СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕЗАВОДСКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2013 года по МПК C07C2/04 C07C2/56 C07C5/00 C07C9/02 C07C11/04 C10L1/06 C10G9/00 

Изобретение относится к технологии переработки нефтяных газов и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей промышленности.

Известные способы переработки нефтяных газов направлены преимущественно на извлечение из газа некоторых ценных компонентов с использованием значительной части газа в качестве заводского топлива.

Известен способ каталитической конверсии углеводородов, в котором продукты реакции каталитического крекинга отбирают из реактора и разделяют на фракции для получения легких олефинов, бензина, дизельного топлива, тяжелого дизельного топлива и других ненасыщенных низкомолекулярных углеводородов (патент на изобретение RU №2418842 С2, C10G 11/05, С07С 7/144, B01J 29/80, B01J 29/072, B01J 29/076, 20.05.2011). Недостатком данного способа является выделение водорода и легких углеводородов -метана и этана - в виде отходящего сухого газа, используемого далее как топливо, что приводит к неэффективному использованию углеводородов и снижению ресурсов сырья нефтехимических производств.

Известен способ получения среднедистиллятного продукта и низших олефинов из углеводородного исходного сырья, в котором продукты каталитического крекинга газойля разделяются на несколько потоков крекированного газойлевого продукта с отделением по меньшей мере одного низшего олефинового соединения, используемого в качестве сырья для производства полиолефинов, при этом рафинатный поток, содержащий по меньшей мере один из С₄ и С₃ рафинатов, образуется в блоке экстракции бутадиена или блоке экстракции изопрена (заявка на изобретение RU №2010126474 A, C10G 11/18, 10.01.2012). Недостатком данного способа также является выделение водорода и легких углеводородов - метана и этана - в виде отходящего сухого газа, используемого далее как топливо, что приводит к неэффективному использованию углеводородов и снижению ресурсов сырья нефтехимических производств.

Известен также способ замедленного коксования нефтяных остатков и реактор коксования, в котором обеспечивается нагрев первичного исходного сырья в трубчатой печи, смешение его с кубовым остатком (квенчингом) ректификационной колонны с получением вторичного сырья, который далее нагревается в трубчатой печи и коксуется в реакторе с выделением парогазовых продуктов коксования, которые охлаждаются за счет ввода охлаждающей струи и сепарируются в циклоне, при этом паровую фазу отводят из циклона в концентрационную часть ректификационной колонны, а жидкую часть возвращают непосредственно в реактор, ректификационная колонна разделяет продукты коксования на газ, бензин, водный конденсат, отводимые с верха ректификационной колонны, легкий и тяжелый газойль, отводимые боковыми погонами из колонны, кроме того ректификационная колонна снабжена двумя циркуляционными орошениями (патент на изобретение RU №2339674 C1, С10В 55/00, 27.11.2008). Недостатком данного способа является отсутствие рационального использования газа, направляемого в топливную сеть завода.

Известен также способ замедленного коксования нефтяного сырья, в котором обеспечивается нагрев исходного сырья после смешения его с кубовым остатком (квенчингом) ректификационной колонны в трубчатой печи, коксованием его в реакторе с выделением парогазовых продуктов коксования, которые в дальнейшем разделяются в ректификационной колонне с получением газожидкостной смеси с верха колонны и последующим выделением из нее водного конденсата, газа коксования и бензина коксования, а также с отводом из концентрационной части ректификационной колонны боковыми погонами легкого и тяжелого газойля (патент на изобретение RU №2282656 С1, С10В 55/00, С10В 57/16, 27.08.2006). Недостатком данного способа, как и в предыдущем изобретении, является отсутствие рационального использования газа, направляемого в топливную сеть завода.

Известен способ извлечения пропилена из газовых продуктов каталитического крекинга, который заключается в том, что исходное сырье, состоящее из охлажденных продуктов каталитического крекинга, поступает в сепаратор, где разделяется на два потока: нижний углеводородный поток поступает во фракционирующий абсорбер, а верхний водородсодержащий газовый поток, проходит через устройство мембранного разделения, где извлекается водород, а сконцентрированная углеводородная часть подается на ту же тарелку фракционирующего абсорбера, на которую подается нижний углеводородный поток, на верх фракционирующего абсорбера подается свежий абсорбент на смешение с газовым потоком, выводимым из фракционирующего абсорбера в конденсатор, и, после частичной конденсации, получаемая во втором сепараторе смесь разделяется на сухой газ и конденсат, подаваемый на верх фракционирующего абсорбера в качестве абсорбента. Снизу фракционирующего абсорбера отводится отработанный абсорбент, насыщенный пропиленом и другими извлекаемыми из исходного сырья компонентами, на последующую регенерацию абсорбента и выделение извлекаемых из исходного сырья компонентов (Патент US 6,723,231 В1 «Извлечение пропилена» C10G 7/02; C10G 7/00; B01D 3/14). Недостатком данного изобретения является использование сухого газа, в состав которого входят такие ценные компоненты, как водород, метан, этан, этилен, в качестве нефтезаводского топлива.

Известен также способ переработки углеводородного газа при помощи низкотемпературной конденсации, в котором охлажденный поток углеводородного газа подают на первую ступень фракционирования с получением верхнего продукта - газовой фазы, обогащенной метаном, и нижнего продукта - конденсата, который направляют на вторую ступень фракционирования с отводом полученной газовой фазы деэтанизации и жидкой фазы, обогащенной тяжелыми углеводородами С₃ и выше (патент на изобретение RU №2382302 C1, F25J 3/00, 20.02.2010). Недостатками данного изобретения являются:

1. В способе предусмотрены только деметанизация и деэтанизация углеводородного газа с получением фракции С₃ и выше, что приводит к потере ценных углеводородов - метана и этана, а получаемая широкая фракция легких углеводородов требует дальнейшего разделения для получения конечных продуктов.

2. Рекомендация охлаждения газа деэтанизации дополнительно путем теплообмена с потоком нижней зоны первой ступени фракционирования практически нереализуема, поскольку температура газа ниже температуры потока нижней зоны, что не позволит охлаждать газ.

Наиболее близким к заявляемому способу глубокой переработки нефтезаводского углеводородного газа является метод производства олефинов разделением продуктов переработки отходящего газа и других легких углеводородов от различных технологических установок первичной и вторичной переработки нефти, который включает источник отходящих газов в начале процесса и пиролизную печь в конце, заключающийся в получении отходящего газа, содержащего, этан и пропан, объединение отходящего газа с этаном и пропаном, полученных в пиролизной печи, и насыщение его водяным паром с последующим пиролизом полученного потока в пиролизной печи и разделением крекируемого продукта на водород, метан, этилен, пропилен, высшие углеводороды и топливный газ. (Заявка на патент US 2012/0053383 А1 «Метод производства олефинов разделением продуктов переработки отходящего газа и других легких углеводородов» С07С 4/04; С07С 1/02; C10G 57/00, 01.03.2012). Недостатками данного изобретения являются:

1. Относительно высокое содержание метана и водорода в сухом газе при работе схемы на получение этилена на уровне 25% масс, (продукт переработки насыщенных углеводородов), 48% масс, (отходящий газ коксования) приводит к перегрузке пиролизной печи балластными компонентами и снижает экономическую эффективность пиролиза.

2. Остается нерешенной задача утилизации сероводорода и диоксида углерода, выделяемых на стадии регенерации аминового растворителя, который извлекает указанные компоненты из исходных потоков углеводородных газов.

3. Продукты пиролиза от пиролизных печей, работающих на этансодержащем и пропансодержащем сырье, имеют различные составы и их совместная переработка в единой технологической системе разделения конечных продуктов пиролиза неизбежно приведет к сложности регулирования этой системы при колебаниях производительности установки по различным видам сырья.

Общим недостатком аналогов и прототипа является использование в качестве сырья отходящих газов одной или нескольких технологических установок, что не решает в полном объеме задачу переработки нефтезаводских углеводородных газов.

При создании изобретения перед авторами ставилась задача целесообразного использования нефтезаводского углеводородного газа различных технологических установок нескольких нефтеперерабатывающих заводов с получением комплекса углеводородов для их дальнейшего использования в процессах нефтехимии и нефтепереработки, при этом особое внимание было уделено производству этилена, в связи с большими потребностями в нем в нефтехимической отрасли промышленности, а также увеличению производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов с вовлечением в него углеводородов С₄ и выше, содержащихся в углеводородных газах.

В настоящее время на группе НПЗ, перерабатывающей около 20 млн. т нефти в год, насчитывается несколько десятков установок первичной переработки нефти, вторичных каталитических процессов, большинство которых имеют самостоятельные блоки переработки углеводородных газов. Основная часть блоков переработки углеводородных газов не обеспечивают переработку необходимого количества газа с получением конечных продуктов высокого качества. Повысить объем переработки газа и качества конечных продуктов можно двумя путями:

1. Выполнить реконструкцию большого количества малотоннажных блоков переработки газа на действующих технологических установках, что требует в сущности строительства новых блоков с более совершенными техническими характеристиками, приводя к потребности в огромных инвестициях, что явно нецелесообразно в настоящих экономических условиях.

2. Вырабатываемые на нефтеперерабатывающих заводах углеводородные газы представляют собой по сущности три разновидности газов: сжиженные газы, используемые далее как сырье нефтехимических производств, и топливные газы двух видов: газы, содержащие много этана, и газы, содержащие много водорода. Топливные газы нецелесообразно использовать в качестве топлива, поскольку при одинаковом энергетическом потенциале по сравнению с природным газом, они содержат ценные углеводородные компоненты (этан, пропан, бутан), которые эффективнее использовать в качестве сырья нефтехимических производств. Поэтому целесообразно выделение на технологических установках различных нефтеперерабатывающих заводов однотипных по характеристикам газовых потоков с их последующим объединением и переработкой на одной новой установке комплексной очистки и разделения нефтезаводского углеводородного газа, при этом снижение производительности эксплуатируемых блоков переработки углеводородных газов позволит повысить качество разделения за счет изменения технологического режима практически без их реконструкции.

Решение поставленной задачи достигается за счет объединения некоторых однотипных отходящих газов, в частности, рефлюкса, водородсодержащего отходящего газа, этансодержащего газа различных технологических установок ряда нефтеперерабатывающих заводов с последующими стадиями компримирования однотипных исходных газов, индивидуальной очистки каждого из исходных газов от сероводорода и диоксида углерода, разделения рефлюксной фракции на легкую этансодержащую фракцию, фракцию углеводородов С₅ и выше и основные пропан-пропиленовую и бутан-бутиленовую фракции, используемые для выработки высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и/или олигомеризации и/или продуктов нефтехимического синтеза, в том числе полипропилен, а непрореагировавшие при этом пропан и бутан используются для получения сжиженной технической пропан-бутановой фракции, получения водорода с использованием водородсодержащего отходящего газа, компримирования, осушки, очистки от примесей О₂, As, Hg, NO_x и других примесей, являющиеся ядами катализаторов и оборудования, разделения осушенной этансодержащей фракции на деэтанизированный газ, сжиженную этановую фракцию и фракцию легких углеводородов, химического преобразования этановой фракции с получением этилена в печи пиролиза, разделения продуктов пиролиза с выделением этилена, непрореагировавшего сырья и нецелевых продуктов пиролиза, при этом этилен по продуктопроводу направляется на производство полиэтилена и/или поливинилхлорида, окиси этилена и другие продукты нефтехимического синтеза, а непрореагировавшее сырье возвращаются в процесс пиролиза.

Технический результат достигается тем, что в результате рационального использования части нефтезаводского углеводородного газа ряда нефтеперерабатывающих предприятий расширяется ассортимент выпускаемой продукции, включающий получение высококачественного этилена, сжиженной технической смеси пропана и бутана, используемой в качестве топлива для автомобильных двигателей, высокооктановых компонентов бензина, водорода, кроме того, на блоках переработки углеводородных газов отдельных технологических установок ряда нефтеперерабатывающих предприятий создается резерв мощностей, позволяющий повысить выходы и качество получаемой конечной продукции.

В заявляемом изобретении в способе глубокой переработки нефтезаводских углеводородных газов нескольких нефтеперерабатывающих заводов, включающем очистку газов и их разделение в массообменных аппаратах, в качестве исходных газов используются смеси однотипных нефтезаводских газов с различных технологических установок, представляющие собой этансодержащую фракцию углеводородов, фракцию углеводородов с повышенным содержанием водорода и рефлюксную фракцию, проходящие дальнейшую обработку на следующих стадиях:

a. компримирование однотипной смеси исходных газов;

b. индивидуальная очистка каждого из исходных газов от сероводорода и диоксида углерода;

c. разделение рефлюксной фракции на легкую этансодержащую фракцию углеводородов, пропан-пропиленовую фракцию, бутан-бутиленовую фракцию и фракцию углеводородов С₅ и выше;

d. получение водорода с использованием углеводородной фракции с повышенным содержанием водорода;

e. компримирование, осушка, очистка от примесей О₂, As, Hg, NO_x этансодержащей фракции и разделение на деэтанизированный газ, направляемый на стадию d, этановую фракцию, направляемую на стадию f, и фракцию углеводородов С₃ и выше, направляемую на стадию с;

f. газохимический процесс преобразования этановой фракции с получением этилена в печи пиролиза;

g. разделение продуктов пиролиза с выделением этилена, непрореагировавшего сырья и водородсодержащего углеводородного газа, при этом этилен по продуктопроводу направляют на производство полиэтилена и/или поливинилхлорида, окиси этилена и другие продукты нефтехимического синтеза, а непрореагировавшее сырье направляют на стадию f, и водород со держащий углеводородный газ направляют на стадию d;

h. получение технической сжиженной пропан-бутановой смеси компаундированием пропана и бутана;

i. использование пропан-пропиленовой фракции со стадии С для выработки высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации, или для выработки продуктов нефтехимического синтеза, непрореагировавший пропан направляют на стадию h для получения технической сжиженной пропан-бутановой смеси;

j. использование бутан-бутиленовой фракции со стадии с для выработки высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации или для выработки продуктов нефтехимического синтеза, непрореагировавший бутан направляют на стадию h для получения технической сжиженной пропан-бутановой смеси.

Для расширения сырьевой базы установки целесообразно в качестве однотипных нефтезаводских газов использовать углеводородные газы, получаемые с установок первичной атмосферной переработки нефти, замедленного коксования, каталитического крекинга, висбрекинга, гидроочистки, риформинга и других технологических установок топливного и газокаталитического производств, при этом на стадии а смесь однотипных нефтезаводских газов компримируется до давления 0,5-1,5 МПа, обеспечивающего последующую абсорбционную очистку однотипных потоков со стадии а от содержащихся в них сероводорода и диоксида углерода, при этом на стадии b абсорбционная очистка трех однотипных смесей исходных газов выполняется раздельно в трех абсорбционных колоннах с подачей в качестве реагента абсорбента (например, метилдиэтаноламина), с обеспечением глубокой очистки рефлюкса, этансодержащей фракции углеводородов и фракции углеводородов с повышенным содержанием водорода от сероводорода и диоксида углерода до уровня остаточного содержания сероводорода в газе не более 5 ppm а диоксида углерода не более 200 ppm. Регенерация насыщенных растворов абсорбента (например, метилдиэтаноламина), поступающего с трех абсорбционных колонн очистки рефлюкса, этансодержащей фракции углеводородов и фракции углеводородов с повышенным содержанием водорода на стадии b предусмотрен блок регенерации насыщенного раствора абсорбента (например, метилдиэтаноламина), при этом регенерированный раствор абсорбента (например, метилдиэтаноламина) возвращается в абсорбционные колонны, а продукты десорбции - сероводород и диоксид углерода направляются в качестве сырья для получения серы и синтез-газа.

Целесообразно, на стадии с разделение рефлюксной фракции на легкую этансодержащую фракцию, пропан-пропиленовую, бутан-бутиленовую и фракцию углеводородов С₅ и выше осуществлять в системе, по крайней мере, трех простых ректификационных колонн, с верха которых последовательно отбирают легкую этансодержащую фракцию, пропан-пропиленовую фракцию, бутан-бутиленовую фракцию, а снизу третьей колонны - фракцию углеводородов С₅ и выше.

На стадии d получение водорода с использованием фракции углеводородов с повышенным содержанием водорода выполняется с дополнительной подачей природного газа в качестве дешевого и малоценного топлива.

Полезно на стадии е компримирование этансодержащей фракции выполнять в компрессоре до давления 3-3,5 МПа, что обеспечит технологический режим серии последующих блоков без дополнительного дожимания потоков. Кроме исходной этансодержащей фракции на стадию е также подается этансодержащая фракция, выделяемая на стадии с.В связи с предполагаемым дальнейшим разделением сжатой этансодержащей фракции на стадии е предусмотрена глубокая осушка этансодержащего углеводородного газа, которая может быть обеспечена синтетическими цеолитами, опыт применения которых гарантирует достижение температуры точки росы осушаемого газа до минус 80°С и ниже, что воспрепятствует образованию кристаллогидратов в последующем технологическом оборудовании и трубопроводных системах. На стадии е осушку этансодержащей фракции можно обеспечить, в одном адсорбере и одном десорбере, работающие попеременно. Очистка этансодержащей фракции от примесей О₂, As, Hg, NO_x, являющиеся ядами катализаторов и оборудования, предусмотрено на стадии е разделение осушенной этансодержащей фракции на деэтанизированный газ, содержащий 80-96% об. метана и от 20 до 4% об. водорода, направляемый на стадию d, фракцию легких углеводородов, направляемую на стадию с и этановую фракцию, направляемую на пиролиз на стадию f.

Получение этилена как одного из важнейших целевых продуктов осуществляется на стадии g газохимическим процессом преобразования этановой фракции в печи пиролиза и производится при давлении в зоне реакции 0,3-0,15 МПа и температуре 780-850°С с последующим разделением продуктов пиролиза на стадии g методом низкотемпературного разделения с выделением этилена, непрореагировавшего этана, углеводородных газов с примесью водорода и выполняется в блоке ректификационных колонн, при этом непрореагировавший этан возвращается на стадию f, углеводородные газы с примесью водорода подаются на стадию d.

Полученные на стадии С пропан-пропиленовая и бутан-бутиленовая фракции являются ценным реагентом процессов алкилирования и (или) олигомеризации бензинов, поэтому их можно использовать раздельно для выработки высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации или для выработки продуктов нефтехимического синтеза: пропан-пропиленовая фракция используется для выработки высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации или для выработки продуктов нефтехимического синтеза на стадии i, а бутан-бутиленовая фракция на стадии j подвергается также процессам алкилирования и (или) олигомеризации с получением высокооктановых компонентов бензина и продуктов нефтехимического синтеза. Непрореагировашие на стадиях i и j пропан и бутан целесообразно направлять на стадию h с получением технической смеси пропана и бутана, который можно использовать в качестве топлива для автомобильных двигателей.

На фигуре 1 представлена схематичная иллюстрация реализации способа глубокой переработки нефтезаводского углеводородного газа.

Получаемые на трех нефтеперерабатывающих предприятиях (НПЗ) 10, 20, 30 потоки с различных технологических установок, представляющие собой рефлюксную фракцию (потоки 101, 104, 107), фракцию углеводородов с повышенным содержанием водорода (потоки 102, 105, 108) и этансодержащую фракцию углеводородов (потоки 103, 106,109), поступающие в блоки компримирования 35,40 и 45 соответственно.

Рефлюксная фракция (СУГ) (поток ПО) поступает в блок аминовой очистки 50 с получением очищенной от сероводорода и диоксида углерода рефлюксной фракции. Далее очищенная рефлюксная фракция (поток 113) направляется в блок разделения рефлюкса 55 с получением пропан-пропиленовой фракции (поток 118), бутан-бутиленовой фракции (поток 119), этансодержащей фракции (поток 116) и фракции углеводородов С5 и выше (поток 117). Выделенная в блоке разделения рефлюкса 55 пропан-пропиленовая фракция (поток 118) может частично/полностью быть направлена на выработку высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации (блок 95) и/или на выработку продуктов нефтехимического синтеза, при этом в блок 95 поступает по линии 122 изопентан из блока изомеризации бензина 90, куда в качестве сырья подается фракция 62-70°С (поток 121). Непрореагировавший в процессе пропан (поток 120) направляется на получение технической пропан-бутановой смеси и отводится с потоком 137. Полученный при алкилировании/олигомеризации продукт (поток 124), выводится из установки. Выделенная в блоке разделения рефлюкса 55 бутан-бутиленовая фракция (поток 119) направляется на выработку высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации или для выработки продуктов нефтехимического синтеза (блок 100). Непрореагировавший бутан (поток 125) направляется на получение технической пропан-бутановой смеси. Полученный при алкилировании/олигомеризации продукт (поток 126), выводится из блока 100 и объединяется с потоком изомеризата 123 и продуктом 124 и далее отводится потоком 127.

Фракция углеводородов с повышенным содержанием водорода (поток 111), выводимая из блока 40, поступает в блок аминовой очистки 60. Очищенная до уровня 5 ppm по сероводороду и 200 ppm по диоксиду углерода фракция углеводородов с повышенным содержанием водорода (поток 114) и природный газ, используемый в качестве топлива (поток 135), направляются в блок 65, в котором производится как целевой продукт водород (поток 136), используемый далее как реагент в разнообразных нефтехимических процессах.

Этансодержащая фракция углеводородов (поток 112), выводимая из блока 45, поступает в блок аминовой очистки 65. Очищенная до уровня 5 ppm по сероводороду и 200 ppm по диоксиду углерода этансодержащая фракция углеводородов (поток 115) и этансо держащая фракция из блока 55, направляется на газоперерабатывающую установку (ГПУ) 75, где проводится ее адсорбционная осушка синтетическими цеолитами до достижения точки росы осушаемого газа минус 80°С, компримирование до давления 3,5 МПа, очистка от примесей О₂, As, Hg, NOx и разделение методом ректификации на водородсодержащий газ (поток 128), широкую фракцию углеводородов С₃ и выше (поток 129) и этановую фракцию (поток 130) соответственно направляемые на PSA (блок 65), разделение рефлюкса (блок 55) и на пиролиз (блок 80).

Этановая фракция (поток 130) поступает в печь пиролиза 80, после которой продукты пиролиза (поток 132) поступают в блок низкотемпературного разделения 85, в котором полученный пирогаз компримируется, очищается от примесей и разделяется на потоки товарного этилена (поток 134), непрореагировавшего этана (поток 133), возвращаемого на рециркуляцию в блок 80, и водородсодержащего газа, поступающего потоком 131 на блок производства водорода 65. Выделенный этилен (поток 134) направляется на производство полиэтилена и (или) поливинилхлорида, окиси этилена и других продуктов нефтехимического синтеза.

Целесообразность предлагаемого способа глубокой переработки нефтезаводского углеводородного газа обосновывается следующими примерами.

Пример 1. На каждом из трех НПЗ одной из нефтяных компаний, расположенных рядом друг с другом на различных установках газокаталитических и топливных производств, входящих в эти НПЗ, вырабатывается в среднем от 30 до 50 тыс.нм³/ч углеводородных газов. Если на каждом НПЗ построить установку глубокой переработки нефтезаводского газа, то это потребует инвестиций в размере 0,5-0,6 млрд. руб. для каждого предприятия и 1,5-1,8 млрд. руб. в совокупности для трех заводов. В противном случае, расчетная стоимость одной укрупненной установки глубокой переработки газа для всех заводов составит не более 0,7 млрд. руб. Подобную установку целесообразно разместить в середине групп НПЗ, что значительно уменьшит расходы на транспортировку перерабатываемого газа на единую укрупненную установку. Таким образом, строительство единой укрупненной установки вместо трех отдельных заводских установок экономически целесообразно и позволяет уменьшить капиталовложения на величину 0,8-1,1 млрд. руб.

Пример 2. Применяемые в заявляемом способе разделения заводских углеводородных газов методы имеют низкую энергоемкость, что снижает себестоимость вырабатываемой продукции. При мощности по разделяемым газам до ПО тыс.нм³/ч, при выходном давлении газов 1,5 МПа потребность в электроэнергии составляет 0,1 МВт, а теплоносителя (водяной пар при давлении 6 МПа) - до 3 Гкал/ч.

Пример 3. При строительстве единой укрупненной установки переработки заводских газов вместо использовавшихся в качестве печного топлива газов технологических установок придется использовать покупаемый со стороны природный газ. Стоимость заводского топливного газа 4350 руб./т практически одинакова со стоимостью природного газа. При этом затраты на закупаемый природный газ составят до 5 млрд. руб./год. Если из 950 тыс.т/год, собираемых с трех заводов газов, 610 тыс.т/год заводского газа подвергать глубокой переработке в соответствии с предлагаемым методом и 340 тыс.т/год образовавшего газа после переработки вернуть на НПЗ, то будут получены следующие конечные продукты более высокой стоимости, чем исходный газ (без учета возвращаемого в технологические процессы водорода и отходов, которые могут быть включены в топливную сеть завода):

- выработка этилена при цене 24 тыс.руб./т в объеме 200 тыс.т/год обеспечит доход 4,8 млрд. руб.;

- выработка СПБТ, в качестве топлива для автомобильных двигателей, при цене 16 тыс.руб./т в объеме 350 тыс.т/год обеспечит доход 5,6 млрд. руб.;

- выработка из рефлюкса пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции, используемых в процессах алкилирования и (или) олигомеризации, при цене 20 тыс.руб./т в объеме 30 тыс.т/год обеспечит доход до 0,6 млрд. руб./год.

Таким образом, при выработке 950 тыс.т/год, с учетом возврата 340 тыс.т/год газа на НПЗ, стоимостью 2,7 млрд. руб./год нефтезаводского газа будут получены 580 тыс.т/год ценных продуктов общей стоимостью 11 млрд. руб./год.

Таким образом, строительство единой укрупненной установки вместо трех отдельных заводских установок позволяет получить дополнительный доход от выработки ценной углеводородной продукции в размере 8,3 млрд. руб./год.

Пример 4. Капиталовложение на строительство единой укрупненной установки составляют до 0,7 млрд. руб., на строительство трубопроводной системы, соединяющей три НПЗ с установкой - 0,2 млрд. руб., что в сумме составляет 0,9 млрд. руб. Эксплуатационные затраты на переработку нефтезаводского углеводородного газа не превышают 0,8 млрд. руб./год. Стоимость сырья 2,7 млрд. руб./год. Прибыль от выработки конечной продукции составляет 8,3 млрд. руб./год. Таким образом, затратность на переработку сырья составляет 0,3 руб./руб. сырья. Окупаемость капиталовложений составит 1,2 месяца.

Заявляемое изобретение позволяет успешно решить с существенным экономическим эффектом поставленную задачу целесообразного использования нефтезаводского углеводородного газа различных технологических установок нескольких нефтеперерабатывающих заводов с получением комплекса углеводородов для их дальнейшего использования в процессах нефтехимии и нефтепереработки, при этом обеспечивается производство этилена, а также увеличение производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов с вовлечением в него углеводородов С₄ и выше, содержащихся в углеводородных газах.

Изобретение относится к технологии переработки нефтяных газов и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа глубокой переработки нефтезаводских углеводородных газов для одного и более нефтеперерабатывающих заводов, в котором в качестве исходных газов используются смеси однотипных нефтезаводских газов с различных технологических установок, представляющие собой этансодержащую фракцию углеводородов, фракцию углеводородов с повышенным содержанием водорода и рефлюксную фракцию, проходящие дальнейшую обработку на следующих стадиях: компримирование исходных газов, их очистка от сероводорода и диоксида углерода, последующее разделение рефлюксной фракции на газ деэтанизации, легкую этансодержащую фракцию углеводородов, пропан-пропиленовую фракцию, бутан-бутиленовую фракцию и фракцию углеводородов С₅ и выше, получение водорода с использованием углеводородной фракции с повышенным содержанием водорода, компримирование, осушка, очистка от примесей О₂, As, Hg, NO_x и других примесей, являющихся ядами катализаторов и оборудования, этансодержащей фракции и разделение ее на деэтанизированный газ, этановую фракцию и фракцию углеводородов С₃ и выше, химическое преобразование этановой фракции с получением продуктов пиролиза в печи пиролиза, разделение продуктов пиролиза с выделением этилена и использование пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции для получения высокооктановых компонентов автомобильного бензина методом алкилирования и/или олигомеризации, продуктов нефтехимического синтеза и получением технической сжиженной пропан-бутановой смеси в качестве топлива для автомобильных двигателей. Технический результат - повышение качества конечных продуктов. 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

1. Способ глубокой переработки нефтезаводского углеводородного газа одного и более нефтеперерабатывающих заводов, включающий очистку газов и их разделение в массообменных аппаратах, отличающийся тем, что в качестве исходных газов используются смеси однотипных нефтезаводских газов с различных технологических установок, представляющие собой этансодержащую фракцию углеводородов, фракцию углеводородов с повышенным содержанием водорода и рефлюксную фракцию, проходящие дальнейшую обработку на следующих стадиях:
a. компримирование однотипной смеси исходных газов;
b. индивидуальная очистка каждого из исходных газов от сероводорода и диоксида углерода;
c. разделение рефлюксной фракции на легкую этансодержащую фракцию углеводородов, пропан-пропиленовую фракцию, бутан-бутиленовую фракцию и фракцию углеводородов С ₅ и выше;
d. получение водорода с использованием углеводородной фракции с повышенным содержанием водорода;
e. компримирование, осушка, очистка от примесей О ₂ , As, Hg, NO _x этансодержащей фракции и разделение на деэтанизированный газ, направляемый на стадию d, этановую фракцию, направляемую на стадию f, и фракцию углеводородов С ₃ и выше, направляемую на стадию с;
f. газохимический процесс преобразования этановой фракции с получением продуктов пиролиза в печи пиролиза;
g. разделение продуктов пиролиза с выделением этилена, непрореагировавшего сырья и водородсодержащего углеводородного газа, при этом этилен по продуктопроводу направляют на производство полиэтилена и/или поливинилхлорида, окиси этилена и другие продукты нефтехимического синтеза, а непрореагировавшее сырье направляют на стадию f, и водородсодержащий углеводородный газ направляют на стадию d;
h. получение технической сжиженной пропан-бутановой смеси компаундированием пропана и бутана;
i. использование пропан-пропиленовой фракции со стадии с для выработки высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации, или для выработки продуктов нефтехимического синтеза, непрореагировавший пропан направляют на стадию h для получения технической сжиженной пропан-бутановой смеси;
j. использование бутан-бутиленовой фракции со стадии с для выработки высокооктановых компонентов бензина с использованием процессов алкилирования и (или) олигомеризации или для выработки продуктов нефтехимического синтеза, непрореагировавший бутан направляют на стадию h для получения технической сжиженной пропан-бутановой смеси.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве однотипных нефтезаводских газов используют углеводородные газы, получаемые с установок первичной атмосферной переработки нефти, установок замедленного коксования, каталитического крекинга, висбрекинга, гидроочистки, риформинга и других технологических установок топливного и газокаталитического производств.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии а смесь однотипных нефтезаводских газов компримируют до давления 0,5-1,5 МПа.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии b очистку этансодержащей фракции углеводородов, фракции углеводородов с повышенным содержанием водорода и рефлюксной фракции от сероводорода и диоксида углерода проводят раздельно в трех абсорбционных колоннах с подачей абсорбента аминового основания, в том числе метилдиэтаноламина.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии b предусмотрен блок регенерации насыщенного раствора абсорбента, при этом регенерированный раствор абсорбента возвращают в абсорбционные колонны, а продукты десорбции - сероводород и диоксид углерода направляют в качестве сырья для получения серы и синтез-газа.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что при глубокой очистке этансодержащей фракции углеводородов, фракции углеводородов с повышенным содержанием водорода и рефлюксной фракции от сероводорода и диоксида углерода остаточное содержание сероводорода в газе составляет не более 5 млн ^-1 , а диоксида углерода не более 200 млн ^-1 .
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии c разделением рефлюксной фракции осуществляют в системе, содержащей не менее трех ректификационных колонн, в которых последовательно отбирают газ деэтанизации, легкую этановую фракцию, пропан-пропиленовую фракцию, бутан-бутиленовую фракцию и фракцию углеводородов С ₅ и выше.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии d получение водорода с использованием фракции углеводородов с повышенным содержанием водорода выполняется с дополнительной подачей природного газа.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии е компримирование этансодержащей очищенной фракции осуществляют до давления 3-3,5 МПа.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии е осушку этансодержащей фракции обеспечивают синтетическими цеолитами.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии е осушку этансодержащей очищенной фракции проводят до температуры точки росы минус 80°С.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии е осушку этансодержащей очищенной фракции проводят в системе, содержащей не менее чем один адсорбер и один десорбер, работающие попеременно.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии е проводят очистку от примесей О ₂ , As, Hg, NO _x и других компонентов, являющихся ядами, катализаторов и оборудования процессов газохимии.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии е в деэтанизированном газе содержание метана составляет 80-96 об.% и водорода от 20 до 4 об.%.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии f газохимический процесс преобразование этановой фракции с получением этилена в печи пиролиза производят при давлении в зоне реакции 0,3-0,15 МПа и температуре 780-850°С.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии g выполняется низкотемпературное разделение продуктов пиролиза с выделением этилена, непрореагировавшего этана, углеводородных газов с примесью водорода и тяжелых продуктов пиролиза в блоке ректификационных колонн, при этом непрореагировавший этан возвращают на стадию f, углеводородные газы с примесью водорода подают на стадию d.