СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ВИСБРЕКИНГ
PROCEDURE FOR PREPARING RAW MATERIAL FOR PROCESS OF VISCOSITY BREAKING

Изобретение относится к отрасли нефтепереработки, в частности касается переработки тяжелого нефтяного сырья и его подготовки для процесса висбрекинг.
Известные способы переработки нефтяных остатков в процессе висбрекинг в качестве предварительной подготовки сырья используют подогрев сырья в нагревательных печах [1. Авт. свид. СССР №342888, 1972] с введением в сырье разбавителей для снижения коксообразования. Висбрекинг с использованием выносной реакционной камеры является более предпочтительным. Однако камера необогреваема и подготовка сырья к реакциям разложения в камере требует нагрева в печи до температуры 450°С, в результате чего в змеевиках печи происходит значительное закоксовывание [2. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1981, №5, с.95-100. 3. Д.Ф.Варфоломеев и др. Висбрекинг нефтяных остатков. Тем. обзор. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1982, с.26-27; 31-33]. Высокая температура нагрева сырья в печи приводит также к увеличению эксплуатационных и энергетических затрат.
Другим недостатком известного способа подготовки сырья для процесса висбрекинг является нестабильное качество остатка вакуумной перегонки мазута - гудрона, что далее нарушает режим висбрекинга и усложняет регулирование технологических параметров для достижения необходимой глубины превращения сырья. Так, на действующих производствах нефтеперерабатывающих предприятий вязкость гудрона, выходящего с установок первичной перегонки нефти, может изменяться в довольно широких пределах - от 60 до 160 с при 80°С.
В связи с этим наиболее предпочтительным способом подготовки сырья для процесса висбрекинг, по-видимому, может быть его подготовка непосредственно на установках первичной перегонки [4. В.М.Капустин и др. Нефтеперераб. пром-ть США и бывшего СССР. - М.: Химия, 1995, с.223-227].
Технической задачей предлагаемого изобретения является стабилизация качества гудрона при подготовке сырья для процесса висбрекинг в условиях вакуумной перегонки мазута и повышение эффективности способа подготовки.
Поставленная задача решается тем, что в способе подготовки гудрона - сырья для процесса висбрекинг, включающем вакуумную перегонку мазута с получением остатка перегонки - гудрона, вывод гудрона из куба вакуумной колонны и нагрев гудрона в печи перед подачей в реакционную камеру процесса висбрекинг, гудрон выдерживают в кубе вакуумной колонны в течение 3-30 минут при температуре более 375-400°С и в куб вакуумной колонны подают активатор, в качестве которого используют инертные и/или углеводородные газы, или любые дистиллятные фракции, или мазут, нагретые до температуры 380-405°С.
Отличительным признаком предлагаемого способа подготовки сырья является выдержка гудрона в кубе вакуумной колонны в течение 3-30 мин, которую осуществляют при температуре более 375-400°С.
Другое отличие заключается в том, что в куб колонны подают активатор, в качестве которого используют инертные и/или углеводородные газы, или любые дистиллятные фракции, или мазут, нагретые до температуры 380-405°С.
Совокупность представленных отличительных признаков позволяет значительно повысить эффективность способа подготовки гудрона - сырья для процесса висбрекинг. Это заключается в том, что при подъеме температуры гудрона в кубе колонны на 10-50°С и последующей подачи его в печь нагрева происходит дополнительное введение тепла с сырьем, что позволяет снизить температуру стенок печных змеевиков за счет снижения нагрева топлива в печи. При этом снижается не только коксование через стенку змеевика, но и уменьшаются энергетические затраты за счет экономии топлива и эксплуатационные затраты на очистку змеевиков печи от коксовых отложений. Кроме того, введение активатора в куб вакуумной колонны увеличивает массо- и теплообмен, что также способствует вышеназванным положительным процессам уже на стадии подготовки сырья.
Значительным преимуществом предлагаемого технического приема является то, что при выдержке гудрона в предложенных условиях происходит начало разложения наиболее тяжелых смолистых углеводородных соединений, присутствующих в гудроне, вследствие чего начинает снижаться вязкость гудрона. Регулируя температуру и время выдержки в кубе колонны, можно таким образом стабилизировать качество гудрона, поступающего далее на висбрекинг, за счет снижения пределов колебаний вязкости.
Способ осуществляют следующим образом. Сырье - остаток атмосферной перегонки нефти - мазут с температурой 380-400°С подают в зону питания вакуумной колонны пилотной установки висбрекинга, в которой поддерживают следующий режим: температура верха колонны 180-200°С, питание 380-400°С, куб колонны 375-400°С, давление на верху колонны 30 мм рт.ст., расход мазута 0,1-1,0 л/ч. С верха колонны смесь газов разложения, активатора, водяных паров поступает в вакуумсоздающую аппаратуру, из которой после разделения смеси на конденсат и газы последние отбираются вакуумным насосом, а конденсат (легкие дистилляты) выводят с установки. Из куба выводят гудрон, выдерженный при заданных температурах (375-400°С) и времени (3-30 мин) после установления стационарного режима работы колонны. Сумма жидких дистиллятных (газойлевых) фракций, выкипающих ниже 350-380°С, сливают из колонны после ее останова и охлаждения.
3
0
Технические данные по конкретным примерам приведены в таблице. В качестве сырья для вакуумной перегонки использовали прямогонный мазут с плотностью 0,942 г/см, условной вязкостью при 80°С 6,2 градусов условных (ВУ), коксуемостью 4,8% мас.
Из данных по примерам, приведенным в таблице, видно, что предлагаемый способ подготовки гудрона - сырья для процесса висбрекинг - позволяет стабилизировать качество гудрона, а именно снизить пределы колебаний вязкости гудрона в 1,8-3,0 раза за счет регулирования режима выдержки гудрона в кубе вакуумной колонны в течение 3-30 минут в пределах 375-400°С и при активировании вакуумной разгонки мазута с помощью дополнительного введения активаторов. Также, подача в нагревательную печь подготовленного гудрона - сырья для процесса висбрекинг - при температуре более 375-400°С позволяет увеличить теплосодержание гудрона на 4-14%, что снижает энергетические и эксплуатационные затраты, повышая эффективность способа подготовки.
Таблица
Наименование
Номер примера
1
2
3
4
5*
1. Параметры вакуумной перегонки:
- расход сырья, л/ч
0,1
0,5
1,0
0,5
0,5
- температура сырья, °С
380
390
400
380
360
- давление наверху колонны, мм рт.ст.
30
30
45
30
60
- температура в кубе, °С
375
380
400
380
350
- время выдержки гудрона в кубе, мин
30
20
3
10
10**
2. Активатор (%)
азот (8)
углевод. газы висбрекинга (3)
бензин (5)
мазут (10)
-
3. Выход гудрона на исходный мазут, %
49,4
49,2
45,8
50,8
50,0
4. Вязкость условная гудрона при 80°С, с:
- пределы колебаний
69-115
78-118
94-128
91-115
60-160
- среднее значение
92
98
111
103
110
- разброс значений вязкости
±46
±40
±34
±12
±100
5. Относительное отклонение от среднего значения, % отн.
50,0
40,8
30,6
11,7
91,0
6. Увеличение теплосодержания термообработанного гудрона, % отн.
3,9
8,6
14,3
8,6
-
* Пример 5 проводят на пилотной установке по фактическим данным промышленной установки АВТ.
** Время пребывания остатка вакуумной перегонки мазута в кубе колонны в известных условиях.