Способ фракционирования продуктов термического крекинга
Владельцы патента RU 2536589:
Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") (RU)
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при фракционировании продуктов термического крекинга. Изобретение касается способа, включающего сепарацию продуктов после реактора и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией с подачей первичного сырья и выделением газа, бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка. Процесс разделения проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока. Из колонны выводят сверху газ и бензин, сбоку - боковой погон, который затем подают тремя потоками: первый поток на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, второй поток охлаждают и подают на смешение с продуктами после реактора, третий поток охлаждают и возвращают выше вывода бокового погона из колонны, а с низа колонны выводят крекинг-остаток. Технический результат - снижение энергозатрат, увеличение отбора и качества легких продуктов разделения, упрощение схемы выделения продуктов термического крекинга и снижение возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способам фракционирования продуктов термического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией, с подачей первичного сырья и выделением жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка с низа вакуумной колонны, в низ которой подается водяной пар, с отбором в вакуумной колонне термического газойля (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.226, рис.IV-15б).
Недостатками известного способа являются высокие энергетические и капитальные затраты в связи с использованием вакуумной колонны с подачей в низ ее водяного пара.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.226, рис.IV-15а).
Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты, недостаточный отбор и низкое качество легких продуктов разделения, сложность схемы выделения продуктов термического крекинга и возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат, увеличение отбора и повышение качества легких продуктов разделения, упрощение схемы выделения продуктов термического крекинга и снижение возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
Указанная задача решается тем, что в способе фракционирования продуктов термического крекинга, включающем сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор, согласно изобретению процесс разделения проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, из колонны выводят сверху газ и пары бензина, сбоку - боковой погон, который затем подают тремя потоками: первый поток - на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, второй поток охлаждают и подают на смешение с продуктами после реактора, третий поток охлаждают и возвращают в колонну выше вывода бокового погона из нее, а с низа колонны выводят крекинг-остаток, при этом сепарацию продуктов после реактора проводят в ректификационной колонне после смешения их со вторым потоком бокового погона.
Целесообразно бензин после ректификации направить на стабилизацию с получением газа и стабильного бензина.
За счет проведения процесса разделения в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, обладающей большей простотой и экономичностью по сравнению с разделением в простых колоннах, подачи первичного сырья двумя потоками: первого потока - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второго потока - выше ввода первого потока, позволяющей регулировать количество вторичного сырья, вывода из колонны бокового погона и подачи его тремя потоками: первого потока на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, охлаждения второго потока и подачи на смешение с продуктами после реактора, позволяющей существенно снизить температуру на тарелках колонны и термическое разложение продуктов на них, охлаждение третьего потока и возврат выше вывода бокового погона из колонны, позволяющее использовать тепло его охлаждения для нагрева первичного сырья, появляется возможность снижения энергозатрат, увеличения отбора и повышения качества легких продуктов разделения, упрощения схемы выделения продуктов термического крекинга и снижения возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.
Вторичное сырье, выводимое из сложной ректификационной колонны 1 по линии 2, нагревают в печи 3 и по линии 4 подают в реактор 5. Продукты после реактора выводят по линии 6.
С верха колонны 1 по линии 7 выводят пары и частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике воздушного охлаждения 8, а затем по линии 9 вводят в газосепаратор 10. С верха газосепаратора 10 по линии 11 выводят газ. С низа газосепаратора 10 по линии 12 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 13 возвращают на верх колонны 1, а балансовый избыток отводят по линии 14 в качестве нестабильного бензина. С низа газосепаратора по линии 15 отводят воду.
Боковой погон колонны 1 по линии 16 (первый поток бокового погона) подают на верх отпарной секции 17. С низа отпарной секции 17 по линии 18 выводят термический газойль, охлаждают в теплообменнике 19 и воздушном холодильнике 20 и по линии 21 выводят с установки. Пары с верха отпарной секции 17 по линии 22 возвращают в колонну 1. В низ отпарной секции 17 и колонны 1 соответственно по линиям 23 и 24 подают водяной пар. С низа колонны 1 по линии 25 отводят крекинг-остаток, охлаждают в теплообменнике 26 и в воздушном холодильнике 27, а затем по линии 28 выводят с установки.
Первичное сырье (мазут) по линии 29 подают в теплообменники 19, 30 и 26, нагревают и вводят в колонну 1 двумя потоками: первый поток по линии 31 - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток по линии 32 - выше ввода первого потока. Из колонны 1 по линии 33 выводят боковой погон, охлаждают в теплообменнике 30, воздушном холодильнике 34 и подают по линии 35 (второй поток бокового погона) на смешение с продуктами после реактора, после чего смесь поступает в колонну 1, и по линии 36 (третий поток бокового погона) - выше места вывода бокового погона из колонны по линии 33, при этом сепарацию продуктов после реактора (поток 6) проводят в ректификационной колонне 1 после смешения их со вторым потоком бокового погона, подаваемого по линии 35.
Нестабильный бензин по линии 14 подают в теплообменник 37, где нагревают, и далее в колонну стабилизации 38. С верха колонны 38 по линии 39 выводят пары и частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике воздушного охлаждения 40, а затем по линии 41 вводят в газосепаратор 42. С верха газосепаратора 42 по линии 43 выводят сухой газ. С низа газосепаратора 42 по линии 44 отводят жидкость и возвращают на верх колонны 38 в качестве орошения. С низа колонны 38 по линии 45 отводят жидкость и подают в кипятильник 46. Пары с верха кипятильника 46 по линии 47 возвращают в низ колонны 38. С низа кипятильника 46 по линии 48 выводят жидкость, охлаждают в теплообменнике 37, воздушном холодильнике 49 и по линии 50 выводят с установки в качестве стабильного бензина.
Сравнительные показатели работы схем фракционирования продуктов термического крекинга приведены в прилагаемой таблице.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить энергозатраты. Тепловая нагрузка печи снижается с 18,210 до 12,171 Гкал/ч, то есть в 1,5 раза. При этом увеличивается отбор легких продуктов: суммарного газа с 4,18 до 4,63 т/ч, то есть на 10,8%; стабильного бензина - с 8,83 до 9,18 т/ч, то есть на 4%; термического газойля (дизельной фракции) с 25,59 до 26,63%, то есть на 4,1%. Упрощается схема в связи с уменьшением числа колонн с 4 до 3 и снижается возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. Так, максимальная температура нагрева продуктов в колоннах снижается с 432 до 393°C.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты, увеличить отбор и повысить качество легких продуктов разделения, упростить схему выделения продуктов термического крекинга и снизить возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
| Таблица | ||
| Основные показатели работы колонн | ||
| Показатели | Вариант 1 (прототип) | Вариант 2 (предлагаемый способ) |
| 1 | 2 | 3 |
| Расход, т/час | ||
| первичного сырья: | 75,00 | 75,00 |
| первого потока | 70,00 | 70,00 |
| второго потока | 5,00 | 5,00 |
| газа суммарного | 4,18 | 4,63 |
| стабильного бензина | 8,83 | 9,18 |
| термического газойля (дизельной фракции) | 25,59 | 26,63 |
| крекинг-остатка | 36,40 | 34,56 |
| воды в сырье | 0,40 | 0,40 |
| паров с верха K-1 | 42,56 | 61,39 |
| газа из E-1 | 2,34 | 3,81 |
| дистиллята K-1 | 33,25 | 10,00 |
| острого орошения K-1 | 6,57 | 45,18 |
| циркуляционного орошения (ЦО) K-1 (третьего потока бокового погона) | 7,00 | 75,00 |
| квенчинга (второго потока бокового погона) | - | 10,00 |
| бокового погона K-1 в K-2 (первого потока бокового погона) | - | 37,47 |
| паров с верха K-2 | 3,57 | 11,84 |
| вторичного сырья в P-1, в т.ч. | 90,00 | 90,00 |
| бокового погона K-1 | 5,92 | 90,00 |
| остатка K-1 | 84,08 | - |
| газосырьевой смеси после реактора P-1 | 90,40 | 90,40 |
| Продолжение таблицы | ||
| 1 | 2 | 3 |
| паров в низ K-1 | 47,97 | 1,00 |
| питания K-1 (паровой фазы) | 47,97 | 66,84 |
| питания K-1 (жидкой фазы) | - | 33,56 |
| питания K-2 | 42,43 | - |
| газа из E-2 | 0,02 | - |
| дистиллята K-2 | 3,00 | - |
| острого орошения K-2 | 0,45 | - |
| первичного сырья в K-1 | 70,00 | 75,00 |
| первичного сырья в K-2 | 5,00 | - |
| бокового погона K-2 в K-1 | 8,02 | - |
| паров с верха K-3 | 5,33 | 2,58 |
| газа из E-3 | 1,17 | 0,82 |
| острого орошения K-3 | 4,17 | 1,77 |
| остатка с низа K-3 | 16,03 | 16,51 |
| питания K-3 | 10,00 | 10,00 |
| паров в низ K-3 | 7,19 | 7,33 |
| питания K-4 | 36,25 | - |
| паров с верха K-4 | 31,11 | - |
| газа из E-4 | 0,66 | - |
| дистиллята K-4 | 10,00 | - |
| острого орошения K-4 | 18,55 | - |
| водяного пара, в т.ч. | 2,00 | 2,00 |
| в низ K-1 | - | 1,00 |
| в низ K-2 | 0,10 | 1,00 |
| в низ K-4 | 1,90 | - |
| Продолжение таблицы | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Температура, °C | ||
| ввода первичного сырья | 270 | 270 |
| газосырьевой смеси после P-1 | 440 | 440 |
| ввода острых орошений | 40 | 40 |
| ввода водяного пара | 350 | 350 |
| верха K-1 | 322 | 140 |
| Вывода ЦО (бокового погона K-1) | 357 | 238 |
| ввода ЦО | 150 | 150 |
| ввода квенчинга | - | 150 |
| верха K-2 | 318 | 230 |
| низа K-2 | 432 | 206 |
| бокового погона K-1 в P-1 | 380 | 295 |
| низа K-1 | 321 | 393 |
| бокового погона K-2 в K-1 | 385 | - |
| питания K-1 | 440 | 440 |
| питания K-2 | 440 | - |
| верха K-3 | 53 | 52 |
| низа K-3 | 168 | 173 |
| в кипятильнике K-3 | 181 | 185 |
| верха K-4 | 140 | - |
| низа K-4 | 198 | - |
| Давление, ата | ||
| в E-1 | 5,00 | 4,00 |
| верха K-1 | 5,50 | 4,50 |
| низа K-1 | 5,58 | 4,58 |
| в E-2 | 3,00 | - |
| верха K-2 | 3,65 | 4,76 |
| низа K-2 | 3,75 | 4,83 |
| Продолжение таблицы | ||
| 1 | 2 | 3 |
| в E-3 | 7,00 | 7,00 |
| верха K-3 | 7,50 | 7,50 |
| низа K-3 | 7,70 | 7,70 |
| в E-4 | 4,00 | - |
| верха K-4 | 4,77 | - |
| низа K-4 | 4,88 | - |
| Тепло, Гкал/ч | ||
| отводимое с верха K-1 | 9,430 | 9,176 |
| отводимое ЦО | 0,904 | 3,899 |
| отводимое квенчингом | - | 0,520 |
| вводимое с газосырьевой смесью | 26,010 | 25,693 |
| отводимое с верха K-2 | 0,830 | - |
| вводимое с сырьем в K-3 | 0,570 | 0,570 |
| отводимое с верха K-3 | 0,384 | 0,165 |
| подводимое в низ K-3 | 0,600 | 0,600 |
| отводимое с верха K-4 | 5,287 | - |
| вводимое с сырьем в K-4 | 5,465 | - |
| вводимое с водяным паром | ||
| в K-1 | - | 1,025 |
| в K-2 | 0,103 | 1,025 |
| в K-4 | 1,947 | - |
| Тепловая нагрузка печи | 18,210 | 12,171 |
| Число теоретических тарелок (двухсливных клапанных) | ||
| в 1 секции K-1 | 2 | 5 |
| во 2 секции K-1 | 3 | 2 |
| в 3 секции K-1 | - | 5 |
| в 4 секции K-1 | - | 1 |
| Продолжение таблицы | ||
| 1 | 2 | 3 |
| в 5 секции K-1 | - | 3 |
| в 1 секции K-2 | 5 | 7 |
| во 2 секции K-2 | 2 | - |
| в 3 секции K-2 | 3 | - |
| в 1 секции K-3 | 9 | 9 |
| во 2 секции K-3 | 10 | 10 |
| в 1 секции K-4 | 5 | - |
| во 2 секции K-4 | 3 | - |
| расстояние между тарелками, мм | 500 | 500 |
| Диаметр, м | ||
| K-1 | 2,0 | 2,6 |
| K-2 | 0,8 | 1,0 |
| K-3 | 0,8 | 0,8 |
| K-4 | 1,8 | - |
| Линейная / максимально- | ||
| допустимая линейная скорость | ||
| пара, м/с | ||
| в K-1 | 0,25-0,45/0,45-0,54 | 0,04-0,49/0,48-0,96 |
| в K-2 | 0,05-0,37/0,53-0,64 | 0,27-0,50/0,54-0,70 |
| в K-3 | 0,24-0,48/0,34-0,43 | 0,09-0,22/0,34-0,41 |
| в K-4 | 0,08-0,27/0,34-0,41 | - |
| Высота подпора слива, мм | ||
| в K-1 | 6-32 | 11-48 |
| в K-2 | 2-36 | 25-31 |
| в K-3 | 11-28 | 5-24 |
| в K-4 | 15-21 | - |
| Продолжение таблицы | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Содержание фракций, % масс. | ||
| >C4 в суммарном газе | 5,79 | 5,80 |
| <C5 в стабильном бензине | 0,28 | 0,08 |
| >170°C в стабильном бензине | 1,79 | 0,85 |
| <140°C в дизельной фракции | 1,68 | 0,43 |
| >350°C в дизельной фракции | 6,57 | 3,75 |
| <350°C в остатке | 6,33 | 3,22 |
1. Способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор, отличающийся тем, что процесс разделения проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, при этом первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, из колонны выводят сверху газ и пары бензина, сбоку - боковой погон, который затем подают тремя потоками: первый поток - на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, второй поток охлаждают и подают на смешение с продуктами после реактора, третий поток охлаждают и возвращают в колонну выше вывода бокового погона из нее, а с низа колонны выводят крекинг-остаток, при этом сепарацию продуктов после реактора проводят в ректификационной колонне после смешения их со вторым потоком бокового погона.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что бензин после ректификации направляют на стабилизацию с получением газа и стабильного бензина.
