СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ
OIL DISTILLATION METHOD

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе перегонки нефти на установках АВТ.
Известен способ перегонки нефти, по которому нефть после нагрева в теплообменниках до температуры 200-220°С поступает в первую колонну К-1, в которой частично отбензинивается. Остаток К-1 после нагрева в печи до температуры 365-375°С направляется во вторую колонну К-2 для разделения на бензин, керосин, дизельное топливо и мазут. Для увеличения отбора светлых нефтепродуктов от потенциала в низ колонны подается водяной пар. Мазут после нагрева в печи до температуры 400-420°С направляется в вакуумную колонну для разделения на высококипящие дистилляты и гудрон, которые являются сырьем для дальнейшей переработки на топлива [И.Т. Багиров. Современные установки первичной переработки нефти. М.: Химия, 1974, с.24-28].
Недостатками известного способа являются:
- невысокая степень отбензинивания нефти в колонне К-1, приводящая к увеличению тепловой нагрузки атмосферной печи и энергозатрат;
- низкий отбор суммы светлых нефтепродуктов от потенциала.
Известен способ перегонки нефти, по которому нефть, содержащая растворенные углеводородные газы, после нагрева в теплообменниках поступает в колонну К-1, в которой дегазируется и частично отбензинивается. Дистиллят колонны после конденсатора поступает в газосепаратор Е-1 для отделения «жирного» газа от нестабильного бензина, часть которого подается на орошение К-1, а балансовое количество направляется в колонну стабилизации. Для увеличения отбензинивания сырья в низ колонны К-1 подводится дополнительное тепло, позволяющее повысить температуру низа К-1, и подается водяной пар в количестве до 0,3% на нефть. Остаток К-1 после нагрева в печи до температуры 365-375°С направляется в колонну К-2 для разделения на бензин, керосин, дизтопливо и мазут. Для увеличения отбора светлых нефтепродуктов от потенциала в низ К-2 подается водяной пар. Мазут после нагрева в печи до температуры 400-420°С направляется в вакуумную колонну для разделения на вакуумные дистилляты и гудрон, которые являются сырьем для дальнейшей переработки на топливо и масла [В.Т.Бражников. Современные установки для производства смазочных масел. М.: Гостоптехиздат, 1971, с.39-44].
Недостатками известного способа являются:
- потеря части высокооктановых компонентов бензина с газом из Е-1, используемым в качестве топлива на печах. Сухой газ из стабилизатора таких компонентов не содержит;
- низкий отбор суммы светлых нефтепродуктов от потенциала;
- большие энергозатраты (топлива и водяного пара), т.к. при невысокой температуре низа К-1 подача орошения просто «загоняет» образующуюся флегму в остаток, снижая степень отбензинивания нефти и увеличивая энергозатраты;
- низкое качество сырья для масляного производства;
- необходимость регулирования температуры конца кипения бензинов в обеих атмосферных колоннах, хотя разделяющая способность колонны К-1 намного ниже, чем колонны К-2.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному способу перегонки нефти, т.е. прототипом, является способ переработки нефти (патент RU 2063997, 1996 г.), включающий ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха легкой бензиновой фракции, также используемой и для орошения, отбор кубового остатка при подаче в куб колонны подогретого остатка в виде горячей струи, а также нагрев основной части кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, и с подачей в низ секции водяного пара, с использованием циркуляционных орошений, и отбор в виде боковых потоков тяжелой бензиновой, керосиновой, дизельных фракций и, кроме того, отбор бензиновой фракции с верха сложной колонны и мазута в качестве остатка перегонки, при подаче в куб колонны водяного пара, а также включающих подачу смеси бензиновых фракций с верха колонны частичного отбензинивания и с верха сложной атмосферной колонны в колонну стабилизации бензина при получении с верха колонны головки стабилизации, промежуточной бензиновой фракции и стабильного бензина с низа колонны в виде двух потоков: основного потока, являющегося целевым продуктом, и вспомогательного потока, направляемого на верх сложной атмосферной колонны, вспомогательный поток стабильного бензина сначала нагревают в печи, а затем направляют в низ боковой отпарки секции тяжелого бензина сложной атмосферной колонны.
Недостатки прототипа:
- непонятен смысл получения легкой бензиновой фракции с верха колонны К-1: во-первых, это приводит к увеличению энергозатрат и даже к попаданию газовых компонентов в колонну К-2 [Нефтепереработка и нефтехимия, 2002, №2, с.46: с верха Е-2 отводится газ в факельную колонну]; во-вторых, даже его смешение с бензином колонны К-2 не позволит обеспечить практически полную конденсацию углеводородных газов, содержащихся в нефти [Нефтепереработка и нефтехимия, 1972, №3, c.1];
- сложность технологии: из колонны К-2 выводятся четыре боковых потока, хотя достаточно и трех; из колонны стабилизации зачем-то выводятся боковой поток, который неизвестно куда затем используется;
- не используется возможность улавливания дизельных фракций, оставшихся в мазуте, в вакуумной колонне, для повышения отбора суммы светлых нефтепродуктов и снижением энегозатрат.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является наиболее экономичное получение качественных светлых нефтепродуктов при снижении энергозатрат на проведение процесса.
Решение указанной задачи достигается тем, что способ перегонки нефти, содержащей растворенные углеводородные газы, по которому нагретая в теплообменниках нефть поступает в колонну К-1 для дегазации и частичного отбензинивания, остаток которой после нагрева в печи поступает в колонну К-2 для разделения на бензин, керосин, дизтопливо и мазут, а нестабильный дистиллят колонны К-1 поступает в колонну стабилизации для разделения на сухой газ, рефлюкс и стабильный дистиллят, отличается тем, что уменьшается подача орошения и обеспечивается практически полная абсорбция растворенных газов нефти путем повышения температуры конца кипения дистиллята колонны К-1, который из колонны стабилизации под собственным давлением направляется в колонну К-2 для сбора и эффективного разделения всей дегазированной суммы светлых на продукты заданного ассортимента. При этом увеличивается отбор рефлюкса и бензина за счет использования в качестве топлива на печах только сухого газа, исключаются потери керосиновых фракций с бензином первой колонны, а качество бензина определяется только одним параметром - температурой верха колонны К-2. При заданном отборе керосина увеличивается количество фракций, понижающих температуру выкипания 50% дизтоплива летнего, а в итоге повышается на 1,5-2,5% его отбор. Мазут с низа К-2 после нагрева в печи направляется в вакуумную колонну для разделения на вакуумное дизтопливо (остатки в мазуте недоизвлеченного дизтоплива), вакуумные дистилляты и гудрон. Для повышения температурного режима процесса ректификации в вакуумной колонне вакуумное дизтопливо выводится при температуре 190 - 210°С в парах с верха вакуумной колонны. Таким образом, и качество дизтоплива летнего определяется, в основном, температурой верха вакуумной колонны.
Качество гудрона обеспечивается циркуляцией на нижних тарелках концентрационной зоны вакуумной колонны горячей, так называемой «затемненной» фракции, с выводом с установки ее балансового количества [Сборник «Схемы и процессы глубокой переработки нефтяных остатков» ЦНИИТЭнефтехим, М., 1983 г., с.8].
Пример осуществления предлагаемого способа:
Смесь западно-сибирских нефтей, содержащая до 3% растворенных углеводородных газов, нагревается в теплообменниках до температуры 120-140°С и направляется для дегазации и частичного отбензинивания в верхнюю часть колонны К-1. Стекающая в нижнюю часть колонны нефть постепенно отбензинивается на тарелках по всей высоте колонны за счет тепла паров, полученных после нагрева остатка нефти с нижней тарелки К-1 в оставшихся сырьевых теплообменниках. Орошение колонны уменьшается для увеличения количества дистиллята и более полной абсорбции углеводородных газов в газосепараторе Е-1. Соответственно повышается температура низа К-1 и степень отбензинивания. Отпадает необходимость в использовании «горячей струи». Нестабильный дистиллят колонны К-1 направляется в колонну стабилизации для разделения на сухой газ, рефлюкс и стабильный дистиллят, который под собственным давлением направляется в колонну К-2 в качестве частично испаряющегося циркуляционного орошения.
Наличие возможности улавливания остатков дизтоплива в мазуте в виде вакуумного дизтоплива позволяет понизить температуру нагрева отбензиненной нефти в печи с 375°С до 345°С, полностью закрыть подачу водяного пара в низ колонны К-2, недобирая таким образом дизтопливо летнее в К-2 и восполняя эту потерю в вакуумной колонне.
При температуре верха вакуумной колонны 200°С, вакууме 95%, температуре нагрева мазута 405°С были получены следующие качественные показатели дизтоплива летнего из К-2, вакуумного дизтоплива и суммарного дизтоплива (табл.1).
Таблица 1.
Качество вакуумного и суммарного дизтоплив
№
Наименование
Фракционный состав, °С
Температура вспышки, °С
нк
10%
50%
90%
96%
1
Летнее дизтопливо из колонны К-2
203
240
267
327
351
65
2
Вакуумное дизтопливо
255
272
299
342
365
97
3
Суммарное дизтопливо
200
243
280
335
360
68
Преимуществом этого способа является не только снижение энергозатрат, но и уменьшение коррозии (и затрат на ее снижение) в отсутствие влаги.
Использование предлагаемого способа перегонки нефти позволит в полной мере перенести благоприятные возможности лабораторной техники в промышленные условия, обеспечивая максимальный отбор высококачественных продуктов.