СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ
PROCEDURE FOR CRUDE OIL REFINING

Предлагаемое изобретение относится к способам перегонки нефтяного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ перегонки нефтяного сырья, включающий ввод сырья в первую колонну с выводом с верха этой колонны дистиллята, а с низа - остатка первой колонны, подачу остатка первой колонны во вторую колонну, получение соответственно с верха и низа второй колонны дистиллята и остатка второй колонны (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия. 1981, с.121, рис.II-17а).
Недостатком данного способа является низкая доля отгона сырья на входе в колонны, что не позволяет обеспечить достаточные отборы и качество продуктов разделения, особенно при перегонке тяжелого нефтяного сырья.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технологической сущности и достижимому эффекту является способ перегонки нефтяного сырья в двух колоннах, включающий ввод сырья в первую колонну и вывод с низа колонны остатка первой колонны, с верха этой колонны - паров, охлаждение и конденсацию этих паров, подачу их в емкость орошения первой колонны, получение в ней дистиллята первой колонны и острого орошения, подаваемого на верхнюю тарелку первой колонны, подачу нагретого дистиллята первой колонны в зону питания второй колонны, получение в ней дистиллята и остатка второй колонны, нагрев сырья первой колонны сначала остатком второй колонны, остатком первой колонны, парами первой колонны и затем нагревателе, ввод в низ колонн нагретых потоков (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия. 1981, с.140, рис.II-296).
Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты на процесс перегонки и возможность попадания воды в остаток второй колонны.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат на процесс перегонки и исключение возможности попадания воды в остаток второй колонны.
Указанная задача решается способом перегонки нефтяного сырья, включающем ввод сырья в первую колонну, вывод с ее низа остатка первой колонны, а с верха - паров, охлаждение и конденсацию этих паров, подачу их в емкость орошения первой колонны, получение в ней дистиллята первой колонны, подачу части его на верхнюю тарелку первой колонны для острого орошения, подачу оставшегося нагретого дистиллята первой колонны в зону питания второй колонны, получение во второй колонне паров и остатка второй колонны, вывод с ее низа жидкости, а с верха - паров, конденсацию этих паров, подачу их в емкость орошения второй колонны, получение в ней дистиллята второй колонны, подачу части его на верх второй колонны в качестве орошения, вывод оставшегося дистиллята, при этом нагрев сырья первой колонны осуществляют сначала остатком второй колонны, затем остатком первой колонны, парами с верха первой колонны, затем в нагревателе, с последующим вводом в низ первой колонны нагретых потоков сырья и водяного пара, согласно изобретению остаток первой колонны используют сначала для нагрева и испарения жидкости с низа второй колонны, которую затем подают в емкость парового орошения второй колонны, пары с верха емкости парового орошения второй колонны возвращают в низ второй колонны, а жидкость с низа емкости парового орошения второй колонны выводят в качестве остатка второй колонны, пары с верха первой колонны при нагреве сырья этой колонны подвергают частичной конденсации, а дистиллят первой колонны выводят в виде паров с верха и жидкости с низа емкости орошения первой колонны, пары с верха второй колонны подвергают конденсации, а дистиллят второй колонны выводят в виде газа с верха и жидкости с низа емкости орошения второй колонны.
За счет использования тепла остатка первой колонны для создания парового орошения во второй колонне удается исключить подачу в низ второй колонны специального нагретого потока (водяного пара), снизить энергозатраты и исключить возможность попадания воды в остаток второй колонны. Более рациональное использование паров с верха первой колонны для нагрева потоков и создания парового орошения в первой колонне позволяет снизить тепловую нагрузку нагревателя первой колонны и, соответственно, энергозатраты.
На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.
Нефтяное сырье по линии 1 вводят в теплообменник 2, затем по линии 3 в теплообменник 4, по линии 5 в теплообменник 6, по линии 7 в нагреватель 8 и по линии 9 в первую колонну 10. Пары с верха первой колонны 10 по линии 11 подают в теплообменник 6, где частично конденсируют, нагревая при этом нефтяное сырье, затем по линии 12 подают в емкость орошения первой колонны 13. С низа емкости орошения первой колонны 13 по линии 14 выводят жидкость и по линии 15 возвращают на верх первой колонны 10 в качестве орошения, а по линии 16 остальную жидкость подают в зону питания второй колонны 17. Пары с верха емкости орошения первой колонны 13 по линии 18 также подают в зону питания второй колонны 17. Пары с верха второй колонны 17 по линии 19 подают в конденсатор-холодильник 20 и после конденсации по линии 21 в емкость орошения второй колонны 22. С верха емкости орошения второй колонны 22 при необходимости по линии 23 выводят газ. С низа емкости орошения второй колонны 22 по линии 24 выводят воду. Углеводородную часть жидкости из емкости орошения второй колонны 22 выводят по линии 25 и по линии 26 возвращают на верх второй колонны 17 в качестве орошения, а по линии 27 выводят в качестве дистиллята второй колонны (бензиновая фракция). Жидкость с низа второй колонны 17 по линии 28 подают в теплообменник 29, а затем по линии 30 в емкость парового орошения второй колонны 31. Пары с верха емкости парового орошения второй колонны 31 по линии 32 возвращают в низ колонны 17 в качестве парового орошения. Жидкость с низа емкости парового орошения второй колонны 31 выводят в теплообменник 2, где охлаждают, нагревая при этом нефтяное сырье, а затем по линии 33 выводят в качестве остатка второй колонны 17 (дизельная фракция). С низа первой колонны 10 по линии 34 выводят жидкость и подают в теплообменник 29, где ее охлаждают, нагревая и испаряя жидкость с низа второй колонны 17. После охлаждения в теплообменнике 29 жидкость с низа первой колонны 10 по линии 35 подают в теплообменник 4, где дополнительно охлаждают, нагревая при этом нефтяное сырье, и выводят в качестве остатка первой колонны (мазут) по линии 36. В низ первой колонны 10 по линии 37 подают нагретый поток (водяной пар) для создания в ней парового орошения.
Сравнительные показатели работы схем перегонки нефтяного сырья приведены в таблицах 1 и 2.
Как видно из таблицы 1, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет исключить подачу 0,5 т/ч водяного пара в низ второй колонны и снизить тепловую нагрузку нагревателя с 9,864 до 9,092 Гкал/ч, то есть на 8,8%.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты на процесс перегонки и исключает возможность попадания воды в остаток второй колонны (дизельная фракция).
Таблица 1
Основные показатели работы колонн
Показатели
Вариант 1 (прототип)
Вариант 2 (предлагаемый способ)
Расход, т/ч
сырья первой колонны
100,00
100,00
остатка первой колонны
61,72
61,72
паров с верха первой колонны
46,70
52,24
дистиллята первой колонны,
38,28
39,28
в т.ч. - паровой фазы
30,75
36,04
- жидкой фазы
7,53
3,24
острого орошения первой колонны
8,42
12,96
паров с верха второй колонны
42,19
45,26
дистиллята второй колонны
14,00
14,00
острого орошения второй колонны
27,69
30,26
жидкости с низа второй колонны
24,28
33,28
нагретого потока в низ первой колонны
1,00
1,00
нагретого потока в низ второй колонны
0,50
8,99
остатка второй колонны
24,28
24,28
паров с верха емкости
-
8,99
жидкости с низа емкости
-
24,28
Температура, °С
сырья первой колонны до нагрева остатком второй колонны
40
40
сырья после нагрева остатком второй колонны
77
97
сырья после нагрева остатком первой колонны
91
218
сырья после нагрева парами с верха первой колонны
243
255
сырья после нагревателя
350
350
в емкости орошения первой колонны
40
270
верха первой колонны
289
314
низа первой колонны
344
344
ввода дистиллята первой колонны во вторую колонну
270
270
в емкости орошения второй колонны
40
40
верха второй колонны
129
127
низа второй колонны
197
239
в емкости
-
261
вывода остатка второй колонны после нагрева сырья первой колонны
70
70
вывода остатка первой колонны после нагрева дистиллята первой колонны
161
-
вывода остатка первой колонны после нагрева сырья первой колонны
140
140
вывода паров с верха первой колонны после нагрева сырья первой колонны
120
270
Давление, атм.
в емкости орошения первой колонны
1,98
1,98
верха первой колонны
2,11
2,11
низа первой колонны
2,30
2,30
в емкости орошения второй колонны
1,50
1,50
верха второй колонны
1,70
1,70
низа второй колонны
1,84
1,84
в емкости
-
2,04
Тепловая нагрузка (тепло), Гкал/ч
сырья первой колонны до нагрева остатком второй колонны
1,719
1,719
теплообменника сырье: остаток второй колонны
1,708
2,683
сырья после нагрева остатком второй колонны
3,427
4,402
теплообменника сырье: остаток первой колонны
0,687
6,538
сырья после нагрева остатком первой колонны
4,114
10,940
теплообменника сырье: пары с верха первой колонны
8,376
2,322
сырья после нагрева парами с верха первой колонны
12,490
13,262
нагревателя сырья первой колонны
9,864
9,092
сырья после нагрева
22,354
22,354
остатка второй колонны после теплообменника
0,795
0,795
остатка первой колонны после теплообменников
3,961
3,961
конденсаторов-холодильников второй колонны
5,324
6,026
холодильников паров с верха первой колонны
2,018
-
нагретого потока в низ первой колонны
1,025
1,025
Содержание фракций, % масс.
180°С - КК в дистилляте второй колонны
3,79
3,63
НК - 180°С в остатке второй колонны
4,58
4,53
360°С - КК в остатке второй колонны
3,63
3,61
НК - 360°С в остатке первой колонны
7,50
7,48
Диаметр, м
первой колонны
2,4
2,4
второй колонны
2,4
2,4
Число теоретических тарелок
в укрепляющей секции первой колонны
5
5
в отгонной секции первой колонны
3
3
в укрепляющей секции второй колонны
5
5
в отгонной секции второй колонны
3
3
Таблица 2
Фракционный состав сырья и продуктов разделения колонны, % масс.
Компоненты и фракции
Сырье
Прототип
Предлагаемый способ
дистиллят второй колонны
остаток второй колонны
остаток первой колонны
дистиллят второй колонны
остаток второй колонны
остаток первой колонны
С<sub>3</sub>
0,34
2,43
-
-
2,43
-
-
iC<sub>4</sub>
0,10
0,71
-
-
0,71
-
-
нС<sub>4</sub>
0,56
4,00
-
-
4,00
-
-
30-40
0,16
1,14
-
-
1,14
-
-
40-50
0,24
1,71
-
-
1,71
-
-
50-60
0,77
5,50
-
-
5,50
-
-
60-70
1,00
7,14
-
-
7,14
-
-
70-80
1,01
7,20
0,01
-
7,21
-
-
80-90
1,04
7,41
0,01
-
7,42
-
-
90-100
0,57
4,06
0,01
-
4,06
-
-
100-110
0,81
5,75
0,02
-
5,77
0,01
-
110-120
1,26
8,90
0,06
-
8,94
0,04
-
120-130
0,91
6,38
0,07
-
6,42
0,05
-
130-140
1,04
7,17
0,15
-
7,22
0,12
-
140-150
1,36
9,08
0,36
-
9,15
0,33
-
150-160
1,19
7,33
0,67
-
7,36
0,66
-
160-170
1,08
5,78
1,10
-
5,77
1,13
-
170-180
1,15
4,52
2,12
-
4,42
2,19
-
180-190
1,10
2,48
3,10
-
2,37
3,15
-
190-200
1,11
0,95
4,02
-
0,90
4,03
-
200-210
1,42
0,27
5,67
0,01
0,27
5,66
0,01
210-220
1,64
0,07
6,68
0,02
0,07
6,67
0,02
220-230
1,68
0,02
6,84
0,03
0,02
6,84
0,03
230-240
1,58
-
6,40
0,04
-
6,40
0,04
240-250
1,77
-
7,12
0,07
-
7,11
0,07
250-260
1,62
-
6,43
0,09
-
6,43
0,09
260-270
1,71
-
6,72
0,13
-
6,71
0,13
270-280
1,63
-
6,28
0,17
-
6,28
0,17
280-290
1,54
-
5,63
0,28
-
5,63
0,28
290-300
1,69
-
5,49
0,58
-
5,49
0,58
300-310
1,61
-
4,77
0,73
-
4,77
0,73
310-320
1,56
-
4,40
0,80
-
4,41
0,79
320-330
1,50
-
3,97
0,87
-
3,98
0,87
330-340
1,48
-
3,39
1,06
-
3,40
1,06
340-350
1,36
-
2,56
1,20
-
2,57
1,19
350-360
1,44
-
2,32
1,42
-
2,33
1,42
360-370
1,52
-
2,03
1,66
-
2,05
1,66
370-380
1,23
-
1,13
1,55
-
1,13
1,55
380-390
1,58
-
0,35
2,42
-
0,32
2,43
390-400
1,50
-
0,12
2,38
-
0,11
2,39
>400°С
52,14
-
-
84,49
-
-
84,49