УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ
DEVICE FOR VACUUM FRACTIONATION

Изобретение относится к устройствам для вакуумного фракционирования и может быть использовано в нефтепереработке для перегонки мазута с получением вакуумного газойля и гудрона.
Известны установки, в которых вакуум создается за счет эжекторов, струйных или вакуумных насосов.
Так, известна установка для вакуумной перегонки [RU 2095116, опубл. 10.11.1997 г., МПК B01D 3/10, C10G 7/06], включающая вакуумную колонну с контуром циркуляционного орошения, двумя сепараторами, тремя струйными вакуумными насосами (эжекторами) и насосом для рабочей жидкости.
Известна также вакуумная установка [RU 2637691, опубл. 06.12.2017 г., МПК B01D 3/10, C10G 7/06], включающая сепарационное устройство с вакуумным насосом, редуцирующее устройство, блок вакуумного фракционирования, оснащенный линией вывода гудрона и линией вывода паров, на которой расположены холодильник с сепаратором и линией вывода вакуумного газойля, а также вакуумный насос.
Основным недостатком известных установок является сложность и высокие энергозатраты на сжатие газов струйными или механическими вакуумными насосами.
Наиболее близкими по технической сущности являются установки, в которых вакуум создается за счет контакта паров, получаемых в одном устройстве, например, вакуумной колонне, с холодным абсорбентом, который осуществляется в отдельном контактном устройстве при давлении, равном парциальному давлению поглощаемых паров над поверхностью абсорбента.
Так, известна установка, используемая в способе перегонки мазута [SU 1555342, опубл. 07.04.1990 г., МПК C10G 7/00], которая включает вакуумную колонну (испаритель), соединенную трансферным трубопроводом подачи паров с конденсатором смешения, соединенным с нижней боковой отпарной секцией колонны линией подачи охлаждаемой тяжелой вакуумной дистиллятной фракции в качестве абсорбента. Установка оснащена также линиями подачи нагретого мазута, вывода абсорбата и вакуумного газойля. При работе установки в конденсаторе смешения устанавливается давление, равное парциальному давлению поглощаемых паров над поверхностью абсорбента, которое существенно ниже атмосферного. А в зоне испарения нагретого мазута, в нижней части вакуумной колонны, устанавливается давление, равное давлению в конденсаторе смешения плюс сумма гидравлических сопротивлений трансферного трубопровода и контактных устройств вакуумной колонны.
Недостатком данной установки является относительно высокое давление в зоне испарения нагретого мазута из-за большого гидравлического сопротивления трансферного трубопровода и контактных устройств колонны, что приводит к снижению глубины отбора вакуумного газойля.
Задача изобретения - увеличение глубины отбора вакуумного газойля.
Техническим результатом является увеличение глубины отбора вакуумного газойля путем снижения давления в зоне испарения нагретого мазута за счет исключения гидравлического сопротивления трансферного трубопровода и контактных устройств, достигаемое размещением испарителя, конденсатора смешения и струйного насоса в одном корпусе одного над другим.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, оснащенном линиями ввода нагретого мазута и вывода гудрона, включающем испаритель и конденсатор смешения с линиями ввода абсорбента и вывода абсорбата, особенностью является то, что устройство выполнено в одном корпусе, в нижней части которого расположен испаритель, выше испарителя установлен конденсатор смешения, выше которого размещен струйный компрессор, оснащенный линией ввода/вывода рабочего тела.
Все элементы устройства известны из уровня техники. Так, в качестве испарителя может быть использовано, например, сепарационное устройство емкостного или центробежного типа, которое может быть дополнительно оборудован каплеотбойником. В качестве конденсатора смешения могут быть использованы устройства насадочного типа или устройства с открытой струей жидкости или устройства центробежного типа. В качестве абсорбента предпочтительно использовать углеводородную фракцию с низкой летучестью, например, вакуумный газойль. В качестве рабочего тела может быть использована углеводородная или не углеводородная жидкость (например, дизельное топливо или вода), либо пар, например, водяной. Вакуумный газойль при использовании предлагаемого устройства отбирается одним потоком в виде абсорбата, что целесообразно при использовании безмасляных схем переработки нефти с переработкой вакуумного газойля по процессам гидрокрекинга или каталитического крекинга.
Размещение испарителя, конденсатора смешения и струйного насоса в одном корпусе одного над другим приводит к снижению давления в зоне испарения мазута и увеличению отбора вакуумного газойля вследствие: во-первых, исключения трансферного трубопровода и контактных устройств, что минимизирует гидравлическое сопротивление при движении паров от испарителя к конденсатору смешения, которое осуществляется с низкой линейной скоростью внутри корпуса большого диаметра; во-вторых, вследствие удаления из устройства струйным насосом (эжектором) остаточных паров, не абсорбировавшихся в конденсаторе смешения, имеющих малую плотность (например, газов разложения), которые поступают к эжектору из конденсатора смешения, что предотвращает их накопление и повышение давления в зоне испарения мазута. Количество остаточных паров мало, поэтому энергозатраты на их эжекцию невелики.
Предлагаемое устройство включает размещенные в корпусе 1 испаритель 2, конденсатор смешения 3 и струйный насос 4, а также редуцирующее устройство 5.
При работе устройства испаряющуюся жидкость, например, нагретый мазут, по линии 6, через редуцирующее устройство 5, например, дроссельный вентиль, подают в испаритель 2, расположенный в нижней части корпуса 1, в котором поддерживается пониженное остаточное давление. Неиспарившийся остаток, например, гудрон, выводят с низа корпуса 1 по линии 7, а пары вакуумного газойля поступают в конденсатор смешения совместно с охлажденным углеводородным абсорбентом, подаваемым по линии 8, где поглощаются последним. Из конденсатора смешения 3 по линии 9 выводят абсорбат, а остаточные непоглощенные пары поступают в верхнюю часть корпуса 1, из которой отсасываются струйным насосом 4 за счет подачи по линии 10 рабочего тела, выводимого затем по линии 11.
Работоспособность устройства подтверждается примером. 98,3 т/час прямогонного мазута с температурой 395°С подают в устройство для вакуумного фракционирования, в низу которого поддерживается остаточное давление 1,5 кПа за счет абсорбции в конденсаторе смешения основной части паров вакуумного газойля и удаления струйным насосом остаточных газов разложения. В качестве абсорбента подают 150 т/час охлажденной до 60°С фракции вакуумного газойля нк-540°С, а в качестве рабочего тела - дизельную фракцию 165-340°С. С низа устройства выводят 27,8 т/час гудрона, а из контактного устройства - 220,45 т/час вакуумного газойля. Выход вакуумного газойля составил 70,45 т/час.
В условиях прототипа давление в контактном устройстве составило 0,765 кПа, а в зоне испарения мазута - 8-9 кПа (оценка), при этом получено 29,4 т/час гудрона. Суммарный выход фракций дизельного топлива и вакуумного газойля за вычетом испаряющего агента составил 68,85 т/час.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить глубину отбора вакуумного газойля и может быть использовано в промышленности.