СПОСОБ РЕКТИФИКАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2015 года по МПК C10G7/00 B01D3/14 

Изобретение относится к способам ректификации углеводородных смесей и может найти применение в нефтегазоперерабатывающей промышленности.

Известен способ ректификации углеводородных смесей, по которому нагретое сырье подают в питательную секцию ректификационной колонны. В ректификационной колонне углеводородную смесь разделяют на ректификат, выводимый сверху, и остаток, отбираемый из кубовой части колонны. Сконденсированный ректификат направляют в рефлюксную емкость, из которой часть этого ректификата возвращают на верхнюю тарелку ректификационной колонны в качестве острого орошения. Для обеспечения восходящего потока паров в куб колонны вводят водяной пар, который выводят из колонны вместе с ректификатом, или подводят тепло при помощи кипятильника или горячей струи части нагретого остатка (см. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - С.103-104).

Недостатком вышеуказанного способа является то, что водяной пар является, во-первых, дорогостоящим агентом из-за высоких энергозатрат при его генерации, во-вторых, приводит к коррозии аппаратов и оборудования, а, в-третьих, его использование приводит к образованию загрязненного углеводородами конденсата, выводимого из рефлюксной емкости колонны. Конденсат водяного пара, загрязненный углеводородами, увеличивает экологическую нагрузку в районе расположения ректификационной установки и требует очистки перед его повторным использованием или сбросом в водоемы.

Использование кипятильника или горячей струи части нагретого остатка колонны является энергоемким технологическим приемом и, кроме того, требует увеличения капитальных затрат на оборудование.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ ректификации углеводородных смесей, включающий ввод метансодержащего газа в углеводородную смесь, нагревание и подачу полученной смеси в питательную секцию ректификационной колонны (см. Патент Японии №5-42476, 1986 г. ). Недостатком прототипа является то, что для повышения давления и подачи метансодержащего газа в колонну используют его компримирование, что увеличивает энергозатраты на осуществление процесса. Кроме того, подача метансодержащего газа в куб ректификационной колонны осуществляется без дополнительного нагрева, практически с той же температурой, что и в рефлюксной емкости. Низкая температура отпаривающего метансодержащего газа снижает температуру в кубе колонны и, как следствие этого, приводит к ухудшению отпарки низкокипящих примесей от остатка колонны и уменьшению восходящего потока паров.

Техническая задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности процесса за счет снижения содержания низкокипящих компонентов в дизельной фракции.

Технический результат - улучшение процесса ректификации углеводородной смеси за счет повышения качества получаемого остатка ректификации.

Он достигается тем, что в известном способе, включающем ввод метансодержащего газа в углеводородную смесь, нагревание и подачу полученной смеси в питательную секцию ректификационной колонны, смешивание метансодержащего газа с углеводородной смесью осуществляют методом эжекции, при этом с куба ректификационной колонны выделяют остаток, часть которого, используемого в качестве горячей струи, смешивают с метансодержащим газом методом эжекции и смесь, выходящую из эжектора, нагревают и подают в куб ректификационной колонны.

Способ осуществляется следующим образом. Углеводородное сырье (100% мас.) подают насосом в жидкостно-газовый струйный аппарат. За счет эжекции в этот аппарат засасывается метансодержащий газ в количестве 3,0% мас. на сырье. Смесь углеводородного сырья и метансодержащего газа, выходящую из жидкостно-газового струйного аппарата, нагревают и подают в питательную секцию ректификационной колонны. С верха ректификационной колонны выводят пары ректификата и метансодержащий газ, которые после конденсатора-холодильника направляют в рефлюксную емкость. Часть ректификата в количестве 72% мас. на сырье подают для орошения ректификационной колонны, а балансовое количество выводят с установки. Метансодержащий газ из рефлюксной емкости подают на смешение с сырьем и горячей струей в соответствующие жидкостно-газовые струйные аппараты. Одновременно из куба ректификационной колонны выводят ректификационный остаток в количестве 40% мас. на сырье. Часть остатка, используемого в качестве горячей струи, подают насосом в жидкостно-газовый струйный аппарат. За счет эжекции в этот аппарат также засасывается метансодержащий газ. Смесь горячей струи и метансодержащего газа, выходящую из жидкостно-газового струйного аппарата, нагревают и подают в куб ректификационной колонны для отпарки низкокипящих примесей от остатка и создания восходящего потока паров.

Таким образом, отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что метансодержащий газ подают в питательную секцию и куб ректификационной колонны при помощи жидкостно-газовых струйных аппаратов, эжектирующим агентом в которых являются соответствующие технологические потоки сырья и горячей струи, при этом метансодержащий газ, подаваемый в куб колонны, нагревают совместно с частью остатка, используемого в качестве горячей струи.

Пример 1 осуществления способа. Газовый конденсат разделяли в ректификационной колонне на бензиновую и дизельную фракции. Производительность ректификационной колонны - 125,0 т/ч. В газовый конденсат перед его нагревом в трубчатой печи при помощи жидкостно-газового струйного аппарата вводили метансодержащий газ в количестве 3,0% мас.(3,75 т/ч). С верха ректификационной колонны выводили бензиновую фракцию в количестве 75,0 т/ч. Часть бензиновой фракции в количестве 90,0 т/ч возвращали на верх ректификационной колонны в качестве острого орошения. С низа ректификационной колонны выводили дизельную фракцию в количестве 50,0 т/ч. Часть дизельной фракции (горячая струя) в количестве 10,0 т/ч подавали в жидкостно-газовый струйный аппарат, в который засасывался метансодержащий газ в количестве 2,0% мас. на сырье колонны (2,5 т/ч). Смесь горячей струи и метансодержащего газа нагревали и подавали в куб колонны для отпарки низкокипящих примесей от остатка и создания восходящего потока паров. Показатели работы колонны по прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице 1.

Таблица 1 № пп Наименование показателей Прототип Предлагаемый способ 1 Количество, т/ч (% мас. на сырье колонны):     сырья 125,0(100,0) 125,0(100,0) ректификата - бензиновой фракции 74,0 (60,0) 75,0 (60,0) остатка - дизельной фракции 51,0(40,0) 50,0 (40,0) орошения 90,0 (72,0) 90,0 (72,0) горячей струи - 10,0(8,0) метансодержащего газа в сырье 3,75 (3,0)* 3,75 (3,0)** метансодержащего газа в куб 2,5 (2,0)* 2,5 (2,0)** 2 Давление, МПа:     вверху колонны 0,15 0,15 в кубе колонны 0,17 0,17 в рефлюксной емкости 0,13 0,13 в нагнетательной линии компрессора 0,50 - в нагнетательной линии насоса горячей     струи - 1,0 3 Температура, °C:     входа сырья в колонну 280 230 верха колонны 118 115 куба колонны 259 289 в рефлюксной емкости 40 40 входа метансодержащего газа в куб 40 310 входа горячей струи в куб - 310 4 Мощность электропривода компрессора, кВт 192,0 -

Продолжение таблицы 1 № пп Наименование показателей Прототип Предлагаемый способ 5 Мощность электропривода насоса горячей струи, кВт - 2,5 6 Расход тепла, кВт:     на нагрев сырья (от 40°C до температуры входа в колонну))     25895,0 21542,0 на нагрев горячей струи - 167,0 на нагрев метансодержащего газа - 541,0 суммарно 25895,0 22250,0 7 Содержание низкокипящих примесей в дизельной фракции (остатке колонны), % мас. 25,0 5,0 * подается компрессором ** подается жидкостно-газовым струйным аппаратом

Из данных таблицы 1 следует, что предлагаемый способ ректификации углеводородных смесей позволяет уменьшить суммарную мощность потребляемой электрической и тепловой энергии на организацию подачи в колонну и нагрева метансодержащего газа и горячей струи примерно на 14,7%, а также значительно снизить содержание низкокипящих примесей в дизельной фракции, повысив тем самым качество получаемого дизельного топлива по температуре вспышки в закрытом тигле.

Подача метансодержащего газа в питательную секцию и куб ректификационной колонны осуществляется при помощи жидкостно-газовых струйных аппаратов, эжектирующим агентом в которых являются соответствующие технологические потоки сырья и горячей струи, способствует интенсификации отпаривания низкокипящих примесей от остатка колонны, увеличению восходящего потока паров и, как следствие, - повышению качества получаемого остатка ректификации.

Источники информации:

1. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 677 с.: ил. (с.103-104).

2. Патент Японии №5-42476, 1986 г. (прототип).

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа ректификации углеводородных смесей, включающего ввод метансодержащего газа в углеводородную смесь, нагревание и подачу полученной смеси в питательную секцию ректификационной колонны. Смешивание метансодержащего газа с углеводородной смесью осуществляют методом эжекции, при этом с куба ректификационной колонны выделяют остаток, часть которого, используемого в качестве горячей струи, смешивают с метансодержащим газом методом эжекции и смесь, выходящую из эжектора, нагревают и подают в куб ректификационной колонны. Технический результат - улучшение процесса ректификации углеводородной смеси за счет снижения содержания низкокипящих компонентов в дизельной фракции. 1 табл., 1 пр.

Способ ректификации углеводородных смесей, включающий ввод метансодержащего газа в углеводородную смесь, нагревание и подачу полученной смеси в питательную секцию ректификационной колонны, отличающийся тем, что смешивание метансодержащего газа с углеводородной смесью осуществляют методом эжекции, при этом с куба ректификационной колонны выделяют остаток, часть которого, используемого в качестве горячей струи, смешивают с метансодержащим газом методом эжекции и смесь, выходящую из эжектора, нагревают и подают в куб ректификационной колонны.