Способ атмосферной перегонки нефти

 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к атмосферной перегонке нефти. Цель - снижение энергетических затрат, повышение отбора фракций, выкипающих до 350°С, и улучшение их качества. Перегонку ведут с предварительным подогревом обезвоженной и обессоленной нефти и отгонкой части бензиновой фракции в отбензинивающей колонне, нагревом и последующим разделением частично отбензиненной нефти на тяжелый бензин, лигроин, фракции керосина, дизельного топлива и мазут в сложной атмосферной колонне, работающей с подачей испаряющего агента в отгонную секцию колонны. Процесс ведут с использованием в качестве орошения на верху отбензинивающей и атмосферной колонн смеси фракций бензинов, отбираемых с верха этих колонн. Смесь бензиновых фракций с т. кип. 30-180°С нагревают в течение 0,5-10 мин до 320-450<SB POS="POST">9</SB>С и направляют в низ отгонной секции атмосферной колонны в количестве 5-15 мас.% от питания колонны. 1 ил. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU, 16011

Щ)5 С 10 С 7/00

3ЛЫЕЗМь

whi,khi) Itk6.Л,1 г,кл

< Блйй : -.А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

1 (21) 4377306/23-,04 (22) 31. 12.87 (46) 23 10.90 ° Бюл. М 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтеперераЬатывающей, и нефтехимической промышленности (72) Б.К.Америк, Э.А.Батыжев, Э.С.Рыбаков и И.А.Ягудина (53) 665.63.013(088.8) (56) Гуревич И.Л. Технология нефти.— .И.: Химия, 1952, с.362. (54) СПОСОБ АТМОСФЕРНОЙ ПЕРЕГОНКИ

НЕФТИ (57) Изобретение относится к нефтехимии, в частности к атмосферной перегонке нефти. Цель — снижение энергетических затрат, повышение отбора фракций, выкипающих до 350 С, и улуч0 шение их качества. Перегонку ведут

Изобретение относится к процессам переработки нефти и может быть использовано для получения нефтяных дистиллятных фракций.

Црль изобретения - снижение энергетических затрат и повышение глубины отбора фракций с температурой кипения до 350 С улучшенного качества.

На чертеже приведена принципиальная технологическая схема.

Перегонку осуществляют следующим .образом.

2 с предварительным подогревом обезвоженной и обессоленной нефти и отгонкой части бензиновой фракции в отбензинивающей колонне, нагревом и последующим разделением частично отбензиненной нефти на тяжелый бензин, лигроин, фракции керосина, дизельного топлива и мазут в сложной атмосферной колонне, работающей с подачей испаряющего агента в отгонную секцию колонны. Процесс ведут с использованием в качестве орошения на верху отЬензинивающей и атмосферной колонн смеси фракций бензинов, отбираемых с верха этих колонн, Смесь о бензиновых Фракций с т.кип. 30-180 C нагревают в течение 0,5-10 мин до

320-450 С и направляют в низ отгонной секции атмосферной колонны в количестве 5-15 мас.3 от питания колонны. 1 ил., 5 табл.

Обезвоженный и обессоленный поток 1 нефти после рекуперативного подогрева в теплообменниках за счет тепла рециркулирующих и отходящих, продуктовых потоков направляют при

160-180 С и давлении 0,15-0,20 МПа в колонну 2 частичного отбензинива" ния.

Из коло ны 2 веохним погоном 3 через конденсационную систему получают головки стабилизации и часть бензиновой фракции, выкипающей до

160 С, поступающую на вторичную пе1601106 ре гонку. С низу колонны 2 при 2? 0о С насосом откачивают частично отбензиненную нефть (поток 4) с началом кипения 150 С, которая после подогрева в радиантной секции печи " до

320-350оС поступает на фракциониро,вание в секцию питания основной ат мосферной колонны 6. ! (Верхним погоном 7 из колонны 6 через конденсационную систему отбио, рают бензиновую фракцию 30-180 С,, которую затем направляют на вторич . ную перегонку. Боковым верхним погоНоМ 8 через стриппинг-секцию 9 вью водят керосиновую Фракцию 180-280 С, а боковым нижним погоном 10 снизу стриппинг-секции 11 отбирают фракцию о дизельного топлива 280-350 С. Начало кипения фракций керосина и дизельного топлива регулируют промежуточными циркуляционными орошениями 12.

С низу основной атмосферной колон1

0 ны 6 откачивают при 320-350 С мазут

13, вь1кипающий при температуре выше

350 С, тепло которого используется для рекуперативного подогрева нефти, поступающей на установку.

С верхней тарелки колонны 2 фле"ма 14 с пределами выкипания 30-160 С

О и при 120 С поступает в рифлюксную емкость 15, куда с верхней тарелки основной атмосферной колонны 6 также поступает флегма 16 с пределами выкипания 150-180 С при 170 С, Смесь бензиновых фракций 14 и 16 с пределами выкипания 30-180 С из рефлюко сной емкости 15 после охлаждения в теплообменниках до 46 С подают в о качестве верхнего орошения 17 колонн 2 и 6. Третий жидкий бензиновый поток 18 из емкости 15 в количестве 5-15 мас.3 от сырья колонны 6 (поток 4) поступает в сокинг-секцию змеевика, отдельно расположенного в конвекционной части печи 5, где этот поток подвергают нагреву в течение

0,5-10 мин до 320-450 C или легкой термодеструкции (a зависимости от температуры и времени пребывания) .

Из змеевика сокинг-секции бензиновую фракцию 18 вводят в низ отпарной секции основной атмосферной колоно ны 6, Пары бензиновой фракции 30-180 снижают парциальное давление мазутной части питания колонны, увеличивают паровое число, обеспечивая ин-тенсивный турбулентный тепломассообмен, и казывают растворяющее дейст10

2О

ЗО

4О

SQ вие на асфальтосмолистые комплексы . остатка перегонки из колонны 6.

Пример 1-10, (табл. 1-4).

Обессоленную и обезвоженную смесь нефтей после установок стабилизации подают на установку AT-R, состоящую из двух атмосферных колонн - колонны

2 частичного отбензинивания и основной сложной атмосферной колонны 6, включающей стриппинг-секции 9 и 11.

В колонне 2 имеется 15 клапанно-баластных тарелок в концентрационной части и 13 клапанных тарелок в отгонной части. В колонне 6 установлено в концентрационной части 32 клапанно-балластных тарелки и 10 клапанных в отгонной части.

В табл.1 представлены сравнительные данные по основным режимным параметрам, материальным и тепловым потокам установки AT-8 по известному и предлагаемому способам: при подаче вниз 6,2 мас.3 водяного пара (известный) или при использовании эквимолярного количества (5,6 ac.i) фракции 30- 180 С при одинаковой температуре 400 С. При этом время пребывания фракции 30-180 C в сокингсекции печи составляет 2,5 мин, что эквивалентно малой степени деструкции, т.е. увеличению содержания ароматики и нафтенов на 10 мас.3 и соответствующее снижение парафинов, Испаряющая фракция ограничена по концу кипения температурой 180 С, поскольку в этом случае испаряющий агент является (табл.2) практически нераспределяющимся в остатке (мазу| ) при рабочих температурах в отпарной части колонны 6, А также указанная фракция с т.кип, до

180 С (табл.2) характеризуется лучшими растворяющими свойствами по отношению к асфальто-смолистой час.— ти остатка и меньше расходуется по сравнению с более тяжелыми фракци ями 180-240 С и др.

Температура нагрева испаряющей фракции 30-180 С должна быть равной или выше температуры сырья, подаваемого в основную атмосферную колонну 6, поскольку за счет этого обеспечивается возможность одновременно(-о использования испаряющего агента также и в виде горя ей струи, в противном случае появляется тенденция к захолаживанию низа колонны, увеличению примесей в осгатке и .

5 16 термодинамическим потерям (табл.4, примеры 2 и 3) .

Температура нагрева в печи фрако ции 30-180 С ограничивается верхним пределом, равным 450 С, так как при температуре выше 450ОC (при постоянном расходе и времени выдержки в

- змеевике печи, табл.3 и 4, примеры

8 и 9) не происходит увеличения выхода фракций до 350 С и не уменьшается количество примесей "светлых" продуктов в остатке. Кроме того, увеличиваются энергозатраты и происходит газообразование.

Соотношение между температурой нагрева и временем выдержки в змеевике печи обусловлено необходимостью достижения достаточной степени термодеструкции испаряющий фракции 30—

180 С (табл .5) . Так, при 450 С достаточна выдержка фракции 30-180 С в змеевике печи в течение 0,5 мин для достижения степени термодеструкции (табл.3) обеспечивающей максимальную растворимость высококипящих компонентов фракции 30-180 C при минимальных энергозатратах и отсутствии газообразования (табл.4, примеры 8 и

9).

При температурах нагрева в печи фракции 30-180 С менее 450 С необходимое время выдержки для повышения растворяющего действия фракции возрастает по мере снижения температуры нагрева (табл.5).

При температурах нагрева фракции

30-180 С ниже 350 С происходит дальнейшее снижение ее растворяющей способности, в связи с чем в.ремя выдержки фракции 30-180 С, необходимое для повышения ее растворяющей способности, составляет около 1 ч, что требует увеличения длины змеевика. Таким образом, следует ограничиться временем пребывания, не превышающим

10 мин (табл.4, примеры 3 и 4) .

При расходе фракции 30-180 С ниже . 5 мас.Ф в расчете на питание даже после интенсивной термодеструкции при

470 С в течение 0,5 мин ее растворяющее и испаряющее действие недостаточно для эффективного выделения и отгона из остатка фракций с т.кип. до 350 С (табл.4, пример 3), При расходе 5 мас.Ф фракции 30

180 С (табл.4, пример 6) отгон фракций с т.кип. до 350 С из сырья увеличивается и количество примесей этих

01106 6 фракций в остатке уменьшается по сравнению с большим (в эквимолярном отношении) расходом водяного пара (пример 1) .

Дальнейшее увеличение расхода фракции 30-180 С, превышающее 15 мас. (табл.4, примеры 4 и 5) приводит к такому сочетанию парциальных давлений фракции 30-180,". и углеводородов сырья при повышенной степени турбулизации, которое приводит к интенсивному испарению, сопровождающемуся капельным уносом, из сырья фракций, кипящих выше 350 С.

В зависимости от требований на глубину отбора светлых" фракций из мазута, допустимой нагрузки по парам в колонне,3 конструктивных размеров

20 сокинг-секции и мощности печи 5 рациально проводить нагрев испаряющей бензиновой смеси с т. кип. 30-180 С до температуры, равной 320-350 С или выше температуры питания основной ат2. мосферной колонны 6, при этом необходимо осуществлять легкую термодеструкцию бензинов за счет выдержки фракции в течение 0,5-10 мин в сокинг-секции печи при 350-450 С. При о

3(вводе бензиновой фракции 30-180 С в низ колонны 6 при температуре, равной или выше температуры ее питания исключается тенденция к аномальному искажению профиля температур по высоте отпарной секции колонны 6.

В результате турбулентной массо" теплопередачи в низу колонны 6 проис- ходит мгновенное выравнивание тем40 пературы с ее повышением в среднем на 2-3 С (322-333 С), что обеспечивает стабильность состава остатка

Нераспределяющаяся в остаток фрако ция 30-180 С, используемая в каче4 стве испаряющего и растворяющего агента, уходит вверх через слой жидкого остатка перегонки. При этом в жидкой мазутной части нефти за счет растворяющего действия нагретой

50 бензиновой фракции 30-180 С происходит понижение вязкости, ослабление сил физического взаимодействия асфальтосмолистых комплексов с мальтеновой частью смеси, что в совокупности приводит к высвобождению из э5 а мазута фракции выкипающих до 350 С, повышению четкости отделения дк,зельной фракции от мазута у температурной границы 350 С. В результате про7

1 1есс приводит к увеличению отбора светлых" компонентов из нефти.

Таким образом, при разделении

350 тыс.т/г. мазута по известному пособу в низ отпарной части колоны 6 подают 120 тыс.т/г. водяного паа при 400 С. По предлагаемому спосоу в качестве испаряющего агента еобходимо 300 тыс.т/г. фракции 30

ОО С, на нагрев которой требуется а 9240 Гкал тепла меньше, чем в изестном способе. При этом за счет ольшей величины парциального давлео ия паров фракции 30-180 С по сравению с парциальным давлением эквиолярного количества водяного пара, также за счет эффективного раствояющего действия Фракции 30- 180 C no тношению к мазутной части питания олонны возможно снижение температуы нагрева сырья колонны 6 с 318 С (при подаче водяного пара) до 314 С, то приводит к дополнительной эконоии 14682 Гкал/г. тепла.

В случае ввода в низ колонны 6 водяного пара требуется через промежуточные циркуляционные орошения снять на 220957 Гкал тепла больше, чем при подаче паров фракции 30-180 С., Суммарная экономия тепла по установ ке AT-8 по предлагаемому способу ниже на 235639 Гкал, что составля, ет 16,64 от общих энергозатрат. Кро ме того, по предлагаемому способу

ll06

Т.а б л и ц а 1

««

Материальные и тепловые потоки сложной атмосферной колонны 6

Поток

Тепловые потоки, тыс.т/г.

Температура потоков, С е

Материальные потоки, тыс. т/г

«r«»

Вариант с в во-, дом. паров фр. 30180 С

Вариант с вводом водяного .пара

Вариант с вводом па° ров фр. 30180 С

Вариант с вводом во" дяного пара

1152560 «

314

318

5350

1167242

93840

120

52769

174

105537

280

Приход

Отбензиненная нефть

Водяной пар

Кипятильник в стриппинге для погона 8

Кипятильник в стриппинге для погона 10 увеличивается выход "светлых" Фракций.с т.кип. до 350 С на 65 тыс.т, б что составляет увеличение отбора на

1,2 мас.3 от исходной частично отбензиненной нефти.

Формула и 3 о б р е т е н и я

Способ атмосферной перегонки нефти с предварительным подогревом обезвоженной и обессоленной нефти и отгонкой -части бензиновой фракции в отбензинивающей колонне, нагревом и последующим разделением частично

15 отбензиненной нефти на тяжелый бензин, лигроин, фракции керосина, дизельного топлива и мазут в.сложной атсоферной колонне, работающей с подачей испаряющего агента в отгонную

20 секцию колонны, и с использованием. в качестве орошения на верху отбензинивающей и атмосферной колонн смеси фракций бензинов, отбираемых с верху этих колонн-, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, повышения глубины отбора фракций, выкипающих до 350 С и улучшения их качества„ смесь бензиновых фракций с тем30 пературой кипения 30-180 С нагревают в течение 0,5-10 мин до температуры 320-459 G и направляют в низ отгонной секции атмосферной колонны в количестве 5-15 мас.Ф от питания

35 КОЛОННЫ, «» ««» «« ««»»

1601106!

Продолжение табл. 1

Поток

Тепловые потоки, тыс.т/r.

Температу-. ра потоо ков, С

Материальные

ПОТОКИ, ТЫС. т/г г

Вариант с вводом водяного лара

Вариант с вводом па.ров фр. 30180 С

Вариант с ввоВариант с вводом паров фр. 30"

180 С дом водяного пара (1560) (600) 174252 67020 (4044) (3660) 169444 153354 (1554) -(1326) 108003 92157

111/46

123/46

202/82

303/200 (916) (846) 62105 57359

57663 98027

430

731 (430) ° (431) 112028 112218

174

1178

1180

3071,71

315404

2024

1715

317363

303384

323

1959

1783

77040

120

36278 36278

В случае применения фракции 30-180 С температура конца кипения потока 10 уменьшается до 360 С, а температура начала кипения мазута возрастает до

348 С, что приводит к уменьшению полосы температур налегания смежных фракций на 11 -С и составляет 12 С.

Та бли ца 2

Давление, МПа

Число теоретических тарелок ниже ввода фракции с т,кип, до

180 С

Содержание фракции с т.кип. до 180 С в остаточном

Температура низа колон ны, С о продукте,мас.ь

310 1 1 0,04

320 1 5 1 0,03

35О 1,5 0,5 0,01

370 1,5 0,5 0,00

П р и м е ч а н и е. Расход фрак0 ции т.кип. дс 180 С равен 10 мас.3 от питания колонны.

Расход

Острое орошение

Верхнее циркуляционное орошение 17

: Циркуляционное орошение 12 для погона 8

Циркуляционное орошение 12 для погона 10 фракция бензина 3,7 (30-180 С) в том числе балансовая

Фракция реактивного топлива погона 8 (146-230 С)

Фракция дизельного топлива погона 10 (210-365)

Мазут 13 (выше 342 C)

Вывод насыщенных паров воды

Потери тепла через. стенку

Материальные и тепловые потоки сложной атмосферной колонны 6

160110Ü

Таблица 3

Групповой и химический состав растворенных смолообразных веществ, мас.6

Увеличение выРасход эквимо лярного колиАгент хода фракции до 350 С от потенПарафины

Нафтены

Ароматика чества агента, мас.4 циала, мас.4

0,00

2,80

2,0

11,0

Водяной

Фракции

Фракции

240 С

Фракции

350 С

27,0 63,0 пар до 180 С до 18010,0

1,17

14,4

35,0 44,0

22,0 40,0

21,0

240

0,62

16,4

38,0

Таблица 4

Показатели по колонне 6

1.L.

318

314

3!4

305

305

310

Нагрев водяного пара перед веодон

320

314

310

318

470

450

400

320

308

320

320

3 70

470

3,6

8,6

0 ° 5

7,0

2,5

5,0 l0,0

18,0

10,0

15,0

10,0

10,0.0,5

3,0

0,5

7,0

10,0

10,0

2,0

482,4 482,6

481,8. 484,4

47 ° 2 40,6

487,0

467,0 472 ° 1

47,0 40,8.482,0 482,3

476,0

40,Е

42,8

44,1

40,3

40,7

40,7

410,0

60,2

422,9

64,2

415,5

61,3

416,0

61,1

414,0

61,0

4!6,0

61,3

415,8

61,2

4!5,7

61,3

410,0

69,9

423

82,6

Нагрев нефти и водямо

ro napa

1 на нагрев стабиле" ной нефти и фракции с т.кип. до 180 С на конденсацию паровой Фазм

2!7981 209535 207967 206294 205790

209931 210433

210936

209500 208300 !

30950 !30493

135378 ° 7 133585 131772 134712 1352 10!

30546 130535, 126052 а

Водяной пар.

Трнпература питания, C акция с т кнп, до

180 С перед вводон в олонну 6 (! емпература нагрева, C реня видаркки tlOCflO агрева, мин асход, мас.8

Г. стнллятнме фракции т .кип. до 350 С

1!рннесн с т.кип. вмюе 350 С, «г/т

Остаток с миза ко» помни, кг/т количество Фрак" " ции с т.кнп, 350 С примеси в остатке Энвргозатратм ° коi лонне, икал!т

Значения показателей для примера

1 2 3 4 5 ) 6 7 )1 В 9 10

1601 Об

Табли ца 5

Увеличение выРасход фракции

30-180 С, мас.4

Групповой химсостав углеводородов, мас.ь

8ремя выдержки, мин

Температура нагрева, С

Парафиновые

Нафтеновые

Ароматические

Предель- Оленые фины

Составитель Г. Степанова

Редактор H,Ëöîëà Техред Л. Сердюкова Корректор "1 ° Самборская

Заказ 3245

Тираж 438

Подписное

F""ИИПИ Государственного комитета II . изобретениям и < ткрытиям при ГКНТ СССР

11303 5, . 1аеква, iK-.1 =>, Раушекая наб., д. 4!5

11роизводственно-издате гьс: I;IIIi комбн>яат "11а .-е нт", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Без нагрева

"70

0,1

10,0

1,7

0,5

0,5

10,0

10,0

13,0

12,0

14,0

14,1

27,0

27,0

29,0

33,0

35,0

35,2

63,0 0,0

63,0 0,0

47,0. 11,0

30,0 25,0

19,0 32,0

18,7 32,0

10,0

9,4

8,6

7,0

7,0 хода фракции с т.кип. до 350 С от потенциала, мас °

2,0

3,2

3,3

3,5

3,5