СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ГИДРОГЕНИЗАТА ОБЕССЕРИВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
METHOD OF STABILISATION OF HYDROCARBON MATERIAL DESULPHURISATION HYDROGENATE

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности к способам стабилизации гидрогенизатов обессеривания углеводородного сырья.
Стабилизацию гидрогенизатов (продуктов), выходящих из реакционного устройства процесса гидрогенизационного обессеривания и отсепарированных после него от водородсодержащего и углеводородного газов, применяют для удаления из этих гидрогенизатов низкокипящих фракций, образующихся в реакциях крекинга, и регулирования температуры вспышки, вязкости и других показателей качества целевого остаточного продукта процесса.
Известен способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья, по которому гидрогенизат, полученный в реакционном устройстве установки гидрогенизационного обессеривания углеводородного сырья, после сепарации циркулирующего водородсодержащего и углеводородного газов и повторного нагрева подвергают стабилизации в ректификационной колонне. Реакционным устройством на установках каталитического обессеривания является реактор, а на установках некаталитического обессеривания (например, гидровисбрекинга) - реакционная трубчатая печь. В результате протекания при гидрогенизационном обессеривании реакций крекинга образуются фракции, выкипающие ниже номинальной температуры начала кипения целевого продукта процесса и выделяемые из него в ректификационной колонне-стабилизаторе. Стабилизацию применяют для регулирования качества целевого продукта, например, по температуре вспышки, фракционному составу, вязкости и другим показателям. Целевой продукт выводят из ректификационной колонны-стабилизатора обычно в виде остатка (см. Рудин М.Г., Сомов В.Е., Фомин А.С. Карманный справочник нефтепереработчика. Под ред. М.Г.Рудина. - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 2004, - с.158-160).
Недостатком этого способа является то, что из-за большего, чем атмосферное, давления в ректификационной колонне-стабилизаторе необходим подвод большого количества тепла с ее сырьем и в куб для достаточно полного удаления из целевого продукта фракций, выкипающих ниже его номинальной температуры начала кипения.
Известен также способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья, по которому гидрогенизат, полученный в реакционном устройстве установки гидрогенизационного обессеривания углеводородного сырья, после сепарации от него циркулирующего водородсодержащего и углеводородного газов и повторного нагрева подвергают стабилизации в основной ректификационной колонне-стабилизаторе, остаток которой направляют для дополнительной стабилизации в испаритель, работающий под более низким давлением, чем давление в основной ректификационной колонне-стабилизаторе. Отгон испарителя после конденсации и охлаждения подают в основную ректификационную колонну-стабилизатор (см. А.с. СССР №1680758, 1991).
Недостатком этого способа является то, что отгон испарителя необходимо конденсировать и охлаждать, для чего требуются дополнительные энергетические затраты. Кроме того, подача балансового количества этого отгона непосредственно в основную ректификационную колонну-стабилизатор затрудняет регулирование температурного режима в этой колонне и увеличивает требуемое количество тепла, подводимого с сырьем колонны.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья, по которому после основной ректификационной колонны-стабилизатора гидрогенизат направляют в вакуумную отгонную колонну. Вакуум в отгонной колонне создают нагретым водородсодержащим газом, который подают в эжектор, и далее газопаровая смесь поступает в куб основной ректификационной колонны-стабилизатора. Расход водородсодержащего газа составляет 0,4-0,5 мас.%, на сырье установки обессеривания, а температура его нагрева перед эжектором - 250-280°С (см. А.с. СССР №1513013, 1989).
Недостатком прототипа является то, что один и тот же поток водородсодержащего газа используется для создания вакуума в отгонной колонне и в качестве отпаривающего агента в основной ректификационной колонне-стабилизаторе. Это приводит к подаче в куб основной колонны большего количества отпаривающего агента (водородсодержащего газа), чем требуется по условиям парожидкостного равновесия, а следовательно, к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.
Техническая задача - исключение использования водородсодержащего газа в качестве эжектирующего агента (рабочего тела) при отсосе отгона стабильного гидрогенизата вакуумной колонны.
Технический результат - повышение эффективности процесса стабилизации гидрогенизатов за счет уменьшения диаметра основной ректификационной колонны-стабилизатора и затрат тепла на нагрев эжектирующего агента (рабочего тела).
Он достигается тем, что отгон стабильного гидрогенизата из вакуумной колонны отсасывают жидкостно-газовым струйным аппаратом с рабочим телом, в качестве которого используют исходный гидрогенизат, с последующим нагреванием смеси исходного гидрогенизата и отгона и подачей смеси в основную ректификационную колонну-стабилизатор.
Гидрогенизат, отсепарированный от циркулирующего водородсодержащего и углеводородного газов, подают насосом в жидкостно-газовый струйный аппарат в качестве эжектирующего агента (рабочего тела). Жидкостно-газовый струйный аппарат засасывает находящийся в паровой фазе отгон вакуумной отгонной колонны и далее после нагрева смесь гидрогенизата и отгона поступает в основную ректификационную колонну-стабилизатор. С верха основной ректификационной колонны-стабилизатора выводят головку стабилизации (низкокипящие фракции гидрогенизата), а остаток из куба основной ректификационной колонны-стабилизатора направляют непосредственно в вакуумную отгонную колонну. Отгон вакуумной колонны отсасывается жидкостно-газовым струйным аппаратом при помощи энергии гидрогенизата. Остаток вакуумной отгонной колонны является стабилизированным целевым продуктом процесса стабилизации гидрогенизата.
Пример 1 (прототип). На установке гидроочистки дизельного топлива мощностью 2 млн. т/год отсепарированный от водородсодержащего и углеводородного газов гидрогенизат в количестве 242,8 т/ч направляли в основную ректификационную колонну-стабилизатор, из куба которой остаток подавали в вакуумную отгонную колонну. Вакуум в отгонной колонне создавали эжекцией водородсодержащим газом, который предварительно нагревали до 260°С. Смесь отгона вакуумной колонны и водородсодержащего газа подали в куб основной ректификационной колонны-стабилизатора.
Основные показатели работы узла стабилизации гидрогенизата по этому способу приведены в таблице 1 (за 100 мас.% принимается количество гидрогенизата, поступающего в основную колонну).
Пример 2. На установке гидроочистки дизельного топлива мощностью 2 млн. т/год отсепарированный от водородсодержащего и углеводородного газов гидрогенизат в смеси с отгоном вакуумной колонны в суммарном количестве 244,0 т/ч нагревали и направляли в основную ректификационную колонну-стабилизатор, из куба которой остаток подавали в вакуумную отгонную колонну. Отгон вакуумной колонны отсасывали жидкостно-газовым струйным аппаратом, эжектирующим агентом (рабочим телом) в котором являлся отсепарированный от водородсодержащего и углеводородного газов гидрогенизат.
Основные показатели работы узла стабилизации гидрогенизата по этому способу также приведены в таблице 1.
Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ стабилизации гидрогенизата обессеривания углеводородного сырья позволяет снизить затраты тепла на проведение процесса и уменьшить диаметр основной ректификационной колонны-стабилизатора примерно на 16%.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить использование водородсодержащего газа в качестве эжектирующего агента при отсосе отгона вакуумной колонны и тем самым исключить затраты тепла на нагрев требуемого для работы эжектора водородсодержащего газа и уменьшить диаметр основной ректификационной колонны-стабилизатора.
Таблица 1
№№ пп
Наименование
Примеры
1(прототип)
2
1
Мощность установки гидроочистки дизельного топлива, тыс. т/год
2000,0
2000,0
Количество, т/ч/мас.% на гидрогенизат:
- гидрогенизата в основную колонну
242,8/100,0
242,8/100,0
- головки стабилизации
3,2/1,3
3,2/1,3
- стабилизированного целевого продукта
239,6/98,7
239,6/98,7
2
- отгона вакуумной колонны
1,2/0,5
1,2/0,5
- водородсодержащего газа в эжектор отгонной колонны
1,2/0,5
-
- водородсодержащего газа из эжектора в куб основной колонны
1,2/0,5
-
Температура, °С:
- входа гидрогенизата в основную колонну
194
194
- верха основной колонны
148
152
- куба основной колонны
188
192
3
- верха отгонной колонны
151
152
- куба отгонной колонны
143
147
- водородсодержащего газа в эжектор отгонной колонны
260
-
- водородсодержащего газа из эжектора в куб основной колонны
220
-
4
Давление (верх), кПа:
- основной колонны
200,0
200,0
- отгонной колонны
20,0
20,0
5
Количество тепла на нагрев водородсодержащего газа, подаваемого в эжектор отгонной колонны, МДж/ч
3,75
-
6
Диаметр основной колонны, м
3,8
3,2