СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ
OIL REFINING

Изобретение относится к способам переработки нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ переработки нефти, включающий нагрев и ввод сырья в ректификационную колонну с подачей паров с верха колонны после частичной конденсации в газосепаратор с получением газа и легкой бензиновой фракции, выделение боковыми погонами через отпарные секции бензиновой и дизельной фракций, а с низа - мазута, с использованием острого и циркуляционного орошений и ввода нагретых потоков в колонну и отпарные секции, дальнейшую перегонку мазута в вакуумной колонне с получением вакуумных дистиллятов и гудрона (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.148, рис.III - 1б).
Недостатком данного способа являются высокие энергозатраты.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ перегонки нефти, включающий ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания нефти с отбором с верха колонны бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка при подаче в куб колонны подогретого потока, нагрев кубового остатка в печи, его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями с подачей в низ секций и сложной колонны нагретых потоков, отбор с верха сложной колонны тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны мазута, подачу мазута после нагрева в печи в вакуумную колонну с отбором дизельных фракций, легкого и тяжелого вакуумных газойлей и с низа вакуумной колонны гудрона с использованием циркуляционных орошений в сложной атмосферной и вакуумной колоннах, и ввода испаряющего агента в низ вакуумной колонны (А.с. СССР №1342908, C10G 7/06, 1985 г.).
Недостатками известного способа являются высокие энергетические и капитальные затраты, расход кислых вод в связи с большим расходом мазута и использованием в качестве испаряющего агента в вакуумной колонне водяного пара.
Задачей настоящего изобретения является снижение энергетических и капитальных затрат, расхода кислых вод.
Указанная задача решается тем, что в способе перегонки нефти, включающем ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания нефти с отбором с верха колонны бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка при подаче в куб колонны подогретого потока, нагрев кубового остатка в печи, его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями с подачей в низ секций и сложной атмосферной колонны нагретых потоков, отбор с верха сложной атмосферной колонны тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной атмосферной колонны мазута, подачу мазута после нагрева в печи в вакуумную колонну с отбором дизельных фракций, легкого и тяжелого вакуумных газойлей и с низа вакуумной колонны гудрона с использованием циркуляционных орошений в сложной атмосферной и вакуумной колоннах и ввода испаряющего агента в низ вакуумной колонны, мазут перед нагревом в печи подают в низ вакуумной секции, на верх которой подают охлажденную жидкость, отбираемую из сложной атмосферной колонны из сечения, расположенного между вводом в нее сырья и выводом бокового погона в отпарную секцию тяжелой дизельной фракции, пары с верха вакуумной секции подвергают частичной конденсации, жидкую фазу направляют в вакуумную колонну в сечение между отборами легкого и тяжелого вакуумных газойлей, паровую фазу полностью конденсируют, нагревают и вводят в низ вакуумной колонны в качестве испаряющего агента, а жидкость с низа вакуумной секции после нагрева в печи подают в зону питания вакуумной колонны.
За счет подачи мазута перед нагревом в печи в низ вакуумной секции, подачи на верх последней охлажденной жидкости, отбираемой из сложной атмосферной колонны из сечения, расположенного между вводом в нее сырья и выводом бокового погона в отпарную секцию тяжелой дизельной фракции, частичной конденсации паров с верха вакуумной секции и подачи жидкой фазы в вакуумную колонну в сечение между отборами легкого и тяжелого вакуумных газойлей, полной конденсации паровой фазы, нагрева и ввода в низ вакуумной колонны в качестве испаряющего агента, и подачи жидкости с низа вакуумной секции после нагрева в печи в зону питания вакуумной колонны, снижается количество продукта, нагреваемого в вакуумной печи, и тем самым снижаются энергетические и капитальные затраты, появляется возможность отказаться от подачи в качестве испаряющего агента водяного пара и тем самым снижается расход кислых вод.
На фиг.1 представлена схема осуществления предлагаемого способа.
Способ осуществляют следующим образом. Нефть нагревают в теплообменнике 1 и по линии 2 вводят в колонну частичного отбензинивания нефти 3. Пары с верха колонны частичного отбензинивания нефти 3 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 4 и по линии 5 вводят в газосепаратор 6. С верха газосепаратора 6 по линии 7 выводят газ. С низа газосепаратора 6 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 8 возвращают на верх колонны частичного отбензинивания нефти 3, а балансовый избыток отводят по линии 9 в качестве легкого бензина. В низ колонны частичного отбензинивания нефти 3 по линии 10 вводят нагретый поток. Остаток колонны 3 направляют в печь 11 и по линии 12 вводят в колонну 13. Пары с верха колонны 13 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 14 и по линии 15 вводят в газосепаратор 16. С верха газосепаратора 16 по линии 17 выводят газ. С низа газосепаратора 16 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 18 подают на верх колонны 13, а балансовый избыток отводят по линии 19 в качестве тяжелого бензина. Верхний боковой погон колонны 13 по линии 20 подают на верх верхней отпарной секции 21. Пары с верха отпарной секции 21 по линии 22 возвращают в колонну 13. В низ отпарной секции 21 по линии 23 подают нагретый поток. С низа отпарной секции 21 по линии 24 отводят керосин. Верхнее циркуляционное орошение колонны 13 охлаждают в теплообменнике 25 и по линии 26 возвращают в колонну 13. Средний боковой погон колонны 13 по линии 27 подают на верх средней отпарной секции 28. Пары с верха средней отпарной секции 28 по линии 29 возвращают в колонну 13, в низ по линии 30 подают нагретый поток. С низа средней отпарной секции 28 по линии 31 отводят легкое дизельное топливо. Среднее циркуляционное орошение колонны 13 охлаждают в теплообменнике 32 и по линии 33 возвращают в колонну 13. Из колонны 13 по линии 34 выводят боковой погон и подают на верх нижней отпарной секции 35. Пары с верха нижней отпарной секции 35 по линии 36 возвращают в колонну 13, в низ по линии 37 подают нагретый поток. С низа отпарной секции 35 по линии 38 отводят тяжелое дизельное топливо. Нижнее циркуляционное орошение колонны 13 охлаждают в теплообменнике 39 и по линии 40 возвращают в колонну 13. Из колонны 13 по линии 41 отводят нижний боковой погон, охлаждают в теплообменнике 42 и подают на верх вакуумной секции 43. С низа колонны 13 отводят остаток (мазут) и по линии 44 подают в низ вакуумной секции 43. С верха вакуумной секции 43 отводят пар, конденсируют в теплообменнике 45 и по линии 46 подают в емкость 47. С верха емкости 47 по линии 48 отводят пары. С низа емкости 47 отводят жидкость и по линии 49 подают в вакуумную колонну 50. С низа вакуумной секции 43 отводят жидкость, нагревают в печи 51 и по линии 52 вводят в вакуумную колонну 50. С верха вакуумной колонны 50 по линии 53 отводят газы разложения в вакуумсоздающую систему. Из колонны 50 выводят верхний боковой погон, охлаждают в теплообменнике 54. Часть его по линии 55 возвращают на верх колонны 50. Балансовый избыток по линии 56 отводят в качестве дизельной фракции. Пары, отводимые с верха емкости 47 по линии 48, конденсируют в теплообменнике 57 и направляют в емкость 58. С верха емкости 58 по линии 61 отводят газы разложения в вакуумсоздающую систему. Жидкость с низа емкости 58 нагревают в нагревателе 59, печи 51 и по линии 60 подают в низ вакуумной колонны 50. Из колонны 50 по линии 62 отводят легкий вакуумный газойль. Из колонны 50 отводят боковой погон, охлаждают в теплообменнике 63. Часть его по линии 64 возвращают в колонну 50 в качестве нижнего циркуляционного орошения, а балансовый избыток по линии 65 отводят в качестве тяжелого вакуумного газойля. С низа колонны 50 по линии 66 отводят гудрон. В низ колонны 13 по линии 67 подают нагретый поток.
Сравнительные показатели работы схем перегонки нефти по прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить тепловую нагрузку вакуумной печи с 22,437 до 17,037 Гкал/час, то есть на 24,07%, кроме того экономится 14,6 т/час водяного пара и снижается диаметр вакуумной колонны с 8,8 до 7,4 м, что позволяет снизить энергозатраты и расход кислых вод, а также капитальные затраты.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергетические и капитальные затраты и расход кислых вод.
Таблица
Основные показатели работы колонн
Показатели
Вариант 1 (прототип)
Вариант 2 предлагаемый способ)
Расход, т/час
- сырья К-1
1000,38
1000,38
- паров с верха К-1
158,49
158,49
- бензина К-1
53,50
53,50
- острого орошения К-1
104,98
104,98
- остатка К-1 в К-2
946,88
946,88
- паров с верха К-2
356,73
286,06
- бензина К-2
81,55
81,55
- острого орошения К-2
252,51
193,44
- бокового погона К-2 в К-3
108,30
108,30
- паров с верха К-3 в К-2
11,90
14,87
- керосина
97,33
94,36
- бокового погона К-2 в К-4
155,50
155,50
- паров с верха К-4 в К-2
9,18
12,12
- легкого дизельного топлива
146,89
138,96
- бокового погона К-2 в К-5
30,35
25,35
- паров с верха К-5 в К-2
15,60
15,01
- тяжелого дизельного топлива
17,31
12,90
- мазута
603,80
607,48
- 1 ЦО К-2
244,23
244,23
- 2 ЦО К-2
232,60
232,60
- 3 ЦО К-2
63,97
63,97
- нижнего бокового погона К-2
-
11,63
- водяного пара в низ:
К-2
18,60
7,00
К-3
0,93
0,93
К-4
0,58
0,58
К-5
2,56
2,56
- неконденсируемого пара К-6
1,08
1,18
- паров с верха К-6
4,08
1,18
- вакуумных дистиллятов, в т.ч.
242,00
258,33
дизельной фракции
12,00
28,33
легкого вакуумного газойля
20,00
20,00
тяжелого вакуумного газойля
210,00
210,00
- гудрона
360,72
359,05
- верхнего ЦО
200,00
200,00
- нижнего ЦО
350,00
150,00
- испаряющего агента К-6
3,00
27,40
- паров с верха вакуумной секции К-7
-
187,32
- жидкости с низа вакуумной секции К-7
-
431,82
- жидкости на верх вакуумной секции К-7
-
11,63
Продолжение таблицы
1
2
3
Температура, °C
- ввода сырья в К-1
230
230
- ввода острых орошений К-1/К-2
40/50
40/50
- верха К-1
103
103
- низа К-1
224
224
- ввода остатка К-1 в К-2
365
365
- верха К-2
114
119
- низа К-2
353
358
- вывода бокового погона К-2 в К-3
166
169
- верха К-3
164
167
- низа К-3
155
155
- вывода бокового погона К-2 в К-4
248
249
- верха К-4
248
248
- низа К-4
243
242
- вывода бокового погона К-2 в К-5
315
317
- верха К-5
303
301
- низа К-5
281
277
- вывода 1 ЦО К-2
191
193
- ввода 1 ЦО К-2
95
95
- вывода 2 ЦО К-2
288
288
- ввода 2 ЦО К-2
174
174
- вывода 3 ЦО К-2
326
328
- ввода 3 ЦО К-2
219
219
- вывода нижнего бокового погона К-2
-
339
- ввода водяного пара
400
400
- ввода сырья в К-6
380
380
- ввода испаряющего агента К-6
400
380
- верха К-6
64
66
- вывода дизельной фракции
129
136
- вывода легкого вакуумного газойля
262
249
- вывода тяжелого вакуумного газойля
304
282
- низа К-6
371
373
- вывода верхнего ЦО К-6
129
136
- ввода верхнего ЦО К-6
60
60
- вывода нижнего ЦО К-6
304
282
- ввода нижнего ЦО К-6
206
206
- верха вакуумной секции К-7
-
326
- низа вакуумной секции К-7
-
339
- конденсации паров вакуумной секции К-7
-
260/170
(1 ступени/2 ступени)
Давление, ата (мм рт.ст.)
- в емкости орошения К-1
3,50
3,50
- верха К-1
3,70
3,70
Продолжение таблицы
1
2
3
- низа К-1
3,84
3,84
- в емкости орошения К-2
1,20
1,20
- верха К-2
1,60
1,60
- низа К-2
2,07
2,07
- верха К-3
1,89
1,89
- низа К-3
1,94
1,94
- верха К-4
1,99
1,99
- низа К-4
2,04
2,04
- верха К-5
2,07
2,07
- низа К-5
2,13
2,13
- верха К-6
0,066 (50)
0,026 (20)
- в зоне питания К-6
0,086 (65)
0,046 (35)
- низа К-6
0,102 (78)
0,062 (48)
- верха вакуумной секции К-7
-
0,037 (28)
- низа вакуумной секции К-7
-
0,040 (30)
Тепло, Гкал/час
- сырья К-1
130,080
130,080
- отводимое с верха К-1
17,150
17,150
- подводимое с сырьем К-2
217,922
217,922
- отводимое с верха К-2
55,705
39,843
- отводимое 1 ЦО К-2
13,258
13,589
- отводимое 2 ЦО К-2
16,731
16,850
- отводимое 3 ЦО К-2
4,574
4,666
- вводимое с сырьем К-6
142,677
140,212
- подводимое в печи К-6
22,437
17,037
- подводимое с испаряющим агентом К-6
3,157
5,089
- отводимое верхним ЦО К-6
6,932
7,643
- отводимое нижним ЦО К-6
21,911
7,165
- отводимое в теплообменнике конденсации паров
с верха К-7 (1 ступени/2 ступени)
-
15,772/2,993
Доля отгона
- сырья К-1
0,115
0,115
- потока питания К-2
0,363
0,363
- в вакуумной секции К-7
-
0,308
- в зоне питания К-6
0,402
0,220
Диаметр, м
- К-1
4,2
4,2
- К-2
7,4
7,0
- К-3
1,6
1,6
- К-4
1,6
1,6
- К-5
1,6
1,6
- К-6
8,8
7,4
- К-7
-
7,0
Продолжение таблицы
1
2
3
Число теоретических тарелок (двухсливные клапанные, расстояние между тарелками 700 мм или насадка, в К-1, 3, 4, 5 - 500 мм)
10
10
- в К-1
8
8
- в 1 секции К-2
2
2
- во 2 секции К-2 (тарелки ЦО)
5
5
- в 3 секции К-2
2
2
- в 4 секции К-2 (тарелки ЦО)
4
4
- в 5 секции К-2
2
2
- в 6 секции К-2 (тарелки ЦО)
7
7
- в 7 секции К-2
3
3
- в 7 (отгонной) секции К-2
- в К-3
5
5
- в К-4
5
5
- в К-5
5
5
- в 1 секции К-6 (тарелки ЦО)
2
2
- во 2 секции К-6
5
5
- в 3 секции К-6 (тарелки ЦО)
2
2
- в 4 секции К-6
5
5
- в 5 секции К-6 (отгонной)
2
2
- в вакуумной секции К-7
-
3
Линейная/максимально-допустимая линейная скорость паров, м/с (фактор скорости)
- в К-1
0,42-0,47/0,51-0,54
0,42-0,47/0,51-0,54
- в К-2
0,23-0,92/0,90-1,63
0,11-0,82/0,86-1,45
- в К-3
0,29-0,43/0,79-0,87
0,39-0,51/0,77-0,87
- в К-4
0,21-0,31/0,76-0,82
0,22-0,38/0,73-0,81
- в К-5
0,59-0,77/0,93-1,21
0,58-0,76/0,94-1,25
- в К-6
(2,40)
(2,05)
- в К-7
-
(2,45)
Высота подпора слива, мм
- в К-1
21-32
21-32
- в К-2
17-55
13-59
- в К-3
45-48
44-48
- в К-4
59-62
57-60
- в К-5
14-19
11-16
Продолжение таблицы
1
2
3
Содержание фракций, масс. %
- фр. > 120°C в бензине К-1
0,60
0,60
- фр. > 170°C в бензине К-2
0,65
0,87
- фр. < 120°C в керосине
1,23
1,42
- фр. > 240°C в керосине
1,44
1,19
- фр. < 170°C в легком дизельном топливе
1,39
1,62
- фр. > 350°C в легком дизельном топливе
3,83
2,53
- фр. < 300°C в тяжелом дизельном топливе
2,91
3,10
- фр. > 360°C в тяжелом дизельном топливе
12,44
9,95
- фр. < 360°C в мазуте
4,09
6,44
- фр. < 280°C в тяжелой дизельной фракции
4,89
14,96
- фр. > 360°C в тяжелой дизельной фракции
1,70
5,08
- фр. < 340°C в легком вакуумном газойле
4,38
5,05
- фр. > 420°C в легком вакуумном газойле
7,25
8,13
- фр. < 360°C в тяжелом вакуумном газойле
5,45
5,37
- фр. > 490°C в тяжелом вакуумном газойле
9,31
8,77
- фр. < 500°C в гудроне
8,78
8,71