнего бокового погона.

При существующих конструкциях ректификационных устройств четкость деления в нижней части К-2 между средним дизельным дистиллятом и мазутом обычно невелика и сопровождается достаточно высоким содержанием остаточных светлых в мазуте. Показатели качестве дизельных фракций по температуре выкипания 50% фракционного состава и выхода топлива до 360^oC находятся на пределе установленных нормативных показателей. В процессе переработки нефти обычно часть мазута направляется помимо вакуумной колонны и используется для приготовления котельного топлива, при этом содержащиеся в нем светлые нефтепродукты безвозвратно теряются. Вместе с тем, качество последующих по переработке вакуумных погонов, отбираемых в вакуумной колонне К-5 будет зависеть от остаточного содержания светлых в мазуте с низа К-2. Отбираемая из мазута с верха вакуумной колонны тяжелая дизельная фракция 260 390^oC применяется в качестве компонентов котельного топлива.

Таким образом, повышенное содержание светлых в мазуте (10 12%) является безвозвратно потерянными и отрицательно влияют на такие показатели переработки нефти, как коэффициент отбора светлых и глубина переработки нефти. Повышенное содержание светлых в мазуте приводит к ухудшению условий разделения в вакуумной колонне, в результате чего, получаемые в ней вакуумные погоны не отвечают предъявляемым к ним требованием по качеству и количеству. Верхние вакуумные фракции могут содержать 20 50% светлых, вязкость гудрона как сырья для битума также не соответствует нормативным требованиям.

Устранение вышеперечисленных недостатков возможно путем повышения температуры нагрева нефти в печах перед К-2 до 360 370^oC, однако при этом происходит обогащение дизельного дистиллята тяжелыми остаточными фракциями, что сопровождается падением выхода до 360^oC дизельного топлива и утяжелением его фракционного состава [2]
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки нефти в сложной атмосферной колонне, снабженной боковыми отпарными секциями с получением дистиллятов и мазута. Мазут подается вниз вакуумной колонны с верхним циркуляционным орошением и выводом из промежуточного сечения дистиллятных фракций, а с низа колонны остатка. При этом часть бокового отгона вакуумной колонны подают на орошение этой колонны, а оставшуюся часть в атмосферную колонну в сечение между выводами дистиллятов в нижнюю и вышерасположенную отпарные секции. Следующий за ним боковой погон вакуумной колонны вводят в верхнюю часть нижней отпарной секции атмосферной колонны, причем пары с верха нижней секции направляют в вакуумную колонну между указанными потоками, а в низ отпарной секции подводят тепло [3]
При использовании данного способа переработки нефти боковой погон вакуумной колонны вводимый в сечение между средним и нижним выводами погонов, как правило содержит 85 94% об. фракций выкипающих до 360^oC, а остальное количество 6 15%об. составляют фракции, выкипающие до 380^oC, которые остаются в дизельном топливе при выводе нижнего бокового погона, а это приводит к ухудшению качества дизельного топлива. Кроме того, по известному способу значительная часть вакуумных фракций направляется на рециркуляцию в атмосферную колонну, при этом известно, что рециркуляция значительного количества дистиллятных фракций энергетически невыгодна и приводит к значительным потерям тепла.

Целью изобретения является увеличение отбора светлых в основной атмосферной колонне К-2, понижение содержания светлых в мазуте, увеличение глубины переработки нефти, улучшение качества дизельного топлива летнего и вакуумных погонов и гудрона в вакуумной колонне.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения дистиллятных фракций при первичной перегонке нефти процесс осуществляется следующим образом: нагретое сырье поступает в колонну частичного отбензинивания нефти с получением в виде головной фракции легкого бензина и кубовой жидкости, направляемой после нагревания в печи в основную колонну, обеспеченную циркуляционными орошениями из соответствующих отпарных секций сложной колонны, с отбором бензина с верха атмосферной колонны, а также керосиновой, легкой и средней дизельных фракций в виде боковых погонов и мазута из куба колонны, с последующим нагревом мазута в печи и перегонкой в вакуумной колонне при выводе из верхней части вакуумной колонны фракции дизельного топлива и подачи ее в нижнюю часть атмосферной колонны, а также с отбором из вакуумной колонны широких фракций вакуумного газойля или узких масляных фракций и гудрона как остатка перегонки при этом в качестве дизельной фракции из вакуумной колонны отбирают фракцию 260 380^oC, часть которой в виде жидкого потока подают в линию нижнего циркуляционного основной атмосферной колонны, в зону ниже выводов бокового погона средней дизельной фракции в стриппинг-секцию атмосферной колонны, при этом подача в качестве орошения фракции 260 380^oC составляет 4- 20% от общей массы необходимого нижнего циркуляционного орошения.

Отличие предлагаемого способа фракционирования нефти от прототипа заключается в том, сто дистилляционную фракцию из вакуумной колонны подают в линию ниже нижнего циркуляционного орошения атмосферной колонны, а не в отпарную секцию, где требуется при этом еще дополнительный подвод тепла. Подача фракции вакуумного дистиллята 260 380^oC, осуществляемая в количестве 4 20% общей массы необходимого циркуляционного орошения в основную атмосферную колонну способствует увеличению четкости деления между дизельной фракцией и мазутом за счет утяжеления орошения по фракционному составу, а также вследствие ввода орошения ниже вывода нижнего дистиллята по сравнению с известным способом подачи орошения в сечение между средним и нижним выводами.

На чертеже представлена схема осуществления способа фракций при первичной переработке нефти.

Нефть поступает в колонну частичного отбензинивания нефти с получением в виде головной фракции легкого бензина и кубовой жидкости отбензиненной нефти 1, поток которой направляется в основную атмосферную колонну К-2, соединенной со сложной трехсекционной отпарной колонной К-3. С верха колонны К-2 происходит отбор бензиновой фракции 6 частично возвращаемой в основную атмосферную колонну К-2 в виде орошения ее верхней части. Из стриппинг-секций отпарной колонны К-3 происходит отбор керосиновой фракции 4, а также легкой и средней дизельных фракций 5. С куба колонны К-2 происходит вывод мазута 2 с последующим нагревом его в печи и подачей далее в вакуумную колонну К-5, где происходит разделение мазута на тяжелую дизельную фракцию 7, вакуумный газойль 8, и гудрон 3. Далее часть погона 7 тяжелой дизельной фракции 260 30^oC подается в линию нижнего циркуляционного орошения 11 основной атмосферной колонн К-2 в зону нижнего вывода бокового погона средней дизельной фракции в стриппинг-секцию К-3. Количество фракции 260 380^oC, подаваемой в качестве циркуляционного орошения К-2 составляет 4 20% от общей массы необходимого нижнего циркуляционного орошения.

Результаты испытаний показали изменение материального баланса переработки нефти в сторону увеличения отбора светлых, понижения содержания светлых в мазуте и утяжеление вакуумных дистиллятов по фракционному составу. При этом вовлечение тяжелого дизельного отгона с вакуумной колонны в нижнее циркуляционное орошение К-2 ниже 4% не оказывает заметного положительного действия на процесс переработки нефти. В то же время повышение доли вовлечения тяжелого дизельного отгона в нижнее циркуляционное орошение К-2 выше 20% не влияет на процесс углубления отбора и является энергетически невыгодным.

Данный способ перегонки нефти не требует значительных капитальных вложений, модернизации оборудования и позволяет повысить эффективность процесса переработки нефти на действующем оборудовании за счет незначительного изменения технологической схемы процесса.

Примеры исполнения.

Пример 1. Смесь нефтей направляются на переработку на установку атмосферно-вакуумной трубчатки, состоящей из обензинивающей колонны К-1, основной ректификационной колонны К-2, связанной с отпарными стрипинг-секциями К-3 /1, 2, 3, снабженной циркуляционными орошениями перед выводом боковых погонов и вакуумной колонной К-5 с отбором тяжелого дизельного отгона с верха К-5 и вакуумных погонов. Температура подогрева нефти в печах перед К-2 составляет 365^oC. При этом получаются следующие продукты:
Взято: нефть 100%
Получено: бензин 12,5% промежуточная фракция 10,0% дизельное топливо летнее 25%
Итого светлых 47,5%
Потенциал светлых в нефти 50,4%
Коэффициент отбора светлых 0,94
Вакуумные погоны 20%
Гудрон 25%
Мазут 7,5%
Качество дистилляционных и остаточных фракций по фракционному составу см. в табл.1.

Пример 2.

Нефть с потенциальным содержанием светлых 50,4% направляют на переработку на установку АВТ по варианту аналогично примеру 1.

При этом в III ЦО колонны К-2 подается 4% тяжелого дизельного отгона отбираемого в верхней части вакуумной колонны без изменения его расхода. Остальные показатели работы установки остаются без изменения.

Взято: нефть 100%
Получено: бензин 12,5% промежуточная фракция 10,0% Дизельное топливо летнее 25,2%
Итого светлых: 47,7%
Коэффициент отбора светлых 0,945
Вакуумные погоны 20%
Гудрон 25%
Мазут 7,3%
Качество дистилляционных и остаточных фракций см. в табл. 2.

Пример 3.

Нефть с потенциальным содержанием светлых 50,4% направляется на переработку на установку АВТ по варианту, аналогично примеру. При этом в III ЦО колонны К-2 подается 20% тяжелого дизельного отгона без изменения его расхода, отбираемого в верхней части вакуумной колонны. Остальные показатели работы установки остаются без изменений.

Взято: Нефть 100%
Получено: Бензин 12,5% промежуточная фракция 10% дизтопливо летнее 25,5%
Итого светлых 48,0%
Коэффициент отбора светлых 0,96
Вакуумные погоны 20%
Гудрон 25%
Мазут 6,8%
Качество дистилляционных и остаточных фракций по фракционному составу см. в табл.3.

Пример 4.

Нефть с потенциальным содержанием светлых 50,4% направляется на переработку на установку АВТ по варианту, аналогично примеру 1, 2. при этом в III ЦО колонны К-2 /нижнее орошение/ подается 3% тяжелого дизельного отгона, отбираемого в верхней части вакуумной колонны, без изменения расходов ЦО. Остальные показатели работы установки остаются без изменения.

Полученные при этом результаты по материальному балансу и качеству продукции совпадают с результатами, представленными в примере 1.

Пример 5.

Нефть перерабатывается на установке аналогично примеру 3. В нижнее циркуляционное орошение основной ректификационной колонны подается 21,0% тяжелого дизельного отгона. Остальные показатели работы установки остаются без изменений.

Полученные при этом результаты по материальному балансу и качеству продукции совпадают с результатами, представленными в примере 3.

Источники информации
1. И.Л.Гуревич Технология переработки нефти и газа 1. М. Химия, 1972, с. 297.

2. И. А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М. Химия, 1981, с. 149.

3. А. с. N 1525191 "Способ переработки нефти", кл. C 10 G 7/00, опубл. 30.11.89. бюл.44.

Использование: получение бензиновых, топливных и масляных фракций при первичной перегонке нефти. Сущность: нагретую нефть перегоняют в колонне частичного отбензинивания и полученный кубовый остаток направляют в атмосферную колонну, оборудованную отпарными секциями и циркуляционными орошениями. С верха атмосферной колонны отбирают бензин, в виде боковых погонов - керосиновую, легкую и среднюю дизельные фракции. Мазут из куба атмосферной колонный нагревают в печи и вводят в вакуумную колонну, где получают фракцию дизельного топлива, широкие фракции вакуумного газойля или узкие масляные фракции и гудрон в виде остатка перегонки. В качестве дизельной фракции из вакуумной колонны отбирают фракцию 260 - 380^oC, часть которой в виде жидкого потока подают в линию циркуляционного орошения основной атмосферной колонны, в зону ниже вывода бокового погона средней дизельной фракции в стриппинг-секцию атмосферной колонны, причем количество фракции 260 - 380 град.C составляет 4 - 20% от общей массы необходимого нижнего циркуляционного орошения. 3 табл., 1 ил.

Способ получения дистиллятных фракций при первичной перегонке нефти перегонкой нагретого сырья в колонне частичного отбензинивания нефти с получением в виде головной фракции легкого бензина и кубовой жидкости, направляемой после нагревания в печи в основную атмосферную колонну, обеспеченную циркуляционными орошениями из соответствующих отпарных секций сложной колонны, с отбором бензина с верха атмосферной колонны, а также керосиновой, легкой и средней дизельных фракций в виде боковых погонов и мазута из куба колонны с последующим нагревом мазута в печи и перегонкой в вакуум.