Установка производства битума из тяжелой нефти
HEAVY OIL BITUMEN PRODUCTION PLANT

Изобретение относится к переработке тяжелой нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известна и широко используется установка ЭЛОУ-АВТ (электрообессоливающая установка и атмосферно-вакуумная трубчатка) Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. Под ред. Бондаренко Б.И., Изд-во РГУ нефти и газа, 2003 г., с. 23-27], включающая (секция фракционирования) две атмосферные колонны, вакуумную колонну, четыре отпарных колонны, три нагревательных печи, вспомогательное оборудование, в том числе 16 насосов и 12 аппаратов воздушного охлаждения, всего 56 единиц оборудования.
Недостатком известной установки является ее сложность.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ переработки тяжелой нефти и/или природного битума [RU 2364616, опубл. 20.08.2009 г., МПК С10С 3/06, C10G 7/00, C10G 7/06], осуществляемый на установке, оснащенной линией ввода (подачи) тяжелой нефти и линией вывода синтетической нефти, образованной соединением линий подачи части тяжелой нефти и атмосферного дистиллята или линий подачи части тяжелой нефти и атмосферного и вакуумного дистиллятов, включающей установку ЭЛОУ-АТ, оснащенную линиями вывода атмосферного дистиллята и битумной продукции (битумного сырья) или установку ЭЛОУ-АВТ, оснащенную линиями вывода атмосферного и вакуумного дистиллятов и битумного сырья.
Недостатком данной установки является сниженный выход битума, который может быть получен переработкой битумного сырья известными способами, из-за направления части тяжелой нефти на получение синтетической нефти, а также сложность установок (блоков) ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ из-за большого количества единиц оборудования. Кроме того, из-за невысокой степени рекуперации тепла технологических потоков блоки ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ предусматривают использование большого количества аппаратов воздушного охлаждения, что приводит к потерям тепла и большим затратам электроэнергии.
Задача изобретения - увеличение выхода битумного сырья (и, соответственно, битума), упрощение установки и снижение энергопотребления.
Техническим результатом является увеличение выхода битума за счет исключения направления части тяжелой нефти на получение синтетической нефти, достигаемого путем исключения ответвления линии подачи части нефти на смешение, а также упрощение установки, что достигается снижением количества единиц оборудования установки ЭЛОУ-АВТ.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке, которая оснащена линией подачи тяжелой нефти и включает установку ЭЛОУ-АВТ, оснащенную линиями вывода атмосферного и вакуумного дистиллятов, а также битумного сырья, особенностью является то, что установка дополнительно включает блок получения битума, блок ЭЛОУ-АВТ состоит из секции ЭЛОУ и секции фракционирования, секция ЭЛОУ включает первый рекуперативный теплообменник, атмосферный холодильник-конденсатор и электрообессоливающую установку, секция фракционирования включает вакуумный холодильник-конденсатор, первую и вторую нагревательные печи, атмосферный сепаратор, первый и второй вакуумные сепараторы и вакуумсоздающее устройство, блок получения битума включает второй и третий рекуперативные теплообменники и секцию окисления, при этом к линии подачи тяжелой нефти примыкает линия подачи циркулирующего атмосферного дистиллята, образуя линию подачи сырьевой смеси, которая разделена на три линии, на которых расположены первый рекуперативный теплообменник, атмосферный холодильник-конденсатор и второй рекуперативный теплообменник, после которых указанные три линии соединены в одну линию, на которой расположена электрообессоливающая установка, оснащенная линией подачи обессоленной и обезвоженной нефти, которая разделена на две линии, на которых расположены вакуумный холодильник-конденсатор и третий рекуперативный теплообменник, после которых указанные две линии соединены в одну линию нагретой тяжелой нефти, на которой установлена первая нагревательная печь и атмосферный сепаратор, оснащенный линией вывода паров атмосферного дистиллята, на которой расположен первый холодильник-конденсатор с линией вывода атмосферного дистиллята, разделенной на линию подачи циркулирующего атмосферного дистиллята и линию вывода балансового атмосферного дистиллята, а также оснащенный линией вывода атмосферного остатка, на которой расположена вторая нагревательная печь и первый вакуумный сепаратор, оснащенный линией вывода паров вакуумного дистиллята, на которой расположен второй холодильник-конденсатор с линией вывода частично сконденсированного вакуумного дистиллята, на которой расположен первый рекуперативный теплообменник и второй вакуумный сепаратор, оснащенный линией вывода паров с вакуумсоздающим устройством, и линией вывода вакуумного дистиллята, кроме того, первый вакуумный сепаратор оснащен также линией вывода битумного сырья, на которой расположены третий рекуперативный теплообменник и секция окисления, оснащенная линией вывода битума, на которой расположен второй рекуперативный теплообменник.
При необходимости установка может быть дополнительно оснащена оборудованием для стабилизации атмосферного дистиллята, установленным на линии его вывода. Линия вывода вакуумного дистиллята может быть соединена с линией вывода атмосферного дистиллята при необходимости выработки широкой дистиллятной фракции.
В качестве атмосферного и вакуумных сепараторов могут быть установлены центробежные или емкостные аппараты. Установлено вакуумсоздающее устройство эжекторного типа. Блок окисления укомплектован любым соответствующим оборудованием, известным из уровня техники.
Оснащение установки блоком ЭЛОУ-АВТ в составе секций ЭЛОУ и фракционирования, а также блоком получения битума обеспечивает возможность получения битума в увеличенным, относительно прототипа, выходом.
Оборудование секции фракционирования вакуумным холодильником-конденсатором, первой и второй нагревательными печами, атмосферным сепаратором, первым и втором вакуумными сепараторами и вакуумсоздающим устройством позволяет снизить количество единиц оборудования с 40 (секция фракционирования установки ЭЛОУ-АВТ в составе блоков атмосферного и вакуумного фракционирования, без учета насосов) до 7 (также секция фракционирования, без учета насосов), за счет чего упростить установку.
Оборудование секции ЭЛОУ первым рекуперативным теплообменником, атмосферным холодильником-конденсатором и электрообессоливающей установкой обеспечивает полную рекуперацию тепла потоков, а также оснащение блока получения битума вторым и третьим рекуперативными теплообменниками и секцией окисления позволяет полностью рекуперировать тепло потоков атмосферного и вакуумного дистиллятов, а также вакуумного остатка и битума, соответственно, за счет чего исключить потери тепла, исключить использование аппаратов воздушного охлаждения и, соответственно, снизить энергопотребление и упростить установку.
Предлагаемая установка показана на прилагаемом чертеже и состоит из секции ЭЛОУ, включающей первый рекуперативный теплообменник 1, атмосферный холодильник-конденсатор 2 и электрообессоливающую установку 3, секции фракционирования, включающей вакуумный холодильник-конденсатор 4, первую 5 и вторую 6 нагревательные печи, атмосферный сепаратор 7, первый 8 и второй 9 вакуумные сепараторы и вакуумсоздающее устройство 10, а также блока получения битума, включающего второй 11 и третий 12 рекуперативные теплообменники и секцию окисления 13.
При работе установки тяжелую нефть (линия 14) смешивают с циркулирующим атмосферным дистиллятом (линия 15), образуя линию подачи сырьевой смеси 16, нагревают в теплообменниках 1 и 11 и холодильнике-конденсаторе 2, объединенный поток (линия 17) подвергают электрообессоливанию в установке 3, нагревают в теплообменнике 12 и холодильнике-конденсаторе 4, полученный поток нагретой тяжелой нефти (линия 18) нагревают в печи 5 и разделяют в сепараторе 7 на атмосферный остаток и пары атмосферного дистиллята, которые выводят по линии 19, охлаждают и конденсируют в холодильнике-конденсаторе 2 с получением атмосферного дистиллята (линия 20), который разделяют на циркулирующий и балансовый атмосферные дистилляты, последний выводят с установки по линии 21. Атмосферный остаток (линия 22) нагревают в печи 6 и разделяют в сепараторе 8 на битумное сырье и пары вакуумного дистиллята, которые выводят по линии 23, охлаждают и конденсируют в холодильнике-конденсаторе 4 с получением частично сконденсированных паров вакуумного дистиллята (линия 24), которые доохлаждают в теплообменнике 1 и разделяют в сепараторе 9 на вакуумный дистиллят, который выводят с установки по линии 25 и вакуумные пары, которые по линии 26 с помощью вакуумсоздающего устройства 10 также выводят с установки. В вакуумсоздающее устройство 10 по линиям 27 подают/выводят часть атмосферного дистиллята в качестве рабочего тела/отработанного рабочего тела.
Битумное сырье (линия 28) охлаждают в теплообменнике 12 и направляют в секцию 13, в которую по линии 29 также подают воздух. Из секции 13 по линии 30 выводят отходящий газ, а по линии 31 после охлаждения в теплообменнике 11 выводят битум.
Пунктиром показано возможное соединение линии вывода вакуумного дистиллята 25 с линией вывода атмосферного дистиллята 21.
Работоспособность установки подтверждается примером.
3
10,0 т/час зиаэтдиновской нефти с плотностью 1017 кг/м смешивают с 8,0 т/час циркулирующего атмосферного дистиллята, нагревают в теплообменниках 1, 11 и холодильнике-конденсаторе 2 до 130°С, подвергают электрообессоливанию в установке 3, нагревают в теплообменнике 12, холодильнике-конденсаторе 4 и печи 5 до 380°С и разделяют в сепараторе 7 на 8,9 т/час атмосферного остатка и пары атмосферного дистиллята, которые охлаждают до 80°С и конденсируют в холодильнике-конденсаторе 2 и разделяют на циркулирующий и балансовый атмосферный дистилляты, последний выводят с установки. Атмосферный остаток нагревают в печи 6 до 400°С и разделяют в сепараторе 8 на 7,0 т/час битумного сырья и пары вакуумного газойля, которые охлаждают и конденсируют в холодильнике-конденсаторе 4 и теплообменнике 1, и разделяют в сепараторе 9 на 1,9 т/час вакуумного дистиллята и 0,003 т/час паров, которые выводят с помощью вакуумсоздающего устройства 10. В вакуумсоздающее устройство 10 в качестве рабочего тела подают 1 т/час атмосферного газойля после холодильника-конденсатора 4, отработанное рабочее тело возвращают в линию вывода атмосферного газойля. Битумное сырье охлаждают до 200°С в теплообменнике 12 и окисляют в секции 13 с получением 6,85 т/час битума марки БНД 50/70. Всего задействовано 13 единиц оборудования, в том числе в секции фракционирования - 7 единиц (без учета насосов). Энергозатраты на приводы вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения отсутствуют, потери тепла в атмосферу отсутствуют.
В условиях примера на установке по прототипу получено 4,1-5,1 т/час битумного сырья, из которого может быть получено 4,0-5,0 т/час битума. В секции фракционирования задействовано 40 единиц оборудования (без учета насосов). Суммарные энергозатраты на привод вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения и потери тепла в атмосферу составили 1090 кВт.
Полученный результат достигнут путем оснащения установки блоком ЭЛОУ-АВТ, включающей секцию ЭЛОУ, в составе первого рекуперативного теплообменника, атмосферного холодильника-конденсатора и электрообессоливающей установки; секцию фракционирования в составе вакуумного холодильника-конденсатора, первой и второй нагревательных печей, атмосферного сепаратора, первого и второго вакуумных сепараторов и вакуумсоздающего устройства; а также блок получения битума в составе второго и третьего рекуперативных теплообменников и секции окисления.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход битума, упростить установку и снизить энергопотребление и может быть использована в промышленности.