СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ Российский патент 2001 года по МПК C10G7/00 B01D3/14 

Изобретение относится к области переработки нефти, в частности к способам перегонки нефти в атмосферных и вакуумных колоннах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ перегонки нефти, включающий нагрев нефти, подачу нефти в ректификационную колонну, разделение нефти в ректификационной колонне на углеводородные фракции, вывод из колонны жидких углеводородных фракций и с верхней части колонны - паров легких углеводородов (см., патент US, 4082653, C 10 G 7/00, опубл. 04.04.78).

При проведении данного процесса перегонки нефти не представляется возможным утилизировать низконапорные газообразные углеводороды, образующиеся в процессе хранения, подготовки и переработки нефти. В результате газообразные углеводороды выбрасываются в атмосферу или бесполезно сжигаются в факельном хозяйстве нефтеперерабатывающего предприятия.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение экономичности и экологической безопасности способа перегонки нефти путем утилизации газообразных углеводородов из факельного хозяйства нефтеперерабатывающего предприятия.

Указанная задача решается за счет того, что в способе перегонки нефти, включающем нагрев нефти, подачу нефти в ректификационную колонну, разделение нефти в ректификационной колонне на углеводородные фракции, вывод из колонны жидких углеводородных фракций и с верхней части колонны - паров легких углеводородов, нефть перед нагревом с помощью насоса подают в жидкостно-газовый струйный аппарат, газовый вход которого соединен с магистралью низконапорного газа, в струйном аппарате с помощью нефти производят сжатие низконапорного газа и поглощение нефтью части газообразных углеводородов, содержащихся в низконапорном газе, с образованием газожидкостной смеси, из струйного аппарата газожидкостную смесь подают в сепаратор, где сжатый газ отделяют от нефти и поглощенных ею углеводородов, из сепаратора сжатый газ подают потребителю, а нефть и поглощенные ею углеводороды нагревают и направляют в ректификационную колонну.

Кроме того, сжатый газ из сепаратора может быть подан в газофракционирующую установку или в котельную установку, а часть нефти с поглощенными ею углеводородами может быть направлена из сепаратора на вход насоса.

Сжатие низконапорных газообразных углеводородов, преимущественно факельных газов, позволяет, с одной стороны, предохранить от загрязнения окружающую среду, а с другой стороны, использовать эти газы как топливный газ или как сырье для дальнейшей переработки. Чтобы использовать эти газы как топливный газ желательно выделить из сжимаемых газообразных углеводородов более тяжелые по сравнению с метаном фракции, такие как, например, пропан-пропиленовые, бутан-бутиленовые и другие более тяжелые углеводороды, являющиеся ценным сырьем для нефтехимии.

Использование для этих целей механических компрессоров (поршневых, центробежных, роторных и других) требует сжатия низконапорных газообразных углеводородов до достаточно больших давлений, при которых с охлаждением этих газов выпадает конденсат указанных выше тяжелых углеводородов.

Меньшая, по сравнению с механическими компрессорами, потребляемая мощность установки с жидкостно-газовым струйным аппаратом (эжектором) обусловлена тем, что для выделения одного и того же количества, например, пропан-пропиленевой, бутан-бутиленовой фракции из сжимаемого газа в этой установке требуется сжимать газообразные углеводороды, в силу их абсорбции нефтью, до меньших давлений, чем это требуется при использовании механического компрессора.

Кроме того, при сжатии механическим компрессором (центробежным, поршневым) газообразных углеводородов недопустимо образование конденсата в процессе сжатия, что приводит к нарушению работы компрессора. В связи с этим при сжатии механическим компрессором газообразных углеводородов поддерживают температуру и давление такими, при которых конденсация углеводородов невозможна. Затем в специально предназначенном оборудовании создают условия для конденсации тяжелых углеводородов и их отделение от сжатого газа.

Все это требует при использовании механического компрессора дополнительных энергетических и финансовых затрат по сравнению с описанным в заявке альтернативным способом сжатия низконапорных газообразных углеводородов, в котором процесс сжатия проходит одновременно с абсорбцией углеводородосодержащей рабочей жидкостью (нефтью) части сжимаемых газообразных углеводородов и конденсацией последних (если она будет иметь место).

В ректификационной установке с жидкостно-газовым струйным аппаратом (эжектором) значительно упрощается решение поставленной задачи, при этом сокращается потребление энергии и предоставляется возможность выделить из нефти растворенные в ней углеводороды, содержавшиеся в сжимаемом газе.

Кроме того, удается достигнуть объединения процесса сжатия газообразных углеводородов с процессом подготовки нефти к перегонке в ректификационной колонне. В результате от сжимаемых газообразных углеводородов отделяются углеводороды группы C₃-C₆ и выше, которые поглощаются нефтью и вместе с ней направляются на перегонку в ректификационную колонну.

Процесс поглощения или другими словами процесс абсорбции, под которым понимается процесс растворения газов в жидкой среде, также позволяет нам уменьшить затраты энергии на сжатие газообразных углеводородов. Это достигается за счет того, что в сжатии и транспортировке газообразных углеводородов в сепаратор принимают участие уже два самостоятельных процесса - "механическое" сжатие углеводородного газа за счет кинетической энергии струи нефти и растворение газообразных углеводородов в нефти, причем этот процесс интенсифицируется по мере повышения давления в проточной части струйного аппарата и в трубопроводе за проточной частью струйного аппарата. Как отмечалось выше, в процессе сжатия часть газообразных углеводородов растворяется в жидкой углеводородосодержащей рабочей среде, что уменьшает количество сжимаемого газа и, как следствие, снижает потребляемую энергию на сжатие. Что касается процесса конденсации газообразных углеводородов, то наличие этого процесса в ходе сжатия низконапорного газа в значительной степени зависит от состава сжимаемого газа. Поэтому возможен случай, когда процесса конденсации низконапорного газа в процессе его сжатия может не быть.

Полученная таким образом в жидкостно-газовом струйном аппарате газожидкостная смесь поступает в сепаратор, где от жидкой среды отделяется сжатый газ, состав которого отличается от состава поступающих на сжатие газообразных углеводородов меньшим содержанием более тяжелых газообразных углеводородов (пропана, пропилена, бутана, бутилена, пентана и др.)
Несконденсировавшиеся и сжатые газообразные углеводороды в зависимости от состава могут быть направлены в виде газообразного топлива в котельные установки, например, в печи для нагрева нефти перед ее подачей в ректификационную колонну, либо могут быть направлены в газофракционирующую установку.

Таким образом, достигается возможность утилизировать как "легкие", так и "тяжелые" газообразные углеводороды, причем последние совместно с парами легких углеводородов из верхней части ректификационной колонны подвергаются разделению в газофракционирующей установке с выделением ценных химических продуктов, а именно пропан-пропиленовых, бутан-бутиленовых и других углеводородных фракций.

Как результат решена поставленная в изобретении задача - повышена экономичность и экологическая безопасность способа перегонки нефти путем утилизации газообразных углеводородов.

На чертеже представлена установка перегонки нефти, в которой реализован описываемый способ перегонки.

Установка перегонки нефти включает ректификационную колонну 1, насос 2, жидкостно-газовый струйный аппарат 3, сепаратор 4, газофракционирующую установку 5 и систему подготовки нефти 6 перед ее подачей в ректификационную колонну 1. Система подготовки нефти 6 может включать подогреватель нефти 8, систему очистки нефти 7, например систему обессоливания нефти, и печь 9.

Способ перегонки нефти реализуется следующим образом.

Нефть из источника ее подачи, например из нефтехранилища, подают насосом 2 в жидкостно-газовый струйный аппарат 3 и за счет этого производят откачку газообразных углеводородов из магистрали 10 низконапорного газа, подключенной, например, к факельному хозяйству. В струйном аппарате 3 производят сжатие низконапорных газообразных углеводородов с одновременным поглощением (абсорбцией) нефтью части газообразных углеводородов, содержащихся в сжимаемом газе. При сжатии может одновременно проходить процесс конденсации части газообразных углеводородов. Образовавшуюся в струйном аппарате 3 газожидкостную струйном аппарате 3 газожидкостную смесь подают в сепаратор 4, где сжатый газ отделяют от нефти и абсорбированных ею углеводородов. Из сепаратора 4 сжатые газообразные углеводороды подают потребителю (на чертеже в качестве такого потребителя показаны печь 9 для нагрева нефти перед подачей ее в ректификационную колонну 1 и газофракционирующая установка 5), а нефть с поглощенными ею углеводородами направляют в систему подготовки нефти 6 в которой производят в подогревателе нефти 8 предварительный нагрев нефти, например, за счет избыточного тепла в установке перегонки нефти. После этого в системе очистки нефти 7 производится, например, обессоливание нефти. Затем, если это необходимо, нефть совместно с поглощенными ею углеводородами может быть дополнительно нагрета в печи 9 и подана в ректификационную колонну 1. При необходимости часть нефти с растворившимися в ней углеводородами может быть направлена из сепаратора 4 на вход насоса 2. Подачу нефти из сепаратора 4 на вход насоса 2 производят в том случае, когда количества направляемой на ректификацию нефти недостаточно для обеспечения нормальной работы струйного аппарата 3. В случае, если количество нефти, направляемой на ректификацию, превышает необходимое для работы струйного аппарата 3 количество нефти, часть нефти может обходить жидкостно-газовый струйный аппарат 3 и напрямую поступать в систему подготовки нефти 6, например по магистрали 11 с помощью насоса 12. В ректификационной колонне 1 производится перегонка нефти с отводом из ректификационной колонны 1 жидких фракций, таких например, как бензин, керосин, дизельная фракция и другие. С верха колонны производится отвод легких газообразных углеводородов. Данные легкие утлеводороды из ректификационной колонны 1 направляются в газофракционирующую установку 5, где, совместно с сжатыми газообразными углеводородами, легкие углеводороды разделяются на пропан-пропиленовые, бутан-бутиленовые и другие углеводороды, что позволяет использовать их в дальнейшем в нефтехимической промышленности.

Данное изобретение может быть использовано в нефтехимической и других отраслях промышленности, где производится перегонка нефти.

Изобретение относится к перегонке нагретой нефти в ректификационной колонне с ее разделением на жидкие углеводородные фракции и пары легких углеводородов. Нефть перед нагревом с помощью насоса подают в жидкостно-газовый струйный аппарат, с помощью которого производят откачку газообразных углеводородов, поступающих в струйный аппарат через газовый вход, подключенный к магистрали низконапорного газа. В струйном аппарате производят сжатие низконапорного газа с поглощением нефтью части газообразных углеводородов, содержащихся в низконапорном газе. При этом в струйном аппарате формируется Газожидкостная смесь, которую подают в сепаратор, где сжатый газ отделяют от нефти и поглощенных ею углеводородов. Из сепаратора сжатый газ подают потребителю, а нефть и поглощенные ею углеводороды нагревают и направляют в ректификационную колонну. В результате повышается экономичность и экологическая безопасность процесса перегонки нефти. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ перегонки нефти, включающий нагрев нефти, подачу нефти в ректификационную колонну, разделение нефти в ректификационной колонне на углеводородные фракции, вывод из колонны жидких углеводородных фракций и с верхней части колонны - паров легких углеводородов, отличающийся тем, что нефть перед нагревом с помощью насоса подают в жидкостно-газовый струйный аппарат, газовый вход которого соединен с магистралью низконапорного газа, в струйном аппарате с помощью нефти производят сжатие низконапорного газа и поглощение нефтью части газообразных углеводородов, содержащихся в низконапорном газе, с образованием газожидкостной смеси, из струйного аппарата газожидкостную смесь подают в сепаратор, где сжатый газ отделяют от нефти и поглощенных ею углеводородов, из сепаратора сжатый газ подают потребителю, а нефть и поглощенные ею углеводороды нагревают и направляют в ректификационную колонну. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжатый газ из сепаратора подают в газофракционирующую установку. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжатый газ подают из сепаратора в качестве топлива в котельную установку. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что из сепаратора часть нефти с поглощенными ею углеводородами направляют на вход насоса.