Способ переработки остатка вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе

 

Сущность изобретения остаток вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе подвергают тонкослойной молекулярной перегонке в условиях вакуума с остаточным дав/Гением (3,5-5)10 мбар причем остаток подают на поверхность испарения имеющую температуру выше чем температура остатка, на 44-143°С Поверх ность испарения нагревают за счет противо точной подачи теплоносителя Остаток подают на поверхность испарения в виде пленки которой придают турбулентность с помощью щеток очистителя Осуществляют отдельный вывод дистиллята и конце ри рованного остатка Благодаря повышению температуры поверхности нагрева относи тельно температуры остатка может быть увеличена скорость загрузки и улучшено (увеличено) соотношение дистиллят/остаток 1 з п ф-лы, 2 ил , 3 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 В 01 О 3/12, С 10 G 7/06

ГОСУДАРСТВЕННый КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОГ! ИСАеНИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Изобретение касается способа перера- т

- ботки остающегося после вакуумной пере- и гонки на нефтеперерабатывающем заводе н остатка. : : а

После последней проведенной в вакууме Операции фракционной перегонкй йефти -, у на нефтеперегонном заводе в остатке пере- ф гонки остаются те вещества, которые не ис- . в паряются примерно до температуры 550 С с (нормальное давление), Этот остаток пере- м гонки соответствует в общем случае, в зави- и симости от происхождения нефти, 25% с загрузки сырой нефти. Ее дальнейшая пере- и работка на практике может осуществляться и путем обработки растворителями, напри- в

f48p, путем деасфальтирования с помощью з пропана, Благодаря этому остаток разделя- к ется на первую фракцию, содержащую рас(21) 4202933/04 (22) 21.07.87 (31) 2954/86 . (32) 23,07.86 (33) СН (46) 23,08.92 Бюл N 31 . (71) Бусс АГ(СН) (72) Петер Каппенбергер (СН) (56) Европейский патент

¹ 0066790. кл. В 01 D 3/12, 1983;

Заявка ФРГ N 3122650, кл. С 106 7/06, 1982. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОСТАТКА ВАКУУМНОЙ ПЕРЕГОНКИ НА НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВА!ОЩЕМ ЗАВОДЕ (57) Сущность изобретения: остаток вакуумной перегонки.на нефтеперерабатывающем

„,5О „„1757443 АЗ

2 заводе подвергают "тойокомсялоййой молекулярной перегонке в условиях вацкуума с ос-: таточным давленеиеем (3,5-5)10 мбар, причем остаток подают на поверхность испарения, имеющую температуру выше, чем температура остастка, Рсйа 44-143ОС. Поверх.. ность испарения нагревают за счет противоточной подачи теплоносителя, Остаток подают на поверхность испарения в виде пленки, которой прйдают турбулентность с помощью щеток очистителя. Осуществляют отдельный вывод дистиллята и концяеярированного остатка. Благодаря повышению температуры поверхности нагрева относительно температуры остатка может быть увеличена скорость за гр уз ки и улучшена (увеличено) соотношенйе дистиллят/остаток. 1 з,п.ф-лы, 2 ил., 3 табл. яворимь е в растворителе смазочные масла 3 воски, и вторую фракцию, содержащую (.Я

ЕРаСтВОРИМЫЕ В РеаСоТВЯОРИтоЕЛЕ аСфаЛЬтЫ, сфальтены и т.д. При этом получается боль- ф, иее количество второй фракции. Из пол- ф ченной методом растворения первой ракции могут быть получены ценные неоспламеняющиеся вещества, например мазояиые маска и аоски; ияи зтае фракция,3 ожет быть подана в крекийг-установку для, () олучен ия низекокипящих продуктов, Нератворимая s растворителе вторая фракция ли осадок может использоваться или для роизводства битума, или на месте в качесте топлива для нефтеперерабатывающего авода, или, после подмешивания более легой фракции с целью сжижения, в качестве "

1757443 более тяжелого топлива вне нефтеперегон ного завода, например для злектростанций.

Переработка остатка вакуумной перегонки с помощью растворителя имеет раз личные недостатки и ограничения.

Остающаяся после обработки растворите- . .лем нерастворимая малоценная фракция, - содержащая асфальт, соответствует часто более чем половине остатка вакуумной перегонки, который у тяжелых сортов природной нефти может составлять 40% и более от колйчества нефти. Подобного рода большая доля превышает потребности нефтеперерабатывающего завода в топливе. При второй

- возможности использования нерастворимой фракции, при изготовлении битума, также возникают проб лемы, так как при обработке растворителем существующие в . "природной нефти в коллоидной форме асфальтены и асфальты выпадают в осадок, Однако необходимое для производства би :тума полное повторное диспергирование часто больше невозможно, так что получается малоценный продукт, Кроме того, в результате обработки ос" татка растворителем смазочные масла и воска не полностью переходят в раствор, напротив, в раствор переходят высокомолекулярные компоненты и вводятся в первую фракцию, что является вредным для получаемых затем конечных продуктов, так, например, зто приводит к усиленному коксованию полученных смазочных масел.

Кроме того, использование низкокипя: щего растворителя требует специальных мер безопасности, в частйости, дорогостоящей аппаратуры. Регенерация растворителя требует больших энергетических затрат и, вследствие большого соотношения растворитель/остаток, дорогостоящая.

Известен способ молекулярной перегонки остатка нефтеперерабатывающего завода, при котором снижают как давление при выпаривании, так и температуру кон дейсационных поверхностей, С цельюулучшения энергетического баланса остаток вакуумной перегонки без какого-либо подвода энергии подают для молекулярной перегонки, тэк что теплота испарения загрузки, когорая имеет температуру остатка вакуумной йерегонки, отводится, что не-избежно ведет к охлаждению и, следовательно, к более низким температурам при молекулярной перегонке, чем при вышеупомянутой вакуумной.

Известен способ переработки остатка вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе с использованием молекулярной перегонки. Перегонку осуществляют в условиях вакуума от 1 10

55 Предпочтительно проводить процесс так, чтобы температура поверхности испарения была выше 350 С.

Неожиданно было обнаружено, что благодаря увеличению энергетических затрат

50 до 50 мбар, подавая сырье в виде тонкой пленки на поверхность испарения. Пленке придают турбулентность с помощью механических средств, например щеток очистителя. Для испарения используют тепло остатка от вакуумной перегонки, предшествующей молекулярной перегонке, так что молекулярная перегонка осуществляется при более низкой температуре, чем предшествующая вакуумная перегонка, Как недостаток способа можно отметить образование большого количества малоценного остатка при молекулярной перегонке и недостаточного количества дистиллята; При переработке ближневосточной нефти, являющейся ценным продуктом с высоким содержанием перегоняемых компонентов, образуется 17% остатка. Кроме того, в известном способе есть указание на необходимость подавления реакций разложения, т.е. процесс следует проводить лишь при допустимых с точки зрения продукта температурах, т.е. поддерживать температуру достаточно низкой, чтобы не просходило разложения продукта и не образовывались отложения на поверхности испарителя, препятствующие теплопередаче.

Целью изобретения является повышение выхода дистиллята, а также повышение экономичности процесса путем повышения скорости питания, связанной с тем, что образуется меньшее количество высоковязкого остатка, который.из-за своей низкой текучести уменьшает скорость питания, Таким образом за счет образования меньшего количества материала, замедляющего скорость питания, происходит ее возрастание.

Цель достигается способом переработки остатка вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе . путем тонкослойной молекулярной перегонки в условиях вакуума при постоянном остаточном давлении (3,5-5)10 мбэр при подаче подлежащего перегонке материала на поверхность испарения в форме пленки, которой придают с помощью щеток очистителя турбулентность,с отдельным выводом получающегося дистиллята и концентрированного остатка, причем поверхность испарения нагревают за счет противоточной подачи теплоносителя до температуры, превышающей на 44-143 С температуру, которую имеет остаток вакуумной перегонеки.

1757443

6 эконо(лич((ость тонко -JIGA((QA молекуляр- щих компонент00, Вследствйе чего не вызыной перего((ки остатка вакуумной перегой- воет проблем крекийг с помощью чувстоики значительно повышается, т,е. что тель((ых к примесям катализаторов с целью ухудшившийся энергетический баланс дает получения н((зкокипящих веществ. Кроме зкономическое улучшение, Увеличение того, в соответствии с йзобретением в остатэнергетических затрат происходит о со6т- 5 ке остаются полиароматические вещества, ветствии с изобрегением в результате повы-" что дополнительно улучшает качество дисшения температуры молекулярной тиллята и стабилизирует коллоидные асперегонки по сравнению с температурой ос-: фальтены в остатке. татка вакуумной перегонки, .:.:,- .., Р данном случае, по сравнению с уловВ соответствии с зкстракционным спо- IO нем техники, не только" уменьшается колЙсобомуровня ехники разделе(-(иеосущесс1 - честоо асфальтосодержащей фракции, т.е, влялось с помощью неполярного остатка тонкослойной молекулярной перерастоорителя на основании полярности, т,е. гонки, таким образом, что возможно ее полхимической структуры веществ. С помощью ное использование" о качестве топлива на иэвестнь(хспособовмолекулярной перегбй- 15 нефтеперерабатывающем заводе, но она— ки отделение остатка вакуумной перегонки изменяется также качественно бла, одаря осу(цествляется на основании температуры . тому, что при производстве битума ее сраз, кипения имеющихся веществ. В соответст- можйо вновь диспергировать. Это свойство вии с изобретением благод1ря высокой тем- среди прочего может. быть связано с повы-: пературе ценные. продукты, которые в 20 шенным содержанием полярйых компонен соответствии с уровнем техники остались тов; Кр6ме того, при переработке сортов бы в менее ценном остатке, получа(отея в . природнойнефтисбольшимсодержаниемвовиде дистиллята. Поэтому в соответствии с ска остаток йрактйчески не содержйт"воска. изобретением достигается не только коли- . Тонкослойная молекулярная перегонка чественное преимущество благодаря боль- 25 или ее аппаратурное оснащение:в технолошему количеству цен((ого продукта, но и . гйи пролзводственных процессов йзвестна получается другого рода состав фракций и и использовалась главйым образом для полблагодаря этому другие качественные пре- учения улучшенной очисТки теплочувсс;риимущестоа. Более важно,чемулучшейиесо- тельных веществ-, чтобы избежать их отношения. дистиллят/остаток, то, что, 30 термического разложения. Напротив в соот благодаря более высокой температуре в не-: ветствии с изобретейием термическое разлосколько раз мо>кет быть увеличена скорость жение даже желательйо так как благодаря загрузки о расчете на единицу времени и ... этому получается большее количество ценноповорхность испарения. Благодаря этому го дистилляга, и возможно в незначительной черезвычайно улучшается .зконо(личйость 35 мере, пока сохраняется вакуум. способа.. -:..::- .: - Благодаря способу в соответствии с

Разность так называемых С/Н-соотно- изобретением до сих пор неперегоняемь.11 шений, т.е. соотношения углерода и оодоро- последний остаток перогонки нв нефтепеда, между дистиллятогл и остатком резко рерабатывающем заводе, который кипит повышается с помощью способа в соответ- 40 примерно при температуре 550ОC (при норствии с изобретением.: -::-.::. мальном давлении), доступен перегонке с каКроме того, в соответствии с изобрете- личоственными " и " "качественными нием обеспечивается рееК0с сокращение преимуществами, При этом получаются провремени обработки с очень незначитель-:: дуктыновогосоставасчастичноновымисвой- ным разбросом, т.е. обеспечивается боль- 45 ствами. шая равномерность, . -::: . :, ", В дальнейшем в соответствйи с изобре Более высокая температура допускает тением из тяжелых сортов природной нефодновременно отвод без всяких проблем ти, которые имеют около 50% и более остатка, обогащенного высокомолекуляр- остатка вакуумной перегонки и поэтому с ны(ли веЩествами.:-- = ",= - =, =-;-.: 50 коммерческой точки зрения вряд ли примеП6лученные о соответствии с изобрете- нимы, могут быть получены дистилляты о нием с(лазочные масла могут использовать"- количестве, как и при перегонке обычных ся без присадок таким же образом, как и сортов природной нефти,такчтоонитеперь смазочные масла, которые получают в соот- также пригодны для испольэованйя, ветствии с традиционными способами ваку- 55 Способ в соответствии с йзобретением умной перегонки, и доводятся до может быть реализован с йомощь(о известжелательной вязкости с помощью дорого- ныхустройствдлятонкослойной молекулярстоящих присадок. Кроме того. дистиллят ной перегонки. Эти устр6йства практически свободен от металлосодержа- расположены вследза последней ступенью, 1757443

7 8, .- ;....вакуумной перегойкой, нефтеперерабаты- проводили, принимая во внимание увеличевающего завода. Температурй при тонко- ние доли дистиллята, а в примерах 6-10 слойной молекулярной перегонке выше, а принимая во внимание увеличение скородавление ниже примерно на коэффициент сти загрузки. от 101 до 10з, чем при предшествующей 5 В табл.2 представлены результаты вакуумной перегонке.Для предусмотренно- анализа для примера 5, который расго вакуума, при котором образуется боль- сматривается как показательный. шой обьем пара, поверхности испарения и При проведении этих испытаний выясконденсации должны по возможности рас- - . нилось. что сразу удалосьробиться скорости полагаться близко друг к другу, В общем 10 прохождения 225 кг/ч м, что гарантирует случае это достигается благодаря соосным хозяйствейное йспользование в масштабе зонам испарения и конденсации. Предпоч-,:. нефтеперерабатывающегозавода. тйтельными являются расположенные ци-:-- . На фиг.1 показана упрощенная технололиндрически вертикально поверхности .-гическая схема перегонки нефтеперерабаиспарения и конденсационные: поверхно- 15 тывающего завода; на фиг,2 — установка для сти. Загруженный материал равномерно реализации способа. распределяется по верхней части нагрева-. Согласно фигЛ природную нефть 1 тельной поверхности и переводится в турбу- среднего качества подают к работающей лентное состояние, которое сохраняется до при нормальном давлении ректификационтех пор, пока-материал под собственным:ве- 20 ной установке 2. После выпаривания при. -сомтяжести не покинетнагревательнуюпо- . мерно 50ф исходной природной нефти верхность и не переместится вниз,: — выводится из установки в виде разделенных Благодаря атому нагретый на веей,нагрева-.: ". фракций 3,4, 5. Остаток 6 подается к другой, тельной поверхности материал немедленно работающей под вакуумом, ректификационпоступаеткповерхностижидкости,инизко- 25 ной установке 7, из которой выводят прикйпящая фракция испаряется.,. :.,::..: .:: мерно 25% природной нефти в виде

Последовательно или параллельно мо-- фракций 8, 9 и 11. Затем неперегоняемый жет быть расположено несколько установок остаток 12 йодается для дальнейшей обрадлятонкослойноймолекулярнойперегонки;: ботки в соответствии с изобретением, т.е.

П p è м е р 1. Неперегоняемый до тем- 30 для тонкослойной молекулярной перегонки,, пературы 530 С (указание температуры от-:, 13. При этом получается дистиллят 14 и пе- несено к нормальному давлению) остаток иэ реганяемый остаток 15. Дистиллят 14 может ступени вакуумной-перегонки подают в ус- - подаваться или в крекинг-установку.для . ".- тановку T0HKoclloAH0A молекулярной пере- получения ниэкомдл@ улярных продуктов, гонки.- Рабочие параметры были,35 или разделяться далее на смазочное масло следующие:.температура вакуумного остат- и воск.. Остаток 15 используется в качестве . ка 272 С, Скорость загрузки 13,1 кг/ч, дав- топлива на нефтеперерабатывающем заволение 4,5 - 10 мбар, температура де или перерабатывается в смолу. нагревайия 351 С, температура охлажде-,:-.: Изображенная на фиг.2 установка для ния 103 С, скорость дистиллята 6,5 кг/ч, 40 реализации способа имеет загрузочный ðåдоля дистиллята 40,6 мас,%. - ":: . :: ::- зервуар 21 с мешалкой 22. Позицией М обозОстаток непрерывно подают с flo "йачены относящиеся к отдельным мощью насоса на вход испарителя и с по-., устройствам электродвигатели. Загрузочмощью распределительного кольца ный резервуар 21 с помощью оснащенного равномерно раСпределяют rio внутренней 45 питательным насосом 23 трубопровода 24 поверхности. Затем роторные щетки оЧи- соединен с молекулярным испарителем 25, . стителя; которые перемещаются вдоль по- который в caoe"o÷åðåäü соединен со сборверхности испарейия, захватывают" ником остатка 26 и сборником дистиллята материал и подают турбулентную йленку к 27; Далее к молекулярному испарителю 25 йоверхноСтй нагревания. Перед роторными 50 подключены две следующие одна за другой щетками очистителя образуется фройт вол- низкотемпературные ловушки 28 и 29. Межны (фронтальная волна).::::: .:: . : дунизкотемпературными ловушками 28 и 29, Пропускную способность и количество расположен роторно-щелевой вакуумный дистиллята удалось существенно увеличить . насос 31, после второй низкотемпературной благодаря йоаышению температуры нагре- 55 ловушки расположен роторно-щелевой вавания, что в-первуЮ очередь можно обьяс- куумный насос 32 и затем установлен планить испарением высокомолекулярных стинчатый вакуумный насос 33, веществ.: -: -:-::;- - :-.::::: ..: . Поданный в загрузочный резервуар 21

В табл,1 и 2 совоСтавлейы данные дру- остаток ступенй вакуумной перегонки с по. гих примеров. Испытания в примерах 1-5 мощьюнасоса23 подается потрубопроводу

1757443 ::Таблица 1

Характеристика. процесса

Таблица 2

24 в молекулярный испаритель 25, где он путем выпаривания разделяется на дистиллят и остаток, и разделенные фракции улавливаются в сборниках 26 и 27 (имеющееся при известных условиях небольшое количе- 5 ство легколетучих компонентов, которые могли бы образоваться в результате термйческого разложения в молекулярном испарителе 25, улавливается раздельно "в низкотемпературных ловушках 28 и 29). 10

Температуры нагрева при тонкослой- ной молекулярной перегонке могут быть выше температур, указанных в примере исполнения. Предпочтительными являются . температуры 350 С или выше.::. 15

Формула изобретения

1. Способ переработки остатка вакуум ной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе путем тонкослойной молекулярной

Загрузка

Скорость загрузки, кг/ч

Температура сборника, С

Температура питающего трубопровода, С

Концентрат

Скорость выпуска, кг/ч. Дистиллят

Скорость выпуска, кг/ч

Вакуум, бар

Теплоноситель, впуск, С

Теплоноситель, выпуск, С

Среднее значение температуры поверхности испарения,"С

Охладитель, впуск,оС

Охладитель, выпуск, С

Доля дистиллята, мас./; перегонки в условиях вакуума при постоянном осгаточном давлении (3,5-5)10 мбар с -2 подачей подлежащего перегонке материала на поверхность испарЕания, нагреваемую путем противоточной подачи теплоносителя, в форме пленки, которой придают турбулентность с помощью щеток очистителя, с отдельным выводом получаю щ егося дистиллята и концентрированного остатка, отличающийся тем; что, с целью повышения выхода дистиллята и повышения экономичности, процесс проводят при температуре поверхности испарейия, превышающей температуру, которую имеет остаток вакуумной песрегонйи, на 44143 С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура поверхности испарения выше 350 С.

1757443

Таблица 3

Составитель В, Нохрина

Редактор H. Лазаренко Техред М,Моргентал . Корректор В. Петраш

Заказ 3101: Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101