Способ переработки нефти и нефтепродуктов

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ путем ректификации в секционной колонне с подачей нЬходного сырья и верхнего орошения с получением целевых фракций, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности процесса, последний проводят с раздельным мно гократным вьгоодом с разных секций колонны жидкой фазы, образованной или верхним орошением или в случае подачи в колонну холодного °и нагретого исходного сырья - верхнрм орошением и холодным сьфьем, и жидкой фазы, образованной исходным сырьем, испарением и возвратом в колонну зтих фаз под нижнюю тарелку секции, расположенной непосредственно под точкой (Л вывода указанных жидких фаз. Ч-d

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVEi JlHH (51)4 С 10 G 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3660353/23-04 (22) 06,10.83 (46) 30.09.85. Бюл, й* 36 (72) Ф.А. Арсланов, Г.Г. Теляшев, А..Р.. Кондратьев, Е.Т. Китанова, М.Н. Миннуллин, P.Ã. Гареев и Ф.Ш. Мунирова (53) 665.63(088.8) (56) Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с. 172.

Александров П.А, Ректификационные и абсорбционные аппараты, М..

Химия, 1978, с. 14. (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

И НЕФТЕПРОДУКТОВ путем ректификации

„„Я0„„1182061 A в секционной колонне с подачей исходного сырья и верхнего орошения с получением целевых фракций, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения эффективности процесса, последний проводят с раздельным многократным выводом с разных секций колонны жидкой фазы, образованной или верхним орошением или в случае е подачи в колонну холодного и нагретого исходйого сырья — верхним орошением и холодным сырьем, и жидкой фазы, образованной исходным сырьем, испарением и возвратом в колонну этих фаз под нижнюю тарелку секции, рас- I положенной непосредственно под точко4 вывода указанных жидких фаз, 1182061

Изобретение относится к способам переработки нефти и нефтепродуктов путем ректификации и может быть использовано в нефтеперерабатыва:ощей промьппленности.- 5

Целью изобретения является повышение эффективности процесса эа счет перераспределения жидких и паровых потоков в колонне, На чертеже представлена принципи.альная схема реализации предлагаемогс способа.

Процесс проводят в ректификационной колонне 1, имеющей секции 2 — 6 с контактными устройствами. 15

Исходное сырье вводят в колонну 1 либо по линии 7, либо в случае подачи раэнотемпературных потоков по ли.нии 7 (нагретый поток) и линии 8 (холодный поток). Верхнее орошение 20 подают в колонну по линии 9. Жидкую фазу, образованную верхним орошением или верхним орошением и холодным сырьем, выводят по линии 10, испаряют и вводят в колонну под нижнюю 25 тарелку секции 4. Жидкую фазу,,образованную исходным сырьем, выводят из колонны t по линии 11, испаряют и вводят в колонну под нижнюю тарелку секции 5, Жидкую фазу с нижней тарел-З0 ки секции 5 выводят по линии 12, испаряют и вводят в низ колонны. По линиям 13 и 14 выводят целевые продукты. По линии 15 в низ колонны подводят тепло или водяной пар, 35

В данной схеме колонна имеет два питания, пять секций и три элемента для нагрева жидких фаз, В зависимости от свойств сырья, требований к чистоте продуктов и конкретных усло- 40 вий разделения каждое из указанных чисел может быть иным.

Пример 1. Производят частичное отбензинивание нефти ЗападноСибирских месторождений с плотностью 5

= 0,855, состав которой приведен в табл, 1.

Колонна диаметром 2 м имеет 2 питания, 3 секции и теплообменник для нагрева жидкой фазы, направляемой из второй сверху секции вниз колонны, Первая секция содержит 8 тарелок, остальные - по 4 тарелки с эффективностью 62,57.

Давление вверху KoJioHHbl cocTRBJIH- 55 ет 0,40 MIIa а внизу — 0,42 МПа, температура соответственно 105:и

214 С, Первый (верхний) поток сырья вводят в колонну в жидкой фазе при

50 С в количестве 357 (здесь и далее мас. . от исходного сырья), .второй — в парожидкостной фазе при

210"С в количестве 657 (в том числе паровая фаза 6,8Х, жидкостная 58,27), Сверху колонны в паровой фазе отбирают фракции, кипящие ниже 85 С (легкая бензиновая фракция). После конденсации путем охлаждения в конденсаторе-холодильнике до 45 С при

0,38 MIa выводят из системы головной продукт в количестве 87, а балансовый избыток в количестве 47 направляют на орошение верха колонны. На верхнюю тарелку второй секции направляют жидкую фазу с нижней тарелки первой секции (47, 125 С) и верхнее сырье (357, 50 С).

Выходящую из этой секции жидкую фазу (557., 175 С) вьводят иэ колонны, нагревают в теплообменнике до

221 С и подают в низ колонны. При этом образуется паровой поток в количестве 20,5Х, Жидкую фазу в количестве 34,57 совместно с жидкостью, стекающей с третьей секции (61,5Х, 219 С), отпаривают внизу колонны водяным паром (0,4Х, 180 С). Снизу выводят остаток — частично отбензиненную нефть (32X, 214 С).

Выполнен сопоставительный расчет предлагаемого и известного способов на 3ВМ по известной методике при равенстве количества и состава сырья, давления в колонне, отбора продуктов, суммарного вводимого тепла, рас» хода водяного пара, числа тарелок.

По известному способу весь поток сырья вводят при 205 С между второй и третьей секциями, При этом паровая фаза составляет 10,5Х а жидкостная

89,5Х.

Основные результаты расчета приведены в табл, 2, иэ которой видно, что применение описьваемого способа в условиях данного примера разделения нефти позволяют повысить производительность колонны по сырью на 42,7Х, чистотудистиллята на 27, а также уменьшить теплоотвод сверху колонны на 38,77.

Пример 2. Из прямогонного конденсата состава, мас.7.:

Метан 0,3

Этан 1,2

Пропан 13,5

Иэобутан 13

Нормальный бутан 22

Иэопентан 10

Нормальный пентан 10

Гексан 30 . 5 необходимо удалить метан, этан и пропан в так называемой пропановой колонне абсорбционно-гаэофракционирующей установки, В колонне диаметром 1,4 м установлены тарелки, которые по разделительной способности. равносильны двадцати восьми теоретическим и рас.— пределены по 5 секциям в соотношении

10:4:5:4:4. !5

Давление вверху колонны составляет 1,755 МПа, внизу 1,800 МПа, температура соответственно 52,6 и 130 С.

Сырье вводят в колонну двумя по. токами: первый (верхний) поток в жидкой фазе при 30 С в количестве

20Х во вторую сверху секцию, второй (нижний) — в парожидкостной фазе ,при 105 С и количестве SOX между второй и третьей секциями. Паровая фаза второго сырья составляе 8Х .а жидкая - 72X от исходного сырья.

Сверху колонны выводят в паровой фазе метано-этано-пропановую фрак цию, которую частично конденсируют 30

,.путем охлаждения в конденсаторе-холодильнике до 45 С при 1,73 МПа.

После сепарации в емкости паровую фазу в количестве 15Х выводят из си- .стемы. Жидкую фазу (45X, 45 С) возвращают s колонну в качестве верхне гО орошения.

На верхнюю тарелку второй секции направляют жидкую фазу с нижней та релки первой секции (61X 83 С) и 4р верхнее сырье (20X 30 С). Выходя;щую из этой секции, жидкунг фазу (91X, 101 С) нагревают в теплообменнике и подают под нижнюю тарелку третьей секции, образовавшаяся паровая фаза 45 ,!(25,5Х 109 С) поступает в третью . секцию, а жидкая фаза (64,5Х, 109 С) .

1 на верхнюю тарелку четвертой секции, Жидкие фазы, выходящие из третьей .

: (91Х, 114 С) и четвертой (71,5Х

116 С) секций подают соответственно под нижнюю тарелку четвертой секции В пятую секцию и Вниз колонны °

Паровое орошение внизу колонны

;образуют путем нагрева в рибойлере ,жидких фаз, стекающих с нижних таре;лок четвертой и пятой секций, и воз118206! 4 врата паровой фазы (91X, 138 С) в колонну.

Жидкую фазу (85Х, 138 С) выводят в качестве остатка.

На ЭВМ выполнен сопоставительный расчет предлагаемого и известного способов при следующих общих условиях разделения: загрузка и состав сырья, давление в колонне, отбор продуктов, количество тепла, подводимого в ниэ колонны, число тарелок.

По известному способу весь поток сырья вводят при 105 С между второй и третьей секциями.

Иэ результатов расчета (см.табл.3) видно, что применение предлагаемого способа в данном случае позволяет повысить пропускную способность колонны по сырью на 35,3Х, чистоту дистнллята на 2,5Х.

Пример 3. Производят разделение частично отбенэиненной нефти

Западно-Сибирских месторождений с плотностью у = 0,855 и содержанием

20 фракций

Р Ъ

ИК вЂ” 140 С вЂ” 10X (здесь и далее мас.Х на нефть).

140 - 230 С вЂ” 15Х

230 - 280 С вЂ” 9X.

280 — 360 С вЂ” !4X

360 — КК - 45X на широкую фракцию (сумма светлых нефтепродуктов, выкипающнх до 360 С) и мазут. Сырье .в количестве 93Х вводят в колонну при 375 С, при этом образуется паровая фаза в количестве 50,5Х. Колонна содержит 4 секции и 23 .тарелки с эффективностью (КПД)

0,65. Тепло сверху колонны снимают циркуляционным:орошением, которое выводят из колонны при 312 С и после охлаждения B теплообменнике и холодильнике до 80 С подают вверх колонны в количестве 32,5Х, Вниз колонны подают водяной пар.(0,5 мас.Х, 180 С).

Давление внизу колонны составляет

О, 190 МПа, вверху О, 175 МПа. Жидкую фазу, образованную верхним орошением колонны (11,6 мас.Х, 349 C), направляют с.первой секции в третью через змеевик печи, где его нагревают до

370 С. Оставшуюся жидкую фазу с нижней тарелки третьей секции (8,8 мас.Х, 360 С) «чагревают в зме55 евике печи до 390 С и подают в низ колонны (под первую тарелку). В этот змеевик подают также водяной пар .(О 5 мас.X !80 С).

1182061

Таблица 1

1 Содержание в нефти, мас.Ж

Фракции, OC

Компоненты и фракции, С

Содержание в нефти, мас.7

100-120

0,01

2,8

Метан

120-140

0,02

3,2

Этан

0,11

5,1

Пропан

4,9

0,20

Иэобутан

4,3

0,41

Нормальный бутан

Изопентан

0,59

5,4

Нормальный пентан

36-60

60-70

70-80

0 ° 86

7,0

2,9

9,6

1,5

9,7

9,4

1 ° 0

791

0i4

80-85

85-90

90-100

6,4

500-550

0,5

Выше 550

14,6

1,5

Жидкую фазу, образованную иэ жидкой фазы cblpbBy Выводят иэ Второй секции (42,3 мас,X 372 С) и подают в четвертую секцию и далее вниз колонны. Снизу выводят остаток - мазут (45 мас.Х, 377 С), а сверху выводят дистиллят — светлые нефтепродукты с водяным паром (48+ 0,83 мас. Ж, 286 d5.

На ЭВМ выполнен сопоставительный расчет известного и предлагаемого способов по известной методике, Общие условия разделения для известного и предлагаемого способов следующие: количество, состав, температура нагрева и точки ввода сырья расход водяного пара, чистота продуктов, давление в колонне, число и эффективность тарелок, температура ввода циркуляционного орошения и водяного .пара.

Неизменность переменных в обоих способах достигалась за счет варьирования количества циркуляционного орошения и отбора дистиллята.

Основные показатели, характеризующие разделительную и пропускную способность колонны при проведении процесса по известному и предлагаемому способам, сведены в табл. 4.

Иэ табл. 4 видно, что описыва-.. емый способ позволяет повысить отбор дистиллята на 0,5 мас.% и снизить жидкостную нагрузку колонны на 157.

140-170

170-200

200-230

230-260

260-300

300- 350

350-400

400-450

450-500

1182061

Та бли ца 2

Показатели

Известный

100

65 нижний

210

210 нижнего

0,40

0,40 (0,42

0,42

108

105 вверху внизу

214

196

77,1

77, 1

12,9

4,0

0,4

0,4 по пару по жидкости

1885

2168

104

59,4

4524

4524 по пару по жидкости

104

104

37957

27265 с сырьем

10692

37957

37957 суммарный

8192

5020

77,1

110

87,6

О5,6

Потоки сырья, мас.Х на нефть: верхний

Температура потоков сырья, С: верхнего

Давление в колонне, МПа: вверху внизу

Температура в колонне, С:

Загрузка сырья, т/ч

Отбор головного продукта, мас.7.

Расход верхнего орошения, мас.Х

Расход водяного пара, мас.X

Нагрузка колонны, м /ч:

Допустимая нагрузка, м /ч:

Количество вводимого тепла, КДж/ч: за с4ет нагрева жидкости второй секции

Теплоотвод сверху колонны, КДж/ч

Максимально возможная производительность колонны по сырью, т/ч

Чистота дистиллята, мас.Ж

Способ

Описываемый

1182061

Способ

Показатели

Известный

Предлагаемый верхний нижний

100

105 верхнего нижнего

105

1 755

1 800

1,755

1,800

asepxy внизу

52,6

130. 54,2

121 вверху внизу

21 3

21,3

15

45

628 по пару

46 по жидкости

970 ,75

970 по пару и:. жидкости

5800

5800 с сырьем в низ

2230 суммар ный

126:25

13795

5155

6401

21,3

28,8

90,3

92,8

Потоки сырья, мас.X:

Температура потоков сырья, C!

Давление в колонне, ИПа

Те лература в колонне, С

Загрузка сырья, т/ч

Отбор головного продукта, ма .X

Расход верхнего ороаения, мас.X

Нагруз.ка колонны, м /ч:

Допустимая нагрузка, и . /ч:

Количество вводимого тепла, КДж/ai за счет нагрева жидкости. второй секции

Расход тепла на конденсацию паров, КДж/ч

Максимально возможная.производительность колонны по сырью, w/÷

Чистота головного продукта, мас.й

i0

Таблица 3

1182061

Таблица 4

Показатели процесса

Известный Описываемый способ способ

Количество исходного сырья, мас,X на нефть

93

Температура нагрева сырья, С

373

375

Расход водяного пара, мас.Ж на нефть

0,93

0,93

Количество циркуляционного орошения, мас.Ж на нефть

32,5

Дополнительный подвод тепла в колонну за счет нагрева жидкости в змеевик печи, КДж на 100 кг нефти в единицу времени

10500

Содержание в остатке компонентов, кипящих до 360 С, мас.Ж на остаток

5,0

4,0

Отбор дистиллята, мас,Х на нефть

47,5

48,0

Максимальная нагрузка колонны по жидкости, об.Ж относительно известного способа

100

Составитель Н. Королева

Техред М.Кузьма

Редактор Н. Швыдкая

Корректор; А. Обручар

Заказ 6068/25 Тираж 545

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб,-, д. 4!5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4