Способ переработки мазута

 

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я>5 С 10 G 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ вЕдомство сссР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4878144/04 (22) 26.09,90 .(46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Новокуйбышевский. нефтеперерабатывающий завод (72) О.К.Одинцов, Н.М.Лагутенко, М.И.Карпик, П.В.Суровцев, Ю.H.oñüêèí, В,И.Карабанов,.Е,Л.Шафранский и В.В.Краснов (56) Технический проект комплекса установки ЭЛОУ-АВТ-6, М.: ВНИПИнефть, 1983. (прототип).

Одинцов,О.К., Мановян А.К, Сборник трудов ГрозНИИ, В 26, 1973; с. 78. Исследование и ректификация нефти и нефтепродуктов, Одинцов О,К., Левин А.И. Нефтепереработка и нефтехимия, 1979, N 11, с. 3.

Одинцов О.К. Химия и технология тойлив и масел, 1973; М 5; с. 8. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАЗУТА (57) Использованйе: переработка нефти, перегонка мазута в вакуумной колонне. СущИзобретение относится к способу переработки мазута в вакуумной колонне и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известные сйособы переработки мазу- . та (остатка перегонки нефти) классифицируются по двум основным вариантам получения дис"иллятов и остатка.

Способы относящиеся к масляному варианту, включающие переработку мазута в многосекционной вакуумной колонне, имеют основным своим назначением получение сырья для производства масел путем четкоl0 выделения E каждой секции дистиллятов узкого фракционного состава и вывода остатка с минимальным содержанием фракций смежных дистиллятов, Высокая

»5U 1731286 А1

2 ность изобретения: перегонку нагретого мазута ведут в многосекционной тарельчатой вакуумной колонне,. Между каждой из секций устанавливают наклонные по отноше- 1 ййю к оси колонны контактные устройства в виде пластин, разделенных сетками. Паровой поток углеводородов из нижерасположенной секции частично сепарируют при пропускании через наклонные контактные устройства и образующиеся при сепарации пары барботируют через жидкость, стекающую с соответствующей вышерасположенной горизонтальной тарелки в виде пленки по наклонной поверхности пластин, Жидкость с пластин смешивается с основным потбком жидкости из верхней части колонны. С верха колонны отбирают газообразные углеводороды в виде боковых погонов— фракции дизельного топлива и фракции вакуумных.дистиллятов, которые частично отпаривают в боковых отпарных зонах. С низа колонны выводят гудрон. 3 табл., 3 ил. четкость достигается путем увеличения до

8-12- массообменных тарелок. (контактных устройств) в каждой секции и высокой кратностью орошения до 2-3.5. Недостатки этих способов в том, что перегонку мазута проводят при одном верхнем орошении в колонне с диаметром 3-6,4 м, что, в конечном итоге, ограничивает производительность установки АВТ. Использование в этих способах нескольких орошений и колонн диамегром более 6,4 м приведет к резкому снижению четкости выделения дистиллятов прежде всего из-за неравномерного и неэффективного распределения и контактирования паровой и жидкой фаз.

Известен способ получения масляных фракций путем ректификации мазута в ваку.

1781285 умной колонне, заключающейся в том, что, с целью повышения качества конечных продуктов (применительно к различным диаметрам колонн и схемам перегонки мазута), боковой погон (дистилллт) подвергают дополнительному нагреву и получению при нагреве паровую фракцию направляют в колонну для повторной ректификации. Недо.статками процесса является усложнение схем и увеличение удельных расходных топливно-энергетических показателей.

Способы,:относящиеся iz топливному варианту, йредйазначены в основном для получения больших объемов дистиллятов (вакуумных газойлей}, являющихся сырьем процессов каталитического крекинга, и остатка, используемого при получении топочных мазутов, а также в процессах коксования и битумных производствах.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является сйособ"переработки мазута по техническому типовому проекту комплексах ЭЛОУ-АВТ-6 института ВНИПИнефть путем нагрева мазута в печи до

380-420ОС и перегонки в многосекционной вакуумной колонне высокой производительности (диаметр 9 м) прй подаче смеси паров последовательно через секции с полученйем в каждой из них в. результате контактировэния паровой, жидкой фаз парового и жидкого потоков. При этом в .секциях концентрационной части получают только два дистиллята фракций 350-420 С и 420-500 С. Затем их смешивают и используют как сырье установки каталйтического крекинга, а гудрон с низа колонны (фракция выше 500 С) — кэк компонент мазута топочного (котельного топлива), Характеристика

" фракций приведена в табл. 1.

Основным недостатком способов топливного варианта высокой производительности является их низкая погоноразделительная способность из-за огранического числа ступеней контакта (34) в секциях, а также неравномерного распределения взаимодействующих паровой и жидкой фаз, и отсутствия эффективной сепарации паров при горизонтальном профиле контакта их с жидкой фазой, Эти недостатки практически вызывают невозможность гибкого использования существующих способов переработки мазута с высокой производительностью по двум варйэнтэм: топливному и(при необходимости) варианту получения трех боковых дистиллятов требуемых качеств для производства основных марок масел, Целью изобретения является стабилизация режима, расширение ассортимента, увеличение отбора и улучшение качества продуктов переработки мазута.

Поставленная цель достигается описанным способом переработки. мазута путем

5 его перегонки в многосекционной вакуумной колонне при подаче смеси паров последовательно через секции при контактировании в них паровой и жидкой фаз с получением в каждой секции парового

10 и жидкого потоков. Затем паровой поток подвергают частичной сепарации и контактироваййю паров сепарации с жидким потоком вышележащей секции. Часть образующего дополнительного потока.сме15 си жидкости отводят в виде бокового дистиллята, отвечающего требованиям для производства масел.

Отличия заключаются в том, что паровой поток перед каждой секцией подверга20 ют предварительной сепарации и контактированию отделившихся паров с жидким потоком в нижележащей секции в пленочном режиме его движения по наклонному профилю с получением дополнитель25 ных потоков пара и жидкости.

Для осуществления способа необходи-.. мо установление между секциями наклон- . ных каскадных массообменных контактных устройств, которые обеспечивают пленоч-.

30 ный режим течения (перелива) потока жидкости по каскадным пластинам; Со стороны входа паров между каскадными пластинами устанавливают сепарирующую сетку.

На фиг, 1 показана принципиальная

35 схема реализации способа.

Мазут после нагрева в печи до темпера- . туры 380 — 400 С направляют по линии 1 в многосекционную вакуумную колонну 2, где пары сырья 3 и пары 4 из отгонной секции 5

40 смешивают и смесь 6 перегоняют прй подаче ее последовательно через секции 7, 8, 9, 10, 11 (которые составляют концентрационную часть колонны) и через верхнюю сек цию 12. Все секции включают

45 горизонтальные контактные тарелки 13, В результате контактирования паровой 14 и жидкой 15 фаз получают соответственно в каждой секции с верхней тарелки 13 паровой поток 16 и с нижней тарелки 13 жидкий

50 поток 17. Паровой поток 16 перед вводом в каждую вышележащую секции подвергают предварительной сепарации и контактированию с жидким потоком 19, который образуется в результате провала части потока 17

55 через паровые отверстия в полотне тарелки

13 при движении по горизонтальному профилю. (Например, нэ наклонных каскадных тарелках 18; на фиг. 2 — схема движения потоков по узлу I; на фиг.З-схема движения потоков по узлу I. II).

1781285

Контактирование потоков 16 и 19 проводят в пленочном режиме движения потока жидкости 19 по наклону пластин с получением дополнительных потоков пара 20 и жидкости 21,. качественно отличающихся от соответствующих потоков 16 и 17. Использование дополнительного пленочного режима движения жидкости увеличивает общую поверхность контакта, обеспечивает равно10 мерное распределение паров и жидкости и значительно повышает эффективнОсть массообмена взаимодействующих фаз, приближая его к молекулярному уровйю;

Дополнительные потоки жидкости 21 смешивают с потоками жидкости 17 и смесь

22 частично выводят по линиям: 23 м — при температуре 235-2450С, 24 — при температуре 275 — 2850С, 25 — при температуре 320330 С и через стриппинг секции 26, 27, 28 (фиг. 1) направляют боковыми дистиллятами 20 линиям 33 и 34. Избыточное тепло в колонне

30 снимают в верхней секции 12 верхним циркуляционным орошением (ВЦО) — 33 при температуре верха 50-70 С и остаточном давлении 20-45 мм рт;ст. и промежуточным циркуляционным орошением (ПЦО) -34 в

35 секции 11, Балансовое количество флегмы орошения ВЦО отводят боковым дистиллятом -35 как компонент дизельного топлива.

С верха колонны поток газов и паров 36 направляют на вакуумсоздающую систему

Водяной пар 37 в суммарном количестве

2-3 м/ч подают вниз секции 5.

Боковые дистилляты 29, 30, 31, 35 могут быть использованы частично или полностью в качестве сырья для каталитического крекинга.

Сравнение показателей, достигнутых по предлагаемому способу, с промышленными показателями на топливном варианте

50 было проведено на аналогичной установке

ЭЛОУ-АВТ-6 на Грозненском НПЗ имени

B.È,Ëåíèíà (прототип).

Пример 1. Опыт проводят на варианте получения дистиллятов (1, II, И1 погонов)сырья для производства масел по предлага- 55 емому способу. Мазут, полученный из Западно-Сибирской (Тюменской) нефти в количестве 3039 тонн в сутки (плотностью

0,9520, н.к. 282 С) нагревают в печи и при температуре 380 С по линии 1 вводят в мнодля производства масел соответственно: 29 (1). — трайсформаторного — 29 (1 погон— фракция 300-400 С). 30 (II) — маловязкого дистиллята — 30 (И погон — фракция 350- 420 С), 31 (Ill) — средневязкого дистиллята — 25

31 (!11 погон — фракция 420-500 С), а гудрон

32 с температурой 360 — 375 С направляют для выработки топочного мазута марки М100. Смесь 22 также частично выводят по госекционную вакуумную. колонну 2, где смесь паров перегоняют последовательно в секциях 7, 8, 9, 10, 11, 12 при контактировайии в каждой иэ них паровой 14 и жидкой 15 фаз с получением между секциями паровых

16 и жидкостных 17 потоков. Паровой поток

16 перед вводом его из секции 7 в секцию 8 подвергает предварительной сепарации от тяжелых компонентов и контактированию в пленочном режиме с жидким потоком 19, который является"частью потока 17 секции

8, с получением дополнительного потока 21.

В результате смешения дополнительного потока 21, полученного между секциями Y u

8, с жйдким потоком 17 вышележащей секции 8 получают смесь 22, которую направляют по линии 25 при температуре 330 С через стриппинг в секцию 28 и частично выводят в количестве 1733 т/с с средневяэким масляным дистиллятом 31 (погон ill), удовлетворяющим требованиям СТП завода (табл, 2).

Аналогичные описанным приемом обработки паровых и жидких потоков с получением дополнительных потоков были использованы и для сечений между другими секциями колонн 2. В результате: по линии 24 (между секциями 8 и 9) при температуре 280 С через стриппинг секцию

27 выводят в количестве 1736 т/с маловязкий масляный дистиллят 30 (погон И); по линии 23(между секциями 9 и 10) при температуре 230 С через стриппинг секцию

26 выводят в количестве 315 т/с трансформаторный дистиллят 29 (погон I);

: по линии 34 (между секциями 10 и 11) отводят ПЦО (325 м /ч); по линии 33 (между секциями 11 и 12) отводят ВЦО (210 м /ч); а имеющееся балансовое количество выводят компонентом дизельного топлива 35 в, количестве 637 т/с (96% выкипает 360 С).

Температура колонны: верха 80 С, низа .

360 С, Остаточное давление на верху 30 мм рт.ст., расход перегретого пара 37 — 2.7 т/ч.

Пример 2. Опыт проводят по предлагаемому способу, Основные отличия в усло-, виях переработки мазута по сравнению с прймером 1; производительность вакуумного блока по мазуту вышв известного способа (1 02,4%)- увеличена темйература мазута на входе в колонну 2 с 380 до 385 С.

Необходимый для получения дистиллятов требуемых качеств режим вакуумной колонны:

ВЦО - 270 м /ч; П ЦΠ— 350 мэ/ч, Данная более высокая кратность орошения позволила улучшить даже при производительно1781285 сти выше известного способа четкость выделения и увеличить выход компонента дизтоплива (см.табл, 3).

Температура: верха 75 С, вывода ВЦО—

90 С, входа ВЦО.— 40ОС; вывода СЦΠ— 5

225оC . П ример 3. Опыт проводят по предла гаемому способу, Основные отличия в условиях переработки мазута по сравнению с примерами 1 и 2 заключаются в использова- 10 нии предлагаемого способа для малого объема переработки мазута на стабильном режиме.

При этом производительность вакуумного блока по мазуту составила 61% от про- 15 изводительности для известного способа (на установке АВТ перерабатывали нефть

Кулешовского месторождения с высоким содержанием светлых до 60% и выше и следовательно с заниженным содержанием ма- 20 зутэ и гудрона); — зоасходы ВЦО. — 250 м /ч; ПЦО—

380м /ч; — температура: нагрева мазута 380 С, верха колонны 2 — 70 С, вывода ВЦΠ— 85ОС. 25

Колонна работала на стабильном режиме с выработкой четырех дистиллятов (I, II, ill и тяжелого компонента дизтоплива).

Пример 4. Опыт проводят по извест. ному способу.. 30

Мазут, полученный при перегонке Западно-Сибирской (Тюменской) нефти, нагревают в печи до 400 С и перегоняют в многосекционной вакуумной колонне при подаче смеси паров последовательно через 35 секции с получением только двух дистиллятов условных фракций 350 — 420 C с температурой вывода 265 С и 420-500 С с температурой вывода 305 С;

Температура; верха — 145ОС, низа — 40

365 С; вывода ВЦΠ— 165 С, вывода СЦО—

250 С, Остаточное давление на верху колонны — 70 мм рт.ст.

При эксплуатации объекта по известно. му способу при производительности 80% и ниже от проекта режим переработки мазута неустойчивый, а отбор из мазута двух дистиллятов не превышал 12 — 14% от нефти.

Отбор тяжелого. компонента дизтоплива (поток 35) в вакуумной колонне отсутство- 50 вал. Насосы откачки дистиллятов и циркуляционных орошений работали неустойчиво из-за.провала значительйой части флегмы с тарелок вывода в нижележащие секции.

Использование npepnaraeMoro способа позволяет получить следующие преимущества по сравнению с известным: стабилизировать режим работы колонны и повысить объем переработки мазута от

60 до 100% от производительности колонны по известному способу; расширить ассортимент продуктов перегонки за счет выработки четырех дистиллятов по сравнению с двумя, фракциями

350-420ОС и 420 — 500ОС по прототипу; обеспечить переработку мазута с выработкой тяжелого компонента дизтоплива в количестве 3,2-3,9% на нефть и трех масляных дистиллятов (трансформаторного, маловязкого и средневязкого), используемых для производства масел; увеличить отбор суммы светлых на 22,5% за счет тяжелого компонента дизтоплива; .увеличить общий отбор дистиллятов в вакуумной колонне на 1,4-5,3%; улучшить качество продуктов перегонки за счет сужения фракционного состава на 20-60 С.

Ориентировочный ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа только за счет увеличения выработки дизельного топлива летнего состава

1,2 млн.руб,год. "

Формула изобретения

Способ переработки мазута путем пере- гонки нагретого в печи сырья в многосекционной тарельчатой вакуумной колонне с образованием парового и жидкого потоков углеводородов, контактирующих друг с другом на тарелках, выводом из каждой секции с ее верхней тарелки парового потока, а с нижней тарелки — сконденсированной жидкости, и при этом работающей с верхним и промежуточными циркуляционными орошениями при обогреве куба водяным паром и при отборе газообразных углеводородов с верха колонны, с выводом в виде боковых погонов фракции дизельного топлива, частично используемой в качестве верхнего циркуляционного орошения, а также с отбором фракций вакуумных дистиллятов после их отпарки в боковых отпарных зонах и от.водом гудрона с низа колонны, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности колонны, увеличения числа товарных фракций и улучшения их качества, между каждой иэ секций дополнительно устанавливают наклонные по отношению к оси колонны контактные устройства в виде пластин, разделенных сетками, и паровой поток из нижерасположенной секции подвергают частичной сепарации путем пропускания паров через наклонные контактные устройства, причем образующиеся при сепарации пары барботируют через жидкость, стекающую с соответствующей вышерасположенной горизонтальной та10

1781285 релки в.виде пленки по наклонной поверхности пластин, после чего жидкость с пластин смешивается с основным потоком

Таблица 1

Качество нефтепродуктов

Показатель по и име

Характеристика

Норма по

СТП

П ототип

282

274 .11

172

168. 170

Не более 1

164

160

6,5-9,5

Не ниже

150

7,4

156

399

292

404

Не более

2,5

Не менее

180

18-23

2,5

2.5

2,0

3,0

180

184

190

170

18,3

12

18,3

330 . 462

319

455

468

Не более

4,5

Не менее

7,5 .

Не менее

200

4,5

7,5

8,89

9,55

6,5

216

208

208

312

331

346

388

516

368

500

510

Мазут: Н,К. С до 360 С выкипает, об.% температура вспышки, ос

Трансформаторный дистиллят. цвет в единицах ЦНТ

Вязкость при 50 С, мм /с

Температура вспышки, ОС

Температурный предел выкипания, С:

Н.К. ОС

ОC

Маловязкий дистиллят: цвет в единицах ЦНТ температура всп ы ш ки, ОС вязкость при 50ОС, мм /сек

H.K. oc

ККоС

Средневязкий дистиллят: цвет в единицах ЦНТ

Вязкость при 100 С, мм /с

Температура вспышки, ОС

Н,К. îс

10 Д выкипает при темflep3 p8, С

К,К, ОС жидкости из верхней части колонны, и из каждой секции отводят часть полученной жидкой смеси в виде боковых погонов.

1 2 3

П е лагаемый способ

1781285

Продолжение табл, 2

Таблица 3

Переработка мазута

Известный способ (аналог) Потоки

П име

Предлагаемый способ

Прототип

Взято нефти, т/с мас.%

Мазута на вакуумный блоМ: т/с мас.%

Получено: сумма светлых, т/с мас.%

Получено: на вакуумном . блоке компонента дизтоплива, т/с мас,%

Трансформаторного дистиллята (1 погон, 300400 С), т/с мас.%

Маловязкого дистиллята (И погон, 350-420 С), т/с мас.%

Средневязкого дистиллята (!И погон, 420-500 С), т/с мас.%

Всего дистиллятов ((, И, П! погонов), т/с мас.%

Гудрона, т/с мас.%

Потери, т/с мас.

1900О

100

18347

100

18000

100

12684

100

18187

100

5496

43,3

50,0

8964

49,8

9039

49,7

48,5

50,5

Выработки нет

9564

52,6

7596

59,9

9667

52,7

50,0 нет.408

3,2

3.9

637

3.5

Выработки нет нет

313

1,7

1,7

1,73

1609

8,5

1736

9,54

10,3

1566

12,3

1733

9,53

1848

10.1

10,3

2001

10.5

3081

24,3

1977

15,6

0.2

3784

20.8

4563

25,1.

276

1,5**

4061

22,1

4349

23,7

1,5**

19*

28,0

2,5***

22*

5004

27,8

Не указаны

* ырье для каталитического крекинга.

* В том числе газы разложения на вакуумном блоке — 0,3%.

*** В том числе 1,5Я» потери на вакуумном блоке.

° ЗЯБ фмГ 2

" Фаг. 3

Составитель E, Шафранский

Редактор B. Трубченко Техред М;Моргентал Корректор Л. Ливринц

Заказ 4255 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