Способ первичного разделения нефти Советский патент 1983 года по МПК B01D3/00 

Изобретенир относится к способам разделения смесей ректификацией и абсорбцией и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ разделения смесей, включающий разделение в ректификационной колонне с подачей в нее газов и частичное отделение паров разделяемой смеси от газов за счет конденсации верхнего продукта ректификационной колонны C JНедостатки этого способа - большие потери легких фракций с газами, уходгпцими с верха ректификационной колонны, увеличение затрат на отвод тепла от верхнего продукта ректификационной колонны из-за теплоотдачи в присутствии большого количества газа, который не конденсируется в системе, и значительное увеличение затрат на реешизацию способа при последующем отделении паров разделяемой смеси от газов в абсорбере.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения смесей, включающий предварительное отделение паров и газов от исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени, последующее отделение легких фракций.от газов в абсорбере, разделение остатка исходной смеси с подачей водяного пара в ректификационной колонне второй ступени, отбор боковых погонов из ректификационной колонны второй ступени, отпарку боковых погонов с подачей водяного пара в стрипингсекциях и отделение водяного пара от паров разделяемой смеси за счет конденсации практически всего верхнего продукта ректификационной колонны второй ступени с последующим отстаиванием 2.

Однако присутствие водяного пара в системе уменьшает эффективную поверхность контакта между парами и жидкостью разделяемой смеси в ректификационнбй колонне второй ступени, приводит к обводнению боковых погонов и, следовательно , к снилСению качества продуктов. Использова ние водяного пара существенно повьаиает расходы энергии на реализацию разделения смеси из-за высокой энергоемкости водяного пара и затра на его конденсацию. Кроме того, водяной пар и вода приводят к ускорению коррозии аппаратуры.

Цель изобретения - уменьшение потерь легких -фракций с газами, исключение обводнения боковых погонов и уменьшение затрат на разделение.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу первичного разделения нефти подачу паров и газов в ректификационную колонну второй

ступени и стрипинг-секции осуществляют из ректификационных колонн первой и второй ступеней и абсорбера,

На чертеже изобралсена схема способа разделения смесей. 5 Схема содержит ректификационную колонну первой ступени 1, ректификационную колонну второй ступени 2, абсорбер 3, емкости 4 и 5 верхних продуктов ректификационной колонны

0 первой ступени и ректификационной колонны второй ступени соответственно, стрипинг-секции б, 7 и 8, газодувку 9, насос 10, нагреватели 11, 12 и 13 и холодильники 14, 15,

5 16 и 17, линии 18, 19 и 20 подачи паров и газов в ректификационную колонну второй ступени и стрипингсекции из ректификационной колонны первой ступени - из ректификационной

колонны второй ступени и из абсорбера соответственно, линии подачи паров и газов 21 и 22 в абсорбер из ректификационной колонны первой ступени и из ректификационной коf. лонны второй ступени, линии подачи 23 и 24 в абсорбер конденсата верхнего продукта ректификационной коЛонны второй ступени и абсорбента соответственно линии 25, 26 и 27 подачи в ректификационную колонну второй ступени циркуляционного орошения, орошения конденсатом верхнего продукта и орошения продуктом абсорбера соответственно.

Реализуется способ разделения

5 смесей следующим образом.

В ректификационную колонну ступени 1 подается предварительно нагретая в нагревателе 11 исходная смесь. С верха ректификационной колонны первой ступени отводят газы и пары, которые частично конденсируют в холодильнике 14, конденсат из емкости верхнего продукта 4 подают на орошение колонны, а избыток конденсата

5 выводят из системы. С низа ректификационной колонны первой ступени выводят утяжеленный продукт, часть которого Возвращают через нагреватель 12 в качестве горячей струи,

П а другую часть (остаток исходной смеси) подают через нагреватель 13 в ректификационную колонну второй ступени 2, Из ректификационной колонны второй ступени отбирают нижний продукт, боковые погоны и верхний

продукт. Боковые погоны отпаривают

в стрипинг-секциях 6, 7 и 8. Верхний продукт частично конденсируют в холодильнике 16 и подают в емкост 5, откуда конденсат насосом 10 в

60 абсорбер по линии 23, а несконденсировавшуюся часть газодувкой 9 че.рез холодильник 16 также подают в абсорбер. Кроме того, по линии 21 в абсорбер подают избыток паров

65и газов с верха ректификационной колонны первой ступени. Для орга1низации работы абсорбера подают абсорбент по линии 24. За счет гаэодувки 9 и насоса 10 в абсорбере поддерживают давление выше, чем в ректификационной колонне второй ступени. Избыток продуктов абсорбера выводят из системы. Орошение на верху ректификационной колонны второйступени организуют в зависимости от требований к качеству верх него продукта по трем вариантам: за счет циркуляции флегмы по линии 25 через холодильник 15, за счет возврата части конденсата верхнего продукта по линии 26, за счет подачи части жидкого продукта абсорбера по линии 27. Для снижения парциального давления разделяемой смеси в ректификационную колонну второй ступени и в стрипинг-секции подают парыУ и газы G-, из ректификационной колонны первой cTjrneни по линии 18, пары V2 и газы G из ректификационной колонны второт ступени по линии 19 и пары V и газы GJ из абсорбера по линии 20, причем подачу газов-выбирают из соотношения. G-i+ Gg-t- Сз 0-0,3, С +СЗН-СЗ+У. где суммарная подача паров-и газов необходимая для поддержания режима работы ректификационной колонны вто рой ступени и стрипинг-секции, в соответствии с законом Дальтона, составит , -i-Vg V3 D P. , моль/с где D - расход паров разделяемой смеси в ректификационной колонне второй ступени; ЗТ - давление в ректификационно колонне второй ступени. Па Р - требуемое парциальное давление паров разделяемой смеси в ректификационной колонне второй ступени. Па Наибольшее отношение подачи газ к под4че паров имеет место при пода че в ректификационную колонну второ ступени паров и газов из абсорбера а наименьшее - при подаче из ректификационных колонн. Поэтому, вышеуказанное соотношение для подачи га за устанавливают, изменяя соотноше1ние расходов по линиям 18, 19 и 20 подачи паров и газов из абсорбера и ректификационных колонн. При минимальном расходе газа уд ется сконденсировать .наибольшее к6л честно верхнего продукта ректификационной колонны второй ступени, а довательно будут минимальны расходы на абсорбцию (минимальны давление, раЬход абсорбента и нагрузки абсорбера). Вместе с тем увеличение расхода газа при соответствующем уменьшении расхода паров приводит к улучшению качества погонов ректификационной колонны второй ступени изза уменьшения конденсации в них паров, подаваемых в колонну и стрипинг-секции. Оптимальное значение расхода газа не превышает значение О,3 от суммарной подачи паров и газов, так как при большем расходе качество погонов практически не меняется, растут потери легких фракций, а расходы на реализацию способа за счет затрат на абсорбцию, подачу паров и газов в абсорбер газодувкой и охлаждение паров и газов, резко возрастают и превышают рас- . ходы на разделение смесей с водяным паром. Таким образом, осуществление подачи паров и газов в ректификационную колонну .второй, ступени из ректификационной колонны второй ступени и из абсорбера в опреде ленных соотнсяаениях позволяет установить, расход газа в указанных пределах, соответствующих оптимальным значениям затрат на разделение, потерь легких фракций с газами и показателям качества погонов. Пример 1. Исходнуюсмесь нефть в количестве 1 млн.т. в год подают в ректификационную колонну первой ступени, где отделяют газы и пары при давлении 0,4 МПа. Соотношение мольных расходов газов и паров составляет , 0,08. Остаток исходной смеси разделяют в ректификсщионной колонне второй ступени при давлении 0,22 МПа, в низ которой подают все пары и газы из ректификационной колонны первой ступени в количестве моль/с, Для требуемого снижения парциального давления паров разделяемой смеси потребовалась суммарная подача паров и газов в стрипинг-секции и в -ректификационную колонну второй ступени 42 моль/с. Поэтому дополнительное количество паров и газов подают из. абсорбера при отношении Gj/Vj 0,19. Таким образом, отношение подачи газов к суммарной подаче паров и газов в ректификационную колонну второй ступени и стрипинг-секции составляет 0,1, т.е. значение. Находящееся в оптимальных пределах 0-0,3. В результате, разделения в ректификационной колонне второй ступени остатка исходной смеси получают три боковых погона и мазут такого же качества, как при разделении с подачей водяного пара. Конденсат паров верхнего продукта в количестве 18 кг/с и пары и газы«в количестве 2/кг/с подаются в абсорбер.- Чтобы копичество легких

фракций, теряемых вместе с газами составило такую же величину, как при разделении с подачей водяного пара, в абсорбере поддерживают даление 0,28 МПая В результате потребовались только дополнительные затраты на подачу паров и газов в абсоЕ бер газодувкой и охлаждение этих паров и газов. При этом годовая экономия энергии по сравнению со способом разделения смесей с подачей водяного пара составляет 14,8 млн КВТ.ч.

Пример 2. От исходной смеси (нефть в количестве 1 млн,т в год-) в ректификационной колонне первой ступени отделяют пары и газы при давлении 0,33 МПа, которые полностью подаются в ректификационную колонну второй ступени и стрипинг-секции в количестве V 40 моль/с. Недостающее количество паров и газов подается путем рециркуляции части паров и

G2Vj

газов той же колонны 4 моль /с из емкости верхнего продукта. В результате ведут разделение остатка исходной смеси в присутствии газов при давлении 0,2 МПа

причем отношение подачи газов к суммарной подаче паров и газов . составляет 0,06, т.е. значение, находящееся в оптимальных пределах 0-0,3. Избыток паров и газов и конденсат верхнего продукта ректификационной колонны второй ступени подают в абсорбер, где поддерживается давление 0,3 МПа и средняя, температура . В результате разделения получают боковые погоны и мазут такого же качества, как при разделении с водяным паром, а потери легких фракций уменьшаются на 35% за счет лучшей работы абсорбера. С учетом дополнительных затрат годовая экономия энергии по сравнению со способом разделения с водяным паром составляет 11,3 млн..

КВТ.ч.

СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТИ, включающий отделение паров и газов от исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени, разделение остатка исходной смеси с подачей паров и газов в ректификационной колонне второй ступени, отбор боковых погонов, паров и газов с верха ректификационной колонны второй ступени, отпарку боковых погонов с подачей паров и газов в стрипинг-секциях и отделение легких фракций от газов в абсорбере, отличающий ся тем, что, с целью уменьшения потерь легких фракций с газами, исключения обводнения боковых погонов и уменьшения затрат на разделение, подачу паров и газов в ректификационную колонну второй ступени и стрипинг(П секции. осуществляют из ректификационНЕЛХ колонн первой и второй ступеней и абсорбера. rf .)f -0ii, 17 00 CD т т Wi