Способ и устройство (варианты) для переработки нефти. Трубы для перегонки нефти


Фланцы в первичной переработке нефти. Стальные фланцы колонных аппаратов и технологических трубопроводов. | Трубопроводы

Кто хочет много достигнуть, должен ставить высокие требования. Иоганн Вольфганг Гёте

↑ В начало

Подготовка нефти к первичной перегонке

Сложность состава нефти

Нефть является сложной смесью тысяч различных веществ. Спектр этих веществ может сильно меняться от одного месторождения к другому. Абсолютно полный состав нефти не выявляют даже в наши дни, имея возможности контроля с помощью таких мощных методов как хроматография, ядерный магнитный резонанс, электронная микроскопия.

Несмотря на всё разнообразие составляющих элементов, основой нефти являются органические вещества углеводородного строения.

↑ В начало

Фланцы в предварительной подготовке нефти на промысле

Мы уже писали подробнее о том, как применяются фланцы в промысловой подготовке нефти.

Так как добываемая сырая нефть содержит в своём составе твёрдые механические примеси, вызывающие абразивную эрозию внутренних поверхностей труб, фланцев, арматуры, осуществляется промысловая подготовка нефти, которая включает в себя следующие операции:

  • для сокращения потерь легких фракций осуществляют стабилизацию нефти;
  • от основного количества воды и твердых частиц нефть освобождают путем отстаивания в резервуарах;
  • механическими, химическими и электрическими способами проводят деэмульгацию – разрушение нефтяных эмульсий;
  • нефть сортируют и смешивают.

↑ В начало

Глубокое обезвоживание и обессоливание

Добытая нефть содержит, кроме попутного газа, песка, ила, кристаллов солей, также и воду, в которой растворены соли, в основном – хлориды.

Присутствие в нефти воды удорожает её транспортировку, повышает энергозатраты на испарение воды и конденсацию паров, повышает её вязкость и т. д.

Наличие в нефти растворов солей приводит к сильной коррозии оборудования, в том числе и соединительных фланцев. Отделение воды и солей из нефти, особенно высокой вязкости и смолистости, представляет собой трудную техническую задачу. Нефть подготавливается на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ), где происходят гравитационные физические процессы массообмена (рисунок 1).

↑ В начало

Дистилляция нефти — первичная перегонка

Рисунок 2. Диаграмма дистилляции нефти. Газойль, масляная фракция и гудрон при атмосферной перегонке не разделяются (входят в состав мазута).

Нефть, подготовленная на электрообессоливающих установках, поступает по технологическим продуктопроводам на установки первичной перегонки для выделения дистиллятных фракций и мазута (или гудрона). Для соединения отдельных участков продуктопроводов с трубопроводной арматурой и между собой применяются стальные фланцы. Надёжность фланцевых соединений, а также необходимость относительно частых ревизий и модернизаций объясняет высокие потребности во фланцах и высокопрочном фланцевом крепеже со стороны нефтеперерабатывающих предприятий.

При первичной перегонке нефть подвергается только физическим изменениям. Из неё выпариваются лёгкие фракции, производится разделение по молекулярной массе (рисунок 2). Молекулы углеводородов остаются при первичной перегонке неизменными, химические изменения нефти не происходят.

Основной принцип отделения фракций — различие их температур кипения. По этой причине фланцы и другие компоненты фланцевых соединений (прокладки, шпильки, болты, гайки) должны быть устойчивы не только к высокой температуре, но и к многократным её перепадам.

Технология первичной перегонки нефти имеет свои принципиальные характерные черты, которые определяются:

  • природой сырья:
    • нефть обладает непрерывным характером вскипания, невысокой термической стабильностью тяжелых фракций,
    • тяжелые фракции содержат малолетучие металлорганические соединения, сильно снижающие качество нефтепродуктов и усугубляющие их переработку.
  • нормативами на нефтепродукты.

На установках атмосферной перегонки (АТ — атмосферная трубчатка) происходит выделение лёгких фракций при атмосферном давлении. Остатком атмосферной перегонки является мазут.

Перегонка мазута осуществляется на установках атмосферно-вакуумной перегонки (АВТ — атмосферно-вакуумная трубчатка), так как данные продукты могут термически разлагаться при высокой температуре и атмосферном давлении. Из мазута получают либо широкую фракцию вакуумного газойля (350…500°C), либо узкие масляные фракции. Гудрон является остатком вакуумной перегонки мазута.

↑ В начало

Ректификационные колонны

Рисунок 3. Ректификационные колонны

Все колонные аппараты, как правило, обладают сходными конструктивными элементами и деталями (рисунки 3, 4):

  • цилиндрический корпус из одной или нескольких обечаек;
  • днище и крышка;
  • штуцеры для присоединения трубопроводной арматуры и трубопроводов;
  • устройства присоединения средств контроля и измерений;
  • люки-лазы;
  • опоры;
  • сварные соединения;
  • строповые устройства.

Для обеспечение контактирования потоков жидкостей и газов наибольшее распространение получили вертикальные аппараты колонного типа. Рабочая среда в них может содержаться при атмосферном давлении, в вакууме и при повышенном давлении.

В верхней части атмосферных колонн рабочее давление незначительно превышает от атмосферное и определяется сопротивлением трубопроводов, по которым движется ректификат от колонны. Давление в нижней части колонного аппарата может значительно превышать атмосферное.

Рисунок 4. Дистилляционная колонна из нержавеющей стали (высота - 8 м). Для соединения модулей используются фланцы Ду 600.

Установки по перегонке нефти могут работать в различных режимах:

  • испарение в одной ректификационной колонне;
  • последовательное испарение в двух колоннах;
  • перегонка с предварительным испарением лёгких фракций в эвапораторе.

Перегонке сопутствует отпаривание лёгких фракций водяным паром при максимальной температуре. Сложный состав остатков перегонки требует чёткой организации отделения от них дистиллятных фракций, в том числе и высокоэффективной сепарации фаз при однократном испарении сырья. Для этого устанавливают отбойные элементы, что и позволяет избежать уноса капель паровым потоком.

↑ В начало

Фланцы колонных аппаратов и технологических трубопроводов

Наиболее распространённым соединительным элементом составных частей аппаратов, сосудов и трубопроводов является фланец. Фланцевое соединение обеспечивает надёжную герметизацию и разборность оборудования.

Для уменьшения сопротивления потоку рабочей среды следует вместо фланцев плоских (ГОСТ 12820-80, рисунок 5) применять фланцы воротниковые (фланцы стальные приварные встык по ГОСТ 12821-80, рисунок 6). Воротниковые фланцы ГОСТ 12821-80 имеют внутренний диаметр, совпадающий с диаметром трубы, и обеспечивают:

  • уменьшение турбуленции потока среды;
  • сокращение потерь давления;
  • снижение эрозии продуктопроводов и их запорно-регулирующей арматуры,
  • значительное увеличение стойкости соединения к осевым и радиальным механическим нагрузкам.

Высокая температура и влажность предъявляют высокие требования к коррозионной стойкости фланцев и других соединительных деталей колонного оборудования. Поэтому особым спросом пользуются надёжные нержавеющие фланцы колонных аппаратов, а также фланцы сосудов и аппаратов прочего назначения.

↑ В начало

Дальнейшая переработка нефти

Полученные фракции и остаток обычно, всё же, не соответствуют требованиям ГОСТ на товарную нефть и её продукты. Следовательно, для дальнейшего повышения качества полученных нефтепродуктов, а также углубления переработки нефти, продукты, полученные на установках атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки, используются в качестве сырья вторичных (деструктивных) процессов в соответствии с вариантом переработки нефти.

Тяжелый остаток вакуумной перегонки подвергается висбрекингу в трубчатых печах — расщеплению до газов, бензинов, жидких углеводородов с температурой кипения до 450˚C и вторичных асфальтенов. Для соединения технологических патрубков трубчатых печей должны применяться фланцы Ру до 3 МПа, обеспечивающие высокую надёжность соединения при температуре до 500˚C.

↑ В начало

Материалы фланцев и труб технологических продуктопроводов

Рисунок 7. Арматура и фланцы технологических продуктопроводов, по которым разделённые фракции нефти поступают на дальнейшую переработку.

Год за годом увеличивается содержание в добываемой нефти гетероатомных соединений, содержащих серу, азот, кислород, хлор. При первичной переработке нефти приходится сталкиваться с разнообразными кислотными растворами, содержащими серную кислоту и двуокись серы.

Фланцы, применяемые для соединений различных технологических трубопроводов (рисунок 7), а также фланцы нефтеперерабатывающего оборудования, как и трубы, и корпуса арматуры следует изготавливать из материалов, химически устойчивых к составляющим нефти и механически устойчивых к технологическим режимам её первичной переработки.

Среди многочисленных марок коррозионностойких сталей, применяемых при производстве фланцев для нефтеперерабатывающей промышленности, широкое распространение получили хромоникелевые аустенитные стали. Устоявшееся соотношение хрома и никеля (16-19% Cr, 8-10% Ni) указывает на их хорошо изученный и сбалансированный основной состав.

Аустенитные нержавеющие стали имеют достаточно высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах, обладают высокой жаростойкостью, жаропрочностью (жаропрочные фланцы оборудования глубокой переработки нефти), пластичностью даже при низких температурах, хорошей свариваемостью (приварные фланцы продуктопроводов).

Хорошие результаты показывают соединительные детали трубопроводов и фланцы из аустенитной коррозионно-стойкой стали типа 08X17h23M2 (аналоги: BS 316S16, AISI 316, DIN X 5 CrNiMo 17 12 2). В более сложных условиях применяются наиболее высоконикелевые и медномолибденовые марки сталей.

↑ В начало

Производство деталей трубопроводов на заводе ООО «Инженерный Союз»

Все высокие требования, предъявляемые к фланцам аппаратов и технологических трубопроводов нефтеперерабатывающего производства, строго соблюдаются при изготовлении фланцев и других соединительных деталей трубопроводов на производственных мощностях ООО «Инженерный Союз».

Рисунок 8. Готовые фланцы на складе ООО «Инженерный Союз»

Технологические возможности ООО «Инженерный Союз» позволяют осуществлять серийное и мелкосерийное производство фланцев, заглушек, переходов, стальных фланцевых прокладок и линз, втулок и других деталей вращения диаметром до 3000 мм и массой до 7000 кг.

Кроме того, предприятие производит высокопрочные крепёжные изделия (болты, гайки, шпильки, шайбы) для соединения деталей трубопроводов и прочих нужд тяжёлого машиностроения и энергетики.

Вся продукция компании проходит многоступенчатый контроль качества и успешно конкурирует на отечественном и зарубежном рынках.

↑ В начало

Список литературы

  1. Юфин В. А. Трубопроводный транспорт нефти и газа.. – М. : Недра, 1976.
  2. Уильям Л. Лефлер Переработка нефти.. – М. : ЗАО «Олимп-бизнес», 2001. – 224 c.
  3. Жданов В. А., Цегельский В. Л. Технология сборки и сварки стальных магистральных трубопроводов.. – М.-Л. : Гостоптехиздат, 1949.
  4. Белозерова З.Л., Ращепкин К.Е., Ясин Э.М. Надёжность магистральных нефте- и продуктопроводов // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: Обз. инф. - М.: ВНИИОНГ, 1971....
  5. Бунчук В.А. Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа.. – М. : Недра, 1977. – 366 c.
  6. Галеев В.Б., Карпачев М.З, Храменко В.И. Магистральные нефтепродуктопроводы.. – М. : Недра, 1986. – 256 c.
  7. Справочник мастера по добыче нефти / Под общ. ред. А. И. Боярова.. – Альметьевск : ОАО «Татнефть», 2000. – 334 c.
  8. Справочник по нефтепромысловому оборудованию / Под ред. Е. И. Бухаленко.. – М. : Недра, 1983. – 401 c.
  9. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки. / Ш. П. Гиматудинов, Ю. П. Борисов, М. Д. Розенберг и др. Под общ. ред. Ш. К. Гиматудинова.. – М. : Недра, 1983.
  10. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа : Учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов; Под ред. С. А. Ахметова... – СПб. : Недра, 2006.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.

www.12821-80.ru

Способ и устройство (варианты) для переработки нефти

 

Изобретение относится к первичной перегонке нефти путем ее фракционирования на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток. Способ включает следующие стадии: а) проведение перегонки нефти при атмосферном давлении с разделением ее на атмосферный дистиллят и нефть, от которой отогнаны легкие фракции; и (б) проведение вакуумной перегонки без нагрева нефти, от которой отогнаны легкие фракции, и разделение ее на вакуумный дистиллят и вакуумный остаток. Вакуумный дистиллят получают из нефти, из которой отогнаны легкие фракции при атмосферном давлении, без дополнительного нагрева. На стадию вакуумной перегонки нефть подают при температуре не выше 380oС и ниже температуры нефти, поступающей на стадию атмосферной перегонки. Устройство для переработки нефти включает средства для перегонки при атмосферном давлении и в вакууме, а также трубопровод для непосредственной подачи нефти с отогнанными при атмосферном давлении легкими фракциями к средствам вакуумной перегонки. Устройство также может быть выполнено по типу перегонной колонны, где средства для фракционирования при атмосферном давлении расположены в верхней внутренней части колонны, а средства вакуумной перегонки - в ее нижней внутренней части. Выпуск нефти с отогнанными легкими фракциями связан трубопроводом с впуском в средства для вакуумной перегонки. Печь для нагрева нефти перед стадией вакуумной перегонки отсутствует. Трубопровод, соединяющий оба средства для перегонки, имеет длину не более 50 м. Технический результат: снижение энергетических затрат на перегонку нефти, проведение процесса в мягких условиях с повышением качества конечных продуктов. 3 с. и 9 з.п.ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Область изобретения Настоящее изобретение относится к способу переработки нефти и устройству для данного способа. Точнее, настоящее изобретение относится к способу, в котором перегонку при атмосферном давлении проводят в сочетании с перегонкой в вакууме таким образом, что поступающую нефть, такую как сырую нефть, фракционируют на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят (вакуумный газойль) и вакуумный остаток, а также к устройству для осуществления этого способа.

Предпосылки изобретения В промышленной переработке нефти (фиг.2) нефть, от которой отогнали легкие фракции (отбензиненная нефть, остаток с широкими пределами кипения или остаточный продукт) 1с, полученный в качестве кубового остатка при проведении перегонки сырой нефти 1а (отборе легких фракций) в колонне 2 при атмосферном давлении, обычно выводят и подают к печи 9 насосом 8. Эту нефть с отогнанными легкими фракциями 1с предварительно нагревают печью 9 до температуры вакуумной перегонки и подают в часть 3 для вакуумной перегонки, давление в которой было снижено вакуум-насосом 6. Там проводят вакуумную перегонку с целью получения фракции газойля 1d и вакуумного остатка (узкой остаточной фракции или вакуумного остаточного продукта 1e). То есть, традиционное устройство для проведения перегонки в вакууме включает насос для подачи в печь нефти с отогнанными легкими фракциями, предназначенной для перегонки в вакуумной перегонной колонне, печь для предварительного нагрева до высоких температур, перегонную колонну для перегонки отбензиненной нефти в условиях вакуума и вакуум-насос для откачки воздуха и создания вакуума. Вакуумную фракцию газойля можно легко преобразовать в легкое масло. Таким образам, сейчас делаются попытки увеличить выход вакуумной фракции газойля из отбензиненной нефти, учитывая в последние годы повышенные потребности в светлых продуктах нефти, таких как бензин, керосин, легкое масло и других. Следовательно, проведение перегонки в вакууме нуждается в таких условиях, которые позволят нагревать печью нефть с отогнанными легкими фракциями до высоких температур, при которых будет иметь место термический крекинг, а затем вводить ее в вакуумный перегонный аппарат для проведения перегонки в условиях достаточно сильного вакуума. В печи для нагрева отбензиненной нефти ее предварительно нагревают до высоких температур, таких как 380-420oС. Что касается вакуумного перегонного аппарата, необходим такой, который мог бы соответствовать жестким условиям и применяться вкупе с высокотемпературной печью, вакуум-насосом, способным обеспечить высокую степень вакуума. Однако производство вакуумного газойля из отбензиненной нефти с высоким выходом вышеуказанным способом требует дополнительных расходов на оборудование и увеличивает потребление энергии. Кроме того, вакуумный газойль, полученный из нефти с отогнанными легкими фракциями и прошедшей термический крекинг, включает значительную часть олефиновых компонентов, так что этот газойль нестабилен. Таким образом, этот недостаток надо восполнять гидрированием, требующим большой объем водорода с тем, чтобы достичь стабилизации вакуумного газойля. Помимо этого, во время предварительного нагрева одновременно с реакцией термического крекинга нефти с отогнанными легкими фракциями происходит нежелательная реакция коксования. Следовательно, содержание остатка кокса (кокса по Конрадсону) в вакуумном остатке увеличивается, что является помехой в применении вакуумного остатка как топлива. Другое препятствие заключается в отложении кокса на трубе печи, трубопроводе, аппарате вакуумной перегонки и других частях, что препятствует их непрерывной и долгосрочной эксплуатации. Как уже упоминалось, оборудование для проведения перегонки в вакууме включает насос для подачи в печь нефти с отогнанными легкими фракциями, печь для предварительного нагрева до высоких температур, вакуумную перегонную колонну и вакуум-насос для откачки воздуха и получения высокой степени вакуума, что требует большой площади для размещения оборудования. Дополнительно к этому необходим длинный трубопровод, который соединял бы аппараты вместе, а это влечет за собой дополнительные расходы на оборудование трубопровода, который необходимо провести через множество установок. При таком уровне техники существует необходимость найти способ и устройство, с помощью которых вакуумную фракцию газойля можно было бы получить по низкой себестоимости, избежав термический крекинг нефти с отогнанными легкими фракциями. Известен способ переработки атмосферного остатка в вакууме без нагрева с тем, чтобы удалить воду из кубового остатка. Однако цель этой переработки в вакууме - удалить воду, и вакуумную переработку проводят при температуре около 18oС и давлении около 150 мм рт. ст. Такая вакуумная переработка не предназначена фракционировать вакуумную фракцию газойля из нефти с отогнанными легкими фракциями. Далее, известен упрощенный способ перегонки при атмосферном давлении, в котором сырая нефть разделяется на две фракции: одну, состоящую из бензина и более легких дистиллятов, и другую, состоящую из остатка, содержащего керосин и фракцию газойля. Однако недостаток этого способа в том, что сырую нефть нельзя эффективно использовать, так как остаток содержит керосин и фракцию газойля. Раскрытие изобретения Задачей настоящего изобретения является предложить способ эффективного получения вакуумного дистиллята (вакуумного газойля) через фракционирование из нефти с отогнанными легкими фракциями со сниженными затратами и предложить устройство для этого способа. В частности, задача настоящего изобретения - предложить простой экономически выгодный способ переработки нефти, в котором нефть, такую как сырую нефть, фракционируют на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток, а также экономически выгодное устройство простой конструкции, приемлемое для этого способа. Соответственно, по одному аспекту изобретения предлагается способ переработки нефти для фракционированной перегонки нефти на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток, включающий стадии: (i) проведения перегонки нефти при атмосферном давлении с разделением ее на атмосферный дистиллят и нефть, от которой отогнаны легкие фракции; и (ii) проведения вакуумной перегонки без нагрева нефти, от которой отогнаны легкие фракции, и разделения ее на вакуумный дистиллят и вакуумный остаток. В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается устройство для переработки нефти с фракционированием ее на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток, включающее: средства для перегонки при атмосферном давлении, предназначенные разделить сырую нефть на атмосферный дистиллят и нефть, от которой отогнаны легкие фракции; средства для перегонки в вакууме, предназначенные разделить нефть, от которой отогнаны легкие фракции, на вакуумный дистиллят и вакуумный остаток в условиях вакуума; трубопровод для непосредственной подачи нефти с отогнанными легкими фракциями к средствам вакуумной перегонки. В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается устройство для переработки нефти по типу перегонной колонны для фракционирования подающейся нефти на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток, при этом конструкция перегонной колонны включает средства перегонки при атмосферном давлении, расположенные в ее верхней внутренней части, и средства перегонки в вакууме, расположенные в ее нижней внутренней части, средства перегонки при атмосферном давлении включают впуск для подающейся нефти, выпуск для атмосферного дистиллята и выпуск для нефти с отогнанными легкими фракциями, средства перегонки в вакууме включают впуск для нефти с отогнанными легкими фракциями, выпуск для вакуумного дистиллята, выпуск для вакуумного остатка и соединительное отверстие в вакуумном аппарате, при этом выпуск для нефти с отогнанными легкими фракциями в средствах для перегонки при атмосферном давлении связан трубопроводом с впуском для нефти с отогнанными легкими фракциями средств для перегонки в вакууме. Краткое описание чертежей (и обозначения к ним). На фиг. 1 представлена схема способа переработки нефти по настоящему изобретению, в частности, способа по примеру 1; На фиг. 2 представлена схема работы известного уровня, в частности, способ по сравнительному примеру 1; На фиг. 3 представлена схема устройства настоящего изобретения, включающего конструкцию перегонной колонны. 1а: подающаяся нефть, 1b: атмосферный дистиллят, 1с: нефть, от которой отогнаны легкие фракции, 1d: вакуумный дистиллят, 1е: вакуумный остаток, 1f: нафта, 1g: керосин, lh: легкий газойль, 1i: тяжелый газойль, 2: колонна перегонки при атмосферном давлении, 2': часть аппарата для перегонки при атмосферном давлении, 3: колонна перегонки в вакууме, 3': часть аппарата для перегонки в вакууме, 4: трубопровод, 5: клапан, 6: вакуум-насос, 7: боковая отпарная колонна, 8: насос, 9: печь, 10: впуск для подачи нефти, 11: выпуск для атмосферного дистиллята, 12: выпуск для нефти с отогнанными легкими фракциями, 13: впуск для нефти с отогнанными легкими фракциями, 14: выпуск для вакуумного дистиллята, 15: выпуск для вакуумного остатка, 16: соединительное отверстие вакуумного устройства. А: конструкция перегонной колонны Предпочтительные варианты изобретения Далее идет более подробное описание изобретения. Способ переработки нефти Способ переработки нефти по настоящему изобретению представляет собой способ фракционирования нефти на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток и включает стадии: (i) проведения перегонки подающейся нефти при атмосферном давлении с целью ее разделения на атмосферный дистиллят и нефть, от которой отогнаны легкие фракции; и (ii) проведения перегонки в вакууме нефти с отогнанными легкими фракциями без ее нагрева с целью разделения ее на вакуумный дистиллят и вакуумный остаток. Один вариант способа переработки нефти по изобретению описан со ссылкой на фиг.1. Вначале подающуюся нефть предварительно нагревают. Предварительно нагретую нефть подают в перегонную колонну 2, где проводят перегонку при атмосферном давлении и получают атмосферный дистиллят 1b и нефть с отогнанными легкими фракциями 1с. Полученную нефть с отогнанными легкими фракциями 1с без нагрева подают в вакуумную перегонную колонну, где проводят вакуумную перегонку с получением вакуумного дистиллята 1d и вакуумного остатка (узкой остаточной фракции или остаточного вакуумного продукта) 1е. Перегонку при атмосферном давлении можно проводить средствами аппарата для перегонки при атмосферном давлении, такого как перегонная колонна 2, в которую подают предварительно нагретую нефть 1а. Термин "атмосферный" означает давление порядка 0,5-2 кг/см2G, которое создается в зоне испарения нефти в аппарате атмосферной перегонки. Перегонка при атмосферном давлении позволяет фракционировать дистилляты, температура кипения которых обычно не превышает порядка 350oС в зависимости от температуры зоны испарения, и получить нефть с отогнанными легкими фракциями в виде кубового остатка. В настоящим изобретении в качестве подающейся нефти можно использовать не только различные типы сырой нефти, но и тяжелое масло и масла, полученные крекингом органических полимерных соединений, таких как уголь, природный битум и пластик. При необходимости легкий газ, содержащийся в атмосферном дистилляте 1b, можно отделить и регенерировать. Температура нефти с отогнанными легкими фракциями 1с, выведенной из аппарата атмосферной перегонки, составляет преимущественно порядка 330-380oС, лучше 330-350oС. Далее нефть с отогнанными легкими фракциями из аппарата атмосферной перегонки без нагрева подают через трубопровод 4 в аппарат вакуумной перегонки 3. В настоящим изобретении лучше, если температура нефти с отогнанными легкими фракциями при подаче в аппарат вакуумной перегонки будет ниже температуры нефти, подающейся в аппарат атмосферной перегонки, хотя и будет зависеть от температуры атмосферной перегонки, и будет составлять порядка 380oС или ниже, лучше 330-380oС, а оптимально - 330-350oС. Желательно, чтобы температура нефти с отогнанными легкими фракциями была рекомендуемой выше, с тем, чтобы затормозить процесс термического крекинга. Нефть с отогнанными легкими фракциями подают в аппарат вакуумной перегонки без ее нагрева. Поэтому нет необходимости в наличии печи между аппаратом атмосферной перегонки и аппаратом вакуумной перегонки. Однако, если печь уже имеется, способ переработки нефти по изобретению можно осуществить подачей нефти с отогнанными легкими фракциями в аппарат вакуумной перегонки с нагревом только лишь для поддержания в печи температуры нефти с отогнанными легкими фракциями. Последующую перегонку в вакууме нефти с отогнанный легкими фракциями в вакуумной перегонной колонне можно провести в обычных условиях перегонки в вакууме. Что же касается условий вакуума для вакуумной перегонки, если, например, вакуумная перегонная колонна используется как вакуумный перегонный аппарат и в нее не вводят пар, желательно, чтобы давление в верхней части колонны достигало 5-100 мм рт. ст., лучше - 5-20 мм рт. ст., а давление в зоне испарения нефти с отогнанными легкими фракциями было порядка 20-150 мм рт. ст., в частности, 20-50 мм рт. ст. Во время вакуумной перегонки в вакуумный перегонный аппарат можно ввести пар, чтобы снизить парциальное давление масла. В настоящем изобретении нефть с отогнанными легкими фракциями не нагревают, так что она не подвергается термическому крекингу до введения в вакуумный перегонный аппарат. Поэтому нефть с отогнанными легкими фракциями почти свободна от образования олефинов при термическом крекинге и обеспечивает низкую вероятность коксования до введения в аппарат вакуумной перегонки. Из аппарата вакуумной перегонки получают вакуумный дистиллят Id в виде дистиллята и вакуумный остаток 1е. Вакуумный дистиллят (вакуумный газойль) по настоящему изобретению получают перегонкой в вакууме нефти с отогнанными легкими фракциями, которая не прошла термический крекинг, так что содержание олефинов в ней меньше, чем в обычном вакуумном дистилляте. Поэтому вакуумный дистиллят, полученный по настоящему изобретению, обладает большей стабильностью, чем обычный вакуумный дистиллят с более высоким содержанием олефина. Вакуумный дистиллят по настоящему изобретению пригоден для применения в качестве исходной нефти в таких процессах, как каталитический крекинг со взвешенным катализатором, гидрокрекинг и обессеривание. Содержание соединений металла и аофальтенов как каталитических ядов в вакуумном дистилляте чрезвычайно мало, и следовательно вакуумный дистиллят пригоден для применения в качестве исходного продукта в различных процессах, в которых не возникает необходимости их удалять. Кроме того, вакуумный дистиллят, полученный по изобретению, обладает низким содержанием олефина в сравнении с дистиллятом, полученным нагревом нефти с отогнанными легкими фракциями и проведением ее перегонки в вакууме при высокой температуре. Так что, когда полученный по изобретению вакуумный дистиллят подвергают обработке водой, потребление водорода небольшое, что дает экономию. К тому же вакуумный дистиллят, полученный по изобретению, легкий в сравнении с дистиллятом, полученным нагревом нефти с отогнанными легкими фракциями и проведением вакуумной дистилляции при высокой температуре. Поэтому когда его используют в качестве исходного продукта в процессе крекинга, преобразование в более легкие фракции облегчено и обеспечивает экономическое преимущество. В изобретении практически не происходит коксования, свойственного термическому крекингу, так как нефть с отогнанными легкими фракциями подвергают перегонке в вакууме без нагрева. Поэтому содержание остатка кокса в вакуумном остатке по изобретению настолько мало, что вакуумный остаток пригоден для применения в качестве топливного масла. Более того, в соответствии с предложенным способом нефть с отогнанными легкими фракциями не страдает от коксования и трубопровод и аппарат вакуумной перегонки не страдают от отложения на них кокса. Поэтому практически отпадает необходимость останавливать установку на проведение технического обслуживания и удаление отложений кокса, что позволяет долгую непрерывную эксплуатацию аппарата. Если, например, традиционному аппарату вакуумной перегонки требуется обычно остановка на техобслуживание по меньшей мере каждые 12-24 месяца, в зависимости от рабочих условий, непрерывная работа при настоящем изобретении может продолжаться в течение долгого срока по меньшей мере в два года, что обеспечивает повышение производительности. К тому же достигается экономическая выгода от сокращения количества остановок в эксплуатации. Способ переработки нефти по настоящему изобретению можно осуществить применением устройства для переработки нефти, включающего аппарат атмосферной перегонки и аппарат вакуумной перегонки, при этом устройство для переработки нефти не снабжено никакой печью между аппаратом атмосферной перегонки и аппаратом вакуумной перегонки. В другом варианте применения способа переработки нефти по настоящему изобретению может применяться устройство для переработки нефти, включающее часть аппарата перегонки при атмосферном давлении и часть аппарата перегонки в вакууме, соединенных друг с другом как одно целое, и не снабженное какой-либо печью между частью аппарата перегонки при атмосферном давлении и частью аппарата перегонки в вакууме для нагрева нефти с отогнанными легкими фракциями. Еще один вариант реализации способа переработки нефти по настоящему изобретению можно осуществить с применением традиционного устройства по переработке нефти, включающего аппарат атмосферной перегонки и аппарат вакуумной перегонки, при этом устройство по переработке нефти снабжено печью между аппаратом атмосферной перегонки и аппаратом вакуумной перегонки, при условии, что печь применяют только для поддержания температуры нефти с отогнанными легкими фракциями. В этом способе переработки нефти по изобретению желательно, чтобы полученный атмосферный дистиллят был подвергнут гидрообработке. Желательна также гидрообработка полученного вакуумного дистиллята. Полученные атмосферный дистиллят и вакуумный дистиллят могут быть подвергнуты гидрообработке вместе. Совместная гидрообработка атмосферного дистиллята и вакуумного дистиллята предпочтительна перед раздельной их гидрообработкой, так как при этом идет более экономичная эксплуатация установки для гидрообработки и экономичное расходование катализатора и количества тепла. В данном изобретении термин "гидрообработка" означает любую обработку, сопровождающуюся реакцией связывания водорода, такую как гидрование, обессеривание или гидрокрекинг. Устройство для переработки нефти Устройство для переработки нефти по настоящему изобретению представляет собой аппарат для фракционирования подающейся нефти на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток и включает: средства для перегонки при атмосферном давлении, предназначенные для разделения сырой нефти на атмосферный дистиллят и нефть с отогнанными легкими фракциями; средства для вакуумной перегонки, предназначенные для разделения нефти с отогнанными легкими фракциями на вакуумный дистиллят и вакуумный остаток в условиях вакуума; трубопровод для непосредственной подачи нефти с отогнанными легкими фракциями к средствам вакуумной перегонки. Один вариант устройства для переработки нефти по изобретению описан ниже со ссылкой на фиг.1. Устройство включает колонну для перегонки при атмосферном давлении (устройство атмосферной перегонки) 2, в которой проводят атмосферную перегонку предварительно нагретой нефти 1а; колонну для вакуумной перегонки (устройство вакуумной перегонки) 3, в которой проводят вакуумную перегонку нефти с отогнанными легкими фракциями 1с, полученной из колонны атмосферной перегонки; и трубопровод 4 для непосредственной подачи нефти с отогнанными легкими фракциями 1с к колонне для вакуумной перегонки (устройству вакуумной перегонки) 3. Трубопровод 4 для непосредственной подачи нефти с отогнанными легкими фракциями к средствам вакуумной перегонки представляет собой трубопровод, по которому отбензиненная нефть из средств для атмосферной перегонки, минуя печь, поступает к средствам вакуумной перегонки. Трубопровод 4 может быть снабжен периферическими установками, препятствующими передаче тепла к нефти с отогнанными легкими фракциями, такими как клапан 5, соединение и расходомер, а также теплоизоляцией. Устройство для переработки нефти по настоящему изобретению представляет собой устройство, которое фракционирует нефть на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток. Таким образом, устройство не нуждается во вспомогательном оборудовании для колонны атмосферной перегонки, таком как боковая отпарная колонна и перекачивающий насос, что позволяет значительно упростить оборудование в сравнении с устройством, в котором на стадии атмосферной перегонки атмосферный дистиллят разделяют на фракции, такие как нафта, бензин, легкий газойль и тяжелый газойль. Как уже упоминалось выше, устройство для переработки нефти по настоящему изобретению не снабжено какой-либо печью между аппаратом для перегонки при атмосферном давлении и аппаратом вакуумной перегонки. Следовательно, затраты на печь можно не учитывать, кроме того, не нужно предусматривать площадь для установки печи и для зоны безопасности вокруг нее, что также сокращает площадь. Другое преимущество состоит в том, что нефть с отогнанными легкими фракциями свободна от термического крекинга и коксования и в полученном из нее вакуумном дистилляте содержание олефина и остатка кокса низкое. Отложения кокса на аппарате сводятся к минимуму, и это позволяет значительно продлить рабочий цикл. К тому же очень существенно сокращается длина трубопровода, соединяющего аппарат атмосферной перегонки и аппарат вакуумной перегонки, в сравнении с традиционным устройством для переработки нефти, снабженным печью между этими двумя аппаратами. В настоящем изобретении длина трубопровода, соединяющего аппарат атмосферной перегонки и аппарат вакуумной перегонки, составляет обычно порядка от 5 до 50 м, чаще 5-30 м, в зависимости от масштаба устройства для переработки нефти. Эта длина очень небольшая в сравнении с 50-100 м, которая требуется, если нефть с отогнанными легкими фракциями из аппарата атмосферной перегонки подают через печь в аппарат вакуумной перегонки. При такой небольшой длине трубопровода потеря тепла нефти с отогнанными легкими фракциями между обоими аппаратами сокращается. К тому же сокращаются расходы на трубопровод и оборудование площадей под него. Кроме того, при данной конструкции устройства нет необходимости устанавливать насос между аппаратом атмосферной перегонки и аппаратом вакуумной перегонки, так как печь отсутствует. В известном уровне, как показано на фиг.2, нефть с отогнанными легкими фракциями нагревают печью 9, вокруг высокотемпературной печи создается давление, которое выше давления вокруг части, где нефть с отогнанными легкими фракциями выводят из аппарата атмосферной перегонки. Это диктует необходимость установки насоса 8 между аппаратом атмосферной перегонки 2 и аппаратом вакуумной перегонки 3. В настоящем изобретении отпадает необходимость установки такого насоса. Это позволяет урезать расходы на насос и сократить площадь под установку. В устройстве переработки нефти настоящего изобретения количество нефти с отогнанными легкими фракциями, подающееся в аппарат вакуумной перегонки, контролируется только клапаном 5. Его достаточно не только, потому что внутреннее давление аппарата вакуумной перегонки ниже внутреннего давления аппарата атмосферной перегонки, но и потому, что перепад давления на входе в трубопровод небольшой, так что достаточно только отладки клапана для подачи соответствующего количества нефти в аппарат вакуумной перегонки. В данном изобретении в качестве аппарата вакуумной перегонки можно применять обычный аппарат для перегонки нефти с отогнанными легкими фракциями при сниженном давлении. Снизить давление внутри аппарата вакуумной перегонки можно обычным вакуум-насосом. Как очевидно из вышесказанного, в настоящем изобретении не предусмотрена печь между аппаратам атмосферной перегонки и аппаратам перегонки в вакууме, за счет чего значительно сокращены расходы и сокращена площадь под установку. Далее, масштабы самой установки по переработке нефти уменьшены, а ее конструкция упрощена и упрощает контроль устройства и делает этот контроль более экономичным. Кроме того, что сокращается длина трубопровода между аппаратом атмосферной перегонки и аппаратом вакуумной перегонки, исключается необходимость установки насоса и это дополнительно снижает расходы на оборудование, сокращает площадь под установку и способствует упрощению контроля за работой устройства. К тому же устройство для переработки нефти в соответствии с предложенным изобретением позволяет получить вакуумный дистиллят из нефти с отогнанными легкими фракциями по низкой стоимости. А поскольку содержание олефина и остатка кокса в вакуумном дистилляте низкое, он стабилен. Эта стабильность достигается в изобретении тем, что нефть с отогнанными легкими фракциями не подвергают нагреву. Устройство по изобретению может быть устройством по типу конструкции перегонной колонны для фракционирования подающейся нефти на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток. Один вариант устройства для переработки нефти, включающего конструкцию перегонной колонны настоящего изобретения, показан на фиг.3. По фиг.3 конструкция перегонной колонны А включает средства атмосферной перегонки 2', расположенные в ее верхней внутренней части, и средства вакуумной перегонки 3', расположенные в ее нижней внутренней части. Средства перегонки при атмосферном давлении 2' включают впуск 10 для подачи нефти, выпуск 11 для атмосферного дистиллята и выпуск 12 для нефти с отогнанными легкими фракциями. Средства вакуумной перегонки 3' включают впуск 13 для нефти с отогнанными легкими фракциями, выпуск 14 для вакуумного дистиллята, выпуск 15 для вакуумного остатка и соединительное отверстие 16 в вакуумном устройстве. При этом выпуск 12 для нефти с отогнанными легкими фракциями из средств 2' атмосферной перегонки соединен трубопроводом 4 с впуском 13 средств вакуумной перегонки 3'. Через трубопровод 4 нефть с отогнанными легкими фракциями, полученную перегонкой при атмосферном давлении, подают, минуя печь, к средствам вакуумной перегонки. Трубопровод 4 может быть снабжен периферическими установками, которые не передают тепло нефти с отогнанными легкими фракциями, такими как клапан 5, соединение и расходомер, а также теплоизоляцией. В настоящем изобретении длина трубопровода 4, соединяющего выпуск 12 для нефти с отогнанными легкими фракциями с впуском 13 средств вакуумной перегонки 3', составляет обычно от 5 до 50 м, чаще от 5 до 30 м, хотя такой трубопровод имеет различную длину в зависимости от масштаба установки. В таком устройстве для переработки нефти по типу перегонной колонны, включающем средства атмосферной перегонки 2' и средства вакуумной перегонки 3', соединенные вместе и образующие один корпус, средства перегонки при атмосферном давлении 2' позволяют проводить перегонку при атмосферном давлении для фракционирования нефти на атмосферный дистиллят и нефть с отогнанными легкими фракциями при тех же условиях, что и на стадии атмосферной перегонки по способу перегонки нефти в соответствии с данным изобретением. А средства перегонки в вакууме 3' позволяют проводить вышеупомянутую традиционную перегонку в вакууме при тех же условиях, что предусмотрены на стадии вакуумной перегонки в соответствии со способом переработки нефти по изобретению. Это устройство переработки нефти в соответствии с изобретением включает средства перегонки при атмосферном давлении и средства вакуумной перегонки, соединенные вместе и образующие один корпус, что очень существенно экономит площадь. В таком устройстве для переработки нефти по типу перегонной колонны по изобретению, включающем средства перегонки при атмосферном давлении, расположенные в ее верхней внутренней части, и средства вакуумной перегонки, расположенные в ее внутренней части по изобретению, нефть с отогнанными легкими фракциями, полученную из средств перегонки при атмосферном давлении, без предварительного нагрева подают к средствам вакуумной перегонки, так что между этими средствами не предусмотрено наличие печи. А поскольку печь отсутствует, отпадает необходимость установки насоса между средствами для атмосферной перегонки и средствами для вакуумной перегонки. Далее, печи нет, следовательно нефть с отогнанными легкими фракциями не страдает от коксования в печи. Как следствие этого, не происходит отложений кокса на трубах и установках вакуумной перегонки, а это гарантирует длительную непрерывную эксплуатацию установки. Поскольку печь отсутствует, не нужна подача энергии для нагрева нефти с отогнанными легкими фракциями. К тому же, можно сократить трубопровод, соединяющий средства перегонки при атмосферном давлении и средства вакуумной перегонки, что позволяет не только сократить расходы на оборудование, но и снизить до минимума потерю тепла, имеющую место при введении нефти с отогнанными легкими фракциями в часть аппарата вакуумной перегонки, и обеспечить, таким образом, эффективную вакуумную перегонку. Устройство переработки нефти по настоящему изобретению позволяет сократить площадь для размещения установки, а следовательно, и конструкция самой установки обойдется дешевле. Кроме того, применением устройства по изобретению вакуумный дистиллят можно получить из нефти с отогнанными легкими фракциями с низкой себестоимостью. Применение устройства по изобретению позволяет получить вакуумный дистиллят, содержание олефина и остатка кокса в котором низкое. К тому же, с упрощением конструкции устройства облегчается контроль за его работой. Примеры Далее изобретение описано со ссыпкой на следующие примеры, которые не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения. Пример 1 Сырую нефть 1а (товарное наименование Арабская светлая) предварительно нагревали до 349oС. Нагретую сырую нефть подавали в экспериментальный аппарат атмосферной перегонки 2, в котором осуществляли атмосферную перегонку. Нефть с отогнанными легкими фракциями 1с выводили из нижней части аппарата атмосферной перегонки 2. Температура выведенной нефти с отогнанными легкими фракциями 1а была 348oС. Характеристики этой нефти с отогнанными легкими фракциями 1с приведены в таблице 1. В последующем полученную нефть с отогнанными легкими фракциями 1с вводили в экспериментальный аппарат вакуумной перегонки 3 при условиях, указанных в таблице 1. Таким образом получали вакуумный газойль 1d и вакуумный остаток 1е. Температурный диапазон кипения вакуумного газойля 1d составил 289,7-561,9oС. Характеристики полученного вакуумного газойля 1d приведены в таблице 2. Схематический вид способа этого примера представлен на фиг.1. Сравнительный пример 1 Была проведена та же перегонка при атмосферном давлении, что и в примере 1. Полученную этим способом нефть с отогнанными легкими фракциями 1с подавали через трубопровод в печь 9, где ее нагревали до 430oС. После этого нагретую нефть вводили в экспериментальный аппарат вакуумной перегонки 3. В последующем вакуумную перегонку проводили в экспериментальном аппарате вакуумной перегонки 3 в условиях, указанных в табл.1, с получением вакуумного газойля 1d и вакуумного остатка 1е. Характеристики полученного вакуумного газойля приведены в табл.2 (таблицы 1 и 2 см. в конце описания). Схематический вид способа этого сравнительного примера представлен на фиг.2. Промышленное применение Настоящее изобретение предлагает упрощенный способ переработки нефти, в котором вакуумный дистиллят (вакуумный газойль) получают из нефти с отогнанными легкими фракциями без необходимости ее нагревания. Кроме того, в настоящем изобретении нефть с отогнанными легкими фракциями не страдает от термического крекинга и в результате получают стабильный вакуумный дистиллят, содержание олефина в котором низкое. Дополнительно к этому, не происходит коксования, так что отложения кокса в аппарате незначительные, что позволяет долгую непрерывную эксплуатацию устройства для переработки нефти. Еще одним немаловажным преимуществом является то, что изобретение предлагает устройство, в котором вакуумный дистиллят получают из нефти с отогнанными легкими фракциями с низкими затратами, при этом отпадает необходимость печи для нагрева нефти и ее периферических установок. С упрощением конструкции устройства достигается сокращение площади при монтаже установки.

Формула изобретения

1. Способ переработки нефти для фракционирования нефти на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток, включающий стадии: (i) проведения перегонки нефти при атмосферном давлении с разделением ее на атмосферный дистиллят и нефть, от которой отогнаны легкие фракции; и (ii) проведения вакуумной перегонки без нагрева нефти, от которой отогнаны легкие фракции, и разделения ее на вакуумный дистиллят и вакуумный остаток. 2. Способ переработки нефти по п.1, отличающийся тем, что температура нефти с отогнанными легкими фракциями, подающейся на стадию вакуумной перегонки, ниже температуры нефти, подающейся на стадию атмосферной перегонки. 3. Способ переработки нефти по п.1 или 2, отличающийся тем, что нефть с отогнанными легкими фракциями подают на стадию вакуумной перегонки при температуре не выше 380oС. 4. Способ переработки нефти по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что атмосферный дистиллят подвергают гидрообработке. 5. Способ переработки нефти по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что вакуумный дистиллят подвергают гидрообработке. 6. Способ переработки нефти по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что атмосферный дистиллят и вакуумный дистиллят подвергают гидрообработке вместе. 7. Способ переработки нефти по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что вакуумный остаток подвергают гидрообработке. 8. Устройство для переработки нефти с фракционированием ее на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток, включающее: средства для перегонки при атмосферном давлении, предназначенные разделить подающуюся нефть на атмосферный дистиллят и нефть, от которой отогнаны легкие фракции; средства для перегонки в вакууме, предназначенные разделить нефть, от которой отогнаны легкие фракции, на вакуумный дистиллят и вакуумный остаток в условиях вакуума; и трубопровод для непосредственной подачи нефти с отогнанными легкими фракциями к средствам вакуумной перегонки. 9. Устройство для переработки нефти по типу перегонной колонны для фракционирования подающейся нефти на атмосферный дистиллят, вакуумный дистиллят и вакуумный остаток, включающий средства перегонки при атмосферном давлении, расположенные в ее верхней внутренней части, и средства вакуумной перегонки, расположенные в ее нижней внутренней части, при этом средства перегонки при атмосферном давлении включают впуск для подающейся нефти, выпуск для атмосферного дистиллята и выпуск для нефти с отогнанными легкими фракциями, а средства вакуумной перегонки включают впуск для нефти с отогнанными легкими фракциями, выпуск для вакуумного дистиллята, выпуск для вакуумного остатка и соединительное отверстие в вакуумном аппарате, и выпуск для нефти с отогнанными легкими фракциями в средствах для перегонки при атмосферном давлении связан трубопроводом с впуском для нефти с отогнанными легкими фракциями средств для вакуумной перегонки. 10. Устройство для переработки нефти по п.8 или 9, не снабженное печью для нагрева нефти с отогнанными легкими фракциями. 11. Устройство для переработки нефти по любому из пп.8-10, не снабженное насосом для перекачки нефти с отогнанными легкими фракциями. 12. Устройство для переработки нефти по любому из пп.8-11, отличающееся тем, что трубопровод, соединяющий выпуск для нефти с отогнанными легкими фракциями из средств перегонки при атмосферном давлении и связанный с впуском для нефти с отогнанными легкими фракциями в средствах вакуумной перегонки, имеет длину не более 50 м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

Промышленная установка перегонки нефти

Изобретение относится к установке перегонки нефти, включающей в себя, по меньшей мере, подогреватель нефти, печь, атмосферную колонну, выполненную с возможностью разделения нефти, нагретой в подогревателе и печи, на нефтепродукты и мазут, конденсатор и сепаратор, выполненные с обеспечением возможности охлаждения и сепарации парогазовой смеси, выводимой с верха атмосферной колонны. Установка характеризуется тем, что снабжена струйным аппаратом, выполненным с обеспечением возможности компримирования газовой смеси из сепаратора циркулирующей рабочей жидкостью и включенным в контур циркуляции рабочей жидкости, содержащий, по меньшей мере, сепаратор, теплообменный аппарат и насос, между насосом и сепаратором. Предлагаемая установка требует меньшего количества оборудования. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для перегонки нефти.

Предшествующий уровень техники

Известна схема перегонки нефтей на установках AT с однократным испарением, то есть с одной сложной ректификационной колонной с боковыми отпарными секциями (Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. стр. 218).

Известен блок атмосферной перегонки нефти высокопроизводительной установки ЭЛОУ - АВТ - 6, функционирующей по схеме двукратной ректификации. Обезвоженная и обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплообменниках и поступает на разделение в колонну частичного отбензинивания. Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного охлаждения и поступают в емкость орошения. Часть конденсата возвращается на верх колонны в качестве острого орошения. Отбензиненная нефть с низа колонны подается в трубчатую печь, где нагревается до требуемой температуры и поступает в атмосферную колонну. Часть отбензиненной нефти из печи возвращается в низ колонны в качестве горячей струи. С верха колонны отбирается тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонны выводятся топливные фракции 180-220(230), 220(230)-280 и 280-350°С. Атмосферная колонна, кроме острого орошения, имеет 2 циркуляционных орошения, которыми отводится тепло ниже тарелок отбора фракций 180-220 и 220-280°С. В нижние части атмосферной и отпарных колонн подается перегретый водяной пар для отпарки легкокипящих фракций. С низа атмосферной колонны выводится мазут, который направляется на блок вакуумной перегонки (Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. - стр. 219-220).

Также известна одноколонная установка первичной перегонки нефти, включающая блок атмосферной перегонки нефти, снабженный атмосферной колонной со вспомогательными устройствами и трубопроводной обвязкой с обеспечением возможности рекуперативного и печного нагрева нефти и ввода ее в колонну, вывода мазута с низа, топливных фракций боковыми погонами, парогазовой смеси с верха колонны, выделения охлаждением и сепарацией из этой смеси углеводородных газов низкого давления и бензина с частичным возвратом его в колонну в качестве верхнего (острого) орошения и выводом балансового избытка (Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. - М.: Химия, 1981. С. 149).

Основными недостатками известных двухколонных установок являются необходимость установки дополнительной отбензинивающей колонны перед основной атмосферной и подачи испаряющего агента (водяного пара) в куб атмосферной колонны для удаления светлых компонентов из мазута, т.к. легкие компоненты нефти (газ и легкий бензин) удаляются в отбензинивающей колонне. При дальнейшей конденсации водяного пара и нефтепродуктов из атмосферной колонны образуются коррозионно-агрессивная кислая вода. Эти недостатки приводят к увеличению количества оборудования, необходимости использования дорогостоящих нержавеющих материалов и строительства установки отпарки кислой воды, а также к увеличению энергозатрат на конденсацию парогазовой смеси с верха атмосферной колонны.

Недостатком одноколонной установки является то, что газовая смесь, состоящая в основном из сухого и жирного углеводородных газов, выделяется в сепараторе атмосферной колонны с низким давлением ~1.5 кгс/см2 (абс). Для дальнейшего использования газовой смеси в качестве топлива или разделения на сухой и жирный газы смесь необходимо компримировать за счет компрессорной станции. Компрессор является дорогостоящим и сложным агрегатом, снижающим надежность установки и повышающим капитальные затраты на процесс первичной перегонки нефти.

Таким образом, известные способы и устройства атмосферной перегонки нефти имеют ряд недостатков, которые приводят к значительному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат, усложнению конструкции установки.

Сущность изобретения

Изобретение направлено на повышение эффективности установок перегонки нефти и снижение капитальных и эксплуатационных затрат, заключающиеся, в первую очередь, в снижении количества оборудования и использовании физико-химических свойств нефтепродуктов.

Указанная задача решается за счет того, что используют установку перегонки нефти, включающую в себя, по меньшей мере, подогреватель нефти, печь, атмосферную колонну, выполненную с возможностью разделения нефти, нагретой в подогревателе и печи, на нефтепродукты и мазут, конденсатор и сепаратор, выполненные с обеспечением возможности охлаждения и сепарации парогазовой смеси, выводимой с верха атмосферной колонны, характеризующуюся тем, что снабжена струйным аппаратом, выполненным с обеспечением возможности компримирования газовой смеси из сепаратора циркулирующей рабочей жидкостью и включенным в контур циркуляции рабочей жидкости, содержащий, по меньшей мере, сепаратор, теплообменный аппарат и насос, между насосом и сепаратором.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения контур циркуляции рабочей жидкости может быть снабжен линиями обновления циркулирующей рабочей жидкости, а струйный аппарат выполнен с обеспечением возможности использования бензина в качестве циркулирующей рабочей жидкости.

Установка может быть снабжена колонной стабилизации бензина и теплообменными аппаратами, выполненными с обеспечением возможности подогрева куба и сырья колонны. Теплообменный аппарат подогрева куба может быть выполнен печного типа.

Установка может быть снабжена секционной отпарной колонной, выполненной с обеспечением возможности подачи водяного пара в секции.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения установка может быть снабжена блоком электрообессоливания и обезвоживания нефти, а также блоком вакуумной перегонки мазута.

В частном случае осуществления изобретения установка может быть снабжена линиями подачи стабильного бензина в верх атмосферной колонны и/или в шлемовую линию атмосферной колонны перед конденсатором.

На фиг. 1 приведен общий вид описываемой промышленной установки перегонки нефти.

Пунктирные линии на схеме относятся к некоторым возможным вариантам реализации решения.

Раскрытие варианта осуществления изобретения

Промышленная установка первичной перегонки нефти согласно изобретению, как показано на фиг. 1, включает в себя печь 4, атмосферную колонну 6, секционную стриппинг-колонну 14, подогреватель нефти 2, теплообменные аппараты 29, 34 и 45, конденсатор 8 и 38, сепараторы 10 и 40, струйный аппарат 23.

Промышленная установка первичной перегонки нефти согласно изобретению работает следующим образом.

Нефть после установки ЭЛОУ по линии 1 подается в подогреватель нефти 2, где она проходит предварительный нагрев. Далее по линии 3 подогретая нефть подается в печь 4, где нагревается до требуемой температуры перегонки. Предварительный нагрев в теплообменном аппарате 2 осуществляется для снижения тепловой нагрузки на змеевик печи и продления межремонтного пробега. После печи 4 газожидкостная смесь нефтепродуктов по линии 5 поступает в основную атмосферную колонну 6, где за счет ректификации разделяется на отдельные нефтепродукты. Парогазовая смесь (углеводородные газы, бензин и водяной пар) с верха атмосферной колонны по линии 7 поступает в конденсатор 8, откуда после охлаждения по линии 9 поступает в сепаратор 10. Отделившаяся в сепараторе 10 водная фаза по линии 11 выводится с установки. Для регулирования температуры верха атмосферной колонны 6 по линии 12 подается часть нестабильного бензина из сепаратора 10. Балансовый избыток нестабильного бензина выводится по линии 13 на стабилизацию. Лигроиновая, керосиновая и дизельная фракции из атмосферной колонны поступают в секционную стриппинг-колонну 14, где осуществляется отпарка фракций водяным паром, подаваемым по линиям 15. Вывод лигроиновой, керосиновой и дизельной фракций осуществляется соответственно по линиям 16, 17, 18. Из куба атмосферной колонны по линии 19 выводится мазут и при необходимости подается на вакуумный блок 20. При необходимости в куб атмосферной колонны по линии 21 подается испаряющий агент, имеющий слабую коррозионную активность. Газовая смесь из сепаратора 10 по линии 22 выводится в струйный аппарат 23, где компримируется и абсорбируется струями активной жидкости (бензин), и далее по линии 24 газожидкостная смесь поступает в сепаратор 25. В зависимости от режима работы, газовая фаза из сепаратора 25 может выводиться с установки по линии 26. Часть циркулирующего бензина с абсорбированными газами (распитка) выводится из сепаратора 25 по линии 27. Остальная циркулирующая часть бензина из сепаратора 25 по линии 28 подается в теплообменный аппарат 29. Температура на выходе из теплообменного аппарата 29 регулируется в зависимости от режима работы, состава нефти и нефтепродуктов. Далее циркулирующий бензин из теплообменного аппарата 29 по линии 30 подается на прием насоса 31, откуда по линии 32 подается в струйный аппарат 23. Для снижения доли абсорбированных газов в циркулирующем бензине и, соответственно, увеличения эффективности струйного аппарата по линии 13' подается часть бензина атмосферной колонны (бензин AT). Остальная часть бензина AT смешивается с распиткой и по линии 33 поступает в теплообменный аппарат 34. Нагретая в теплообменном аппарате газобензиновая смесь по линии 35 поступает в колонну стабилизации (стабилизатор) 36, где за счет ректификации разделяется на стабильный бензин, а также сухой и жирный газы. Последние с верха стабилизатора по линии 37 подаются на охлаждение в конденсатор 38. Далее по линии 39 газожидкостная смесь поступает в сепаратор 40, где разделяется на газовую (сухой газ) и жидкую (жирный газ) фазы. Сухой газ по линии 41 выводится с установки, часть жирного газа по линии 42 в виде орошения подается наверх стабилизатора для регулирования температуры, а балансовый избыток выводится с установки по линии 43. Стабильный бензин выводится с куба колонны по линии 44, часть которого через теплообменный аппарат 45 возвращается в куб стабилизатора по линии 46 в виде теплоносителя, а балансовый избыток выводится с установки по линии 47. Теплообменный аппарат 45 может быть выполнен печного типа. При необходимости стабильный бензин по линии 48 может подаваться в контур циркуляции качестве подпитки, а также по линиям 49 и/или 50 в качестве орошения атмосферной колонны. В подогревателе нефти 2 и теплообменном аппарате 34 может использоваться тепло нефтепродуктов (фракций), выводимых с установки (на схеме не показано).

Циркуляцию рабочей жидкости осуществляют по контуру сепаратор 25 - теплообменный аппарат 29 - насос 31 - струйный аппарат 23.

Одноколонная перегонка нефти с использованием струйного аппарата позволяет снизить количество оборудования (отсутствует отбензинивающая колонна, компрессорная станция) и использовать более дешевые материалы за счет снижения вплоть до нуля количества пара, подаваемого в куб атмосферной колонны, и, соответственно, значительного снижения количества образующихся коррозионно-активных компонентов.

Использование бензина в качестве циркулирующей рабочей жидкости струйного аппарата и возможность ее обновления обеспечивает абсорбцию углеводородных газов, повышение эффективности струйного аппарата и снижение затрат на компримирование газов.

Эти существенные отличительные признаки предлагаемого решения вносят основной вклад в повышение эффективности работы установки перегонки нефти: позволяют снизить капитальные и эксплуатационные затраты за счет меньшего количества оборудования и использования более дешевых материалов, повысить надежность работы установки.

Колонна стабилизации бензина обеспечивает разделение газобензиновой смеси на стабильный бензин, сухой и жирный газы.

Секционная отпарная колонна обеспечивает требуемые показатели по вспышке лигроиновой, керосиновой и дизельной фракций.

Использование в теплообменных аппаратах тепла нефтепродуктов, выводимых с установки, обеспечивает высокую энергетическую эффективность установки и снижает эксплуатационные затраты.

Вовлечение блока вакуумной перегонки мазута обеспечивает большую глубину переработки нефти и отбор нефтепродуктов: вакуумного газойля - сырья для производства высокооктанового бензина, вакуумный соляр - компонент дизельного топлива и гудрон - сырье для производства котельного топлива.

1. Установка перегонки нефти, включающая в себя, по меньшей мере, подогреватель нефти, печь, атмосферную колонну, выполненную с возможностью разделения нефти, нагретой в подогревателе и печи, на нефтепродукты и мазут, конденсатор и сепаратор, выполненные с обеспечением возможности охлаждения и сепарации парогазовой смеси, выводимой с верха атмосферной колонны, характеризующаяся тем, что снабжена струйным аппаратом, выполненным с обеспечением возможности компримирования газовой смеси из сепаратора циркулирующей рабочей жидкостью и включенным в контур циркуляции рабочей жидкости, содержащий, по меньшей мере, сепаратор, теплообменный аппарат и насос, между насосом и сепаратором.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что контур циркуляции рабочей жидкости снабжен линиями обновления циркулирующей рабочей жидкости, а струйный аппарат выполнен с обеспечением возможности использования бензина в качестве циркулирующей рабочей жидкости.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена колонной стабилизации бензина.

4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что колонна стабилизации бензина снабжена теплообменными аппаратами, выполненными с обеспечением возможности подогрева куба и сырья колонны.

5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что теплообменный аппарат подогрева куба колонны стабилизации выполнен печного типа.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена секционной отпарной колонной, выполненной с обеспечением возможности подачи водяного пара в секции.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что подогреватель нефти и теплообменные аппараты выполнены с обеспечением возможности использования тепла нефтепродуктов, выводимых с установки.

8. Установка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что снабжена блоком электрообессоливания и обезвоживания нефти, установленным перед подогревателем нефти.

9. Установка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что снабжена блоком вакуумной перегонки мазута.

10. Установка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что снабжена линией подачи стабильного бензина из колонны стабилизации на верх атмосферной колонны.

11. Установка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что снабжена линией подачи стабильного бензина из колонны стабилизации в шлемовую линию атмосферной колонны перед конденсатором.

www.findpatent.ru

Первичная переработка нефти. Прямая перегонка.

 

Перегонка нефти. Сначала перегонку нефти в промышленности производили по тому же принципу, что и в лабо­раторном опыте. Нефть нагревали в особых резервуарах — «ку­бах», выделяющиеся пары отбирали в определённых интервалах температур и конденсировали, получая таким образом бензин, керосин и другие нефтепродукты. Но когда сильно возросла по­требность в жидком топливе, такой способ оказался невыгодным, так как он требовал много времени и большого расхода топлива на на­гревание нефти, не обеспечивал высокой производительности и до­статочно хорошего разделения нефти на отдельные нефтепродукты.

В настоящее время перегонку нефти в промышленности произ­водят на непрерывно действующих так называемых трубчатых установках (рис. 1), отвечающих требованиям современного про­изводства. Установка состоит из двух сооружений — трубчатой печи для нагрева нефти и ректификационной колонны для разде­ления нефти на отдельные продукты.

Трубчатая печь представляет собой помещение, выложенное внутри огнеупорным кирпичом. Внутри печи расположен много­кратно изогнутый стальной трубопровод. Печь обогревается горя­щим мазутом, подаваемым в неё при помощи форсунок. По трубо­проводу непрерывно, с помощью насоса, подаётся нефть. В нём она быстро нагревается до 300—325° и в виде смеси жидкости и пара поступает далее в ректификационную колонну.

Ректификационная колонна имеет внутри ряд горизонтальных перегородок с отверстиями — так называемых тарелок. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках. Постепенно охлаждаясь, они сжижаются на тех или иных тарелках в зависимости от температур кипения. Углеводороды, менее летучие, сжижаются уже на первых тарелках, образуя соляровое масло; более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосин; ещё выше собирается лигроин; наиболее летучие углеводороды выходят в виде паров из колонны и образуют бензин. Часть бензина подаётся в колонну в виде орошения для охлаждения и конденсации поднимающихся паров. Жидкая часть нефти, поступающей в колонну, стекает по тарелкам вниз, обра­зуя мазут. Чтобы облегчить испарение летучих углеводородов, задерживающихся в мазуте, снизу навстречу стекающему мазуту подают перегретый пар.

 

Рисунок 1. Схема трубчатой установки для непрерывной перегонки нефти.

Устройство тарелок .

Отверстия в тарелках, через которые проходят поднимающиеся кверху пары, имеют небольшие патрубки, покрытые сверху кол­пачками с зубчатыми краями. Через зазоры, образующиеся в месте соприкосновения колпачка с тарелкой, и проходят вверх пары углеводородов. Пробулькивая через жидкость на тарелке, пары охлаждаются, вследствие чего наименее летучие составные части их сжижаются, а более летучие увлекаются на следующие тарелки. Жидкость, находящаяся на тарелке, нагревается проходящими парами, вследствие чего летучие углеводороды из неё испаряются и поднимаются кверху. Избыток жидкости, собирающейся на та­релке, стекает по переточной трубке на нижерасположенную тарелку, где проходят аналогичные явления. Процессы испарения и конденсации, многократно повторяясь на ряде тарелок, приво­дят к разделению нефти на нужные продукты.

 

Классификация методов переработки нефти.

 

Термический крекинг

1. Термический крекинг жидкого нефтяного сырья под высоким давлением (от 20 до 70 ат).

2. Термический крекинг нефтяных остатков при низком давле­нии (коксование, деструктивная перегонка).

3. Пиролиз жидкого и газообразного нефтяного сырья.

Вся эта группа процессов характеризуется применением в зоне реакции высоких температур — примерно от 450 до 1200° С. Под действием высокой температуры нефтяное сырье разлагается (соб­ственно крекинг). Этот процесс сопровождается вторичными реак­циями уплотнения вновь образовавшихся углеводородных молекул.

Термический крекингпод высоким давлением применяют для переработки относительно легких видов сырья (от лигроина до мазу­та включительно) с целью получения автомобильного бензина. Процесс ведут при 470—540° С. При переработке нефтяных остат­ков — полугудронов и гудронов — целевым продуктом обычно является котельное топливо, получаемое в результате снижения вязкости исходного остатка. Такой процесс неглубокого разложения сырья носит название легкого крекинга, или висбрекинга. Вис-брекинг проводят под давлением около 20 ат.

Термический крекингнефтяных остатков при низком давлении проводят в направлении их «декарбонизации», т. е. концентрирования асфальто-смолистых веществ сырья в твердом продукте — коксе и получения в результате этого более богатых водородом продуктов: газойля, бензина и газа. Такая форма термического крекинга назы­вается коксованием. Нередко кокс является целевым продуктом этого процесса.

Разновидность термического крекинга нефтяных остатков при низком давлении — так называемая деструктивная перегонка, направлена на получение максимального выхода соляровых фракций при минимальном количестве тяжелого жидкого остатка*.

Коксование и деструктивную перегонку проводят при давлении, близком к атмосферному, и температуре 450—550° С.

Пиролиз — наиболее жесткая форма термического крекинга. Сырье пиролиза весьма разнообразно. Температура процесса 670 — 800° С и выше, давление близко к атмосферному. Цель процесса — получение газообразных непредельных углеводородов, в основном этилена; в качестве побочных продуктов образуются ароматические углеводороды (бензол, толуол, нафталин).

Существуют и промежуточные формы термического крекинга, например парофазный крекинг, осуществляемый при низком давле­нии и температуре около 600° С. Парофазный крекинг предназначен для производства бензина; одновременно получаются и большие выходы газа, богатого непредельными углеводородами. В настоящее время промышленных установок парофазного крекинга не соору­жают.

Предложен также вариант процесса коксования остаточного сырья при жестком режиме (около 600° С) с целью повышенного газообразования и ароматизации жидких продуктов. Продукты крекинга могут быть использованы как сырье для нефтехимических синтезов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru