Способ переработки мазута Советский патент 1992 года по МПК C10G7/06 

1

(21)4878144/04 (22) 26.09.90 (46)15.12.92. Бюл. № 46 .

(71)Но&окуйбышевский нефтеперерабатывающий завод

(72)О.К.Одинцов, Н.М.Лагутенко, М.И.Кар- пик, П.В.Суровцев, Ю.Н.Оськин, В.И.Кара- банов, Е.Л.Ш франский и В В.Краснов

(56)Технический проект комплекса установки ЭЛОУ-АВТ-6. М.: ВНИПИнефть, 1983 (прототип).

Одинцов O.K., Мановян А.К, Сборник трудов ГрозНИИ, № 26,1973. с. 78. Исследование и ректификация нефти и нефтепродуктов.

Одинцов O.K., Левин А.И. Нефтепереработка и нефтехимия, 1979, № 1, с. 3.

Одинцов O.K. Химия и технология топ- лив и масел, 1973, № 5, с. 8. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАЗУТА

(57)Использование: переработка нефти, перегонка мазута в вакуумной колонне. Сущность изобретения: перегонку нагретого мазута ведут в многосекционной тарельчатой вакуумной колонне,- Между каждой из секций устанавливают наклонные по отноше- нию к оси колонны контактные устройства в виде пластин, разделенных сетками. Паровой поток углеводородов из нижерасположенной секции частично сепарируют при пропускании через наклонные контактные устройства и образующиеся при сепарации пары барботируют через жидкость, стекающую с соответствующей вышерасположенной горизонтальной тарелки в виде пленки по наклонной поверхности пластин. Жидкость с пластин смешивается с основным потоком жидкости из верхней части колонны. С верха колонны отбирают газообразные углеводороды в виде боковых погонов - фракции дизельного топлива и фракции вакуумных дистиллятов, которые частично отпаривают в боковых отпарных зонах. С низа колонны выводят гудрон. 3 табл., 3 ил.

Ё

Изобретение относится к способу переработки в вакуумной колонне и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известные способы переработки мазута (остатка перегонки нефти) классифицируются по двум основным вариантам получения дис -иллятов и остатка.

Способы относящиеся к масляному варианту, включающие переработку мазута в многосекционной вакуумной колонне, имеют основным сэоим назначением получение сырья для производства масел путем четкого выделения е каждой секции дистиллятов узкого фракционного состава и вывода остатка с минимальным содержанием фракций смежных дистиллятов. Высокая

четкость достигается путем увеличения до 8-12 массообменных таре/ОД. (контактных устройств) в каждой секции и высокой кратностью орошения до 2-3,5. Недостатки этих способов в том, что перегонку мазута проводят при одном верхнем орошении в колонне с диаметром 3-6,4 м, что, в конечном итоге, ограничивает производительность установки АВТ. Использование в этих способах нескольких орошений и колонн диамегром более 6,4 м приведет к резкому снижендю четкости выделения дистиллятов прежде всего из-за неравномерного и неэффектЪш- ного распределения и контактирования паровой и жидкой фаз.

Известен способ получения масляных фракций путем ректификации мазута в ваку

умной колонне, заключающейся в том, что, с целью повышения качества конечных продуктов (применительно к различным диаметрам колонн и схемам перегонки мазута), боковой погон (дистиллят) подвергают дополнительному нагреву и получению при нагреве паровую фракцию направляют в колонну для повторной ректификации. Недостатками процесса является усложнение схем и увеличение удельных расходных топ-, ливно-энергетических показателей.

Способы, относящиеся к топливному варианту, предназначены в основном для получения больших объемов дистиллятов (вакуумных газойлей), являющихся сырьем процессов каталитического крекинга, и остатка, используемого при получении топочных мазутов, а также в процессах коксования и битумных производствах.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ переработки мазута по техническому типовому проекту комплексах ЭЛОУ-АВТ-б института ВНИ- ПИнефть путем нагрева мазута в печи до 380-420°С и перегонки в многосекционной вакуумной колонне высокой производительности (диаметр 9 м) при подаче смеси паров последовательно через секции с получением в каждой из них в результате контактирования паровой, жидкой фаз парового и жидкого потоков. При этом в секциях концентрационной части получают только два дистиллята фракций 350-420°С и 420-500°С. Затем их смешивают и используют как сырье установки каталитического крекинга, а гудрон с низа колонны (фракция выше 500°С) - как компонент мазута топочного (котельного топлива). Характеристика фракций приведена в табл.1.

Основным недостатком способов топливного варианта высокой производительности является их низкая погоноразделительная способность из-за огранического числа ступеней контакта (3- 4) в секциях, а также неравномерного распределения взаимодействующих паровой и жидкой фаз, и отсутствия эффективной сепарации паров при горизонтадьном профиле контакта их с жидкой фазой.

Эти недостатки практически вызывают невозможность гибкого использования существующих способов переработки мазута с высокой производительностью по двум вариантам: топливному и (при необходимости) варианту получения трех боковых дистиллятов требуемых качеств для производства основных марок масел.

Целью изобретения является стабилизация режима, расширение ассортимента,

увеличение отбора и улучшение качества продуктов переработки мазута.

Поставленная цель достигается описанным способом переработки мазута путем

его перегонки в многосекционной вакуумной колонне при подаче смеси паров после- довательно через секции при контактировании в них паровой и жидкой фаз с получением в каждой секции парового

0 и жидкого потоков. Затем паровой поток подвергают частичной сепарации и контактированию паров сепарйции с жидким пото- ком вышележащей секции. Часть образующего дополнительного потока сме5 си жидкости отводят в виде бокового дистиллята, отвечающего требованиям для производства масел.

Отличия заключаются в том, что паровой поток перед каждой секцией подверга0 ют предварительной сепарации и контактированию отделившихся паров с жидким потоком в нижележащей секции в пленочном режиме его движения по наклонному профилю с получением дополнитель5 ных потоков пара и жидкости.

Для осуществления способа необходимо установление между секциями наклонных каскадных массообменных контактных устройств, которые обеспечивают пленоч0 ный режим течения (перелива) потока жидкости по каскадным пластинам. Со стороны входа паров между каскадными пластинами устанавливают сепарирующую сетку.

На фиг. 1 показана принципиальная

5 схема реализации способа,

Мазут после нагрева в печи до температуры 380-400°С направляют по линии 1 в многосекционную вакуумную колонну 2, где пары сырья 3 и пары 4 из отгонной секции 5

0 смешивают и смесь 6 перегоняют при подаче ее последовательно через секции 1, 8, 9, 10, 11 (которые составляют концентрационную часть колонны) и через верхнюю секцию 12. Все секции включают

5 горизонтальные контактные тарелки 13. В результате контактирования паровой 14 и жидкой 15 фаз получают соответственно в каждой секции с верхней тарелки 13 паровой поток 16 и с нижней тарелки 13 жидкий

0 поток 17. Паровой поток 16 перед вводом в каждую вышележащую секции подвергают предварительной сепарации и контактированию с жидким потоком 19, который образуется в результате провала части потока 17

5 через паровые отверстия в полотне тарелки 13 гри движении по горизонтальному профилю. (Например, на наклонных каскадных тарелках 18; на фиг. 2 - схема движения потоков по узлу I; на фиг. 3 - схема движения потоков по узлу I, II).

Контактирование потоков 16 и 19 проводят в пленочном режиме движения потока

жидкости 19 по наклону пластин с получением дополнительных потоков пара 20 и жид кости 21, качественно отличающихся от соответствующих потоков 16 и 17. Использование дополнительного пленочного режима движения жидкости увеличивает общую поверхность контакта, обеспечивает равномерное распределение паров и жидкости и значительно повышает эффективность мас- сообмена взаимодействующих фаз, приближая его к молекулярному уровню.

Дополнительные потоки жидкости 21 смешивают с потоками жидкости 17 и смесь 22 частично выводят по линиям: 23 м - при температуре 235-245°С, 24 - при температуре 275 - 285°С, 25 - при температуре 320- 330°С и через стриппинг секции 26, 27. 28 (фиг. 1) направляют боковыми дистиллятами для производства масел соответственно: 29 (1) - трансформаторного - 29 (1 погон - фракция 300-400°С). 30 (II) - маловязкого дистиллята - 30 (II погон - фракция 350- 420°С), 31 (III) - средневязкого дистиллята 31(III погон - фракция 420-500°С). а гудрон

32с температурой 360-375°С направляют для выработки топочного мазута марки М- ТОО. Смесь 22 также частично выводят по

линиям 33 и 34. Избыточное тепло в колонне снимают в верхней секции 12 верхним циркуляционным орошением (ВЦО) - 33 при температуре верха 50-70°С и остаточном давлении 20-45 мм рт.ст. и промежуточным циркуляционным орошением (ПЦО) -34 в секции 11, Балансовое количество флегмы орошения ВЦО отводят боковым дистиллятом -35 как компонент дизельного топлива. С верха колонны поток газов и паров 36 направляют на вакуумсоздающую систему. Водяной пар 37 в суммарном количестве 2-3 м/ч подают вниз секции 5.

Боковые дистилляты 29, 30, 31, 35 могут быть использованы частично или полностью в качестве сырья для каталитического крекинга.

Сравнение показателей, достигнутых по предлагаемому способу, с промышленными показателями на топливном варианте было проведено на аналогичной установке ЭЛОУ-АВТ-6 на Грозненском НПЗ имени В.И.Ленина (прототип).

Пример 1. Опыт проводят на варианте получения дистиллятов (I. II. Ill погонов)- сырья для производства масел по предлагаемому способу. Мазут, полученный из Западно-Сибирской (Тюменской) нефти в количестве 3039 тонн в сутки (плотностью 0,9520. н.к. 282°С) нагревают в печи и при температуре 380°С по линии 1 вводят в многосекционную вакуумную колонну 2, где смесь паров перегоняют последовательно в секциях 7, 8, 9, 10, 11, 12 при контактировании в каждой из них паровой 14 и жидкой 15 5 фаз с получением между секциями паровых 16 и жидкостных 17 потоков Паровой поток 16 перед вводом его из секции 7 в секцию 8 подвергает предварительной сепарации от тяжелых компонентов и контактированию в

0 пленочном режиме с жидким потоком 19, который является частью потока 17 секции 8. с получением дополнительного потока 21. В результате смешения дополнительного потока 21. полученного между секциями 7 и

5 8, с жидким потоком 17 вышележащей сек ции 8 получают смесь 22, которую направляют по линии 25 при температуре 330°С через стриппинг в секцию 28 и частично выводят в количестве 1733 т/с с средневяз0 ким масляным дистиллятом 31 (погон III), удовлетворяющим требованиям СТП завода (табл.2). I

Аналогичные описанным приемом обработки паровых и жидких потоков с получе5 нием дополнительных потоков были использованы и для сечений между другими секциями колонн 2. В результате:

по линии 24 (между секциями 8 и 9) при температуре 280°С через стриппинг секцию

0 27 выводят в количестве 1736 т/с маловязкий масляный дистиллят 30 (погон И);

по линии 23 (между секциями 9 и 10) при температуре 230°С через стриппинг секцию 26 выводят в количестве 315 т/с трансфор5 маторный дистиллят 29 (погон I);

по линии 34 (между секциями 10 и 11) отводят ПЦО (325 м3/ч);

по линии 33 (между секциями 11 и 12) отводят ВЦО (210 м3/ч);

0 а имеющееся балансовое количество выводят компонентом дизельного топлива 35 в , количестве 637 т/с (96% выкипает 360°С). Температура колонны: верха 80°С, низа 360°С, Остаточное давление на в ерху 30 мм

5 рт.ст., расход перегретого пара 37 - 2.7 т/ч. Пример 2.Опыт проводят по Предлагаемому способу. Основные отличия в условиях переработки мазута по сравнению с примером 1;

0 производительность вакуумного блока по мазуту выше известного способа (102.4%);

увеличена температура мазута на входе в колонну 2 с 380 до 385°С.

5 Необходимый для получения дистиллятов требуемых качеств режим вакуумной колонны:

ВЦО - 270 м3/ч; ПЦО- 350 м3/ч. Данная более высокая кратность орошения позволила улучшить даже при производительности выше известного способа четкость выделения и увеличить выход компонента диз- топлива (см.табл. 3).

Температура: верха 75°С, вывода ВЦО - 90°С, входа ВЦО - 40°С; вывода СЦО - 225°С.

Пример 3. Опыт проводят по предлагаемому способу. Основные отличия в условиях переработки мазута по сравнению с примерами 1 и 2 заключаются в использовании предлагаемого способа для малого объема переработки мазута на стабильном режиме.

При этом производительность вакуумного блока по мазуту составила 61 % от производительности для известного способа (на установке АВТ перерабатывали нефть Кулешовского месторождения с высоким содержанием светлых до 60% и выше и следовательно с заниженным содержанием мазута и гудрона);

-расходы ВЦО - 250 м3/ч; ПЦО - 380 м3/ч;

- температура: нагрева мазута 380°С. верха колонны 2 - 70°С, вывода ВЦО - 85°С.

Колонна работала на стабильном режиме с выработкой четырех дистиллятов (I. II, III и тяжелого компонента дизтоплива).

Пример 4. Опыт проводят по известному способу.

Мазут, полученный при перегонке Западно-Сибирской (Тюменской) нефти, нагревают в печи до 400°С и перегоняют в многосекционной вакуумной колонне при подаче смеси паров последовательно через секции С получением только двух дистиллятов условных фракций 350-420°С с температурой вывода 265°С и 420-500°С с температурой вывода 305°С.

Температура: верха - 145°С, низа - 365°С; вывода ВЦО - 165°С, вывода СЦО - 250°С. Остаточное давление на верху колонны - 70 мм рт.ст.

При эксплуатации объекта по известному способу при производительности 80% и ниже от проекта режим переработки мазута неустойчивый, а отбор из мазута двух дистиллятов не превышал 12-14,% от нефти, Отбор тяжелого компонента дизтоплива (поток 35) в вакуумной колонне отсутствовал. Насосы откачки дистиллятов и циркуляционных орошений работали неустойчиво провала значительной части флегмы с тарелок вывода в нижележащие секции.

Использование предлагаемого способа позволяет получить следующие преимущества по сравнению с известным:

стабилизировать режим работы колонны и повысить объем переработки мазута от

60 до 100% от производительности колонны по известному способу;

расширить ассортимент продуктов перегонки за счет выработки четырех дистил- лятов по сравнению с двумя, фракциями 350-420°С и 420-500°С по прототипу;

обеспечить переработку мазута с выработкой тяжелого компонента дизтоплива в количестве 3,2-3,9% на нефть и трех масля- ных дистиллятов (трансформаторного, маловязкого и средневязкого), используемых для производства масел;

увеличить отбор суммы светлых на 2- 2,5% за счет тяжелого компонента дизтоп- лива;

увеличить общий отбор дистиллятов в вакуумной колонне на 1,4-5,3%;

улучшить качество продуктов перегонки за счет сужения фракционного со- става на 20-60°С.

Ориентировочный ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа только за счет увеличения выработки дизельного топлива летнего состава 1,2 млн.руб.год. Формула изобретения Способ переработки мазута путем перегонки нагретого в печи сырья в многосекционной тарельчатой вакуумной колонне с образованием парового и жидкого потоков углеводородов, контактирующих друг с другом на тарелках, выводом из каждой секции с ее верхней тарелки парового потока, а с

нижней тарелки - сконденсированной жидкости, и при этом работающей с верхним и промежуточными циркуляционными орошениями при обогреве куба водяным паром и при отборе газообразных углеводородов с

верха колонны, с выводом в виде боковых погонов фракции дизельного топлива, частично используемой в качестве верхнего циркуляционного орошения, а также с отбором фракций вакуумных дистиллятов после

их отпарки в боковых отпарных зонах и отводом гудрона с низа колонны, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности колонны, увеличения числа товарных фракций и улучшения их качества, между каждой из секций дополнительно устанавливают наклонные по отношению к оси колонны контактные устройства в виде пластин, разделенных сетками, и паровой поток из нижерасположенной

секции подвергают частичной сепарации путем пропускания паров через наклонные контактные устройства, причем образующиеся при сепарации пары барботируют через жидкость, стекающую с соответствующей вышерасположенной горизонтальной тарелки в виде пленки по наклонной поверхности пластин, после чего жидкость с пластин смешивается с основным потоком

Качество нефтепродуктов

жидкости из верхней части колонны, и из каждой секции отводят часть полученной жидкой смеси в виде боковых погонов.

Таблица 1

Таблица 2

Переработка мазута

Сырье для каталитического крекинга.

В том числе газы разложения на вакуумном блоке - 0,3%.

В том числе 1,5% потери на вакуумном блоке.

Продолжение табл, 2

Таблица 3

34

e

Ј3,24,25

MS

1

«

л 1i-cH-5 e 1.

46

is «

R

1

.ж

б

21

Л

81

I J13

4

M T «

I J

,80 Г4

ja.

«

23