Установка для переработки стабильного газового конденсата и входящая в ее состав установка для получения высокооктанового бензина
APPARATUS FOR PROCESSING STABILISED GAS CONDENSATE AND APPARATUS INCLUDED IN ITS DESIGN FOR OBTAINING HIGH-OCTANE GASOLINE

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано при производстве высокооктановых бензинов, дизельного и судового топлива.
Учитывая, что дальнейший рост добычи газа, газового конденсата и нефти будет происходить главным образом за счет ввода в эксплуатацию новых месторождений, расположенных на территории Ямала, а также в Восточной Сибири, где практически повсеместно отсутствует какая-либо инфраструктура, задача создания малотоннажных высокоэффективных установок каталитического риформинга в непосредственной близости к местам добычи углеводородного сырья является весьма актуальной.
На сегодняшний день эксплуатируются несколько малотоннажных установок каталитического риформинга импортного производства, существенным недостатком которых является высокая стоимость капитальных затрат. Данные установки являются уменьшенной копией традиционных установок каталитического риформинга бензиновых фракций большой производительности с соответствующим полным набором технологического оборудования: 3 технологические печи нагрева продуктов, 3 реактора риформинга и реактор гидроочистки, отпарная и стабилизационные колонны, большое количество теплообменников и сепараторов. Также следует отметить, что данные технологии производства высокооктановых компонентов бензиновых фракций не оптимизированы с точки зрения технологического его использования на малотоннажных установках с производительностью по сырью до 100 тыс.т/год.
Известна установка для получения высокооктановых компонентов бензина, содержащая линию подачи сырья, соединенную с входом блока очистки (колонны стабилизации и ректификации), соединенный с ее выходом через аппарат нагрева сырья (печь) блок каталитического риформинга, выход которого соединен с входом сепаратора, выход водородсодержащего газа которого соединен с линией подачи газосырьевой смеси, колонну стабилизации, вход которой соединен с выходом жидкого продукта сепаратора, выход кубового продукта которой является выходом товарного продукта, а выход дистиллята - выходом сжиженных углеводородных газов, при этом блок каталитического риформинга включает три реактора (XuMuK.ru. Химическая энциклопедия. Каталитический риформинг. Рис. 2, 3. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1922.html).
Наиболее близкой к предложенной является установка для получения высокооктановых компонентов бензина, содержащая линию подачи сырья с установки первичной перегонки нефти, аппарат нагрева сырья, соединенный с входом блока очистки, соединенный с его выходом блок каталитического риформинга, выход которого соединен с входом сепаратора, выход водородсодержащего газа которого соединен с линией подачи газосырьевой смеси, колонну стабилизации, вход которой соединен с выходом жидкого продукта сепаратора, выход кубового продукта которой является выходом товарного продукта, а выход дистиллята - выходом сжиженных углеводородных газов, при этом блок каталитического риформинга представляет собой трубчатый реактор одноступенчатого риформинга (RU 115780 U, опуб. 10.05.2012).
Недостатком установки является невозможность ее использования в качестве крупнотоннажной установки, требующей резкого увеличения размера единичного оборудования, и его металлоемкость.
Предложенное изобретение решает техническую проблему, заключающуюся в создании установки для средней тоннажной переработки стабильного газового конденсата с получением высокооктанового бензина с минимальным количеством оборудования.
Технический результат изобретения в части установки для переработки стабильного газового конденсата заключается в обеспечении в одной установке процессов первичной ректификации, изомеризации и риформинга с получением высокооктанового бензина, дизельного и судового топлива при одновременном использовании некоторых единиц оборудования в процессах изомеризации и риформинга.
Технический результат достигается установкой для переработки стабильного газового конденсата (СГК), которая содержит блок ректификации СГК и блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций, блок ректификации СГК включает четыре колонны, линия подачи сырья соединена с первой колонной, верхний выход которой для легкой бензиновой фракции соединен с входом второй колонны, а нижний выход для остаточной фракции соединен с входом третьей колонны, верхний выход второй колонны предназначен для вывода бутан-изопентановой фракции, а нижний выход предназначен для вывода бензиновых фракций - сырья изомеризации, нижний выход третьей колонны соединен с входом четвертой колонны, нижний выход которой предназначен для вывода мазута, боковой выход - для вывода дизельной фракции, а верхние выходы третьей и четвертой колонн предназначены для вывода тяжелых бензиновых фракций - сырья каталитического риформинга; блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций включает первую емкость-наполнитель, соединенную с верхними выходами третьей и четвертой колонн, и вторую емкость-наполнитель, соединенную с нижним выходом второй колонны, первая емкость-наполнитель через по меньшей мере один первый теплообменник соединена с трубчатым реактором каталитического риформинга, выход которого для газопродуктовой смеси риформинга через по меньшей мере один первый теплообменник и первый аппарат воздушного охлаждения соединен с сепаратором водородсодержащего газа (ВСГ), выход которого для жидкой фазы соединен с входом стабилизационной колонны, вторая емкость-наполнитель через по меньшей мере один второй теплообменник и нагреватель соединена с реактором каталитической изомеризации, выход которого для газопродуктовой смеси изомеризации через по меньшей мере один второй теплообменник и второй аппарат воздушного охлаждения соединен с сепаратором ВСГ, выход которого для ВСГ через абсорбер соединен с линиями подачи сырья из первой и второй емкостей-накопителей в первый и второй теплообменники, верхний выход стабилизационной колонны предназначен для вывода сухого и сжиженного газа, а нижний выход - для вывода бензина.
Кроме того, целесообразно, чтобы выход из межтрубного пространства трубчатого реактора каталитического риформинга для дымовых газов был соединен с нагревателем сырья изомеризации.
Кроме того, боковой выход четвертой колонны для вывода дизельной фракции соединен с абсорбером очистки от серы.
Технический результат изобретения в части установки для получения высокооктанового бензина заключается в обеспечении в одной установке процессов изомеризации легкой бензиновой фракции и риформинга тяжелой бензиновой фракции с получением высокооктанового бензина при одновременном использовании некоторых единиц оборудования в обоих процессах.
Технический результат достигается установкой для получения высокооктанового бензина, содержащей первую емкость-наполнитель, соединенную с линией подачи тяжелой бензиновой фракции - сырья каталитического риформинга, и вторую емкость-наполнитель, соединенную с линией подачи бензиновой фракции - сырья изомеризации, первая емкость-наполнитель через по меньшей мере один первый теплообменник соединена с трубчатым реактором каталитического риформинга, выход которого для газопродуктовой смеси риформинга через по меньшей мере один первый теплообменник и первый аппарат воздушного охлаждения соединен с сепаратором водородсодержащего газа (ВСГ), выход которого для жидкой фазы соединен с входом стабилизационной колонны, вторая емкость-наполнитель через по меньшей мере один второй теплообменник и нагреватель соединена с реактором каталитической изомеризации, выход которого для газопродуктовой смеси изомеризации через по меньшей мере один второй теплообменник и второй аппарат воздушного охлаждения соединен с сепаратором ВСГ, выход которого для ВСГ через абсорбер соединен с линиями подачи сырья из первой и второй емкостей-накопителей в первый и второй теплообменники, верхний выход стабилизационной колонны предназначен для вывода сухого и сжиженного газа, а нижний выход - для вывода бензина.
Кроме того, целесообразно, чтобы выход из межтрубного пространства трубчатого реактора каталитического риформинга для дымовых газов был соединен с нагревателем сырья изомеризации.
Применение в предложенной установке секции изомеризации параллельно с секцией риформинга позволяет использовать для получения высокооктановых бензинов одновременно из сырья изомеризации (легкой бензиновой фракции) и сырья риформинга (тяжелой бензиновой фракции) с использованием в цикле изомеризации части оборудования из секции риформинга (сепаратор ВСГ, абсорберы для ВСГ) тепло дымовых газов из трубчатого реактора.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана схема блока ректификации.
На фиг. 2 показана схема блока изомеризации и риформинга - установки для получения высокооктанового бензина.
Установка для переработки стабильного газового конденсата (СГК) содержит блок ректификации СГК и блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций.
Блок ректификации СГК (фиг. 1) включает четыре ректификационные колонны 1, 2, 3 и 4. Линия подачи сырья соединена с первой колонной 1, верхний выход которой для легкой бензиновой фракции соединен с входом второй колонны 2, а нижний выход для остаточной фракции соединен с входом третьей колонны 3. Верхний выход второй колонны 2 предназначен для вывода бутан-изопентановой фракции, а нижний выход предназначен для вывода легкой бензиновой фракции - сырья изомеризации. Нижний выход третьей колонны 3 соединен с входом четвертой колонны 4, нижний выход которой предназначен для вывода мазута, боковой выход - для вывода дизельной фракции, а верхние выходы третьей и четвертой колонн 3 и 4 предназначены для вывода тяжелой бензиновой фракции - сырья каталитического риформинга. Боковой выход четвертой колонны 4 для вывода дизельной фракции соединен с абсорбером 5 очистки от серы.
Блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций (предложенная установка получения высокооктанового бензина) включает первую емкость-наполнитель 6, соединенную с нижним выходом второй колонны 2, и вторую емкость-наполнитель 7, соединенную с верхними выходами третьей и четвертой колонн 3 и 4.
Первая емкость-наполнитель 6 через первый теплообменник 8 соединена с трубчатым реактором 9 каталитического риформинга, выход которого для газопродуктовой смеси риформинга через первый теплообменник 8 или теплообменники и первый аппарат 10 воздушного охлаждения соединен с сепаратором 11 водородсодержащего газа (ВСГ).
Вторая емкость-наполнитель 7 через второй теплообменник 12 или теплообменники и нагреватель 13 соединена с реактором 14 каталитической изомеризации. Выход реактора 14 для газопродуктовой смеси изомеризации через второй теплообменник 12 и второй аппарат 15 воздушного охлаждения соединен с сепаратором 11 ВСГ, выход которого для жидкой фазы соединен с входом стабилизационной колонны 16. Число теплообменников 8 и 12 определяется расчетным путем при проектировании установки.
Выход сепаратора 11 для ВСГ через абсорбер 17 соединен с тройниками смешения на линиях подачи сырья в первый и второй теплообменники 8 и 12. Верхний выход стабилизационной колонны 16 предназначен для вывода сухого и сжиженного газа, а нижний выход - для вывода бензина.
Трубчатый реактор 9 каталитического риформинга имеет трубки, заполненные катализатором, которые нагреваются при помощи горелок, в которые подается топливный газ. Выход из межтрубного пространства трубчатого реактора 9 для дымовых газов соединен с нагревателем сырья изомеризации.
Блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций представляет собой предложенную установку для получения высокооктанового бензина, которая может также использоваться самостоятельно или в других схемах, где получают легкую и тяжелую бензиновые фракции.
Ниже приведен пример работы предложенных установок на примере установки переработки стабильного газового конденсата, предназначенной для получения автобензина АИ-95 соответствующего Евро-5, дизельного топлива соответствующего Евро-5, судового топлива.
Мощность установки по сырью принята 150 тыс.т/год (18,75 т/ч), в том числе:
по сырью изомеризации - 27 тыс.т/г.,
по сырью риформинга - 80 тыс.т/г..
Установка состоит из двух блоков:
- блок ректификации стабильного газового конденсата,
- блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций.
Сырье - стабильный деизобутанизированный конденсат после установки стабилизации направляется на блок ректификации для разделения на фракции.
Сырье поступает в первую колонну 1, где сверху выделяется легкая бензиновая фракция, снизу - остаточная фракция 80°-к.к. (конец кипения).
Легкая бензиновая фракция далее поступает во вторую колонну 2 для выделения бутан-изопентановой фракции - высокооктановой добавки к автобензину. Снизу колонны 2 выводится сырье изомеризации, которое направляется на каталитическую изомеризацию на блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций.
Остаточная фракция 80°-к.к. из колонны 1 направляется в третью колонну 3, где отделяется часть тяжелого бензина - сырья риформинга, остаток направляется в четвертую колонну 4, где сверху выводится оставшаяся часть тяжелого бензина, боковым погоном - дизельная фракция. С низа колонны 4 выводится мазут - судовое топливо в резервуары судового топлива.
Дизельная фракция из колонны 4 с содержанием серы 50 ррм проходит через абсорбер 5 очистки от серы, где очищается от сернистых соединений до содержания серы не выше 10 ррм и выводится в резервуарный парк дизельного топлива.
Бензиновые фракции с верха колонн 3 и 4 смешиваются в емкости-накопителе 6 и далее одним потоком подаются на риформинг на блок риформинга и изомеризации бензиновых фракций.
Сырье риформинга из емкости-накопителя 6 насосом 18 подается в тройник смешения с водородосодержащим газом с выкида циркуляционного компрессора 19, нагревается в сырьевых теплообменниках 8 и поступает в трубчатый реактор 9, где происходит процесс каталитического риформинга.
Реактор 9 риформинга - трубчатого типа, трубки которого заполнены платиновым катализатором риформинга.
Процесс проводится при следующих условиях:
- температура 440-480°С,
2
- давление 20-25 кгс/см,
-1
- объемная скорость подачи сырья 2-4 ч,
3
3
- соотношение ВСГ: сырье 1200-1600 нм/м.
Трубки реактора 9 обогреваются дымовыми газами до температуры процесса.
Полученная газопродуктовая смесь риформинга охлаждается в сырьевых теплообменниках 8, затем в аппарате 10 воздушного охлаждения и направляется в сепаратор 11 ВСГ, где происходит отделение от нестабильного риформата.
Нестабильный риформат направляется в стабилизационную колонну 14.
Сырье изомеризации из емкости-накопителя 7 насосом 20 направляется в тройник смешения с водородосодержащим газом с выкида циркуляционного компрессора 19, нагревается в сырьевых теплообменниках 12 и нагревателе 13 сырья дымовыми газами, затем поступает в реактор 14, заполненный катализатором изомеризации.
Процесс изомеризации проводится при следующих условиях:
- температура 220-260°С,
2
- давление 20-25 кгс/см,
-1
- объемная скорость подачи сырья 2-4 ч,
3/
3
- соотношение ВСГ: сырье 200-400 нмм.
Полученная газопродуктовая смесь изомеризации охлаждается в сырьевых теплообменниках 12, аппарате 15 воздушного охлаждения до температуры 40°С и поступает в сепаратор 11 водородсодержащего газа.
В сепараторе 11 ВСГ из газопродуктовых смесей риформинга и изомеризации выделяется водородсодержащий газ и жидкая фаза, состоящая из нестабильных изомеризата и риформата.
Водородсодержащий газ из сепаратора 11 направляется на очистку от сероводорода в адсорберы 17 с поглотителями сероводорода на основе цинковых или марганцевых окислов.
На установке монтируются два адсорбера 17, по мере отработки адсорбер 17 отключается от системы и переключается на другой. Отработанный поглотитель сероводорода заменяется на новый.
С низа сепаратора 11 ВСГ нестабильный продукт направляется на стабилизацию в стабилизационную колонну 16. Сверху стабилизационной колонны 16 выводится сухой и сжиженный газы. С низа колонны 16 выводится стабильный катализат, который направляется в резервуары автобензина.
Материальные балансы приведены для получения дизельного топлива арктического при максимальной производительности риформинга и изомеризации.
В таблице 1 приведен материальный баланс блока ректификации газового конденсата.
Сырьем риформинга является фракция 80-160°С.
Сырье изомеризации (фракция до 80°С) будет содержать максимальное количество изомерных соединений и «бензолобразующих углеводородов» для снижения содержания бензола в риформате при риформинге фракции 80-160°С.
Вырабатывается дизельное топливо арктическое.
В таблице 2 приведен материальный баланс блока риформинга и изомеризации бензиновых фракций.
В таблице 3 приведен сводный материальный баланс установки переработки стабильного газового конденсата.
Число часов работы в год - 8000
В таблице 4 приведен материальный баланс смешения бензинов.
В таблице 5 приведены расходные показатели установки переработки СГК. На установке отсутствуют потребление оборотной воды и водяного пара.
В таблице 6 приведены показатели качества целевых и промежуточных продуктов.