СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ Российский патент 2008 года по МПК C10G7/02 

Предлагаемое изобретение относится к способам перегонки нефти с высоким содержанием газов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ перегонки нефти, включающий нагрев нефти в теплообменниках, а затем в печи и ввод в сложную ректификационную колонну, оборудованную боковыми отпарными секциями, с отбором с верха колонны бензиновой фракции, а в виде боковых погонов через отпарные секции керосиновой и дизельной фракций и в качестве остатка перегонки - мазута при подаче в низ колонны и отпарных секций испаряющего агента (И.Т.Багиров. Современные установки первичной переработки нефти. М: Химия, 1974, с.28).

Недостатком данного способа является сложность переработки нефтей, содержащих значительное количество газов и легких бензиновых фракций.

Для таких нефтей применяется двухколонная схема перегонки, принятая за прототип, по которой нефтяное сырье нагревают и подают в первую ректификационную колонну, где происходит отгонка газов и легкой бензиновой фракции (так называемая «отбензинивающая колонна»), остаток которой подают во вторую ректификационную колонну с получением в ней газов и целевых продуктов - бензина, дизельного топлива и мазута (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М: Химия, 1981, с.157, рис.III-6а).

Недостатком известного способа являются невозможность разделения газа на целевые фракции (сухой и жирный газы), низкое качество жидкофазных продуктов разделения и высокие энергетические затраты, связанные с вводом горячей струи в первую колонну. Кроме того, известный способ зачастую использует предварительную подготовку нефти, включающую стабилизацию для отделения содержащихся в ней газов.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности разделения газа на сухой и жирный, повышение качества жидкофазных продуктов разделения и снижение энергетических затрат.

Указанная задача решается способом перегонки нефти, включающим ввод сырья в первую ректификационную колонну и остатка первой колонны во вторую ректификационную колонну с подачей паров с верха колонн на газосепарацию с выделением газов и легких бензиновых фракций, вывод бензиновой и дизельной фракций через отпарные секции и мазута с низа второй колонны с использованием острого и циркуляционного орошения, в котором согласно изобретению газы после газосепарации подвергают абсорбции с получением сухого и жирного газов, причем в качестве абсорбентов для получения упомянутых газов используют предварительно охлажденные соответственно верхнее и нижнее циркуляционные орошения второй колонны, которые после абсорбции возвращают в колонну, при этом легкие бензиновые фракции после газосепарации подают на острое орошение второй колонны.

Абсорбенты перед подачей в абсорберы целесообразно охладить до температуры 30-50°С.

Абсорбцию целесообразно проводить под давлением 8,4-8,46 ата для получения сухого газа и 2,0-2,06 ата для получения жирного газа.

Целесообразно нижнее циркуляционное орошение перед подачей во вторую колонну нагреть до температуры 90-110°С.

За счет абсорбции требуемых компонентов газа специальными абсорбентами (верхним и нижним циркуляционными орошениями второй колонны после дополнительного их охлаждения) появилась возможность разделения газа на сухой и жирный и повышения качества жидкофазных продуктов разделения, а также снижения энергетических затрат за счет исключения подачи горячей струи в первую колонну.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Нефть плотностью 790 кг/м³, содержащую 9,4% газов (до С₄), нагревают в теплообменнике 1 и по линии 2 вводят в первую колонну 3. Пары с верха колонны 3 частично конденсируют и охлаждают в конденсаторе-холодильнике 4 и по линии 5 подают в газосепаратор 6. Остаток колонны 3 нагревают в печи 7 и по линии 8 вводят во вторую колонну 9. Пары с верха колонны 9 частично конденсируют и охлаждают в конденсаторе-холодильнике 10, а затем по линии 11 подают в газосепаратор 12. Верхний боковой погон колонны 9 по линии 13 подают на верх верхней отпарной секции 14. С низа отпарной секции 14 по линии 15 выводят бензиновую фракцию. Нижний боковой погон колонны 9 по линии 16 подают на верх нижней отпарной секции 17. С низа отпарной секции 17 по линии 18 выводят дизельные фракции. Пары с верха отпарных секций 14 и 17 соответственно по линиям 19 и 20 возвращают в колонну 9. Из колонны 9 выводят верхнее циркуляционное орошение, охлаждают в теплообменнике 21 и холодильнике 22 и по линии 23 подают на верх абсорбера 24 в качестве абсорбента. Остаток с низа абсорбера 24 (насыщенный абсорбент) по линии 25 возвращают в колонну 9. Из колонны 9 выводят нижнее циркуляционное орошение, охлаждают в теплообменниках 26, 27 и холодильнике 28 и по линии 29 подают в качестве абсорбента на верх абсорбера 30. Остаток с низа абсорбера 30 (насыщенный абсорбент) нагревают в теплообменнике 27 и по линии 31 возвращают в колонну 9. С низа колонны 9 по линии 32 выводят мазут. В низ колонны 9 и отпарных секций 14 и 17 соответственно по линиям 33, 34, 35 подают нагретые потоки водяного пара. С верха газосепараторов 6 и 12 соответственно по линиям 36 и 37 выводят газы и подают соответственно в низ абсорберов 24 и 30. С верха абсорберов 24 и 30 соответственно по линиям 38 и 39 выводят сухой и жирный газы. Легкие бензиновые фракции с низа газосепараторов 6 и 12 соответственно по линиям 40 и 41 подают в качестве острого орошения колонны 9.

Сравнительные показатели работы схем перегонки нефти приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1Основные показатели работы колоннПоказателиПрототипПредлагаемый способ123Расход, т/час  сырья60,0060,00газа, в т.ч.5,776,10- сухого газа-2,60- жирного газа-3,50бензиновых фракций8,908,61дизельных фракций17,1217,20мазута28,2128,09паров с верха первой колонны7,725,33газа с верха газосепаратора первой колонны5,774,43легкой бензиновой фракции0,31-бензина с низа газосепаратора первой колонны1,940,89в том числе острого орошения первой колонны1,63-в том числе острого орошения второй колонны-0,89горячей струи в низ первой колонны60,00-остатка первой колонны53,9154,66паров с верха второй колонны18,7934,64газа с верха газосепаратора второй колонны-9,58легкой бензиновой фракции4,29-с низа газосепаратора второй колонны17,5423,80в том числе острого орошения второй колонны13,2523,80бокового погона на верх верхней отпарной секции5,6510,10паров с верха верхней отпарной секции1,571,71бокового погона на верх нижней отпарной секции22,4621,78паров с верха нижней отпарной секции5,865,10верхнего циркуляционного орошения, выводимого из колонны20,9420,94верхнего циркуляционного орошения, вводимого  на верх абсорбера (абсорбент)-20,94верхнего циркуляционного орошения, выводимого с низа абсорбера и вводимого в колонну (остаток, насыщенный абсорбент)-22,77сухого газа, выводимого с верха абсорбера-2,60нижнего циркуляционного орошения, выводимого из колонны31,4131,41

Продолжение таблицы 1123нижнего циркуляционного орошения, вводимого на верх абсорбера (абсорбент)-31,41нижнего циркуляционного орошения, выводимого с низа абсорбера и вводимого в колонну (остаток, насыщенный абсорбент)-37,49жирного газа, выводимого с верха абсорбера-3,50водяного пара, вводимого в низ второй колонны0,520,52водяного пара верхней отпарной секции0,210,21водяного пара нижней отпарной секции0,520,52Температура, °С  в газосепараторах и вводах орошения на верх колонн и абсорберов4040ввода сырья в первую колонну100100верха первой колонны68100низа первой колонны265100ввода горячей струи370-ввода сырья во вторую колонну350350верха второй колонны8552вывода верхнего бокового погона12083вывода верхнего циркуляционного орошения127101охлаждения верхнего циркуляционного орошения в теплообменниках7040охлаждения верхнего циркуляционного орошения в холодильниках40-ввода верхнего циркуляционного орошения в колонну4049вывода нижнего бокового погона200195вывода нижнего циркуляционного орошения242241охлаждение нижнего циркуляционного орошения в теплообменниках140140охлаждения нижнего циркуляционного орошения в холодильниках10040ввода нижнего циркуляционного орошения в колонну100100низа второй колонны341342ввода водяного пара350350верха верхней отпарной секции11178низа верхней отпарной секции9266верха нижней отпарной секции193189низа нижней отпарной секции174173верха абсорбера сухого газа-42низа абсорбера сухого газа-49верха абсорбера жирного газа-51низа абсорбера жирного газа-65

Продолжение таблицы 1123Давление, ата  в газосепараторе первой колонны9,059,05верха первой колонны9,259,25низа первой колонны9,409,40в газосепараторе второй колонны2,252,25верха второй колонны2,462,46низа второй колонны2,692,69верха верхней отпарной секции2,732,73низа верхней отпарной секции2,802,80верха нижней отпарной секции2,802,80низа нижней отпарной секции2,862,86верха абсорбера сухого газа-8,40низа абсорбера сухого газа-8,46верха абсорбера жирного газа-2,00низа абсорбера жирного газа-2,06Тепло, Гкал/час  вводимое с сырьем в первую колонну3,2823,282отводимое в конденсаторе-холодильнике первой колонны0,2470,226подводимое в печи, в т.ч.10,10010,100- для нагрева горячей струи5,422-- для нагрева сырья второй колонны4,67810,100отводимое в конденсаторе-холодильнике второй колонны2,8553,120отводимое в теплообменнике верхнего циркуляционного орошения0,6400,668отводимое в холодильнике верхнего циркуляционного орошения0,310-отводимое в теплообменнике нижнего циркуляционного орошения1,9511,950отводимое в холодильнике верхнего циркуляционного орошения0,6770,828вводимое с водяным паром, в т.ч.1,2891,289- в низ второй колонны0,5370,537- в низ верхней отпарной секции0,2150,215- в низ нижней отпарной секции0,5370,537подводимое в теплообменнике для нагрева нижнего циркуляционного орошения 0,746Диаметр, м  первой колонны0,80,6второй колонны2,02,0верхней отпарной секции0,60,6нижней отпарной секции0,80,8

Продолжение таблицы 1123абсорбера сухого газа-0,6абсорбера жирного газа-1,0Число теоретических тарелок, в т.ч.4747- в укрепляющей секции первой колонны9-- в отгонной секции первой колонны5-- в укрепляющей секции второй колонны1717- в отгонной секции второй колонны22- в верхней отпарной секции77- в нижней отпарной секции77- в абсорбере сухого газа-7- в абсорбере жирного газа-7Содержание, мас.%  углеводородов, выкипающих до С₅ в бензине5,770,35фракции 160°С - КК в бензине0,930,90фракции НК-160°С в дизельном топливе7,537,38фракции 360°С - КК в дизельном топливе3,423,09фракции НК-360°С в мазуте14,0513,51

Как видно из таблицы 1, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить энергетические затраты за счет исключения циркуляции 60 т/час горячей струи и снижения температуры низа первой колонны с 265 до 100°С, что значительно сокращает расход топлива, уменьшает объем дымовых газов и потери тепла с дымовыми газами. Предлагаемый способ также позволяет разделить газ на сухой и жирный. При этом вместо 5,77 т/час газа с большим содержанием компонентов С₃-С₄ и бензиновых фракций удается получить 2,60 т/час сухого газа и 3,50 т/час жирного газа. При этом повышается качество продуктов разделения. Содержание в бензине углеводородов, выкипающих до С₅, снижается с 5,77 до 0,35 мас.%, т.е. в 16,5 раза. Содержание в дизельном топливе фракции 360°С - КК снижается с 3,42 до 3,09 мас.%, а в мазуте фракции НК-360°С с 14,05 до 13,51 мас.%.

Таблица 2Составы газов, мас.%КомпонентыПрототипПредлагаемый способСухой газ (поток 38)Жирный газ (поток 39)Азот и углекислый газ1,242,180,44Метан29,7159,155,81Этан14,6822,2810,01Пропан22,806,3734,00Сумма бутанов20,292,4644,10Углеводороды С₅-С₆9,506,653,97Прочие углеводороды1,781,911,67

Данные таблицы 2 показывают, что предлагаемый способ позволяет получить:

а) концентрат инертных газов метана и этана, содержащий 83,6% этих газов, который может быть использован в качестве топливного газа;

б) концентрат углеводородных газов С₂-С₄, содержащий 88,1% этих газов, который утилизируется как ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов), а также в качестве компонента газового топлива на специализированных заправках.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить из нефти с высоким (до 9,4 мас.%) содержанием газа сухой и жирный газы, а также бензиновую и дизельную фракции с высоким качеством разделения.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет отказаться от стадии стабилизации в процессе подготовки нефти и снизить энергетические затраты.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при перегонке нефти с высоким содержанием газа. Способ включает ввод сырья в первую ректификационную колонну и остатка первой колонны во вторую ректификационную колонну с подачей паров с верха колонн на газосепарацию с выделением газов и легких бензиновых фракций, подаваемых на орошение, вывод бензиновой и дизельной фракций через отпарные секции и мазута с низа второй колонны, газы после газосепарации подвергают абсорбции с получением сухого и жирного газов, причем в качестве абсорбентов для получения упомянутых газов используют предварительно охлажденные соответственно верхнее и нижнее циркуляционные орошения второй колонны, которые после абсорбции возвращают в колонну, при этом легкие бензиновые фракции после газосепарации подают на орошение второй колонны. Предлагаемый способ позволяет получить сухой и жирный газы, повысить качество продуктов разделения и снизить энергетические затраты. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ перегонки нефти, включающий ввод сырья в первую ректификационную колонну и остатка первой колонны во вторую ректификационную колонну с подачей паров с верха колонн на газосепарацию с выделением газов и легких бензиновых фракций, подаваемых на орошение, вывод бензиновой и дизельной фракций через отпарные секции и мазута с низа второй колонны с использованием острого и циркуляционного орошений, отличающийся тем, что газы после газосепарации подвергают абсорбции с получением сухого и жирного газов, причем в качестве абсорбентов для получения упомянутых газов используют предварительно охлажденные соответственно верхнее и нижнее циркуляционные орошения второй колонны, которые после абсорбции возвращают в колонну, при этом легкие бензиновые фракции после газосепарации подают на орошение второй колонны.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбенты перед подачей в абсорберы охлаждают до температуры 30-50°С.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию для получения сухого газа проводят под давлением 8,4-8,46 ата.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию для получения жирного газа проводят под давлением 2,0-2,6 ата.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижнее циркуляционное орошение перед подачей во вторую колонну нагревают до температуры 90-110°С.