Способ переработки углеводородного сырья и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к способам переработки тяжелого и остаточного нефтяного сырья путем легкого термоакустического висбрекинга. Изобретение касается способа переработки углеводородного сырья, включающего висбрекинг обрабатываемого сырья, разделение обрабатываемого сырья на жидкую и парообразную фазы с последующим выделением конечных продуктов, обработку сырья осуществляют при температуре висбрекинга 360-450°С с разделением сырья на жидкую и парообразную фазы в несколько ступеней с рециркуляцией жидкой фазы промежуточных продуктов на данную и/или предыдущую ступени процесса висбрекинга, при этом на вторую и последующие ступени процесса направляют только жидкую фазу, и висбрекинг осуществляют при снижении температуры и давления от ступени к ступени: от 390-450°С и 0,1-1,2 МПа - на первой ступени до 360-390°С и 0,01 МПа - на конечной ступени. Изобретение относится также к устройству для переработки углеводородного сырья. Предлагаемое изобретение позволяет увеличить глубину переработки углеводородного сырья до 93%, перерабатывать разнообразное по свойствам и составу сырье и получать в зависимости от сезонной потребности различные товарные продукты, снизить коксообразование. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к способам переработки тяжелого и остаточного нефтяного сырья путем легкого термоакустического висбрекинга.

Известен способ получения битума (RU 2194737, опубл. 20.12.2002), включающий висбрекинг тяжелых нефтяных остатков, разделение обрабатываемого сырья на жидкую и парообразную фазы с последующим выделением конечных продуктов, при этом разделение обрабатываемого сырья осуществляют в реакторе-испарителе при температуре 380-490°С, давлении 0,05-1,5 МПа и времени отгонки 10-120 мин.

Однако известный способ не обеспечивает необходимую глубину переработки тяжелых нефтяных остатков.

Известен способ переработки остаточных нефтепродуктов (RU 2021994, опубл. 30.10.1994), в котором остаточные нефтепродукты подвергают висбрекингу в присутствии ароматической фракции или полярного соединения, при этом исходное сырье предварительно подвергают кавитационной обработке.

Недостатком известного способа является необходимость введения дополнительных добавок, а также необходимость использования высоких давления и температуры.

Известен также способ крекинга нефти (RU 2078116, опубл. 27.04.1997), включающий ультразвуковую обработку жидкого сырья с интенсивностью излучения 1-10 МВт/м2 в замкнутом циркуляционном контуре при статическом давлении в диапазоне 0,2-5,0 МПа с последующим разделением обрабатываемого сырья на жидкую и парообразную фазы, при этом парообразную фазу конденсируют в конечный продукт.

Однако известный способ требует использования высоких температур и давления, сложен в аппаратурном оформлении, энергоемок.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ переработки тяжелых нефтесодержащих фракций (RU 2215775, опубл. 10.11.2003), включающий подачу сырья в зону обработки, обработку сырья волновым воздействием спектра частот с последующим термическим крекингом продуктов воздействия и получением из парообразной фазы конечных продуктов, причем волновое воздействие осуществляют путем формирования широкого спектра частот от акустического до светового диапазона, а термический крекинг продуктов воздействия осуществляют в режиме первичной обработки нефти с получением из парообразной фазы конечных продуктов. Термический крекинг ведут при атмосферном давлении и максимальной температуре нагрева 360°С.

Установка по RU 2215775 включает сообщенные между собой устройство для обработки исходного сырья, выполненное в виде рабочей емкости генератора и излучателя акустических колебаний и генератора электромагнитных колебаний с излучающей антенной (ИА), и устройство выделения конечных продуктов. Устройство выделения конечных продуктов содержит крекинговый котел для продуктов воздействия, связанный с дефлегматором-дистиллятором и накопительные емкости для готового продукта и остаточных продуктов крекинга. Данная установка является наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству для переработки углеводородного сырья.

Настоящее изобретение направлено на расширение сырьевой базы и ассортимента готовой продукции, обеспечение глубины переработки тяжелого и остаточного углеводородного сырья и качества готовой продукции, уменьшение коксообразования в процессе висбрекинга при снижении энергозатрат на проведение процесса.

Решение поставленной задачи достигается тем, что способ переработки углеводородного сырья включает подачу сырья в зону обработки, нагрев сырья до температуры 360-450°С, обработку сырья при температуре висбрекинга 360-450°С с разделением обрабатываемого сырья на жидкую и парообразные фазы в несколько ступеней с рециркуляцией жидкой фазы промежуточных продуктов на данную и/или предыдущую ступени процесса висбрекинга в количестве 5-70% от массы углеводородного сырья, при этом жидкую фазу промежуточных продуктов дополнительно подвергают воздействию акустическими колебаниями в диапазоне частот 0,2-180 кГц и интенсивностью излучения не менее 0,2 Вт/см2. На вторую и последующие ступени процесса направляют только жидкую фазу. Количество ступеней висбрекинга 2-4, где происходит снижение температуры и давления от ступени к ступени: от 390-450°С и 0,1-1,2 МПа - на первой ступени до 360-390°С и 0,01 МПа - на конечной ступени. Продолжительность процесса висбрекинга составляет

0,1-3 ч.

В качестве сырья для заявленного способа используют тяжелые нефтяные остатки (мазут, гудрон, полугудрон), нефтяные шламы (асфальтосмолопарафиновые отложения, топливно-масляные, резервуарные, парафиновые и др.), отработанные моторные и смазочные масла, тяжелые нефтесодержащие фракции, смеси: нефть-мазут, нефть-полугудрон, нефть-гудрон и т.п. в различных соотношениях.

Решение поставленной задачи достигается также тем, что устройство для переработки углеводородного сырья висбрекингом включает последовательно соединенные печь нагрева сырья, устройство для разделения обрабатываемого сырья на жидкую и парообразные фазы, устройство для обработки жидкой фазы промежуточных продуктов, а также линию рецикла жидкой фазы промежуточных продуктов на данную и/или предыдущую ступени процесса висбрекинга. Устройство для разделения обрабатываемого сырья на жидкую и парообразную фазы включает 2-4 последовательно соединенных реактора, в которых для увеличения активной поверхности обрабатываемого сырья ввод жидких продуктов осуществляют через встроенные в них веерные сепараторы. Устройство для обработки жидких промежуточных продуктов представляет собой генератор акустических колебаний, установленный на линии вывода жидкой фазы промежуточных продуктов. Ввод жидких продуктов в реакторы может быть осуществлен различными способами: тангенциальный ввод через тангенциальные патрубки, аксиальный ввод через аксиальные патрубки, ввод дождеванием через веерные сепараторы. В предпочтительном варианте исполнения предлагаемого устройства ввод жидких продуктов осуществляют дождеванием через веерные сепараторы.

В качестве генераторов акустических колебаний используют гидроакустические излучатели роторного типа. Их основным достоинством является высокая интенсивность кавитационных процессов, по уровню воздействия приближающаяся к ультразвуковой кавитации. К другим их преимуществам относятся: дешевизна получаемой акустической энергии, простота эксплуатации, возможность достижения больших производительностей, бифункциональность потока жидкости с одной стороны, как генератора колебаний, с другой стороны - как объекта озвучивания. Коэффициент полезного действия гидродинамических излучателей на три порядка выше, чем магнитострикционных и электромагнитных излучателей.

Генераторы акустических колебаний могут быть представлены гидроакустическими аппаратами роторного типа (ГАРТ), роторно-пульсационными аппаратами (РПА), гидроакустическими сиренами (СГД), роторными аппаратами модуляции потока (РАМП, Ультра-туракс) и рядом других.

На чертеже изображена схема устройства для переработки углеводородного сырья по предлагаемому способу.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Тяжелое углеводородное сырье подают в печи нагрева сырья (на чертеже не обозначены), где происходит нагрев сырья до температуры 360-450°С, затем обрабатываемое сырье в виде парогазовой смеси последовательно проходит реакторы 1 и 2. В реакторах 1 и 2 за счет тепла сырья происходят реакции крекинга. Энергия, затрачиваемая на деструкцию углеводородного сырья, восполняется с помощью кавитационно-акустических насосов 3, которыми осуществляется циркуляция жидких продуктов по схеме: 2 → 3 → 2 и/или 2 → 3 → 1. Пары продуктов реакции выводят с верха реакторов через каплеотбойники и подают в качестве питания в нижнюю часть ректификационной колонны (не показана). Жидкость, захваченная парами, осаждается в каплеотбойниках и самотеком возвращается в реакторы 1 и 2. Жидкие продукты реакции перетекают из реактора 1 и реактора 2 за счет разницы давлений, при которых работают реакторы. Жидкие продукты поступают за счет разницы давлений из реактора 2 в реактор термополиконденсации 4, который работает под вакуумом. Остаточное давление в реакторе 4 поддерживают на уровне 0,01 МПа, а время пребывания обрабатываемого сырья в реакторе 4 составляет до 2-х часов.

Для увеличения активной поверхности реакционной массы ввод жидких продуктов в реакторы 1, 2 и 4 осуществляют через встроенные в них веерные сепараторы 5.

Остаточный продукт в весенне-летний период - битумное сырье из реактора 4 охлаждают и выводят в товарный парк или на установку компаундирования и производства битумных эмульсий. Остаточный продукт в осенне-зимний период - котельное или печное топливо выводят из реактора 4 и направляют в товарный парк.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Мазут фракции 360°С поступает в печи висбрекинга, где происходит нагрев сырья до температуры 400°С. Затем обрабатываемое сырье поступает в реактор 1, в котором при давлении 0,4 МПа и температуре 400°С разделяют обрабатываемое сырье на жидкую и парообразные фазы. Жидкие промежуточные продукты поступают в реактор 2, где при давлении 0,2 МПа и температуре 380°С их разделяют на жидкую и парообразную фазы. Жидкую фазу промежуточных продуктов обрабатывают акустическими колебаниями с интенсивностью излучения 0,2 Вт/см2 и частотой колебаний 20 кГц и возвращают в реактор 2 и в реактор 1 в количестве 20% от массы сырья.

Жидкие продукты поступают из реактора 2 в реактор 4, где остаточное давление поддерживают на уровне 0,01 МПа, а время пребывания обрабатываемого сырья в реакторе 4 составляет 2 ч. Продолжительность процесса 2,5 ч. Выход конечных продуктов по составу: бензиновая фракция с температурой кипения до 180°С - 20%, дизельная фракция с температурой кипения 180-360°С - 65%, битумы дорожных марок - до 15%. Коксоотложение на внутренней поверхности печей, реакторов, поверхности труб змеевиков печей и остаточном продукте не наблюдалось.

Пример 2.

Перерабатывают смесь нефть-гудрон в соотношении 1:1 в условиях примера 1. Выход конечных продуктов по составу: бензиновая фракция - 25%, дизельная фракция с температурой кипения 180-360°С - 68%, котельное топливо - 8%. Коксоотложение на внутренней поверхности печей, реакторов, поверхности труб змеевиков печей и остаточном продукте не наблюдалось.

Пример 3.

Способ осуществляют по примеру 1 за исключением того, что жидкую фазу промежуточных продуктов не подвергают воздействию акустическими колебаниями. Выход конечных продуктов: бензиновая фракция с температурой кипения до 180°С - 20%, дизельная фракция с температурой кипения 180-360°С - 55%, битумы дорожных марок - до 25%. Коксоотложение на внутренней поверхности печей, реакторов, поверхности труб змеевиков печей и остаточном продукте не наблюдалось.

Пример 4.

Способ осуществляют по примеру 3 за исключением того, что в качестве сырья используют обезвоженные резервуарные нефтяные шламы. Выход конечных продуктов: бензиновая фракция с температурой кипения до 180°С - 15%, дизельная фракция с температурой кипения 180-360°С - 55%, битумы строительных марок - до 30%. Коксоотложение на внутренней поверхности печей, реакторов, поверхности труб змеевиков печей и остаточном продукте не наблюдалось.

Предлагаемые технические решения позволяют увеличить глубину переработки до 93%, перерабатывать разнообразное по свойствам и составу сырье и получать в зависимости от сезонной потребности различные товарные продукты: бензиновые фракции с температурой кипения до 180°С, дизельные фракции с температурой кипения 180-360°С, битумы строительных и дорожных марок или товарное печное и котельное топливо, минимизировать коксоотложение на поверхности реакционного оборудования, увеличить срок службы оборудования.

1. Способ переработки углеводородного сырья, включающий висбрекинг обрабатываемого сырья, разделение обрабатываемого сырья на жидкую и парообразную фазы с последующим выделением конечных продуктов, отличающийся тем, что обработку сырья осуществляют при температуре висбрекинга 360-450°С с разделением сырья на жидкую и парообразную фазы в несколько ступеней с рециркуляцией жидкой фазы промежуточных продуктов на данную и/или предыдущую ступени процесса висбрекинга, при этом на вторую и последующие ступени процесса направляют только жидкую фазу, и висбрекинг осуществляют при снижении температуры и давления от ступени к ступени: от 390-450°С и 0,1-1,2 МПа - на первой ступени до 360-390°С и 0,01 МПа - на конечной ступени.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкую фазу промежуточных продуктов дополнительно подвергают воздействию акустическими колебаниями в диапазоне частот 0,2-180 кГц и интенсивностью излучения не менее 0,2 Вт/см2.

3. Способ переработки углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что количество ступеней висбрекинга 2-4.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность процесса висбрекинга составляет 0,1-3 ч.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкую фазу промежуточных продуктов рециркулируют в процесс висбрекинга в количестве 5-70% от массы углеводородного сырья.

6. Способ переработки углеводородного сырья по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что в качестве углеводородного сырья используют тяжелые нефтяные остатки (мазут, гудрон, полугудрон), нефтяные шламы (асфальтосмолопарафиновые отложения, топливно-масляные, резервуарные, парафиновые и др.), отработанные моторные и смазочные масла, тяжелые нефтесодержащие фракции, тяжелые нефти, смеси: нефть-мазут, нефть-полугудрон, нефть-гудрон различных соотношениях.

7. Устройство для переработки углеводородного сырья висбрекингом, включающее последовательно соединенные печь нагрева сырья, устройство для разделения обрабатываемого сырья жидкую и парообразную фазы, которое включает 2-4 последовательно соединенных реактора, и устройство для обработки жидкой фазы промежуточных продуктов, представляющее собой генератор акустических колебаний, установленный на линии вывода жидкой фазы промежуточных продуктов, а также линию рецикла жидкой фазы промежуточных продуктов на данную или предыдущую ступени процесса висбрекинга.

8. Устройство для переработки углеводородного сырья по п.7, отличающееся тем, что в реакторы встроены веерные сепараторы для ввода жидких продуктов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к способу получения тяжелого нефтяного топлива из нефтяных остатков, включающего перегонку мазута в вакуумной колонне, выделение из куба вакуумной колонны перегонки мазута тяжелого нефтяного сырья - гудрона и подачу его или смесь его с рециркулирующим остатком висбрекинга в нагревательную печь, после которой сырье направляют в реакционную камеру, где при повышенной температуре протекает процесс висбрекинга с последующим разделением продуктов термической переработки, выходящих сверху реакционной камеры, в ректификационной колонне на газ, дистиллятные фракции и первичный остаток висбрекинга, который подвергают дополнительному термическому воздействию путем его ввода в куб вакуумной колонны перегонки мазута или в исходное сырье висбрекинга перед подачей в нагревательную печь в массовом соотношении остаток: исходное сырье висбрекинга (более 0,06-0,40):1, с выделением из куба ректификационной камеры вторичного остатка висбрекинга, являющегося тяжелым нефтяным топливом, при этом часть его рециркулирует в куб вакуумной колонны перегонки мазута или в сырье перед подачей его в нагревательную печь.

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к реакционным аппаратам, используемым в процессах термического крекинга и висбрекинга нефтяного сырья. .

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к реакционным аппаратам, используемым в процессах термического крекинга и висбрекинга нефтяного сырья. .

Изобретение относится к способу подготовки жидкого углеводородного сырья, включающему подачу сырья и теплоносителя, их нагрев, разделение сырья на две части легкую парогазовую часть разделения (низкокипящие фракции НКФ) и тяжелую часть разделения (высококипящие фракции ВКФ), отвод продуктов разделения, сырье и теплоноситель нагревают раздельно до стадии смешивания, затем обработанное сырье направляют на стадию испарения и разделения на НКФ (низкокипящую фракцию) и ВКФ (высококипящую фракцию), НКФ в виде парогазового потока направляют на стадию сепарации, после которой парогазовую фазу НКФ направляют на переработку для получения легких нефтепродуктов, отделенную на стадии сепарации НКФ жидкую фракцию (фильтрат) возвращают на повторную обработку на стадию смешивания и нагрева сырья теплоносителем для дополнительного получения легких продуктов, тяжелую часть разделения (высококипящие фракции ВКФ) в виде жидкого потока направляют на стадию отделения от теплоносителя, теплоноситель направляют на стадию нагрева теплоносителя и далее на стадию смешивания и нагрева сырья, отделенную от теплоносителя жидкую фазу ВКФ направляют на переработку и получение тяжелых товарных продуктов, теплообменные устройства, в которых теплоноситель непосредственно контактирует с сырьем, и устройства для нагрева теплоносителя образуют замкнутый контур для циркуляции теплоносителя, причем стадии смешивания и нагрева сырья теплоносителем, обработки механическим и волновым воздействием, испарения и разделения на парогазовую и жидкую фазы, а также сепарации НКФ совмещены в одном аппарате, в котором одновременно проводят процесс термомеханического крекинга.
Изобретение относится к способу получения низкомолекулярных олефиновых углеводородов пиролизом углеводородного сырья в присутствии активирующей добавки и водяного пара, характеризующемуся тем, что в качестве активирующей добавки используют неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Изобретение относится к области подготовки нефти и может быть использовано в производстве углеводородного топлива, продуктов нефтехимии. .

Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности
Изобретение относится к области термической переработки высокомолекулярного углеродсодержащего сырья, в том числе тяжелых нефтесодержащих фракций, смол углепереработки, переработки горючих сланцев, древесины в более легкие соединения с использованием физических методов воздействия, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности для производства как готовых продуктов, так и полупродуктов органического синтеза

Изобретение относится к конструкции трубчатой печи и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности для нагрева углеводородных сред
Изобретение относится к способам переработки остаточного углеводородного сырья путем висбрекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности

Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для переработки тяжелого углеводородного сырья

Изобретение относится к процессам пиролиза углеводородов в присутствии водяного пара под действием электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона, при этом водяной пар перед подачей на смешение в проточном режиме предварительно обрабатывают электромагнитным излучением сверхвысокочастотного диапазона мощностью 1000-1600 Вт

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к трубчатым печам для нагрева нефтяных остатков в процессах висбрекинга, термокрекинга, замедленного коксования

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам получения котельного топлива из нефтяных остатков, и может быть использовано для увеличения глубины переработки нефти

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способу переработки нефтяных остатков
Наверх