УСТАНОВКА УЛАВЛИВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ РЕАКТОРОВ КОКСОВАНИЯ

Полезная модель относится к области нефтепереработки, в частности, к узлам улавливания нефтепродуктов из реакторов замедленного коксования.
В реакторах установок замедленного коксования (УЗК) происходит образование и накопление нефтяного кокса. После заполнения коксом одного реактора коксования поток сырья от нее отключают и переключают на другой реактор. Температура кокса в отключенном реакторе составляет 420-450°С. Для освобождения реактора от кокса производят его охлаждение водой до 60-90°С, предварительно удалив из реактора парообразные продукты коксования путем пропарки кокса водяным паром. Некачественное разделение продуктов пропарки и охлаждения кокса на газ, нефтепродукты и воду приводит к потерям нефтепродуктов и загрязнению окружающей среды.
На действующих УЗК отделившиеся газообразные продукты, как правило, направляются на специальную горелку технологических печей в качестве топлива. Нефтепродукты с плотностью до 950 кг/см легко отделяются от воды путем отстоя и возвращаются в технологический процесс.
3
Наибольшую трудность представляет улавливание нефтепродуктов с плотностью выше 950 кг/см, так как их плотность близка или равна плотности воды, и отделить их от воды путем отстаивания невозможно даже с применением деэмульгаторов.
Известна установка для улавливания нефтепродуктов из реакторов замедленного коксования, содержащая трубопроводы для вывода дистиллятных продуктов коксования из реактора в ректификационную колонну, ректификационную колонну для смешивания дистиллятных продуктов коксования с исходным сырьем и отделения легких фракций от кубового остатка. [Сюняев З.И. Замедленное коксование нефтяных остатков. - М.: Химия, 1967, с.24].
В данной установке дистиллятные продукты коксования из реакторов коксования возвращаются в ректификационную колонну, обеспечивая улавливание и возврат в установку значительного количества нефтепродуктов.
Недостаток этой установки - большие потери нефтепродуктов и загрязнение окружающей среды из-за отсутствия узла улавливания продуктов пропарки и охлаждения кокса.
Наиболее близкой к заявляемому объекту является установка улавливания нефтепродуктов из реакторов коксования, содержащая трубопроводы для отвода дистиллятных продуктов коксования из реакторов в ректификационную колонну для смешивания дистиллятных продуктов коксования с исходным сырьем, снабженную системой трубопроводов для вывода легких фракций, остатка, легкого и тяжелого газойлей, абсорбер с массообменными устройствами для разделения продуктов, выделяющихся при пропарке и охлаждении образовавшегося в реакторах коксования кокса, на парообразную и жидкую фазы, конденсатор-холодильник для охлаждения и конденсации отделенных в абсорбере парообразных продуктов, сепаратор для разделения сконденсированных продуктов на газообразные продукты, нефтепродукты и воду [Валявин Г.Г., Седов П.С.и др. Снижение потерь нефтепродуктов и уменьшение загрязнения окружающей среды на установках замедленного коксования. Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭнефтехим, стр.12-26].
Данная установка обеспечивает улавливание продуктов пропарки и охлаждения кокса путем разделения продуктов пропарки и охлаждения кокса на газ, нефтепродукты и воду.
Недостаток данной установки заключается в том, что из-за высоких скоростей потока (расход водяного пара достигает 50000 кг/час) происходит механический вынос в сепаратор из абсорбера высококипящих нефтепродуктов, используемых в качестве абсорбента. Кроме того, высококипящие компоненты откладываются на стенках труб конденсатора-холодильника, что ухудшает теплообмен. В результате повышается температура продуктов на выходе из конденсатора-холодильника, а это приводит к уносу жидких нефтепродуктов из сепаратора вместе с газом. Вследствие того, что плотность высококипящих компонентов и плотности воды близки, разделение их отстаиванием не представляется возможным, а это приводит к увеличению потерь нефтепродуктов и загрязнению сточных вод, сбрасываемых с установки.
Полезная модель направлена на снижение потерь нефтепродуктов и уменьшение загрязнения окружающей среды за счет повышения качества разделения продуктов пропарки и охлаждения кокса с одновременным повышением межремонтного пробега конденсатора-холодильника.
Это достигается тем, что в установке улавливания нефтепродуктов из реакторов замедленного коксования, включающей трубопровод для вывода из реакторов дистиллятных продуктов коксования и продуктов пропарки и охлаждения кокса, соединенный с трубопроводом для подачи дистиллятных продуктов коксования в нижнюю часть ректификационной колонны, снабженной системой трубопроводов для вывода парообразных продуктов, тяжелого остатка, легкого и тяжелого газойлей, и с трубопроводом для подачи продуктов пропарки и охлаждения кокса в нижнюю часть абсорбера снабженного массообменными устройствами для разделения продуктов пропарки и охлаждения кокса на паровую и жидкую фазы, трубопровод для подачи остатка с низа абсорбера в качестве абсорбента на массообменное устройство, конденсатор-холодильник для охлаждения и конденсации паровой фазы, уходящей из абсорбера, сепаратор для разделения сконденсированных продуктов на газообразные и жидкие нефтепродукты и воду, согласно полезной модели установка снабжена трубопроводами, соединенными с трубопроводом для вывода тяжелого газойля, для подачи последнего в качестве разбавителя продуктов пропарки и охлаждения кокса перед подачей в абсорбер и для подачи на верхнее массообменное устройство абсорбера, при этом выходная часть трубопровода для подачи остатка с низа абсорбера расположена в средней его части, предпочтительно над третьим или четвертым массообменным устройством, а также трубопроводами для возврата балансового количества остатка из абсорбера и отделившихся нефтепродуктов из сепаратора в нижнюю часть ректификационной колонны.
Кроме того, конденсатор-холодильник снабжен средством для подачи промывочного продукта, в частности, снабжен трубопроводом, соединенным с трубопроводом для вывода тяжелого газойля из ректификационной колонны.
Целесообразно в абсорбере установить в качестве массообменных устройств клапанные тарелки.
На чертеже представлена схема предлагаемой установки улавливания нефтепродуктов из реакторов замедленного коксования.
Установка улавливания нефтепродуктов из реакторов 1 замедленного коксования содержит трубопровод 2 для вывода из реакторов коксования дистиллятных продуктов коксования и продуктов пропарки и охлаждения кокса, соединенный с трубопроводом 3 для подачи дистиллятных продуктов коксования в ректификационную колонну 4, служащую для разделения указанных дистиллятных продуктов коксования на парообразные продукты, тяжелый остаток, легкий и тяжелый газойли и отвода их по трубопроводам 5, 6, 7 и 8, соответственно, а также с трубопроводом 9 для подачи продуктов пропарки и охлаждения кокса в нижнюю часть абсорбера 10, снабженного массообменными устройствами 11, например, клапанными тарелками, для абсорбции нефтепродуктов из указанных продуктов пропарки и охлаждения кокса и разделения на паровую фазу и остаток. Установка снабжена насосом 12 для откачивания остатка с низа абсорбера, конденсатором-холодильником 13 для его охлаждения и трубопроводом 14 для рециркуляции остатка с низа абсорбера на массообменное устройство, при этом выходная часть трубопровода 14 расположена в средней части абсорбера, предпочтительно над третьим или четвертым массообменным устройством.
Кроме того, установка содержит конденсаторы-холодильники 15 для охлаждения и конденсации паровой фазы, уходящей из абсорбера 10 по трубопроводу 16, сепаратор 17 для разделения сконденсированных продуктов на газообразные и жидкие нефтепродукты и воду. Установка снабжена трубопроводами 18 и 19, соединенными с трубопроводом 8 для отвода тяжелого газойля в качестве разбавителя продуктов пропарки и охлаждения кокса перед их подачей в нижнюю часть абсорбера и для подачи на верхнее массообменное устройство абсорбера.
Конденсаторы-холодильники 15 выполнены с возможностью попеременной подачи паровой фазы из абсорбера 10 по трубопроводу 16 и промывочного продукта, например, тяжелого газойля из ректификационной колонны 4 по трубопроводу 20, соединенному с трубопроводом 8.
Для дополнительного улавливания нефтепродуктов установка содержит трубопровод 21 для возврата в ректификационную колонну избыточного количества остатка из абсорбера и трубопровод 22 для возврата жидких нефтепродуктов из сепаратора 17.
Установка работает следующим образом.
Образующиеся в процессе получения кокса дистиллятные продукты коксования из реактора 1 подают по трубопроводам 2 и 3 в ректификационную колонну на разделение. Сверху колонны по трубопроводу 5 уходят парообразные продукты, а снизу - по трубопроводу 6 выводят остаток. Из средней части ректификационной колонны по трубопроводам 7 и 8 выводятся газойли - легкий и тяжелый.
После образования в реакторе 1 коксования кокса его пропаривают водяным паром и охлаждают водой. Продукты пропарки и охлаждения кокса по трубопроводам 2 и 9 поступают в нижнюю часть абсорбера 10, снабженного массообменными устройствами 11, например, клапанными тарелками. В трубопровод 9 перед подачей в абсорбер по трубопроводу 18 подают тяжелый газойль для разбавления высоковязких продуктов пропарки и охлаждения кокса. Жидкая фаза продуктов пропарки и охлаждения стекает в кубовую часть абсорбера, откуда образовавшийся остаток откачивают насосом 12 и после охлаждения в конденсаторе-холодильнике 13 подают в качестве абсорбента на третью или четвертую тарелку абсорбера, а остальную часть - по трубопроводу 22 возвращают в ректификационную колонну 4. Легкий газойль выводится с установки в качестве балансового продукта, а тяжелый газойль подают по трубопроводу 18 в качестве разбавителя продуктов пропарки и охлаждения кокса, по трубопроводу 19 - в качестве абсорбента, на верхнее массообменное устройство абсорбера, и по трубопроводу 20 - в качестве промывного продукта в конденсаторе-холодильнике 15. Для промывки конденсатора-холодильника тяжелым газойлем одна из секций конденсатора-холодильника отключается от потока паров из абсорбера, и через нее прокачивается горячий тяжелый газойль. Остальные секции работают в обычном режиме. После промывки одной из секций на промывку подключается следующая секция. Балансовое количество тяжелого газойля выводят с установки. С низа ректификационной колонны выводят остаток 6, который либо смешивают с тяжелым газойлем, выводимым с установки, либо направляют в котельное топливо.
Парообразные продукты пропарки и охлаждения кокса поднимаются в верхнюю часть абсорбера, где на тарелках происходит абсорбция нефтепродуктов остатком с низа абсорбера, подаваемым на третью или четвертую тарелку, и тяжелым газойлем, подаваемым на верхнюю тарелку абсорбера.
С верха абсорбера паровая фаза, состоящая из водяного пара, углеводородных газов и легких нефтепродуктов поступает в конденсатор-холодильник 15 и далее в сепаратор 17. В сепараторе происходит отделение газов, легких нефтепродуктов и воды. Газы направляют на факельное хозяйство, легкие нефтепродукты в смеси с остатком абсорбера - в. ректификационную колонну 4, а вода - на очистку.
Система трубопроводов, обеспечивающих возврат в ректификационную колонну остатка из абсорбера и нефтепродуктов из сепаратора, увеличит количество уловленных продуктов.
Подача абсорбента (остатка из абсорбера) на массообменную тарелку, расположенную в средней части абсорбера (предпочтительно на третью или четвертую тарелку, считая сверху) позволит улучшить абсорбцию и уменьшить унос высококипящих компонентов и, следовательно, улучшить качество разделения продуктов пропарки и охлаждения кокса.
Смешивание продуктов пропарки и охлаждения кокса с тяжелым газойлем перед подачей в абсорбер улучшает разделение на паровую и жидкую фазы, снижая при этом концентрацию высококипящих компонентов в остатке, подаваемом в качестве абсорбента, что также способствует улучшению качества разделения.
При подаче тяжелого газойля с высокой температурой на верхнюю тарелку происходит растворение и смыв высококипящих компонентов с тарелок, расположенных выше тарелок, на которые подают абсорбент с низа абсорбера, что также способствует уменьшению уноса высококипящих компонентов, выносимых сверху абсорбера, и способствует улучшению качество разделения.
Постоянная промывка горячим тяжелым газойлем конденсаторов-холодильников (аппаратов воздушного охлаждения) обеспечит улучшение процесса теплообмена и увеличение их межремонтного пробега. Поочередная промывка секций конденсатора-холодильника обеспечит работу конденсаторов-холодильников как угодно долго без их остановки на очистку.
Таким образом, предлагаемое конструктивное исполнение установки улавливания нефтепродуктов из реакторов коксования с системой трубопроводов, обеспечивающее:
- разбавление продуктов пропарки и охлаждения тяжелым газойлем перед подачей их в абсорбер,
- подачу остатка из кубовой части абсорбера в качестве абсорбента на тарелку, расположенную в средней части абсорбера,
- подачу тяжелого газойля на верхнюю тарелку абсорбера для растворения и смыва высококипящих продуктов с верхних тарелок,
- последовательную периодическую промывку секций конденсаторов-холодильников тяжелым газойлем, позволит по сравнению с прототипом повысить качество разделения продуктов пропарки и охлаждения кокса, что обеспечит снижение потерь нефтепродуктов и сокращение содержания нефтепродуктов в сточной воде, сбрасываемой из сепаратора, а также позволит увеличить межремонтный пробег конденсаторов-холодильников.