Способ перегонки углеводородного сырья для получения топливных фракций

 

Изобретение относится к нефтепереработке на малотоннажных установках с целью получения моторных топлив в местах добычи и транспортировки нефти. Перегонку нефти для получения топливных фракций осуществляют ректификацией в атмосферной колонне с отбором с верха колонны бензиновой фракции, выводом в виде боковых погонов керосиновой и дизельной фракций и их отпаркой в отпарных колоннах. Пары низкокипящих углеводородов с верха отпарных колонн возвращают в атмосферную колонну. Ректификацию проводят при эжекции поступающим сырьем несконденсировавшихся углеводородных газов в количестве 2-6 мас.% от исходного сырья. В качестве отпаривающего агента в основную и отпарные колонны подводят перегретые пары бензиновой фракции с концом кипения 130^oС после отделения от нее воды и несконденсировавшихся углеводородных газов. Мазут из куба атмосферной колонны нагревают и подают в вакуумную колонну, с низа которой отводят остаток, а с верха отбирают в паровой фазе тяжелую дизельную фракцию, которая является рабочим телом в эжекторной вакуумсоздающей установке на верху вакуумной колонны. В результате достигается повышение выхода и улучшение качества светлых топливных фракций. 1 ил.

Предлагаемый способ относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использован для получения топливных фракций на малотоннажных установках в местах добычи и транспортировки углеводородного сырья для покрытия местных потребностей в моторном и котельно-печном топливе.

Известны способы первичной перегонки нефти на нефтезаводских одноколонных установках на топливные фракции: бензин, керосин, дизельную фракцию и мазут с последующей вторичной переработкой полученных фракций. Недостатком рассматриваемого способа являются трудности, возникающие при переходе к переработке нефтей, отличающихся содержанием фракций, выкипающих до 350^oС (Эрих В.Н. и др. Химия и технология нефти и газа. Л.: Химия, 1985, с. 117).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату при его использовании является способ перегонки углеводородного сырья на топливные фракции: бензин, керосин, дизельное и котельно-печное топливо на малотоннажной установке с применением водяного пара в качестве отпаривающего агента для увеличения выхода бензиновой фракции и корректировки температуры вспышки получаемых топливных фракций. Недостатком указанного способа является обводнение бензиновой фракции и недостаточная глубина отбора дизельной фракции. Рекламно-информационный проспект "Нефтеперерабатывающее оборудование УПН-50", "Белэнергомаш".

Целью предлагаемого способа является повышение выхода и качества светлых топливных фракций. Решение поставленной технической задачи достигается способом, технологическая схема которого представлена на чертеже. Исходное углеводородное сырье последовательно поступает в теплообменники 6, 6', 6'', где осуществляется его нагрев теплом отходящих потоков, а затем в трубчатую печь 2 для окончательного нагрева. Из печи сырье в парожидком состоянии через эжектор 8'', эжектирующий несконденсировавшиеся углеводородные газы, в количестве 2-6 мас.% от исходного сырья, направляется в колонну 3 для разделения на фракции. Пары бензиновой фракции, с концом кипения 130^oС отбираемые с верха колонны 3, конденсируются и охлаждаются в аппарате воздушного охлаждения 7, конденсат стекает в емкость 5, где происходит отделение от бензиновой фракции воды и несконденсировавшихся углеводородных газов. Вода автоматически дренируется с низа емкости 5, бензиновая фракция откачивается насосом 1'. Бензиновая фракция разделяется на три потока, часть возвращается на верх колонны 3 в качестве холодного орошения для снятия избытка тепла, другая часть поступает на испарение и перегрев в печь 2 для использования в качестве отпаривающего агента, а ее балансовое количество выводится в товарный парк или на узел компаундирования.

В основной ректификационной колонне 3 предусмотрены два отбора боковых погонов керосиновой и дизельных фракций, направляемых в отпарные колонны 4 и 4' для отпарки легких компонентов. В нижние части основной колонны 3 и отпарных колонн 4 и 4' подают перегретые пары бензиновой фракции в качестве отпаривающего агента. Керосиновая и дизельная фракции, охладившись в теплообменниках 6 и 6' и аппаратах воздушного охлаждения 7', 7'', направляется на узел компаундирования.

Мазут из куба колонны 3 насосом 1'' подается в вакуумную колонну 11, в которой поддерживается вакуум 80-90%, что обеспечивает при температуре сырья 300-320^oС отбор топливной фракции с температурой конца кипения 400-420^oС, которые отводятся с верха колонны 11, конденсируются в аппарате воздушного охлаждения 7^IV, эжекторами 8 и 8', вакуумсоздающей установкой отводятся в буферную емкость 10. Рабочей жидкостью эжекторной установки служит отбираемая фракция из вакуумной колонны, которая насосом 1 в качестве активного потока нагнетается в эжекторы, избыток подается на узел компаундирования. Остаток из колонны 11 охлаждается в теплообменнике 6" и аппарате воздушного охлаждения 7^V и отводится в товарный парк.

По данным научно-исследовательского института ВНИУС применение несконденсировавшихся углеводородных газов в качестве отпаривающего агента повышают выход фракций светлых нефтепродуктов на 20-30% (Авторское свидетельство SU 1074891. Способ выделения бензиновой фракции из нефти).

Для повышения эффективности при использовании для этой цели бензиновых паров требуется их перегревать до температуры, обеспечивающей температуру отбираемой с верха отпарной колонны паровой фазы на 5-10^oС выше температуры отбираемой с низу колонны жидкой фазы.

Химмотологические исследования совместимости топлива и двигателей показали целесообразность расширения фракционного состава дизельного топлива в широких пределах без ухудшения работоспособности двигателя. Предлагается расширить его ресурсы за счет использования тяжелой фракции прямогонного бензина (130-180^oС) и повышения температуры конца кипения дизельного топлива до 400^oС.

Нормируемыми показателями фракционного состава дизельного топлива, определяющими его эксплуатационные характеристики, являются температуры выкипания 50 и 96%, которые обеспечивают пусковые характеристики, приемистость двигателя при изменении режима работы и полноту испарения в двигателе. При этом нормируются предельные значения температуры, фактические же значения температуры должны быть не выше нормируемых.

Известно, что цетановое число повышается с ростом температуры выкипания топливной фракции. Так, например, при температурном интервале выкипания 220-230^oС цетановое число 45, при интервале 330-350^oС цетановое число 68. Учитывая высокую экономичность дизельных двигателей, КПД 30-44%, тогда как КПД карбюраторных двигателей 25-30%, предлагается бензиновую фракцию, выкипающую в интервале 130-180^oС, отбирать с керосиновой фракцией, включая последнюю в дизельное топливо. Цетановое число и температура выкипания 50% дизельного топлива определяют качество сгорания топлива, его пусковые свойства, другие эксплуатационные характеристики. Повышение температуры конца кипения дизельной фракции до 400^oС при одновременном снижении температуры начала кипения до 130^oС обеспечивает температуру выкипания 50% топлива при температуре не выше 250^oС, нормируемая температура для летнего и зимнего топлива 280^oС. Необходимо отметить, что снижение температуры конца кипения бензиновой фракции до 130^oС значительно повышает октановое число прямогонного бензина (К.К. Папок и др. Технический словарь по топливу и маслам. М., 1956, c. 367).

Оценочные расчеты увеличения выхода дизельного топлива по предлагаемому способу на примере нефти Самотлора показали, что выход увеличивается с 33 до 50% на сырье. Увеличение выхода дизельного топлива обеспечивается за счет использования бензиновой фракции НК 130 - КК 180 на 9% и газойлевой фракции НК 360 - КК 400 на 8%. Суммарное увеличение выхода на сырье 17% (Рудин М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика. Л.: Химия, 1989, с. 77 и 79).

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение выхода светлых нефтепродуктов с получением дизельного топлива для различных климатических зон и типов двигателей, компаундированием полученных топливных фракций компонентов дизельного топлива.

Формула изобретения

Способ перегонки углеводородного сырья для получения топливных фракций ректификацией в атмосферной колонне с отбором с верха колонны бензиновой фракции, выводом в виде боковых погонов керосиновой и дизельной фракций и их подачей в отпарные колонны с отбором с низа отпарных колонн топливных фракций и при отводе паров низкокипящих углеводородов с верха отпарных колонн в атмосферную колонну, отличающийся тем, что ректификацию проводят при введении в сырье несконденсировавшихся углеводородных газов в количестве 2-6 мас.% от исходного сырья, которые эжектируются поступающим на ректификацию сырьем; в качестве отпаривающего агента в основную и отпарные колонны подводят перегретые пары бензиновой фракции с концом кипения 130^oС после отделения от нее воды и несконденсировавшихся углеводородных газов, мазут из атмосферной колонны нагревают и подают в вакуумную колонну, с низа которой отводят остаток, а с верха отбирают в паровой фазе тяжелую дизельную фракцию, которая является рабочим телом в эжекторной вакуумсоздающей установке на верху вакуумной колонны.

РИСУНКИ

Рисунок 1