СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ УСТРОЙСТВА, СОДЕРЖАЩЕГО ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫЕ ДОННЫЕ ЗОНЫ Российский патент 2019 года по МПК C10G7/00 C10G53/02 C10G53/16 B01D3/14 

Область изобретения

Изобретение относится к области фракционирования углеводородного сырья, точнее, к дистилляции углеводородного сырья.

Попытки, нацеленные на устранение проблем, связанных с отложениями, типа осадков, кокса и смол в оборудовании для фракционирования, часто расположенных ниже установок конверсии, известны специалистам в данной области. Эти попытки выражаются большую часть времени в использовании различных химических и механических средств. Однако, отложение осадков, кокса и/или смолы в этих устройствах остается основной проблемой в большей части способов очистки. Эти явления часто связаны с присутствием в обрабатываемом сырье химических частиц, способных провоцировать отложения, которые могут представлять собой отложение осадков, кокса и/или смолы на устройствах фракционирования упомянутого сырья. Сырьё обычно представляют собой сырьё, включающее в себя, олефиновые фракции, асфальтены и/или серусодержащие и металлические примеси, или любые другие химические частицы, способные вызывать отложение осадков, образование кокса и/или смолы на устройствах фракционирования.

Устройства для дистилляции углеводородного сырья отвечают обычно основной конфигурации, заключающейся в применении одной установки дистилляции. Однако, известно, что определенное углеводородное сырьё, такое как, например, сырая нефть или эффлюенты от сырья, происходящие из способов конверсии, богаты примесями, осадками и/или асфальтенами. По мере протекания цикла разделения интересующих фракций в устройстве фракционирования, происходит отложение осадков, кокса и/или смолы на внутренних элементах колонн, которые могут представлять собой тарелки и/или структурированную или неструктурированную насадку, края устройства и/или нагревающие устройства, такие как кипятильники днища колонны, модифицируя, таким образом, движение в колонне, а также теплоперенос системы нагрева. Это выражается в потере эффективности разделения колонны и необходимости увеличивать подачу тепла, необходимого для разделения различных полезных фракций до тех пор, пока дно устройства не закончится, чтобы быть полностью засоренным и/или когда потеря эффективности разделения будет слишком значительной. Увеличение температуры ребойлера влечет за собой, кроме того, более быстрое образование осадков, кокса и/или смолы. Следовательно, остановка всего устройства, а также полная остановка промышленного процесса выше и ниже его, является в таком случае необходимой для его очистки. Эти остановки происходят обычно с частотой приблизительно раз в 1,5 месяца каждые 3-6 месяцев, и даже больше, и наносят вред работоспособности процесса фракционирования и даже работоспособности промышленного процесса в целом.

Следовательно, вообще существует потребность улучшить работоспособность устройств фракционирования углеводородного сырья, то есть ограничить и даже избежать остановок устройств для фракционирования.

Объектом настоящего изобретения является увеличение работоспособности способа фракционирования углеводородного сырья.

Для этого фирма-заявитель предложила способ фракционирования углеводородного сырья, применяющий, по меньшей мере, одну зону фракционирования, снабженную внутренними разделительными элементами, и, по меньшей мере, две взаимозаменяемые донные зоны, которые могут быть соединены с дном зоны фракционирования таким образом, что, по меньшей мере, первая из донных зон функционирует с указанной зоной фракционирования, поочередно, в течение времени, самое большее, равного времени забивания, так что, когда, по меньшей мере, первая из донных зон забивается, или перед ее забиванием, она отсоединяется от зоны фракционирования, чтобы быть очищенной, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с по меньшей мере одной другой из донных зон.

Такой способ обладает тем преимуществом, что может функционировать непрерывно без остановки для очистки донных зон. Это обеспечивает увеличение производительности, и даже заметное увеличение эффективности разделения по отношению к способам фракционирования, известным в современном уровне техники.

Общее описание фигур

Фигуры 1 и 2 представляют вариант осуществления способа, применяемого с устройством, содержащим одну зону фракционирования и две донные зоны, расположенные параллельно и действующие циклически и последовательно.

Фигуры с 3 по 6 представляют вариант осуществления способа, применяемого с устройством, содержащим одну зону фракционирования и две донные зоны, расположенные последовательно и действующие циклически и последовательно.

Описание изобретения

Изобретение касается способа фракционирования углеводородного сырья с применением, по меньшей мере, одной зоны фракционирования, снабженной внутренними разделительными элементами, и по меньшей мере двух взаимозаменяемых донных зон, которые могут быть соединены с дном зоны фракционирования таким образом, что, по меньшей мере, первая из донных зон функционирует с указанной зоной фракционирования, поочередно, в течение времени, самое большее, равного времени забивания, так что когда, по меньшей мере, первая из донных зон забивается или перед ее забиванием, она отсоединяется от зоны фракционирования, чтобы быть очищенной, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с по меньшей мере одной другой из донных зон.

Согласно изобретению, под термином «зона фракционирования» подразумевается любое средство разделения, известное специалистам в данной области, использующее различия в летучести и молекулярной массе между фракциями разделяемого сырья.

Предпочтительно, зона фракционирования согласно изобретению содержит, по меньшей мере, одну дистилляционную колонну любого типа, снабженную внутренними разделительными элементами, такими как тарелки и/или структурированная или неструктурированная насадка, или любое другое устройство, известное специалистам в данной области.

Предпочтительно, температура теоретической ступени дна зоны фракционирования меньше температуры образования осадков, кокса и/или смолы обрабатываемого сырья. Такое ограничение избавляет от образования осадков, кокса и/или смолы на дне зоны фракционирования. Эта температура может изменяться в зависимости от обрабатываемого сырья и может быть определена специалистом в данной области при помощи известных методов, таких как, например, и не исчерпывающим образом: содержание угля Конрадсона для коксующегося сырья (ASTM D189/D482), Maleic Anhydre Value (UOP326-08) и Bromine Index (ASTM D1159)для сырья, обладающего потенциалом образования смол, связанных с олефинами и/или диолефинами, I'IP375 и IP390 для нестабильного сырья, приводящего к образованию осадков.

Предпочтительно, зона фракционирования содержит, по меньшей мере, одну дистилляционную колонну.

Зона фракционирования позволяет разделять, например:

газообразную фракцию, которая может содержать такие соединения, как H₂, H₂S, NH₃, метан, этан, этилен, а также сжиженный нефтяной газ,

бензиновую фракцию, имеющую температуру кипения, находящуюся в интервале от 20 до 150°С,

фракцию газойля, имеющую температуру кипения, находящуюся в интервале от 150 до 375°С,

фракцию тяжелого газойля, имеющую температуру кипения, находящуюся в интервале от 220 до 375°С.

Донные зоны согласно изобретению соответствуют, предпочтительно, множеству взаимозаменяемых донных зон, способных воспринимать донные фракции сырья, имеющие температуру кипения больше температуры теоретической ступени дна зоны фракционирования. Под донной фракцией подразумевают любую фракцию в основании зоны фракционирования. Предпочтительно, донные фракции сырья имеют температуру кипения по меньшей мере 40°С, предпочтительно, больше 150°С, более предпочтительно, больше 220°С и наиболее предпочтительно, больше 300°С в условиях давления, соответствующих атмосферному давлению.

Взаимозаменяемые донные зоны согласно изобретению используют циклически и они соединены с дном зоны фракционирования, предпочтительно, при помощи трубопроводов, снабженных вентилем, так что, по меньшей мере, первая из донных зон функционирует с указанной зоной фракционирования, поочередно, в течение времени, самое большее, равного времени забивания, так что когда по меньшей мере первая из донных зон забивается, она отсоединяется от зоны фракционирования, чтобы быть очищенной, в то время как фракционирование сырья продолжается с по меньшей мере одной другой из донных зон. Донные зоны, предпочтительно, соединены также между собой при помощи трубопроводов, снабженных вентилем.

Оператор не обязан дожидаться полного забивания донной зоны перед тем, как сделать ее не действующей, отсоединяя ее от зоны фракционирования и/или от других донных зон. Время забивания может соответствовать времени, выбранному оператором.

Донные зоны согласно изобретению, предпочтительно, снабжены внутренними разделительными элементами, такими как тарелки, структурированные или неструктурированные насадки, известные специалистам в данной области, позволяющими обеспечить разделение соединений контактированием жидких фракций и паров.

В первом способе осуществления изобретения, который мы будем называть «способ осуществления в параллель», донные зоны расположены параллельно одни по отношению к другим. В этом способе осуществления, по меньшей мере, первая из донных зон соединена с дном зоны фракционирования так, чтобы иметь возможность функционировать с указанной зоной фракционирования циклически и последовательно в течение времени, самое большее, равного ее времени забивания, так что перед забиванием по меньшей одной из донных зон, ее отсоединяют, чтобы быть очищенной, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с, по меньшей мере, одной другой донной зоной.

Во втором способе осуществления изобретения, который мы будем называть «последовательным способом осуществления», взаимозаменяемые донные зоны расположены и соединены последовательно. В этом способе осуществления донные зоны соединены между собой последовательно, и по меньшей мере первая донная зона соединена с дном зоны фракционирования таким образом, чтобы иметь возможность действовать циклически и последовательно в течение времени, самое большее, равного времени забивания донной зоны, наиболее удаленной от зоны фракционирования согласно операционному процессу, так что когда донная зона, наиболее удаленная от зоны фракционирования, забивается или перед ее забиванием, она отсоединяется, чтобы быть очищенной, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с донной зоной или другими донными зонами, предшествующими указанной донной зоне, и когда очистка указанной донной зоны закончится, ее делают действующей и непосредственно связанной с головной частью последовательности, при этом операционный процесс воспроизводится каждый раз, как доннная зона, наиболее удаленная от зоны фракционирования забивается или перед ее забиванием. Донные зоны соединены (связаны) между собой, предпочтительно, трубопроводами, снабженными вентилем и способны обеспечить проход донных фракций из одной донной зоны в другую.

Такой способ осуществления обладает преимуществом:

- либо, для постоянного числа теоретических ступеней разделения по сравнению со способом осуществления, называемым «способ осуществления в параллель», иметь возможность уменьшить размер взаимозаменяемых донных зон, обеспечивая таким образом существенное уменьшение инвестиционных взносов,

- либо, по сравнению со способом осуществления, называемым «способ осуществления в параллель», увеличить число теоретических ступеней разделения, чтобы получить выгоду в эффективности разделения выше в той мере, в которой больше теоретических ступеней разделения являются доступными. Это выражается экономией энергии, расходуемой для осуществления разделения различных фракций и полезных фракций.

Последовательный способ осуществления позволяет оптимизировать использование донных зон в той мере, в которой вне периода очистки донной зоны, наиболее удаленной от зоны фракционирования, все донные зоны используются последовательно, позволяя таким образом использовать совокупность теоретических ступеней разделения, а не ступеней разделения одной донной зоны, как в способе осуществления, называемом «способом осуществления в параллель». Этот способ осуществления позволяет также действовать донным зонам согласно способу осуществления, называемому «способом осуществления в параллель», поочередно в случае необходимости.

В последовательном способе осуществления, будучи однажды очищенной, донная зона, наиболее удаленная от зоны фракционирования, становится действующей и непосредственно связанной с головной частью последовательности, предпочтительно, с дном зоны фракционирования и головной частью первой донной зоны, которая была перед этим соединена с дном зоны фракционирования. Выражение «головная часть последовательности» предполагает наличие системы трубопроводов и вентилей, известных специалистам в данной области, позволяющей соединить указанную наиболее удаленную донную зону с зоной фракционирования и другими донными зонами, в частности, с первой донной зоной, которая была прежде соединена с дном зоны фракционирования.

Во время прохода через донные зоны донные фракции, предпочтительно, подвергают отпарке легких фракций газообразным потоком. Газообразный поток инжектируют в донные зоны в противотоке с тем, чтобы увлечь легкие фракции в зону фракционирования. Эти газообразные потоки, в самом деле, позволяют извлечь и вновь направить в зону фракционирования легкие фракции, увлекаемые в донную фракцию и которые не были разделены в зоне фракционирования.

Газообразный поток может быть неважно какой химической фракцией, испаряющейся в условиях температуры и давления в точке инжектирования в донную зону.

Газообразный поток согласно изобретению, предпочтительно, выбирают среди водяного пара, водорода, азота или газообразного потока, выходящего из ребойлера дна зоны фракционирования.

Предпочтительно, согласно изобретению, когда донные зоны расположены последовательно, то есть когда процесс согласно изобретению применяют согласно способу осуществления, называемому «последовательный способ осуществления», газообразный поток инжектируют в противотоке в донную зону, наиболее удаленную от зоны фракционировния, затем, образовавшийся газообразный поток направляют в другие донные зоны перед тем, как вновь направить в зону фракционирования.

Сырье

Сырьё для способа согласно изобретению может происходить из сырой нефти, называемой конвенционной (степень API>20°), тяжелой (степень API в интервале от 10 до 20°) или сверхтяжелой (степень API<10°). Плотность сырья согласно изобретению, предпочтительно, больше 0,6, более предпочтительно, больше 0,85, еще более предпочтительно, больше 0,88.

Сырьё для способа согласно изобретению, предпочтительно, выбирают среди фракций сырой нефти, или сырьевых эффлюентов, образующихся в результате дистилляции сырой нефти и/или процессов очистки, или сырья, полученного в результате прямого сжижения угля (Н-Сoal^TM)или образующихся в результате прямого сжижения одной лигноцеллюлозной биомассы или в смеси с углем. Они могут быть, в частности, выбраны среди эффлюентов от сырья, образующихся в результате процессов термической или каталитической конверсии с водородом или без водорода, атмосферных остатков, вакуумных остатков, дезасфальтированных масел, смол, асфальты в смеси с ароматическим дистиллятом, гидрогенаты угля, тяжелые масла любой природы и, в частности, происходящие из песков, или битуминозных сланцев, или их смеси.

Способы конверсии могут представлять собой способы гидроконверсии в кипящем слое, установку каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, установки гидрообработки в неподвижных слоях, коксование (coker согласно англо-саксонской терминологии), замедленное коксование (или delayed coker согласно англо-саксонской терминологии), или висбрекинга и гидровисбрекинга.

Сырьё согласно изобретению содержит, предпочтительно асфальтены и серусодержащие и металлические примеси и могут иметь температуру кипения больше 20°С, предпочтительно, больше 180°С, более предпочтительно, больше 200°С и, еще более предпочтительно, больше 250°С.

Сырье, обработанное способом согласно изобретению, может иметь содержание металлов больше 10 ч/млн (частей на миллион, выраженных в массе металлов по отношению к массе сырья), предпочтительно, больше 20 ч/млн, более предпочтительно, больше 50 ч/млн.

Благоприятно, способ фракционирования согласно изобретению осуществляют с сырьем, которое может иметь содержание асфальтенов С7 больше 0,5% масс./масс. (процентное содержание выражено в массе асфальтенов С7 по отношению к массе сырья, измерено согласно методике NF T60-115)предпочтительно, больше 2% масс./масс., более предпочтительно, больше 5% масс./масс.;

- и/или содержание угля по Конрадсону (называемого также CCR), больше 2% масс./масс. (процентное содержание выражено в массе CCR по отношению к массе сырья), предпочтительно, больше 5% масс./масс., более предпочтительно, больше 10% масс./масс.

Сырьё согласно изобретению может представлять собой сырьевые эффлюенты, происходящие из процессов термического крекинга, в частности, бензины, происходящие из каталитического крекинга, каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора (FCC), процесса коксования, процесса висбрекинга, процесса пиролиза. Такое сырьё содержит ненасыщенные вещества, такие как моноолефины и диолефины, которые являются предшественниками смолы и представляют большую опасность забивания в устройствах фракционирования.

Подробное описание фигур

Для лучшего понимания несколько способов осуществления способа согласно изобретению иллюстрируются фигурами 1-6. Эти способы осуществления даны в качестве примеров и не носят никакого ограничительного характера. Эти иллюстрации способа согласно изобретению не содержат деталей совокупности компонентов, необходимых для его применения. Только элементы, необходимые для понимания изобретения, представлены на них, при этом специалисты в данной области способны укомплектовать эти изображения, чтобы осуществить и применить изобретение.

Спооб осуществления в параллель

Фигуры 1 и 2 описывают вариант осуществления способа применения с устройством, содержащим зону фракционирования и две донные зоны. В этом способе осуществления донные зоны расположены параллельно и действуют циклически и последовательно.

Фигура 1 представляет этап 1 (2а+2b)этого способа осуществления, согласно которому зона фракционирования и две донные зоны оперируют параллельно.

Сырье подают в зону фракционирования 2а по трубопроводу 1, в которой оно фракционируется на несколько полезных фракций согласно их температурам кипения (представлено стрелками A, B, C и D). Эти фракции обычно представляют собой такие фракции, как газовая фракция, бензиновая фракция, фракция газойля, фракция тяжелого газойля. Донную фракцию, выходящую из дна зоны фракционирования 2а по трубопроводу 2, направляют в донную зону 2b через трубопровод 4, снабженный открытым вентилем 3. В результате прохода в донную зону 2b, донную фракцию, выходящую из донной зоны 2b, направляют непосредственно через трубопровод 5, снабженный открытым вентилем 9,и затем через трубопровод 10, чтобы удалить через трубопровод 15. Во время этапа 1(2а+2b) варианта осуществления способа, зона 2с, предпочтительно, не соединена с дном зоны фракционирования.

Во время прохода в донную зону 2b донные фракции, предпочтительно, подвергают отпарке легких фракций газообразным потоком, инжектируемым в указанную донную зону 2b в противотоке с донной фракцией. Газообразный поток, инжектируемый в противотоке в донную зону 2b, продуцирует газообразный поток, нагруженный легкими фракциями, который вновь возвращают в зону фракционирования через трубопровод 11 и трубопровод 14, снабженный открытым вентилем 12.

По истечении времени, самое большее, равного времени забивания донной зоны 2b, донную зону 2b отсоединяют от зоны 2а. Ее изолируют от остальной части устройства закрытием вентилей 3, 9 и 12, и осуществляют очистку (Фигура 2). В течение этого времени устройство способа продолжает работать по этапу 2 варианта осуществления способа (2а+2С) (Фигура 2).

Фигура 2 воспроизводит ту же самую номенклатуру, что номенклатура фигуры 1.В результате отсоединения донной зоны 2b, донная фракция, выходящая из дна зоны фракционирования 2а через трубопровод 2, направляется в донную зону 2с через трубопровод 4', снабженный открытым вентилем 3'. После прохождения в донную зону 2с, донную фракцию, выходящую из донной зоны 2с, направляют непосредственно через трубопровод 8, снабженный открытым вентилем 9', затем через трубопровод 10', чтобы удалить через трубопровод 15. Во время очистки донной зоны 2b инжектирование газообразного потока в указанную зону, предпочтительно, прекращают.

Во время прохода в донную зону 2с донные фракции, предпочтительно, подвергают отпарке легких фракций газообразным потоком, инжектируемым в указанную донную зону 2с в противотоке с донной фракцией. Газообразный поток, инжектируемый в противотоке в донную зону 2с, продуцирует газообразный поток, нагруженный легкими фракциями, который вновь направляют в зону фракционирования через трубопровод 11' и трубопровод 14',снабженный открытым вентилем 12'.

Когда очистка донной зоны 2b закончена, донную зону 2b вновь делают действующей и соединенной непосредственно с дном зоны фракционирования 2а, чтобы она вновь действовала по этапу 1 варианта осуществления способа (2а+2b), описанного выше со ссылкой на фигуру 1 и операционный процесс воспроизводится таким образом каждый раз, когда действующая донная зона забивается или перед ее забиванием. Зона 2с, предпочтительно, отсоединена от дна зоны фракционирования во время этапа 1 варианта осуществления способа (2а+2b) и очищается.

В первом варианте осуществления, описанном на фигурах 1 и 2, представлены две донные зоны, действующие параллельно.

Последовательный способ осуществления

Фигуры с 3 по 6 представляют вариант осуществления применяемого способа с устройством, содержащим зону фракционирования и две донные зоны. В этом варианте осуществления донные зоны расположены последовательно и действуют циклически и последовательно.

Фигура 3 представляет этап 1 варианта осуществления способа, согласно которому зона фракционирования и две донные зоны действуют последовательно, согласно варианту: 2а+2b+2c.

Сырье направляют в зону фракционирования 2а по трубопроводу 1, в которой оно фракционируется на несколько полезных легких фракций по их температуре кипения (представленной стрелками A, B, C и D). Эти фракции обычно представляют собой такие фракции, как газовая фракция, бензиновая фракция, фракция газойля, фракция тяжелого газойля. Донную фракцию, выходящую из дна зоны фракционирования 2а по трубопроводу 2, направляют в донную зону 2b через трубопровод 4, снабженный открытым вентилем 3. В результате прохождения в донную зону 2 b, указанная донная фракция, проходит в донную зону 2с через трубопровод 7, снабженный открытым вентилем 6, и трубопровод 4'. Донная фракция, выходящая из донной зоны 2с, проходит затем через трубопровод 8, снабженный открытым вентилем 9', затем через трубопровод 10', чтобы быть удаленной через трубопровод 15.

Во время прохода через донные зоны 2b и 2с донные фракции, предпочтительно, подвергают отпарке легких фракций газообразным потоком, инжектируемым в указанные донные зоны в противотоке с донной фракцией. Благоприятно, указанный газообразный поток инжектируют в противотоке только в донную зону 2с таким образом, чтобы продуцировать газообразный поток, нагруженный легкими фракциями, который направляют через трубопровод 11'и трубопровод 13', снабженный открытым вентилем 16',в донную зону 2b. В донной зоне 2b указанный газообразный поток увлекает в большей степени легкие фракции, и его затем вновь направляют в зону фракционирования через трубопровод 11 и трубопровод 14, снабженный открытым вентилем 12.

По окончании промежутка времени, самое большее, равного времени забивания донной зоны 2с, доннную зону 2с отсоединяют. Эту последнюю изолируют от остальной части устройства закрыванием вентилей 6, 9' и 16', чтобы подвергнуть очистке. В течение этого времени устройство способа продолжает действовать по этапу 2 варианта осуществления способа (2а+2b) (Фигура 4).

Фигура 4 воспроизводит ту же самую номенклатуру, что номенклатура фигуры 3. В результате отсоединения донной зоны 2с, донная фракция, выходящая из донной зоны 2b, направляется непосредственно через трубопровод 5, снабженный открытым вентилем 9, затем через трубопровод 10, чтобы быть удаленной через трубопровод 15. Во время очистки донной зоны 2с инжектирование газообразного потока в указанную зону, предпочтительно, прекращают.

Когда очистка донной зоны 2с завершена, донную зону 2с вновь делают действующей и непосредственно соединенной с дном зоны фракционирования 2а, чтобы действовать по этапу 3 варианта осуществления способа (2а+2с+2b) (Фигура 5).

Согласно фигуре 5, донную фракцию, выходящую из дна зоны фракционирования 2а по трубопроводу 2 направляют в донную зону 2с через трубопровод 4', снабженный открытым вентилем 3'. В результате прохода в донную зону 2с указанная донная фракция проходит в донную зону 2b через трубопровод 7', снабженный открытым вентилем 6'и трубопровод 4. Донная фракция, выходящая из донной зоны 2b, проходит затем через трубопровод 5, снабженный открытым вентилем 9, затем через трубопровод 10, чтобы быть удаленной через трубопровод 15.

Во время прохода через донные зоны 2с и 2b донные фракции, предпочтительно, подвергают отпарке легких фракций газообразным потоком, инжектируемым в указанные донные зоны в противотоке с донной фракцией. Благоприятно, указанный газообразный поток инжектируют в противотоке только в донную зону 2b таким образом, чтобы продуцировать газообразный поток, нагруженный легкими фракциями, который направляют через трубопровод 11 и трубопровод 13, снабженный открытым вентилем 16,в донную зону 2с. В донной зоне 2с указанный газообразный поток увлекает больше легкие фракции, и его вновь направляют в зону фракционирования через трубопровод 11' и трубопровод 14', снабженный открытым вентилем 12'.

По окончании промежутка времени, самое большее, равного времени забивания донной зоны 2b, эту последнюю отсоединяют. Ее изолируют от остальной части устройства закрыванием вентилей 6', 9 и 16, чтобы подвергнуть очистке. В течение этого времени устройство способа продолжает действовать по этапу 4 варианта осуществления способа (2а+2c) (Фигура 6).

Фигура 6 воспроизводит ту же самую номенклатуру, что номенклатура фигуры 5.В результате отсоединения донной зоны 2b, донная фракция, выходящая из донной зоны 2c, проходит непосредственно через трубопровод 8, снабженный открытым вентилем 9', затем через трубопровод 10, чтобы быть удаленной через трубопровод 15. Во время очистки донной зоны 2b инжектирование газообразного потока в указанную зону, предпочтительно, прекращают.

Когда очистка донной зоны 2b завершена, донную зону 2b вновь делают действующей и непосредственно соединенной с дном зоны фракционирования 2а, чтобы вновь действовать по этапу 1 варианта осуществления способа(2а+2b+2c), такому как описанный выше на фигуре 3, и операционный процесс воспроизводится таким образом каждый раз, как донная зона, наиболее удаленная от зоны фракционирования, забивается.

В этом способе осуществления можно также применить множество донных зон, соединенных последовательно.

ПРИМЕР

Сырье, образующееся в результате процесса гидроконверсии в кипящем слое (RHCK EB) вакуумного остатка (RSV), направляют на фракционирование в колонну дистилляции при атмосферном давлении (ADU).

Основные характеристики обрабатываемого сырья резюмированы в таблице 1, следующей ниже.

Таблица 1: Характеристики сырья

Сырье D15/4^a 0,9237 V100^b(мм²/с) 8 S (% масс.) 0,47 N (ч/млн масс.) 4036 Ni+V (ч/млн масс.) 14

^аD15/4 ссылка на плотность сырья (плотность сырья при 15°С

на плотность воды при 4°С). ^bV100 обозначает вязкость при 100°С. S, N, Ni и V ссылки соответственно на серу, азот, никель и ванадий.

Колонна атмосферной дистилляции (ADU) забивается по истечении 12 месяцев и нуждается в остановке для очистки продолжительностью 1,5 месяца. В нормальное время, обычная установка, действующая с обычной колонной атмосферной дистилляции (ADU), функционирует 89% времени с действующей колонной атмосферной дистилляции (ADU), и 11% времени с выключенной колонной атмосферной дистилляции (при очистке).

Фракционирование сырья осуществляют согласно двум вариантам осуществления способа согласно изобретению (вариант осуществления называемый «в параллель», и вариант осуществления, называемый «последовательно», и обычному сравнительному варианту осуществления согласно известному уровню техники.

Способ осуществления, называемый «в параллель» (согласно изобретению):

Применяемое устройство содержит дистилляционную колонну, соединенную с двумя взаимозаменяемыми донными зонами. Устройство функционирует непрерывно. Две взаимозаменяемые донные зоны расположены параллельно. По меньшей мере одна из донных зон соединена с дном колонны дистилляции таким образом, чтобы иметь возможность функционировать с указанной дистилляционной колонной циклически и последовательно в течение времени, самое большее, равного времени забивания, так что перед забиванием первой донной зоны она отсоединяется и подвергается очистке, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с второй донной зоной.

Число тарелок разделительного устройства (колонна дистилляции+донная зона) равно 20.

Способ осуществления, называемый «последовательно» (согласно изобретению):

Применяемое устройство содержит дистилляционную колонну, соединенную с двумя взаимозаменяемыми донными зонами, соединенными между собой последовательно при помощи трубопроводов, снабженных вентилями. Устройство функционирует непрерывно.

По меньшей мере, первая донная зона соединена с дном дистилляционной колонны таким образом, чтобы иметь возможность действовать циклически и последовательно в течение времени, самое большее, равного времени забивания донной зоны, наиболее удаленной от дистилляционной колонны, согласно операционному процессу, такому, что когда донная зона, наиболее удаленная от дистилляционной колонны, забивается, или перед ее забиванием, она отсоединяется, чтобы быть очищенной, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается только с первой донной зоной. Когда очистка указанной донной зоны завершена ее вновь делают действующей и непосредственно соединяют с головной частью последовательности на дне дистилляционной колонны и с головной частью указанной первой донной зоны, которые становятся, следовательно, донной зоной, наиболее удаленной от дистилляционной колонны, при этом операционный процесс воспроизводится каждый раз, как донная зона, наиболее удаленная от дистилляционной колонны, забивается или перед ее забиванием.

Число тарелок разделительного устройства (колонна дистилляции+донная зона) равно 20.

Обычный способ осуществления (не согласно изобретению):

Применяемое устройство содержит только традиционную атмосферную дистилляционную колонну. Периодически, колонну очищают, осуществляя ее остановку и остановку установки гидроконверсии выше. В таблице 2 представлены элементы сравнения между тремя способами разделения.

Таблица 2: Сравнение экономических результатов между двумя способами осуществления изобретения и обычным случаем

Способ Способ Обычный осуществления осуществления способ «в параллель» «последовательно» осуществления Температура дна 360 360 360 общей колонны (°С) Число теорети- 20 20 20 ческих тарелок Давление в головной 2,3 2,3 2,3 части (бар абсолют.) ADU в действии 100 100 89 на год (время) (%) ADU выключенная 0 0 11 на год (время) (%) Инвестиции ISBL^a Основа0+1,4 Основа0+1,1 Основа0 (M$) Чистая настоящая Основа1+280 Основа1+282 Основа1 величина^b (M$) Внутренний чистый Основа2+1,5 Основа2+1,5 Основа2 доход^с (%) Время возврата^d Основа3-1 Основа3-1 Основа3 (лет)

^aISBL (Inside Battery Limits) обозначает предельные инвестиции производственнных установок. ^b La valeure Actuel Nette (Net Present Value согласно англо-саксонской терминологии) делает ссылку на сумму действительных величин денежных потоков, связанных с проектом. ^с Внутренний чистый доход (Internal Rate of Return согласно англо-саксонской терминологии) представляет собой максимальную стоимость, при которой доходы проекта позволяют платить за инвестированный капитал без того, чтобы проект не стал дефицитным. ^dВремя возврата (Pay Out Time согласно англо-саксонской терминологии) представляет собой время, необходимое для того, чтобы доходы проекта позволили возместить первоначальное капиталовложение.

Изобретение обеспечивает значительное увеличение работоспособности, избавляясь от полной остановки установки и позволяет гарантировать существенный экономический выигрыш.

Предложен способ фракционирования углеводородного сырья с применением по меньшей мере одной зоны фракционирования, снабженной внутренними разделительными элементами, и по меньшей мере двух взаимозаменяемых донных зон, которые могут быть соединены с дном зоны фракционирования таким образом, что по меньшей мере первая из донных зон функционирует с указанной зоной фракционирования, поочередно, в течение времени, самое большее, равного времени забивания, так что, когда по меньшей мере первая из донных зон забивается или перед ее забиванием, она отсоединяется от зоны фракционирования, чтобы быть очищенной, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с по меньшей мере одной другой из донных зон. Технический результат - увеличение работоспособности способа фракционирования углеводородного сырья. 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 4 пр.

1. Способ фракционирования углеводородного сырья с применением по меньшей мере одной зоны фракционирования, снабженной внутренними разделительными элементами, и по меньшей мере двух взаимозаменяемых донных зон, соединенных между собой последовательно, в котором по меньшей мере первая донная зона соединена с дном зоны фракционирования таким образом, чтобы иметь возможность действовать циклически и последовательно в течение времени, самое большее, равного времени забивания донной зоны, самой удаленной от зоны фракционирования, согласно операционному способу, такому, что, когда донная зона, наиболее удаленная от зоны фракционирования, забивается или перед ее забиванием, она отсоединяется для очистки, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с другой или другими донными зонами, предшествующими указанной донной зоне, и, когда очистка указанной донной зоны заканчивается, она становится действующей и непосредственно соединенной с головной частью последовательности, при этом операционный процесс воспроизводится каждый раз, как донная зона, наиболее удаленная от зоны фракционирования, забивается или перед ее забиванием, и в котором донные зоны способны принимать донные фракции сырья, имеющие температуру кипения выше температуры теоретической ступени у дна зоны фракционирования, причем донные фракции являются фракциями сырья в основании зоны фракционирования, и

причем во время прохода через донные зоны донные фракции подвергаются отпарке газообразным потоком.

2. Способ по п. 1, в котором донные зоны снабжены внутренними разделительными устройствами, такими как тарелки или структурированные или неструктурированные насадки.

3. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором донные фракции сырья имеют температуру кипения выше температуры теоретической ступени у дна зоны фракционирования.

4. Способ по п. 3, в котором донные фракции сырья имеют температуру кипения по меньшей мере больше 40°С в условиях давления, соответствующего атмосферному давлению.

5. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором газообразный поток инжектируют в противотоке в донные зоны таким образом, чтобы увлечь легкие фракции в зону фракционирования.

6. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором газообразный поток представляет собой химическую фракцию, испаряющуюся в условиях температуры и давления в точке инжектирования в донную зону.

7. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором газообразный поток выбран среди водяного пара, водорода, азота или газообразного потока, происходящего из донного ребойлера зоны фракционирования.

8. Способ по одному из пп. 1-7, в котором, когда донные зоны расположены последовательно, газообразный поток подают в противотоке в донную зону, наиболее удаленную от зоны фракционирования, образующийся газообразный поток затем направляют в другие донные зоны, перед тем как вновь подать его в зону фракционирования.

9. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором сырье выбирают среди сырой нефти, или сырьевых эффлюентов, образующихся при дистилляции сырой нефти и/или процессах очистки, или сырья, образующегося при прямом сжижении каменного угля или образующегося при прямом сжижении лигноцеллюлозной биомассы, одной или в смеси с углем.

10. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором сырье выбирают из сырьевых эффлюентов, образующихся в процессах термического крекинга, в частности бензинов, образующихся в результате каталитического крекинга, каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора, процесса коксования, процесса висбрекинга или процесса пиролиза.