Установка атмосферной перегонки нефти

 

Область применения: нефтепереработка, в частности, к установке первичной перегонки нефти для получения дистиллятных фракций, таких как бензин, керосин, мазут. Задача: повышение эффективности процесса разделения нефти на фракции, достижение энергосбережения. Установка атмосферной перегонки нефти содержит последовательно соединенные первый и второй кожухотрубчатые теплообменники, первую ректификационную колонну, печь, вторую ректификационную колонну, третий, четвертый, пятый кожухотрубчатые теплообменники, первый, второй, третий блоки термосифонных теплообменников, а также установленный на выходе паров второй ректификационной колонны пятый термосифонный теплообменник, выход которого соединен со вторым газосепаратором, причем каждый термосифонный теплообменник выполнен в виде закрепленного в корпусе в его разделительной перегородке пакета термосифонных труб с зонами испарения и конденсации. 1 ил.

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности, к установкам первичной перегонки нефти для получения дистиллятных фракций, таких как бензин, керосин, мазут.

Известна установка атмосферной перегонки нефти, включающая последовательно соединенные первый и второй теплообменники-нагреватели, первую ректификационную колонну с внешними отпарными колоннами, третий, четвертый, пятый теплообменники, первый, второй, третий блоки охлаждения, а также установленный на выходе паров первой ректификационной колонны четвертый блок охлаждения, выход которого соединен с первым газосепаратором, и установленный на выходе паров второй ректификационный колонны пятый блок охлаждения, выход которого соединен со вторым газосепаратором, причем каждый блок охлаждения содержит аппарат воздушного охлаждения и погружной водяной холодильник (Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. /Под. ред. Б.И. Бондаренко. Москва, "Химия", 1983 г., с.12, 13).

Известная установка требует больших расходов топливно-энергетических ресурсов, не утилизирует низкопотенциальное тепло, неблагоприятно отражается на экологии окружной среды.

Изобретение направлено на повышение эффективности установки, на достижение энергосбережения и улучшение экологии за счет снижения выбросов легких углеводородов в атмосферу.

Поставленная задача достигается установкой атмосферной перегонки нефти, содержащей последовательно соединенные первый и второй теплообменники, первую ректификационную колонну, печь, вторую ректификационную колонну с внешними отпарными колоннами, третий, четвертый, пятый теплообменники, первый, второй, третий блоки охлаждения, а также установленный на выходе паров первой ректификационной колонны четвертый блок охлаждения, выход которого соединен с первым газосепаратором, и установленный на выходе паров второй ректификационной колонны пятый блок охлаждения, выход которого соединен со вторым газосепаратором, в котором в отличие от прототипа блоки охлаждения выполнены в виде двухфазных термосифонных теплообменников, каждый из которых содержит закрепленный в корпусе в его разделительной перегородке пакет термосифонных труб с зонами испарения и конденсации, имеющих отношение длины термосифонной трубы к ее диаметру 8-900, причем вход холодного теплоносителя первого теплообменника соединен с выходами холодного теплоносителя четвертого и пятого блоков охлаждения, а вход холодного теплоносителя третьего теплообменника соединен с выходами холодного теплоносителя первого второго и третьего блоков охлаждения, а входы холодного теплоносителя всех блоков охлаждения соединены с поступающей на вход установки нефтью.

Предложенная система охлаждения продуктов нефтеперегонки позволяет утилизировать тепло и использовать его в технологическом процессе. В результате уменьшения температуры охлаждения прямогонных бензинов в предложенной установке появилась возможность сконденсировать изопентан, что значительно повышает эффективность процесса разделения нефти на ценные фракции.

На чертеже изображена технологическая схема установки для получения продуктов нефтеперегонки. Установка содержит последовательно соединенные первый 1 и второй 2 кожухотрубчатые теплообменники, первую ректификационную колонну 3, печь 4, вторую ректификационную колонну 5 с внешними отпарными колоннами 6 и 7, третий, четвертый и пятый кожухотрубчатые теплообменники соответственно 8, 9, 10, первый, второй, третий термосифонные теплообменники 11, 12, 13.

Кроме того, установка содержит установленный на выходе паров первой ректификационной колонны 3 четвертый термосифонный теплообменник 14, выход которого соединен с первым газосепаратором 15, и установленный на выходе паров второй ректификационной колонны 5 пятый термосифонный теплообменник 16, выход которого соединен со вторым газосепаратором 17.

Каждый термосифонный теплообменник содержит установленный в корпусе в его разделительной перегородке 18 пакет термосифонных труб 19 с зонами испарения и конденсации. Через входной патрубок 20 в зону конденсации поступает холодный теплоноситель и выходит через выходной патрубок 21. Через входной патрубок 22 в зону испарения поступает горячий теплоноситель и выходит через выходной патрубок 23. Входы 20 всех термосифонных теплообменников соединены с поступающей на вход установки нефтью, являющейся для них холодным теплоносителем. Выходы 21 холодного теплоносителя четвертого 14 и пятого 16 термосифонного теплообменника соединены со входом холодного теплоносителя первого кожухотрубчатого теплообменника 1, а выходы 21 холодного теплоносителя первого, второго и третьего термосифонных теплообменников 11, 12, 13 соединены со входом холодного теплоносителя третьего кожухотрубчатого теплообменника 8.

Установка работает следующим образом.

Нагнетаемая насосом нефть проходит двумя потоками: первый - через зоны конденсации четвертого 14 и пятого 16 термосифонных теплообменников, нагреваясь от горячего теплоносителя через термосифонные трубки 19, поступает последовательно в первый и второй кожухотрубчатые теплообменники 1 и 2, второй - через зоны конденсации первого 11, второго 12 и третьего 13 термосифонных теплообменников, нагреваясь поступает последовательно в третий, четвертый и пятый 8, 9, 10 кожухотрубчатые теплообменники. Нагретая до температуры 200-220^oС нефть поступает в среднюю часть первой ректификационной колонны 3. Пары легкого бензина по выходе из колонны поступают в зону испарения в качестве горячего теплоносителя термосифонного теплообменника 14, где они конденсируются и охлаждаются до температуры ≅ +35^oС. Далее конденсат и сопутствующие газы разделяются в первом газосепараторе 15, отсюда легкий бензин направляется в секцию стабилизации и вторичной перегонки. Часть легкого бензина возвращается на орошение в первую колонну 3. Из колонны 3 частично отбензиненная нефть подается в змеевик трубной печи 4 и, нагретая до парожидкостного состояния, поступает во вторую ректификационную колонну 5.

Верхним продуктом второй ректификационной колонны 5 является более тяжелая бензиновая фракция, которая поступает в зону испарения в качестве горячего теплоносителя пятого термосифонного теплообменника 16. Здесь пары бензина конденсируются и охлаждаются до температуры ≅ +35^oC и далее разделяются во втором газосепараторе 17. Отсюда жидкая бензиновая фракция подается в секцию вторичной перегонки, а часть ее возвращается в колонну как орошение. Фракции 140-240^oС и 240-350^oС выводятся из отпарных колонн 6 и 7 и с помощью насосов прокачиваются и охлажадаются в последовательно соединенных теплообменниках: первая - керосиновая фракция - в третьем кожухотрубчатом теплообменнике 8 и в первом термосифонном теплообменнике 11, вторая - фракция дизельного топлива - в четвертом кожухотрубчатом теплообменнике 9 и втором термосифонном теплообменнике 12. Под нижние тарелки отпарных колонн вводится перегретый водяной пар. Тяжелый неиспаренный остаток нефти в смеси с жидкостью, стекающей с последней тарелки концентрационной секции второй ректификационной колонны 5, проходя нижние шесть тарелок этой колонны, продувается перегретым водяным паром. Мазут, освобожденный в значительной мере от низкокипящих фракций, с низа колонны 5 направляется насосом через кожухотрубчатый теплообменник 10 и термосифонный теплообменник 13 в накопительный резервуар. В колонне 5 имеются два циркуляционных орошения, тепло которых отдается нефти в первом и втором кожухотрубчатом теплообменниках 1 и 2.

Коэффициент теплопередачи термосифонных теплообменников выше по сравнению с используемыми в прототипе аппаратами воздушного охлаждения и охладителями погружного типа. В результате использования изобретения процесс разделения нефти на фракции идет в более благоприятных условиях в результате уменьшения давления в колоннах. Уменьшаются отложения, снижаются потери давления в технологической нитке, осуществляется утилизация низкопотенциального тепла. Кроме того, снижается металлоемкость используемой теплообменной аппаратуры. Таким образом, решается задача повышения эффективности процесса разделения нефти на фракции энергосбережения.

Формула изобретения

Установка атмосферной перегонки нефти, содержащая последовательно соединенные первый и второй теплообменники, первую ректификационную колонну, печь, вторую ректификационную колонну с внешними отпарными колоннами, третий, четвертый, пятый теплообменники, первый, второй, третий блоки охлаждения, а также установленный на выходе паров первой ректификационной колонны четвертый блок охлаждения, выход которого соединен с первым газосепаратором, и установленный на выходе паров второй ректификационной колонны пятый блок охлаждения, выход которого соединен с вторым газосепаратором, отличающийся тем, что блоки охлаждения выполнены в виде двухфазных термосифонных теплообменников, каждый из которых содержит закрепленный в корпусе в его разделительной перегородке пакет термосифонных труб с зонами испарения и конденсации, причем вход холодного теплоносителя первого теплообменника соединен с выходами холодного теплоносителя четвертого и пятого блоков охлаждения, а вход холодного теплоносителя третьего теплообменника соединен с выходами холодного теплоносителя первого, второго и третьего блоков охлаждения, а входы холодного теплоносителя всех блоков охлаждения соединены с поступающей на вход установки нефтью.

РИСУНКИ

Рисунок 1