Способ получения бензиновых фракций (варианты)

Изобретение относится к ректификации нефтяного сырья и может быть использовано при получении из прямогонных бензинов фракций бензиновых компонентов, например, изо- и нормальных пентанов. Способ осуществляют путем разделения исходного сырья на легкую, промежуточную и тяжелую фракции, одну из которых после гидроочистки и изомерации подают на дальнейшую ректификацию. В качестве системы ректификационных колонн используют колонну предварительного разделения исходного сырья и колонну разделения изомеризата. Легкую фракцию предварительной колонны отводят в качестве продуктовой, тяжелую фракцию отводят на риформинг. В качестве промежуточной фракции отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата с разделением на легкую ΣC₅, промежуточную и тяжелую фракции ΣC₆, из которых легкую и тяжелую фракции направляют соответственно верхним и нижним рециклами в предварительную колонну, а промежуточную фракцию используют в качестве продуктовой. В вариантах способа в качестве продуктовой фракции предварительной колонны используют iC₅. При этом точки ввода рециклов легкой и тяжелой фракций в предварительную колонну располагают соответственно ниже и выше точек отвода из этой колонны легкой и тяжелой фракций, а в качестве верхнего и нижнего рециклов гексановой колонны используют соответственно фракции ΣC₅ и ΣC₆. Из колонны предварительного разделения исходного сырья дополнительно отводят несколько тяжелых бензиновых фракций за счет дополнительных боковых выводов. В другом варианте способа в качестве промежуточной фракции колонны предварительного разделения отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата, при этом легкую фракцию колонны разделения изомерата направляют на рецикл в предварительную колонну, а тяжелые фракции используют в качестве товарной фракции. В качестве промежуточной фракции колонны предварительного разделения отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата, при этом тяжелую фракцию колонны разделения изомерата используют в качестве рецикла в предварительную колонну, а легкую фракцию используют в качестве товарной фракции. Технический результат - повышение четкости ректификации бензиновых фракций и снижение энергозатрат. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способам ректификации бензинового сырья и может быть использовано при получении из прямогонных бензинов фракций ценных бензиновых компонентов, например, изо- и нормальных пентанов.

Известна установка для фракционирования бензинового сырья, включающая не менее двух ректификационных колонн. Фракционирование бензинового сырья в этой установке осуществляется путем ввода нагретой смеси бензиновых фракций в зону питания первой ректификационной колонны, с верха которой отводятся пары, которые частично конденсируются в конденсаторе и подаются в емкость орошения. С верха емкости орошения выводятся несконденсированные пары, а с низа отводится фракция бензина, при этом часть бензиновой фракции направляют на орошение колонны, с низа которой отводится стабильная фракция. Боковой вывод первой колонны сообщен с зоной питания второй ректификационной колонны. С низа второй колонны отводится продуктовая фракция. На орошение второй колонны используется часть ранее полученной бензиновой фракции, см. RU №2138536, C 10 G 7/00, 1999 г.

Недостатком этого способа является невозможность получения узких бензиновых фракций и высокая энергоемкость фракционирования.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ фракционирования бензинового сырья на установках изомеризации, содержащих блок подготовки сырья изомеризации, блоки гидроочистки сырья, изомеризации и стабилизации изомеризата. Кроме того, установка может содержать блоки выделения и рециркуляции низкооктановых углеводородов как прореагировавших, так и содержащихся в исходном сырье. Сырьем установок изомеризации являются легкие прямогонные бензины, бензины-рафинаты (после экстракции аренов), легкие бензины гидрокрекинга, непосредственно фракции C₅-C₆, полученные из газового конденсата или другого сырья, см., статью Кононовой В.Л., ОАО «Ленгипронефтехим» «Увеличение производства высокооктановых бензинов за счет внедрения процессов изомеризации C₅-C₆ на НТЗ», Сборник трудов «Материалы международного форума топливно-энергетического комплекса Росси», Санкт-Петербург, 6-9 апреля 2001 г., с.153-154.

При работе этих установок сырье подается в среднюю часть первой колонны (K₁), являющейся колонной подготовки сырья. С низа этой колонны отбирают бензиновые фракции на риформинг; боковым погоном возможен отбор бензолообразующих фракций, а с верха отбирают сырье изомеризации, которое подают в блок гидроочистки, из которого его направляют в качестве питания в изопентановую колонну (К₂). С верха колонны (К₂) отбирают товарную фракцию iC₅, а с низа отбирают сырье изомеризации, которое подают в блок изомеризации, после прохождения которого оно поступает в колонну разделения изомерата (К₃). С верха колонны (К₃) отводят фракцию ΣC₅, которую подают на рециркуляцию в колонну (К₂). С низа колонны (К₃) отводят фракцию ΣC₆, которую подают на рециркуляцию в линию питания блока изомеризации. Боковым погоном из колонны (К₃) отводят товарную фракцию изомеризата.

Недостатком этого способа является значительные энергозатраты на рециркуляцию непревращенного сырья, возрастающие с увеличением октанового числа получаемого продукта, что обусловлено увеличением количества рециркулята. Соответственно возрастает и стоимость изомеризата. Однако основным недостатком этой установки является наличие энергоемкой промежуточной колонны К₂, что значительно повышает капитальные и эксплутационные затраты, а также снижает эффективность процесса ректификации бензинов.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности фракционирования бензина, а также снижение издержек на строительство при сооружении установок фракционирования и снижение энергозатрат при их эксплуатации.

Решение указанной задачи осуществлено за счет того, что способ получения бензиновых фракций в системе ректификационных колонн путем предварительного разделения исходного сырья в предварительной колонне на легкую, промежуточную и тяжелую фракции, одну из которых после гидроочистки и изомерации подают на дальнейшую ректификацию, согласно изобретению в качестве системы ректификационных колонн используют колонну предварительного разделения исходного сырья и колонну разделения изомеризата, при этом легкую фракцию предварительной колонны отводят в качестве продуктовой, тяжелую фракции отводят на риформинг, а в качестве промежуточной фракции отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата с разделением на легкую ΣC₅, промежуточную и тяжелую фракции ΣC₆, из которых легкую и тяжелую фракции направляют соответственно верхним и нижним рециклами в предварительную колонну, а промежуточную фракцию используют в качестве продуктовой. В вариантах этого способа в качестве продуктовой фракции предварительной колонны используют iC₅; точки ввода рециклов легкой и тяжелой фракций в предварительную колонну располагают соответственно ниже и выше точек отвода из этой колонны легкой и тяжелой фракций; в качестве верхнего и нижнего рециклов колонны разделения изомеризата используют соответственно фракции ΣC₅ и ΣC₆; из колонны предварительного разделения исходного сырья дополнительно отводят несколько тяжелых бензиновых фракций за счет дополнительных боковых выводов.

В другом варианте способа после разделения исходного сырья в предварительной колонне на легкую, промежуточную и тяжелую фракции, одну из которых после гидроочистки и изомерации подают на дальнейшую ректификацию, согласно изобретению используют систему ректификационных колонн, состоящую из колонны предварительного разделения исходного сырья и колонны разделения изомеризата, в качестве промежуточной фракции колонны предварительного разделения отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата, при этом легкую фракцию колонны разделения изомерата направляют на рецикл в предварительную колонну, а тяжелую фракцию используют в качестве товарной фракции. В вариантах этого изобретения в качестве продуктовой фракции предварительной колонны используют iC₅; из колонны предварительного разделения исходного сырья дополнительно отводят несколько тяжелых бензиновых фракций за счет дополнительных боковых выводов.

Согласно еще одному варианту способа после разделения исходного сырья в предварительной колонне на легкую, промежуточную и тяжелую фракции, одну из которых после гидроочистки и изомерации подают на дальнейшую ректификацию, согласно изобретению используют систему ректификационных колонн, состоящую из колонны предварительного разделения исходного сырья и колонны разделения изомеризата, в качестве промежуточной фракции колонны предварительного разделения отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата, при этом тяжелую фракцию колонны разделения изомерата используют в качестве рецикла в предварительную колонну, а легкую фракцию используют в качестве товарной фракции. В вариантах этого способа в качестве продуктовой фракции предварительной колонны используют iC₅; из колонны предварительного разделения исходного сырья дополнительно отводят несколько тяжелых бензиновых фракций за счет дополнительных боковых выводов.

Техническим результатом от использования изобретения является снижение эксплуатационных энергозатрат (ориентировочно до 0,4 Гкал на 1т сырья) и строительных издержек.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная технологическая схема для реализации предложенного способа; на фиг.2 и 3 - возможные варианты принципиальных технологических схем реализации предложенных вариантов способа.

Предложенные варианты способов осуществляется следующим образом.

Технологическая схема двухколонной ректификации (см. фиг.1), посредством которой реализуется первый вариант предложенного способа, включает две ректификационные колонны 1 и 2, из которых колонна 1 является предварительной и предназначена для разделения исходного сырья, подаваемого через ввод 3, на легкую и тяжелую и промежуточные фракции, которые отводятся соответственно через верхний вывод 4, боковой вывод 5 и нижний вывод 6. Боковой вывод 5 подключен к блоку гидроочистки 7, который подключен к блоку изомерации 8. Блок изомерации 8 посредством бокового ввода 9 подключен к колонне 2, являющейся ректификационной колонной разделения изомерата. Легкую и тяжелую фракции колонны 2 отводят соответственно по линиям 10 и 11, являющимся линиями рецикла по фракциям, соответственно ΣC₅ и ΣC₆, которые подают в качестве дополнительных боковых питаний в колонну 1. Промежуточную фракцию колонны 2 отводят через вывод 12.

Таким образом, при фракционировании бензинового сырья (по первому варианту способа), легкую бензиновую фракцию iC₅ выводят из предварительной колонны 1 в качестве товарной фракции. Тяжелые бензиновые фракции с температурой выкипания выше 70-80°С выводят из колонны 1 по отводу 6 (в случае отвода нескольких тяжелых фракций по соответствующим отводам 6а-6n) и подают на риформинг. Промежуточную фракцию колонны 1 через вывод 5 подают в блок 7 гидроочистки, далее в блок 8 изомеризации и через боковой ввод 9 подают в качестве питания в колонну 2. Верхний и нижний продукты колонны 2, соответственно фракции ΣC₅ и ΣC₆, используют как верхний и нижний рециклы колонны 2 и подают в качестве дополнительного питания в колонну 1. Промежуточную фракцию колонны 2, являющуюся продуктовой, выводят по отводу 12. В качестве продуктовой фракции колонны 1 используют фракцию iC₅; в качестве продуктовой фракции колонны 2 используют фракцию iC₅; а в качестве верхнего и нижнего рециклов колонны 2 используют соответственно фракции ΣC₅ и ΣС₆. Для улучшения условий разделения целесообразно, чтобы вводы верхнего и нижнего рециклов в колонну 1 располагались соответственно ниже и выше выводов этой колонны для легкой и тяжелой фракций. Следует отметить, что вследствие ввода в нижнюю часть колонны 1 рецикла тяжелой фракции из колонны 2 происходит смешивание тяжелых фракций колонн 1 и 2 с соответствующим массообменном между этими фракциями, что повышает выход и качество продуктовых фракций.

По второму варианту предложенного способа (см фиг.2) используют аналогичную первому варианту систему ректификационных колонн, состоящую из колонны 1 и 2. В качестве промежуточной фракции колонны 1 через вывод 5 отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну 2, при этом легкую фракцию колонны 2 направляют на рецикл по линии 10 в колонну 1, а промежуточную и тяжелую фракции этой колонны выводят соответственно по линиям 12 и 13 как товарные. В качестве товарной фракции колонны 1 используют фракцию iC₅. В варианте этого способа из колонны 1 отводят несколько тяжелых товарных бензиновых фракций через дополнительные боковые выводы 6а-6n.

По третьему варианту предложенного способа, см. фиг.3, также как и вышеописанных вариантах, используется система ректификационных колонн 1 и 2. В качестве промежуточной фракции колонны 1 по линии 5 отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну 2, при этом тяжелую фракцию колонны 2 используют в качестве рецикла и подают в колонну 1 по линии 11, а легкую фракцию этой колонны отводят через вывод 14 как товарную фракцию, В вариантах этого способа в качестве продуктовой фракции колонны 1 используют iC₅, причем из колонны 1 через дополнительные боковые выводы 6а-6n могут отводиться несколько тяжелых товарных бензиновых фракций.

Таким образом, в предложенных вариантах способа для фракционирования бензиновых фракций используются только две колонны - предварительная и колонна разделения изомерата, при этом обеспечивается требуемая четкость ректификации. Обеспечение возможности использования в предложенных технологиях разделения только двух колонн позволяет значительно сократить капитальные издержки при строительстве установок, а также снизить энергозатраты при их эксплуатации.

1. Способ получения бензиновых фракций в системе ректификационных колонн путем предварительного разделения исходного сырья в предварительной колонне на легкую, промежуточную и тяжелую фракции, одну из которых после гидроочистки и изомерации подают на дальнейшую ректификацию, отличающийся тем, что в качестве системы ректификационных колонн используют колонну предварительного разделения исходного сырья и колонну разделения изомеризата, при этом легкую фракцию предварительной колонны отводят в качестве продуктовой, тяжелые фракции отводят на риформинг, а в качестве промежуточной фракции отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата с разделением на легкую (ΣС₅), промежуточную и тяжелую фракции (ΣС₆), из которых легкую и тяжелую фракции направляют соответственно верхним и нижним рециклами в предварительную колонну, а промежуточную фракцию используют в качестве продуктовой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве продуктовой фракции предварительной колонны используют iC₅.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводы рециклов легкой и тяжелой фракций в предварительную колонну располагают, соответственно, ниже и выше отводов из этой колонны легкой и тяжелой фракций.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве верхнего и нижнего рециклов колонны разделения изомеризата используют, соответственно, фракции ΣС₅ и ΣC₆.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что колонна предварительного разделения исходного сырья снабжена несколькими дополнительными боковыми выводами для отвода соответствующих тяжелых бензиновых фракций.

6. Способ получения бензиновых фракций в системе ректификационных колонн путем предварительного разделения исходного сырья в предварительной колонне на легкую, промежуточную и тяжелую фракции, одну из которых после гидроочистки и изомерации подают на дальнейшую ректификацию, отличающийся тем, что используют систему ректификационных колонн, состоящую из колонны предварительного разделения исходного сырья и колонны разделения изомеризата, в качестве промежуточной фракции колонны предварительного разделения отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата, при этом легкую фракцию колонны разделения изомерата направляют на рецикл в предварительную колонну, а тяжелую фракцию используют в качестве товарной фракции.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве продуктовой фракции предварительной колонны используют iC₅.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что колонна предварительного разделения исходного сырья снабжена несколькими дополнительными боковыми выводами для отвода соответствующих тяжелых бензиновых фракций.

9. Способ получения бензиновых фракций в системе ректификационных колонн путем предварительного разделения исходного сырья в предварительной колонне на легкую, промежуточную и тяжелую фракции, одну из которых после гидроочистки и изомерации подают на дальнейшую ректификацию, отличающийся тем, что используют систему ректификационных колонн, состоящую из колонны предварительного разделения исходного сырья и колонны разделения изомеризата, в качестве промежуточной фракции колонны предварительного разделения отводят фракцию iC₅-70°, которую после гидроочистки и изомерации подают в колонну разделения изомеризата, при этом тяжелую фракцию колонны разделения изомерата используют в качестве рецикла в предварительную колонну, а легкую фракцию используют в качестве товарной фракции.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве продуктовой фракции предварительной колонны используют iC₅.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что колонна предварительного разделения исходного сырья снабжена несколькими дополнительными боковыми выводами для отвода соответствующих тяжелых бензиновых фракций.