СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Российский патент 1999 года по МПК C10G7/00 C10G7/04 C10G33/04 

Изобретение относится к области нефтепереработки. Известны различные промышленные установки по первичной переработке нефтей /Гуревич И. Л. "Технология переработки нефти и газа", ч. 1, М., Химия, 1972/. Переработку осуществляют путем обессоливания, обезвоживания и испарения нефти с последующей перегонкой. В качестве продуктов получают фракции бензина, керосина, дизельного топлива и т.п. Обязательным условием перегонки является предварительный нагрев нефти или высококипящего ее остатка до температуры 330 - 420^oC.

Общими недостатками для известных установок переработки нефти являются сложность технологической схемы и высокая температура нагрева нефти, при которой идет интенсивное разложение углеводородов, особенно имеющих в молекулах серу, азот, металлы и т.п.

Второй недостаток частично устраняют перегонкой нефти в присутствии испаряющего агента. Например, подача перегретого водяного пара в куб ректификационной колонны понижает температуру в ней на 10-20^oC /Гуревич И.Л. см. выше, с. 203/.

За прототип принята комбинированная установка ЭЛОУ-АВТ /Гуревич И.Л. см. выше, с. 309-311/. В состав этой установки входят дегидраторы, отбензинивающая колонна, основная атмосферная колонна, отпарные колонны/стриппинги/, колонна стабилизации бензина и абсорбер для извлечения легких углеводородов из газа. Исходную нефть, нагретую до 120-140^oC, обессоливают и обезвоживают в дегедраторах, затем нагревают до 220^oC и направляют в колонну отбензинивания для выделения углеводородных газов и легкого бензина посредством ректификации. Дополнительное тепло вводят в колонну нагревом кубового продукта до 330^oC. Основную массу отбензиненной нефти, нагретой также до 330^oC, подвергают ректификации в атмосферной колонне. В куб атмосферной колонны подают перегретый водяной пар. Сверху колонны отбирают фракцию тяжелого бензина, снизу уходит мазут на дальнейшую переработку, а сбоку через отпарные колонны отбирают фракции керосина и дизельного топлива. В отпарные колонны подают перегретый водяной пар, который после отпарки легких углеводородов направляют в атмосферную колонну.

Бензин, полученный в колоннах отбензинивания и атмосферной, частично возвращают на орошение этих колонн, а избыток направляют в колонну стабилизации. Несконденсировавшийся в этих колоннах углеводородный газ подвергают абсорбции стабильным бензином в абсорбере.

Прототипу присущи оба вышеназванных недостатка.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение этих недостатков.

Технический результат достигается тем, что в процессе переработки одну и более фракции перегонки нефти отбирают в виде азеотропной смеси паров углеводородов и воды, а нефть обессоливают и обезвоживают после отбора этих фракций.

Известно, что все индивидуальные углеводороды нефти образуют гетероазеотропные смеси с водой, метанолом, этиловым спиртом и некоторыми др. веществами /Огородников С. К. и др. "Азеотропные смеси" Справочник, Л., Химия, 1971/, кипящие при температуре, меньшей температур кипения каждого компонента смеси. Например, смесь 91 мас.% бензола ли циклогексана с 9 мас.% воды кипит при температуре 69^oC, т. е. ниже, чем температура кипения бензола /80,1^oC/ или циклогексана /81^oC/, а смесь 80 мас.% толуола и 20 мас.% воды кипит при температуре 84^oC, тогда как температура кипения толуола 111^oC. Чем выше температура кипения углеводорода, тем выше температура кипения его азеотропной смеси с водой и тем выше содержание паров воды в азеотропе. Углеводороды высококипящего солярового масла, например, образуют с водой азеотропные смеси с температурой кипения 87 - 97^oC при концентрации воды в азеотропе от 40 до 80 мас.% /Огородников С.К. и др. см. выше, с. 102/.

В атмосферной колонне прототипа по всей ее высоте не может образоваться азеотропная смесь паров углеводородов и воды, т.к. содержание водяного пара недостаточно для образования ее даже в головной части колонны, где концентрируются легкие углеводороды, требующие для образования азеотропов наименьшего количества водяного пара. Азеотропная смесь паров бензина и воды может образоваться в том случае, если будет убрано орошение колонны бензином.

По заявляемому изобретению обработку нефти водяным паром осуществляют в атмосферной колонне, разделенной глухими для паров тарелками на секции по числу отбираемых фракций. Водяной пар подают под нижнюю тарелку каждой секции в количестве, достаточном как минимум для образования азеотропных смесей с углеводородами. Нефть сверху атмосферной колонны последовательно проходит вниз через все секции. Сверху отбирают углеводородный газ и азеотропную смесь паров бензина с парами воды. Из куба колонны выводят мазут, а из каждой промежуточной секции выходит азеотропная смесь паров воды и углеводородов. Пары после конденсации образуют две жидкие фазы: воду и одну из нефтяных фракций. Бензиновую фракцию направляют в колонну стабилизации бензина, углеводородный газ - в абсорбер, а керосиновые и дизельные фракции выводят с установки в качестве продуктов. Мазут направляют на дальнейшую переработку, предусмотренную схемой установки. Воду непрерывно пропускают через испаритель и полученный водяной пар возвращают в секции атмосферной колонны.

Отгонка в виде заданных азеотропных смесей паров нефтяных фракций и воды позволяет практически полностью удалить из нефти углеводородные компоненты, составляющие данную фракцию. Становятся ненужными отпарные колонны и колонна отбензинивания. Поскольку отгонку нефтяных фракций в каждой секции атмосферной колонны ведут при температуре кипения ниже 100^oC, значительно сокращается количество теплообменных аппаратов. Кроме того, в атмосферной колонне можно перерабатывать нефть без предварительного обессоливания и обезвоживания, т. к. содержание воды в нефти, проходящей через колонну, выше, чем в исходном сырье, за счет частичной конденсации в секциях водяного пара, отдающего тепло на испарение нефтяных фракций. В связи с этим на обессоливание и обезвоживание можно направлять мазут из куба атмосферной колонны, что практически в 2 раза снижает поток сырья через дегидраторы.

Вышеперечисленное упрощает технологическую схему переработки нефти, а низкая температура отгонки нефтяных фракций исключает разложение углеводородов.

За счет снижения температуры отгонки нефтяных фракций и сокращения теплообменной аппаратуры достигается также дополнительный технический результат - снижение расхода топлива на перегонку и электроэнергии на прокачку сырья через теплообменную аппаратуру.

Существенные признаки прототипа:
- нефть обессоливают и обезвоживают перед перегонкой,
- нефть нагревают в процессе перегонки до температуры, обеспечивающей испарение наиболее высококипящих углеводородов,
- на верхние тарелки колонн отбензинивания и атмосферной подают на орошение головной продукт - бензин,
- боковые фракции атмосферной колонны отбирают в виде жидкостей и обрабатывают перегретым водяным паром в отпарных колоннах,
- в куб атмосферной колонны подают перегретый водяной пар.

Существенные признаки заявляемого изобретения:
- нефть обессоливают и обезвоживают после отбора одной и более фракций перегонки,
- нефть нагревают до температуры, обеспечивающей отбор азеотропных смесей паров углеводородов и воды.

- на верхнюю тарелку атмосферной колонны подают нефть,
- одну и более фракции перегонки отбирают в виде азеотропной смеси паров углеводородов и воды,
- водяной пар подают в секции атмосферной колонны в количестве, обеспечивающем образование азеотропных смесей паров углеводородов и воды.

Главный отличительный признак заявляемого изобретения, обеспечивающий достижение технического результата во всех случаях: одну и более фракции перегонки отбирают в виде азеотропной смеси паров углеводородов и воды.

Дополнительный отличительный признак: нефть обессоливают и обезвоживают после отбора одной и более фракций перегонки.

На фиг. 1 и 2 чертежей представлены варианты схем переработки нефти по заявляемому изобретению, на которых:
1 - колонна ректификации; 2 - конденсатор; 3 - сепараторы; 4 - испаритель. А - нефть на переработку; Б - водяной пар; В - углеводородный газ; Г - нестабильный бензин; Д - вода; Е, Ж, И - боковые фракции колонны ректификации; К - мазут; Л - отбензиненная нефть на дальнейшую переработку; М - верхнее циркуляционное орошение.

Нижеприведенные примеры базируются на условиях работы прототипа /Гуревич И. Л. см. выше. с. 309-311/, перерабатывающего 2 млн.т ромашкинской нефти в год /250 т/ч/, содержащей, кроме того, 6,25 т/ч воды и солей. В качестве продуктов получают 33 т/ч бензина, 41 т/ч дизельного топлива и 130 т/ч мазута. В атмосферную колонну суммарно поступает 8 т/ч перегретого водяного пара.

Пример /фиг. 1/. На верхнюю тарелку атмосферной ректификационной колонны 1, разделенной глухими тарелками на секции по числу отбираемых фракций, подают 256,25 т/ч необессоленной нефти A с температурой 108 - 110^oC.

Изобретение относится к области нефтепереработки. Нефть перегоняют в присутствии водяного пара и при этом отбирают азеотропные смеси паров воды и одной или нескольких фракций (бензина, лигроина, керосина и др.). Нефть обессоливают и обезвоживают после стадии ректификации с отбором одной или более фракций углеводородов. Перегонку ведут при температуре кипения азеотропов воды и углеводородов. В результате исключается разложение углеводородов и упрощается технологическая схема процесса. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ переработки нефти, включающий обессоливание, обезвоживание и разделение на фракции посредством перегонки в присутствии водяного пара, отличающийся тем, что одну и более фракций перегонки отбирают в виде азеотропной смеси паров углеводородов и воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нефть обессоливают и обезвоживают после отбора одной и более фракций перегонки.