Способ крэкирования нефтепродуктов Советский патент 1934 года по МПК C10G9/14 

Предлагаемое изобретение вообще касается превращения нефтемасел с относительно высокими точками кипения в более легко кипящие масла, как например, газолин, с применением нагрева и давления при некоторых новых условиях. Первая цель взобретения - осуществить простую и относительно недорогую систему для выполнения превращения указанного характера. В то же время изобретение имеет в виду разработку системы, которая служила бы для получения главной массы продукта крэкинга в виде газолина (бензина) хорошего качества, устраняя таким образом необходимость в обычно требующейся теперь повторной перегонке получаемого дестиллята. Для этой цели имеется в виду осуществлять, в результате непрерывного процесса, получение всего двух отдельных погонов, представляющих предпочтительно желательные сорта легкого газолина и тяжелого топливного масла.

Установка в основном состоит из обогреваемого змеевика, соединенного с котлами, в которых происходит испарение части масла. Пары направляются в одну ректификационную колонку, а жидкий остаток из котлов - во вторую, орошаемую свежим маслом, подлежащим крэкированию. Сущность настоящего изобретения заключается в том, что вышеуказанные ректификационные колонки соединены между собой таким образом, что часть или

весь конденсат первой колонки поступает на орошение второй колонки, что дает ряд преимуществ, указанных в дальнейшем изложении.

Нижеследующее описание и приложенный чертеж, изображающий схему располоаення, поясняют сущность изобретения.

Согласно этому чертежу в установке предусмотрен нагревательный змеевик 10, по которому может проходить непрерывным цотоком масса обрабатываемого масла, черпаемого из источника, указанного ниже. Этот змеевпк помещается в печи, в которой он может нагреваться горелкой Юо или теплом из иного источника. При своем прохождении по змеевику масло подвергается значительному давлению, могущему достигать и высокой цифры в 70 mjCM и спускаться до 18 кг1см. При выходе из змеевика температура масла. должна быть уже поднята до 425-510°. По оставлении змеевика масло проходит через редукционный клапан 11 и трубу 12 в один или несколько элементов батарей реторт или котлов 13. Эти реторты, в целях поддержания требуемой температуры, могут быть просто снабжены термоизоляцией или же, если желательно, подвергаемы умеренному наружному нагреву. При прохождении маела через клапан 11 может достигаться значительное снижение давления, так что поддерживаемое внутри реторт давление может приближаться к 25ж«/cж. Если я;елательно, во веем агрегате,

составленном из нагревательного змеевика и реторт, можно поддерживать равномерное давление, достигающее любого нодходящего значения, преимущественно в пределах 18-70 Kt/°cM. Лучше всего над и под линией уровня жидкости в ретортах 13 поместить трубчатые перемычки 14. осуществляющие сообщение не только между жидкостным содержимым реторт, но и между их паровыми пространствами. Паропровод 15, приключенный к паровому пространству последней из реторт, служит для отвода всего количества получаемых паров в донную часть дефлегматора или ректификационной (фракцпонировочной) колонки 16 любой формы. В трубе 15 следует иметь редукционный клапан 151, если давление в реторте превышает 25 или 28 mlcM, поскольку для хорошей фракционировки давление в нромывной колонке не должно превышать 28 кг/см и предпочтительно не превосходит 23-25 кг/еж®. Предпочтительно . фракционировочный аппарат устраивается как дефлегматорная колонка барботажного типа. Более легкие составные части паров проходят сквозь колонку и выходят из ее верха в обратный холодильник 17, служащий для улавливания части этих паров в виде обратного конденсата, пропуская остатки в трубу 18 и оттуда в последний конденсатор 19 и сборник 20. Вообще получаемый продукт должен иметь достаточно низкую конечную точку кипения, так чтобы для получения из него торговых сортов бен.зина не требовалась какая-либо обработка или повторная перегонка.

Из донной части колонки более тяжелые сконденсировавшиеся составные части могут быть отводимы трубой 21 к насосу 22, нагнетающему конденсат по трубе 23 в крэкингаппарат, в надлежащем месте нагреваемого змеевика 10. Это должно происходить в такой 11ромежуточной точке, где температура масла в змеевике равна или несколько выще температуры возвращающегося конденсата.

Далее установлена камера, в которой поддерживается значительно более низкое давление, порядка, например 1,4-2,8 ы/см или, если желательно, приблизительно атмосферное. Верхняя часть этой камеры имеет устройство ректификационной -колонки и она снабжена перегородками (или промывательными тарелками). В нижней части камеры оставляется свободное пространство, лишенное нерегородок. В это нижнее отделение камеры впускается тяжелое остаточное масло, собирающееся в ретортах 13. Нижняя часть канеры может быть снабжена, пониже места, на уровне которого входит остаточное масло, некоторым количеством перегородок. В таком случае со стороны днища камеры могут быть вводимы газ или пар для облегчения отделения от остатка всех его сравнительно легких компонентов. Впуск в камеру остаточного масла может быть совершаем при помощи трубопровода 25, сообщенного с днищем каждой из реторт батареи и снабженного клананом 26 для понижения давления. Последний надлежит помещать преимущественно близко от камеры 24, причем он должен быть Н8засаривающег.ося тина. Этот соединительный трубопровод должен работать непрерывно и при довольно постоянной температуре. Для контроля операции выпуска гудрона могут служить краны 25а и 25й в отводных патрубках реторт. Нормально кран 25а должен оставаться широко открытым, а кран 25& закрытым, так что остатки спускаются лишь из последней реторты батареи и благодаря этому между ретортами поддерживается более хорошая циркуляция. Однако, может быть найдено желательным иногда выдавать некоторое количество гудрона непосредственно из первой реторты и для этого кран 25Ь должен быть открыт один или вместе с краном 25а. При входе остаточного масла под значительно уменьшенным давлением в камеру 24 значительная доля его испаряется за счет содержимого в нем самом тепла, и развиваемые таким путем пары подымаются в ректификационную (фракционировочную) часть камеры. У верха последней или в промежуточном месте, близком к верху, предусмотрен внуск свежего масла, служащегб средой, охлаждающей камеру и регулирующей в ней температуру. Эго может быть соверщаемо при посредстве насоса 27, который служит для перекачки масла из какого-либо соответственного хранилища, при сравнительно низком давлении, по трубе 28 и теплообменному змеевику 29, помещенному в обратном холодильнике 17. Здесь температура масла повышается до некоторого предела, причем одновременно осуществляется частичная регулировка температуры конденсатора и колонки. Слегка нагретое свежее масло отводится по служащей для этой дели трубе 35 в верхнюю ректификационную часть камеры 24, где она стекает в противотоке паров, выделяющихся из остатка из реторт, и при этом поглощает добавочное тепло. Очевидно,

что если масло содержит некоторое количество легких „концов, желатеяьиых в бензиновом продукте, то эти последвие будут выгоняться в камере 24 и уноситься нз нее с более легкими парами, улетучившимися из остаточного масла.

Полученные таким образом, как из свежего масла, так и из остатков пары отводятся через трубонровод 31 в конденсатор 32 и сборник 33, Продукт, собираемый в сборнике 33, вообще будет отличаться более высокой конечной точкой кипения, нежели собираемый в приемнике 20, и у него может быть наклонность к ухудшежию окраски. Его можно целиком или частично накачивать насосом 36 по трубе 37 и патрубку 37а обратно в головки колонкии 16 камеры 24, регулируя в них темнературу, или пары могут быть очищаемы пропусканием в паровой фазе, частью или целиком, через сосуд 371, наполненный Фуллеровской землей или иным адсорбирующим или фильтрационным веществом, или же, наконец, конденсат может быть из сборника 33 отбираем и подвергаем обработке кислотой и повторной нерегонке для полутяжелого смешанного бензина и керосина илитом} подобного нефтемасла для осветительных целей и использования в обыкновенных горелках.

Вместо того, чтобы свежее масло вводить в ректификационную часть камеры 24, можно направлять его в нижнюю испарительную часть ее. Это особенно выгодно, когда вводится тяжелая сырая нефть, поскольку в таком случае более тяжелые компоненты, по большей части склонные вызывать неисправности в работе из-за коксования, удаляются вместе с остатками из камеры, тогда как легкие пары выносятся вверх в конденсатор 32 и лишь промежуточные составные части, возвращаемые обратно во фракционировочное отделение камеры, нанравляются затем в нагреваемый змеевик 10 для крэкирования. При таком способе работы желательно подогревать нефть в более высокой мере помощью надлежащих тенлообменников или иным путем,

Хотя считается предпочтительным так управлять камерой 24, чтобы в сборник 33 направлялся несколько тяжелый погон, заключающий фракции керосиновую и топливного масла, процесс, при желании, можно вести и так, чтобы в данном пункте получался продукт с пониженной конечной точкой кипения, такой, который отдосился бы к бензииовнм сортам.

При известных работах условиях для осуществления надлежащего температурного контроля камеры 24 может оказаться необходимым отводить часть свежего масла помимо обратного холодильника, так что в камеру она попадает в сравнительно холодном состоянии. Для этой цели с.1ужит обводный трубопровод 28а и краны 2ВЬ для дозирования порции масла, подлежащей пропуску через змеевки 29 конденсатора. Надлежащая регулировка крана в ответвлении 37а также помогает в осуществлении желательной регулировки температуры как в камере, так и в колонке. Точное местанахождение ввода свежего заряда по трубе 30 в камеру зависит от температуры масла и природы перегнанного продукта, который желательно из камеры получить.

Согласно настоящему изобретению между колонной 16 и камерой 24 предусматривается еще трубчатое соединение 38. Патрубок 38 предназначен для отъема конденсатов, скопляющихся в одной из тарелок промывательной колонки, если применен этот тип фракционировочного аппарата, или в надлежащем кармане колонки любого иного типа, и выпуска их на перегородки, тарелки или т. п. в камере 24, расположенные выще свободного в ней места, в которое выпускаются остатки. При известных условиях может быть сочтено желательным вводить эти конденсаты в камеру в более высоко расположенной точке, и для этой цели может быть сделано ответвление 38о от соединительной трубы 38.

В целях достижения некоторого понижения давления, между колонкой и камерой, в коммуникацию 38 может быть включен надлежащим образом редукционный клапан 39 давления и однородный же клапан 39а помещен в ветви 38а Очевидно, что пропускание конденсатов вышеуказанным путем дает в результате ряд выгод. Прежде всего он дает возможность отбирать из головы колонки нродукт желательно хорощих качеств с определенной высщей точкой кипения без необходимости возвращать сколько-либо газолина по трубе 21 обратно в цикл крэкинг-системы, затем он представляет подходящий пункт для выхода керосиновых или топливных масел, равно как и тяжелых хвостов бензина. Кроме того, таким образом получается добавочное тепло в камере расширения, облегчающее испарение более легких погонов свежего масла. Еще одно назначение упомянутого соединения заключается в увеличении емкости колонки благодаря устранению , дающей

керосиновые iiofOBH, склонные заносить колонку, перегоняясь вверх или вниз между более горйчими и более холодными тарелками колонки. Более того, то из более легких хвостов, которые не подлежат возвращению в колонку 16 с прочим конденсатом и скопляются близ ее среднего пояса, подвергаются повторной перегонке в камере расширения и отводятся через конденсатор 32, тем самым давая более совершенную разгонку. Если требуется, вместо пропуска, согласно вышесказанному, лишь одной части конденсата, в камеру может быть впускаем весь конденсат, собирающийся на дне колонки и выгоняемый ifo трубе 21. Для этой цели между трубами 21 и538 может быть предусмотрено ответвление 21а. Надлежащим манипулированием над кранами 21с весь онденсат из колонки 16 может быть направляем по трубе 21 а и через редукционный клапан 39 или 39 в камеру 24. При таком способе работы может быть используем кран 38е для запора трубопровода 38 повыше Ответвления 38а. Выгоды от такого способа работы должны, вероятно, превысить ущерб от потерь тепла и добавочной нагрузки, когорая в таком случае возлагается на насос, служащий для подачп масла и остальных компонентов в нагревательный змеевик.

В месте камеры, находящемся ниже ввода соединения 38 и выше свободной зоны, в которую заходит остаточное масло, помещается карман 40 для сбора конденсата, равно как неиспарившейся части свежего заряда. Если верхняя часть камеры расширения барботажного типа, то функцию кармана 40 может нести самая нижняя тарелка. По мере накопления в этом кармане масло вытесняется в горячий аккумул:ятор 400 и проходит по трубе 41 в насос 42, который, в свою очередь, гонит его по трубе 43 в нагревательный змеевик-10. Оно тогда служит основой питания нагревательного змеевика, как вкратце упомянуто в начале подробного онисания.

От днищи камеры расширения отходит спускная труба 44 для периодического или, лучше, непрерывного отвода тяжелых остатков, посылаемых в надлежащего типа теплообменный аппарат или холодильник и затем- в сборник. Если в данном месте применяется теплообменник, он может служить для добавочного нагрева свежего масла до его впуска в камеру 24. Понятно, что опускаемые таким путем остатки, должны иметь природу тяжелых топливных масел с надлежаще высокой точкой вспышки. в отношении предпочтительного варианта процесса, в делом, ясно, что при определенном способе работы получается лишь два ко-, вечных продукта, из коих один является желательным легким товаром, в роде газолина, а другой - остатками-тяжелым топливным маслом. В то же время система отличается гибкостью, допускающей производить керосин и топливное масло, которь1е всегда можно отдельно собирать у сборника 33, увеличивая количество продукта, посылаемого по трубопроводу 38, и повышая температуру вверху камеры 24.

Хотя выше изобретение подробно описано в отношении специальной комбинации аппаратуры и приведены некоторые определенные условия давления и температуры, понятно, что таковые включены исключительно для пояснения и ни в коем виде нельзя ограничивать изобретение этой примерной формбй осуБ1ествления. Здесь представлена конверсионная установка типа обычно известного под названием змеевик и котел, как особенно хорошо подходящая для выявления отличий изобретения, но само собой разумеется, что змеевик 10 и реторты 13 могут быть легко заменены иным крэкировочным оборудованием.

Предмет патента.

1.Способ крэкировапия нефтепродуктов под давлением пропусканием материала крэкинга, полученного в результате перегонки сырья на ректификационных звеньях установки через нагревательный змеевик и реакционные камеры, с направлением паров и газов в первую ректификационную колонну, работающую под давлением, а жидкого остатка реакционной камеры во вторую колонну, работающую под давлением, меньшим, чем первая колонна с подачей свежего предварительно подогретого сырья во вторую колонну, с отводом паров из обеих колонн после конденсации в конечные приемники, с применением рецикла, материалом которого являются флегмы обеих колонн и орошением обеих колонн дестиллятом из второй колонны, отличающийся тем, что образованный в первой фракционной колонне промежуточный конденсат вводят в промежуточную зону второй колонны.

2.Форма выполнения способа по п. 1, отличающаяся тем, что конденсаты из обеих колонн вводят в нагревательный крэкирующий змеевик в разных его точках.

Lr