СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ
OIL REFINING METHOD

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 емкости орошения с получением газа и легкой бензиновой фракции и выделением 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 (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.148, рис.III - 1а).
Недостатком данного способа является низкая производительность по сырью.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки 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, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями с подачей в низ секций и сложной атмосферной колонны нагретых потоков, и использованием острого и циркуляционных орошений, отбор с верха сложной колонны тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны мазута, стабилизацию бензиновых фракций с получением газа и стабильного бензина (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.157, рис.III - 6а).
Недостатком известного способа являются высокие энергетические и капитальные затраты, в связи с необходимостью ввода большого количества горячей струи и стабилизацией бензина в колонне высокого давления.
Задачей настоящего изобретения является снижение энергетических и капитальных затрат.
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, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями с подачей в низ секций и сложной атмосферной колонны нагретых потоков и использованием острого и циркуляционных орошений, отбор с верха сложной атмосферной колонны тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной атмосферной колонны мазута, стабилизацию бензиновых фракций с получением газа и стабильного бензина, согласно изобретению нагретое сырье вводят в виде верхнего и нижнего потоков в колонну частичного отбензинивания, при этом нижний поток представляет собой более половины сырья, который нагревают в печи и подают в куб колонны, балансовый избыток тяжелой бензиновой фракции возвращают в колонну частичного отбензинивания, стабилизацию бензиновых фракций осуществляют выводом из зоны возврата тяжелой бензиновой фракции из колонны частичного отбензинивания бокового погона в отпарную секцию, в низ которой подводят тепло, с возвратом паров из отпарной секции в колонну частичного отбензинивания и выводом стабильного бензина, балансовый избыток бензиновой фракции с верха колонны частичного отбензинивания полностью возвращают на верх отпарной секции этой колонны вместе с боковым погоном, жирный газ с верха емкости орошения колонны частичного отбензинивания подают в низ абсорбера, на верх которого подают охлажденную жидкость, отбираемую ниже отбора бокового погона в отпарную секцию тяжелой дизельной фракции, с верха абсорбера выводят газ, жидкость с низа абсорбера возвращают в колонну частичного отбензинивания ниже вывода бокового погона в отпарную секцию, ниже ввода этой жидкости с низа абсорбера в колонну частичного отбензинивания отбирают боковой погон и возвращают в сложную атмосферную колонну ниже отбора бокового погона в отпарную секцию тяжелой дизельной фракции.
За счет использования в качестве подогретого потока, подаваемого в куб колонны частичного отбензинивания нефти, вместо горячей струи, которая имеет низкую долю отгона на входе в колонну, более половины потока нефти, подогреваемого в печи, удается существенно поднять паровые и жидкостные нагрузки в колонне и в связи с этим осуществить стабилизацию бензиновых фракций обеих колонн выводом из зоны возврата тяжелой бензиновой фракции из сложной атмосферной колонны в колонну частичного отбензинивания бокового погона в отпарную секцию вместе с бензиновой фракцией колонны частичного отбензинивания. Кроме того, это позволяет вывести из колонны частичного отбензинивания боковой погон и подать в сложную атмосферную колонну. Все это позволяет разгрузить как колонну частичного отбензинивания, так и сложную атмосферную колонну. В дополнение к этому подача жирного газа с верха емкости орошения колонны частичного отбензинивания в низ абсорбера с подачей на верх последнего охлажденной жидкости, отбираемой из сложной атмосферной колонны ниже отбора бокового погона в отпарную секцию тяжелой дизельной фракции, с выводом с верха абсорбера газа и возвратом жидкости с низа абсорбера в колонну частичного отбензинивания ниже вывода погона в отпарную секцию позволяет исключить стабилизацию бензиновых фракций обеих колонн в отдельной колонне стабилизации при высоком давлении. Все это приводит к снижению энергетических и капитальных затрат.
На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.
Верхний поток нефти нагревают в теплообменнике 1 и по линии 2 вводят в колонну частичного отбензинивания нефти 3. Нижний поток нефти нагревают в теплообменнике 4, в печи 5 и по линии 6 вводят в низ колонны частичного отбензинивания нефти 3. Пары с верха колонны частичного отбензинивания нефти 3 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 7, а затем по линии 8 вводят в емкость орошения 9. С верха емкости орошения 9 по линии 10 выводят жирный газ и подают в низ абсорбера 11, на верх которого подают по линии 12 охлажденную в теплообменнике 4 и холодильнике 13 жидкость, отбираемую по линии 14 из сложной атмосферной колонны 15. С верха абсорбера 11 по линии 16 отводят газ. Жидкость с низа абсорбера 11 по линии 17 возвращают в колонну частичного отбензинивания нефти 3. С низа емкости орошения 9 по линии 18 выводят бензиновую фракцию и подают по линии 19 на верх колонны частичного отбензинивания нефти 3 в качестве острого орошения и по линии 20 балансовый избыток ее на верх отпарной секции 21. Из колонны частичного отбензинивания нефти 3 по линии 22 выводят боковой погон и по линии 23 вместе с бензиновой фракцией подают на верх отпарной секции 21. Пары с верха отпарной секции 21 по линии 24 возвращают в колонну частичного отбензинивания нефти 3. Жидкость с низа отпарной секции 21 по линии 25 подают в кипятильник 26. Пары с верха кипятильника 26 по линии 27 возвращают в низ отпарной секции 21. С низа кипятильника 26 по линии 28 выводят стабильный бензин. Из колонны частичного отбензинивания нефти 3 по линии 29 выводят боковой погон и подают в сложную атмосферную колонну 15. Остаток колонны частичного отбензинивания нефти 3 направляют в печь 30 и по линии 31 вводят в сложную атмосферную колонну 15.
Пары с верха сложной атмосферной колонны 15 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 32, а затем по линии 33 вводят в емкость орошения 34. С верха емкости орошения 34 по линии 35 выводят газ. С низа емкости орошения 34 по линии 36 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 37 возвращают на верх колонны 15, балансовый избыток тяжелой бензиновой фракции по линии 38 подают в колонну частичного отбензинивания нефти 3. Верхний боковой погон сложной атмосферной колонны 15 по линии 39 подают на верх верхней отпарной секции 40. Нижний боковой погон колонны 15 по линии 41 подают на верх нижней отпарной секции 42. С низа верхней 40 и нижней 42 отпарных секций выводят соответственно по линиям 43 и 44 фракции 150-310°С и 270-360°С. Пары с верха отпарных секций 40 и 42 соответственно по линиям 45 и 46 возвращают в сложную атмосферную колонну 15. Из сложной атмосферной колонны 15 соответственно по линиям 47 и 48 выводят верхнее и нижнее циркуляционные орошения, охлаждают соответственно в теплообменниках 49 и 50 и соответственно по линиям 51 и 52 вводят обратно в колонну 15. С низа сложной атмосферной колонны 15 отводится мазут по линии 53, который частично отдает тепло сырьевому потоку колонны частичного отбензинивания нефти 3 в теплообменнике 1, охлаждается в холодильнике 54 и выводится с установки. В низ сложной атмосферной колонны 15 и отпарных секций 40 и 42 соответственно по линиям 55, 56 и 57 подают нагретые потоки водяного пара. Из емкостей орошения 9 и 34 соответственно по линиям 58 и 59 отводят воду.
Сравнительные показатели работы схем переработки нефти по прототипу и предлагаемому способу приведены в прилагаемых таблицах.
Как видно из таблицы 1, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволят снизить энергетические затраты. Суммарный подвод тепла в печах снижается с 38,108 до 35,019 Гкал/час, то есть на 8,1%, суммарный отвод тепла в конденсаторах и холодильниках абсорбента с 31,975 до 27,147 Гкал/час, то есть на 15,1%. Также снижаются капитальные затраты. Диаметр колонны 3 снижается с 3,6 до 3,0 м.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергетические и капитальные затраты.
Таблица 1
Основные показатели работы колонн
Показатели
Вариант 1 (прототип)
Вариант 2 (предлагаемый способ)
Расход, т/час
- сырья колонны 3, в том числе
242,81
242,81
- верхнего потока
-
120,00
- нижнего потока
-
122,81
- газа
3,00
3,00
- фр. нк - 160°С
52,48
52,48
- фр. 150-310°С
63,50
63,50
- фр. 270-360°С
25,11
25,11
- мазута
98,72
98,72
- паров с верха колонны 3
126,59
101,91
- острого орошения 3
86,59
65,37
- дистиллята на верх отпарной секции 21
-
30,00
- бокового погона на верх отпарной секции 21
-
42,77
- паров с верха отпарной секции 21
-
20,29
- жидкости с низа отпарной секции 21
-
76,74
- паров в низ отпарной секции 21
-
24,26
- бокового погона колонны 3 в колонну 15
-
5,00
- бензина колонны 3
40,00
-
- бензина колонны 15
15,48
25,00
- горячей струи колонны 3
242,81
-
- сырья колонны 15
202,81
222,33
- паров с верха колонны 15
89,66
82,15
- острого орошения колонны 15
66,81
49,78
- паров в низ абсорбера 11
-
6,54
- орошения на верх абсорбера 11 (абсорбента)
-
15,00
- жидкости с низа абсорбера 11
-
18,54
- бокового погона в среднюю отпарную секцию 40
81,19
79,60
- паров с верха отпарной секции 40
19,70
18,11
- бокового погона в нижнюю отпарную секцию 42
34,64
33,44
- паров с верха отпарной секции 42
10,87
9,67
- верхнего циркуляционного орошения (ЦО) колонны 15
103,18
103,18
- нижнего ЦО колонны 15
50,69
90,00
- водяного пара в низ колонны 15
4,02
4,02
- водяного пара в низ отпарной секции 40
2,01
2,01
- водяного пара в низ отпарной секции 42
1,34
1,34
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Температура, °С
- ввода сырья в колонне 3, в том числе
200
-
- верхнего потока
-
200
- нижнего потока
-
365
- ввода острых орошений колонн 3 и 15
55
65
- верха колонны 3
147
103
- вывода бокового погона в отпарной секции 21
-
154
- верха отпарной секции 21
-
109
- низа отпарной секции 21
-
136
- в кипятильнике отпарной секции 21
-
146
- дистиллята на верх отпарной секции 21
-
65
- вывода бокового погона из колонны 3 в колонну 15
-
190
- низа колонны 3
273
268
- ввода горячей струи в колонну 3
365
-
- ввода сырья в колонну 15
365
365
- верха колонны 15
134
133
- вывода верхнего ЦО колонны 15
185
182
- ввода верхнего ЦО колонны 15
90
90
- вывода бокового погона колонны 15 в отпарную секцию 40
185
182
- ввода водяного пара в отпарную секцию 40
350
350
- верха отпарной секции 40
181
178
- низа отпарной секции 40
161
160
- вывода нижнего ЦО колонны 15
309
298
- ввода нижнего ЦО колонны 15
120
120
- вывода бокового погона в отпарную секцию 42
309
298
- верха отпарной секции 42
303
292
- низа отпарной секции 42
285
277
- вывода орошения на верх абсорбера 11
-
326
- ввода абсорбента 12
-
40
- верха абсорбера 11
-
62
- низа абсорбера 11
-
76
Давление, ата
- в емкости орошения колонны 3
3,76
3,89
- верха колонны 3
4,26
4,39
- низа колонны 3
4,37
4,53
- в емкости орошения колонны 15
1,50
1,50
- верха колонны 15
2,00
2,00
- низа колонны 15
2,35
2,35
Продолжение таблицы 1
1
2
3
- верха отпарной секции 21
-
4,66
- низа отпарной секции 21
-
4,75
- верха отпарной секции 40
2,47
2,47
- низа отпарной секции 40
2,57
2,57
- верха отпарной секции 42
2,55
2,55
- низа отпарной секции 42
2,65
2,65
- верха абсорбера 11
-
3,12
- низа абсорбера 11
-
3,20
Доля отгона
- сырья колонны 3, в том числе
0,0773
-
- верхнего потока
-
0,0628
- нижнего потока
-
0,5542
- горячей струи
0,3524
-
- сырья колонны 15
0,5259
0,5453
Тепло, Гкал/час
- вводимое с сырьем
26,206
42,669
- с верхним потоком
-
12,846
- с нижним потоком, в том числе
-
29,823
- нагрузка печи для его нагрева
-
14,146
- отводимое с верха колонны 3
15,218
8,814
- вводимое с горячей струей
19,890
-
- подводимое в кипятильнике отпарной секции 21
-
2,155
- отводимое с верха колонны 15
15,960
14,703
- отводимое верхним ЦО колонны 15
5,526
5,308
- отводимое нижним ЦО колонны 15
5,885
9,759
- отводимое абсорбентом
-
2,504
- подводимое в печи для нагрева сырья колонны 15
18,218
20,873
- суммарная нагрузка печей
38,108
35,019
- подводимое с водяным паром в низ колонны 15
4,121
4,121
- подводимое с водяным паром в низ отпарной секции 40
2,061
2,061
- подводимое с водяным паром в низ отпарной секции 42
1,374
1,374
- суммарная нагрузка конденсаторов и холодильников абсорбента
31,975
27,147
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Число теоретических тарелок (двухсливные клапанные)
- в 1 секции колонны 3
4
4
- во 2 секции колонны 3
1
1
- в 3 секции колонны 3
-
3
- в 4 секции колонны 3
-
2
- в 5 секции колонны 3
-
3
- в 6 секции колонны 3
-
1
- в 1 секции колонны 15
2
2
- во 2 секции колонны 15
2
2
- в 3 секции колонны 15
1
1
- в 4 секции колонны 15
2
2
- в 5 секции колонны 15
3
1
- в 6 секции колонны 15
2
2
- в 7 секции колонны 15
-
2
- в отпарной секции 21
-
7
- в отпарной секции 40
7
7
- в отпарной секции 42
7
7
- в абсорбере 11
-
5
- общее число тарелок
52
52
Диаметр, м
- колонны 3
3,6
3,0
- колонны 15
4,4
4,4
- отпарной секции 21
-
1,6
- отпарной секции 40
1,6
1,6
- отпарной секции 42
1,2
1,2
- абсорбера 11
-
0,8
Расстояние между тарелками, мм
500
500
Линейная/максимально-допустимая линейная скорость паров, м/с
- в колонне 3
0,33-0,46/0,46-0,48
0,35-0,47/0,45-0,49
- в колонне 15
0,14-0,66/0,64-1,09
0,14-0,63/0,65-1,07
- в отпарной секции 21
-
0,24-0,32/0,46-0,50
- в отпарной секции 40
0,37-0,62/0,74-0,91
0,37-0,59/0,75-0,91
- в отпарной секции 42
0,47-0,67/0,77-0,99
0,45-0,64/0,80-1,03
- в абсорбере 11
-
0,40-0,60/0,70-0,82
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Высота подпора слива, мм
- в колонне 3
32-59
26-45
- в колонне 15
11-43
5-39
- в отпарной секции 21
-
38-41
- в отпарной секции 40
33-39
33-38
- в отпарной секции 42
22-26
22-26
- в абсорбере 11
-
20-22
Содержание фракций, % масс.
- изо-C<sub>5</sub> - КК в газе
3,34
3,50
- НК - С<sub>4</sub> во фр. НК - 160°С
0,50
0,49
- 160°С - КК во фр. НК - 160°С
5,37
5,17
- НК-150°С во фр. 150-310°С
4,09
3,99
- 310°С - КК во фр. 150-310°С
4,80
5,70
- НК - 270°С во фр. 270-360°С
1,25
2,20
- 360°С - КК во фр. 270-360°С
12,02
12,69
- НК - 350°С в мазуте
10,79
10,93
Таблица 3
Основные свойства продуктов разделения колонн
Показатели
По варианту 1 (прототип)
По варианту 2 (предлагаемый способ)
фр. НК-160°С
фр. 150-310°C
фр. 270-360°C
мазут
фр. НК-160°С
фр. 150-310°C
фр. 270-360°C
мазут
Температура выкипания по ГОСТ, % об.
НК
52
162
280
300
52
162
277
301
2% выкипает при
65
166
290
323
65
167
287
323
5% выкипает при
73
173
295
337
73
173
292
337
10% выкипает при
81
178
302
350
81
178
300
349
30% выкипает при
98
193
312
383
98
193
311
383
50% выкипает при
111
210
320
426
111
210
320
426
70% выкипает при
124
242
329
484
124
242
329
484
90% выкипает при
144
281
345
591
143
281
345
591
95% выкипает при
154
294
356
616
154
295
357
616
98% выкипает при
162
310
365
629
161
311
366
629
КК
168
316
373
636
167
317
375
636
Температура вспышки в закрытом тигле, °С
-
55
125
142
-
56
124
142
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
724,8
816,4
871,5
936,1
724,8
816,6
870,5
936,1