СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Российский патент 2014 года по МПК C10G7/00 C10G7/02 

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

Известен способ переработки нефти, включающий нагрев и ввод сырья в ректификационную колонну с подачей паров с верха колонны после частичной конденсации в газосепаратор с получением газа и легкой бензиновой фракции и выделение боковыми погонами через отпарные секции бензиновой и дизельной фракций, а с низа - мазута с использованием острого и циркуляционного орошения и ввода нагретых потоков в колонну и отпарные секции (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.148, рис.III-1a).

Недостатком данного способа является низкая производительность по сырью.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки нефти, включающий ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха колонны легкой бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка при подаче в куб колонны подогретого потока, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, с подачей в низ секций и сложной колонны водяного пара, отбор с верха колонны тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции, керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны мазута (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.157, рис.III-6а).

Недостатками известного способа являются низкая производительность по сырью и высокие энергетические и капитальные затраты в связи с выводом большого количества остатка колонны частичного отбензинивания и подачей в сложную атмосферную колонну, что снижает пропускную способность колонны, печей и конденсаторов-холодильников.

Задачей настоящего изобретения является увеличение производительности по сырью и снижение энергетических и капитальных затрат.

Указанная задача решается тем, что в способе переработки нефти, включающем ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха колонны легкой бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, с подачей в низ секций и сложной колонны водяного пара, отбор в сложной колонне балансового количества тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции - керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны - мазута, согласно изобретению нагретое сырье вводят в виде верхнего и нижнего потоков в колонну частичного отбензинивания, при этом нижний поток, который нагревают в печи и подают в куб колонны, представляет собой более половины сырья, балансовое количество тяжелой бензиновой фракции возвращают на орошение колонны частичного отбензинивания нефти и отводят вместе с легкой бензиновой фракцией и боковым погоном колонны частичного отбензинивания, подаваемым в сложную колонну в сечение между отборами из нее в отпарные секции керосиновой и легкой дизельной фракций, причем в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания необходимо иметь 64%, а в отгонной секции, расположенной выше ввода подогретого потока в куб колонны, - 9% от общего количества тарелок, установленных в колонне.

За счет использования в качестве нижнего подогретого потока, подаваемого в куб колонны частичного отбензинивания нефти, вместо горячей струи, которая имеет низкую долю отгона на входе в колонну, более половины всего сырья после нагрева в печи, удается существенно поднять паровые и жидкостные нагрузки в колонне и в связи с этим вывести из колонны боковой погон в количестве, приблизительно равном сумме отборов керосиновой и легкой дизельной фракций. Отбор бокового погона колонны частичного отбензинивания нефти в таком большом количестве разгружает как колонну частичного отбензинивания, так, в особенности, и сложную атмосферную колонну, в которой уже доиспаряется очень незначительное количество керосиновой и легкой дизельной фракций и практически все количество тяжелой дизельной фракции, количество которой существенно меньше, чем легкой. Возврат балансового количества тяжелой бензиновой фракции на орошение колонны частичного отбензинивания позволяет отвести тяжелую ее часть с боковым погоном колонны частичного отбензинивания, что улучшает четкость разделения по грани бензиновая - керосиновая фракции, чему способствует также установка в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания 64% от общего числа тарелок, установленных в колонне. Установка в отгонной секции колонны только 9% от общего количества тарелок, установленных в колонне, при достаточной отпарке легких фракций из частично отбензиненной нефти препятствует конденсации необходимых в боковом погоне легких дизельных фракций не нагретым в печи потоком нефти. Все это приводит к увеличению производительности по сырью и снижению энергетических и капитальных затрат.

На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Верхний поток нефти нагревают в теплообменнике 1 и по линии 2 вводят в колонну частичного отбензинивания нефти 3 (К-1). Нижний поток нефти нагревают в теплообменнике 4, в печи 5 и по линии 6 вводят в низ колонны 3. Пары с верха колонны 3 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 7, а затем по линии 8 вводят в газосепаратор 9. С верха газосепаратора 9 по линии 10 выводят газ. С низа газосепаратора 9 отводят жидкость по линии 11.

Часть жидкости по линии 12 возвращают на верх колонны 3, а балансовый избыток отводят по линии 13 в качестве бензина. Остаток колонны 3 направляют в печь 14 (П-2) и по линии 15 вводят в колонну 16 (К-2).

Пары с верха колонны 16 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 17, а затем по линии 18 вводят в газосепаратор 19. С верха газосепаратора 19 по линии 20 выводят газ. С низа газосепаратора 19 по линии 21 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 22 возвращают на верх колонны 16, а балансовый избыток по линии 23 подают на верх колонны 3. Верхний боковой погон колонны 16 по линии 24 подают на верх верхней отпарной секции 25 (К-3). Средний боковой погон колонны 16 по линии 26 подают на верх средней отпарной секции 27 (К-4). Нижний боковой погон колонны 16 по линии 28 подают на верх нижней отпарной секции 29 (К-5). С низа верхней 25, средней 27 и нижней 29 отпарных секций выводят соответственно по линиям 30, 31 и 32 керосин, легкое и тяжелое дизельные топлива. Пары с верха отпарных секций 25, 27 и 29 соответственно по линиям 33, 34 и 35 возвращают в колонну 16. С низа колонны 16 по линии 36 выводят мазут. В низ колонны 16 и отпарных секций 25, 27 и 29 соответственно по линиям 37, 38, 39 и 40 подают водяной пар. Из газосепаратора 19 по линии 41 отводят воду. Из колонны 3 выводят боковой погон и по линии 42 вводят в колонну 16.

Сравнительные показатели работы схем переработки нефти по прототипу и предлагаемому способу приведены в прилагаемой таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволит увеличить производительность по сырью с 18,75 до 37,50 т/час, то есть в 2 раза. Кроме того, снижаются энергетические затраты. Суммарный подвод тепла в печах снижается с 5,357 до 4,856 Гкал/час, то есть на 13,4%. Суммарный отвод тепла в конденсаторах - холодильниках - с 5,564 до 4,586 Гкал/час, то есть на 21,3%. Также снижаются капитальные затраты. Диаметр первой колонны 3 (К-1) снижается с 2,2 до 2,0 м, второй колонны 16 (К-2) - с 1,4 до 1,2 м.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить производительность по сырью и снизить энергетические и капитальные затраты.

Таблица 1 Основные показатели работы колонн Показатели Вариант прототип Вариант предл. способ 1 2 3 Расход, т/час     - общего потока сырья, в т.ч. 18,75 37,50 - верхнего потока сырья - 16,00 - нижнего потока сырья - 21,50 - горячей струи 25,54 - - паров с верха К-1 36,93 27,58 - бензина К-1 3,15 8,30 - острого орошения К-1 33,78 21,28 - бокового погона К-1 в линию ввода циркуляционного орошения (ЦО) К-2 - 14,00 - остатка К-1 в К-2 15,60 17,20 - паров с верха К-2     - балансовое количество тяжелой бензиновой 11,63 9,78 фр. из К-2 1,00 2,00 - суммарного бензина 4,15 8,30 - острого орошения К-2 9,91 7,06 - бокового погона К-2 в К-3 4,24 7,39 - паров с верха К-3 в К-2 1,59 1,88 - керосина 2,85 5,71 - бокового погона К-2 в К-4 6,35 10,98 - паров с верха К-4 в К-2 2,20 2,49 - легкого дизельного топлива 4,35 8,69 - бокового погона К-2 в К-5 1,18 2,29 - паров с верха К-5 в К-2 0,20 0,31 - тяжелого дизельного топлива 1,00 2,00 - мазута 6,40 12,80 - ЦО К-2 6,98 - - водяного пара в низ К-2 0,30 0,30 - водяного пара в низ К-3 0,20 0,20 - водяного пара в низ К-4 0,20 0,20 - водяного пара в низ К-5 0,02 0,02 Температура, °C     - верхнего потока сырья К-1 - 200 - нижнего потока сырья К-1 - 350 - общего потока сырья К-1 200 - - ввода горячей струи 350 - - ввода острых орошений 40 40 - верха К-1 87 104 - низа К-1 216 304

Продолжение таблицы 1 1 2 3 - ввода остатка К-1 в К-2 297 350 - вывода бокового погона К-1 в К-2 - 180 - верха К-2 114 110 - низа К-2 283 333 - вывода бокового погона К-2 в К-3 151 148 - верха К-3 137 142 - низа К-3 113 122 - вывода бокового погона К-2 в К-4 220 217 - верха К-4 209 213 - низа К-4 185 195 - вывода бокового погона К-2 в К-5 285 313 - верха К-5 281 312 - низа К-5 272 303 - вывода ЦО из К-2 185 - ввода ЦО в К-2 140 - ввода водяного пара 350 350 Давление, ата     - в емкости орошения К-1 1,70 1,70 - верха К-1 2,00 2,00 - низа К-1 2,20 2,20 - в емкости орошения К-2 1,20 1,20 - верха К-2 1,50 1,50 - низа К-2 1,90 1,90 - верха К-3 1,75 1,75 - низа К-3 1,85 1,85 - верха К-4 1,87 1,87 - низа К-4 1,97 1,97 - верха К-5 2,00 2,00 - низа К-5 2,08 2,08 Тепло, Гкал/час     - общего потока сырья 2,339 - - верхнего потока сырья - 1,991 - нижнего потока сырья - 5,326 - вводимое с горячей струей 3,202 - - отводимое с верха К-1 3,702 2,947 - подводимое в печи для нагрева остатка К-1 перед вводом в К-2 1,260 0,688 - отводимое с верха К-2 1,862 1,639 - вводимое с водяным паром в низ     - К-2 0,308 0,308 - К-3 0,205 0,205 - К-4 0,205 0,205 - К-5 0,021 0,021

Продолжение таблицы 1 1 2 3 - отводимое ЦО 0,185 - - суммарный подвод тепла в печах 5,357 4,856 - суммарный отвод тепла в конденсаторах 5,564 4,586 - передаваемое сырью остатком К-2 0,622 2,031 Доля отгона     - общего потока сырья К-1 0,312 - - верхнего потока сырья К-1 - 0,308 - нижнего потока сырья К-1 - 0,763 - остатка К-1 после П-2 в К-2 0,489 0,137 - горячей струи 0,861 - Диаметр, м     - К-1 2,2 2,0 - К-2 1,4 1,2 - К-3 0,6 0,6 - К-4 0,6 0,6 - К-5 0,6 0,6 Число теоретических тарелок (односливные клапанные, расстояние между тарелками 500 мм)     в 1 секции К-1 7 7 во 2 секции К-1 4 3 в 3 секции К-1 - 1 в 1 секции К-2 6 6 во 2 секции К-2 3 2 в 3 секции К-2 1 5 в 4 секции К-2 3 6 в 5 секции К-2 6 3 в 6 секции К-2 3 2 в 7 секции К-2 2 - в К-3 7 7 в К-4 7 7 в К-5 5 5 Число теоретических тарелок в % от общего количества тарелок в колонне частичного отбензинивания - 64 - в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания (1 секция) - в секции между отбором бокового погона и вводом верхнего потока сырья (2 секция) - 27 - в отгонной секции, расположенной выше
ввода подогретого нижнего потока сырья в куб колонны (3 секция) 36 9

Продолжение таблицы 1 1 2 3 Линейная/максимально-допустимая скорость пара, м/с     в 1 секции К-1 0,59-0,61/0,65-0,71 0,37-0,55/0,65-0,70 во 2 секции К-1 (отгонной) 0,37-0,46/0,65 0,27/0,67 в 1 секции К-2 0,37-0,77/0,72-0,86 0,34-0,85/0,70-0,89 во 2 секции К-2 (отгонной) 0,10-0,13/1,01-1,25 0,17-0,23/0,82-0,98 в К-5 0,03-0,05/0,82-1,03 0,05-0,06/0,72-0,81 Содержание фракций, % масс.     в бензине фр. >140°C 2,33 1,75 в керосине фр. <140°C 10,74 9,88 в легком дизельном топливе фр. <200°C 6,00 10,31 в керосине фр. >230°C 0,02 1,55 в легком дизельном топливе фр. >320°C 1,69 0,87 в тяжелом дизельном топливе фр. <240°C 2,14 0,81 в тяжелом дизельном топливе фр. >350°C 26,54 8,39 в мазуте фр. <320°C 13,24 9,54 в мазуте фр. <350°C 24,84 22,04 Высота подпора слива, мм     в К-1 31-38 5-29 в К-2 1-27 5-26 в К-3 13-16 21-24 в К-4 17-21 27-32 в К-5 7 11-12

Таблица 2 Фракционный состав сырья и продуктов разделения колонн, % масс. Компоненты и
фракции, °C Сырье По варианту 1 (прототип) По варианту 2 (предлагаемый способ) бензин керосин легкое дизельное топливо тяжелое дизельное топливо мазут бензин керосин легкое дизельное топливо тяжелое дизельное топливо мазут 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C₃H₈ 0,34 1,54 - - - - 1,54 - - - - iC₄H₁₀ 0,45 2,03 - - - - 2,03 - - -   nС₄Н₁₀ 0,86 3,89 - - - - 3,89 - - -   iC₅H₁₂ 0,40 1,81 - - - - 1,81 - - -   nC₅Н₁₂ 0,70 3,16 - - - - 3,16 - - - - 40-50 1,75 7,91 - - - - 7,91 - - - - 50-60 1,83 8,27 - - - - 8,27   - - - 60-70 1,91 8,63 - - - - 8,63   - - - 70-80 1,97 8,90 - - - - 8,89 0,01 - - - 80-90 2,02 9,13 - - - - 9,11 0,03 - - - 90-100 2,09 9,13 - - - - 9,9 0,07 - - - 100-110 2,15 9,67 0,05 - - - 9,58 0,19 - - - 110-120 2,21 9,54 0,64 - - - 9,59 0,56   - - 120-130 2,26 8,50 2,47   - - 8,97 1,79   - - 130-140 2,32 5,25 7,58 0,02     5,48 7,23 0,02 - - 140-150 2,36 1,88 12,69 0,05   0,01 1,50 13,20 0,07 - - 150-160 2,40 0,35 15,00 0,15 0,01 0,01 0,20 15,09 0,26 - - 160-170 2,44 0,08 15,40 0,32 0,02 0,02 0,04 14,99 0,63 - - 170-180 2,47 0,02 15,09 0,69 0,03 0,02 0,01 13,94 1,48 0,01 - 180-190 2,49 - 14,10 1,42 0,06 0,03 - 11,98 2,85 0,02 0,01 190-200 2,50 - 11,18 3,35 0,11 0,05 - 8,93 4,90 0,03 0,01 200-210 2,51 - 4,65 7,62 0,20 0,07 - 5,45 7,21 0,06 0,02 210-220 2,51 - 0,96 9,95 0,34 0,11 - 3,16 8,68 0,11 0,03 220-230 2,50 - 0,17 10,28 0,53 0,16 - 1,83 9,46 0,20 0,05 230-240 2,49 - 0,02 10,14 0,84 0,26 - 0,91 9,93 0,38 0,09 240-250 2,47 - - 9,79 1,21 0,39 - 0,39 10,05 0,65 0,15

Продолжение таблицы 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 250-260 2,44 - - 9,35 1,60 0,55 - 0,16 9,87 0,99 0,22 260-270 2,40 - - 8,85 1,99 0,71 - 0,07 9,55 1,41 0,30 270-280 2,37 - - 8,23 2,54 0,95 - 0,02 9,06 2,19 0,44 280-290 2,33 - - 6,95 3,78 1,52 - - 7,62 5,10 0,86 290-300 2,29 - - 4,98 6,06 2,38 - _ 4,11 13,47 1,82 300-310 2,24 - - 3,64 7,98 2,85 - - 2,16 16,34 2,55 310-320 2,19 - - 2,53 10,01 3,14 - - 1,22 16,74 2,98 320-330 2,14 - - 1,33 12,31 3,45 - - 0,60 15,47 3,45 330-340 2,09 - - 0,31 13,05 3,88 - - 0,19 11,47 4,20 340-350 2,04 - - 0,04 10,79 4,27 - - 0,05 6,97 4,85 350-360 1,99 - - 0,01 8,70 4,47 - - 0,02 4,42 5,13 360-370 1,88 - - - 6,91 4,43 - _ 0,01 2,60 5,10 370-380 1,80 - - - 5,29 4,45 - - - 1,14 5,09 380-390 1,71 - - - 3,21 4,51 - - - 0,17 4,98 390-400 1,63 - - - 2,36 4,41 - - - 0,06 4,76 >400 18,06 -   - 0,07 52,90 - - - - 52,91 Σ 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

Таблица 3 Основные свойства продуктов разделения колонн Показатели Вариант 1 (прототип) Вариант 2 (предлагаемый способ) бензин керосин легкое дизельное топливо тяжелое дизельное топливо мазут бензин керосин легкое дизельное топливо тяжелое дизельное топливо мазут Температура выкипания по ГОСТ, % об. НК, °C -10 144 198 243 254 -10 140 194 255 281 2% выкипает при 16 148 210 266 284 16 148 204 278 307 5% выкипает при 32 151 217 280 302 32 151 211 289 318 10% выкипает при 52 154 221 294 316 52 154 217 294 329 30% выкипает при 72 162 232 312 353 72 162 230 303 358 50% выкипает при 86 169 243 323 399 86 169 242 309 400 70% выкипает при 101 177 258 333 495 101 178 255 317 496 90% выкипает при 119 188 280 353 616 118 194 274 332 616 95% выкипает при 125 193 291 362 639 124 203 283 340 638 98% выкипает при 133 198 301 371 650 130 215 294 349 650 КК, °C 137 201 308 379 656 134 225 304 355 656 Температура вспышки в закрытом тигле, °C   39 84 121 130   39 81 122 135 Плотность, кг/м³ 700,9 777,8 821,0 856,9 898,8 700,9 779,5 819,0 851,2 900,6

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при переработке нефти. Изобретение касается способа, включающего ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха колонны легкой бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, с подачей в низ секций и сложной колонны водяного пара, отбор в сложной колонне балансового количества тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции - керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны - мазута. Нагретое сырье вводят в виде верхнего и нижнего потоков в колонну частичного отбензинивания, при этом нижний поток, который нагревают в печи и подают в куб колонны, представляет собой более половины сырья, балансовое количество тяжелой бензиновой фракции возвращают на орошение колонны частичного отбензинивания нефти и отводят вместе с легкой бензиновой фракцией и боковым погоном колонны частичного отбензинивания, подаваемым в сложную колонну в сечение между отборами из нее в отпарные секции керосиновой и легкой дизельной фракций, причем в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания необходимо иметь 64%, а в отгонной секции, расположенной выше ввода подогретого потока в куб колонны, - 9% от общего количества тарелок, установленных в колонне. Технический результат - увеличение производительности по сырью, снижение энергетических и капитальных затрат. 1 ил., 3 табл.

Способ переработки нефти, включающий ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха колонны легкой бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, с подачей в низ секций и сложной колонны водяного пара, отбор в сложной колонне балансового количества тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции - керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны - мазута, отличающийся тем, что нагретое сырье вводят в виде верхнего и нижнего потоков в колонну частичного отбензинивания, при этом нижний поток, который нагревают в печи и подают в куб колонны, представляет собой более половины сырья, балансовое количество тяжелой бензиновой фракции возвращают на орошение колонны частичного отбензинивания нефти и отводят вместе с легкой бензиновой фракцией и боковым погоном колонны частичного отбензинивания, подаваемым в сложную колонну в сечение между отборами из нее в отпарные секции керосиновой и легкой дизельной фракций, причем в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания необходимо иметь 64%, а в отгонной секции, расположенной выше ввода подогретого потока в куб колонны, - 9% от общего количества тарелок, установленных в колонне.