УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности касается установки для переработки тяжелого углеводородного сырья с получением котельного топлива и вакуумных дистиллятных фракций.
Известна установка для получения котельного топлива из тяжелого углеводородного сырья - гудрона, которая включает трубчатую печь для термодеструктивной переработки гудрона при температуре 450-490°С и ректификационную атмосферную колонну для разделения образующейся парожидкой смеси с получением в качестве основных продуктов термоостатка - компонента котельного топлива и балансового количества тяжелого термогазойля. [Патент РФ №2144057, опубл. 10.01.2000 г.]
Недостатком установки является то, что в реакционном змеевике печи вследствие высокой вязкости сырья и температуры до 490°С происходит быстрое закоксовывание оборудования, а получаемое котельное топливо не соответствует требуемым характеристикам.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка для переработки тяжелого углеводородного сырья - гудрона, которая включает нагревательную печь и реакционно-ректификационный блок, состоящий из реакционной камеры и атмосферной ректификационной колонны, предназначенной для разделения продуктов термического воздействия, с выделением сверху - газа и легких дистиллятов, из средней части - средних дистиллятов, из куба - термоостатка - компонента котельного топлива.
[Варфоломеев Д.Ф., Фрязинов В.В., Валявин Г.Г., Висбрекинг нефтяных остатков. Тематический обзор, ЦНИИТЭнефтехим, Москва, 1982, с.26-33].
Недостатком известной установки является то, что при использовании в качестве сырья остатка процесса висбрекинга на ней невозможно выделить полностью светлые нефтепродукты, а получаемое котельное топливо не соответствует предъявляемым требованиям.
Задачей полезной модели является разработка установки для переработки тяжелого углеводородного сырья, позволяющей повысить выход светлых нефтепродуктов при использовании в качестве исходного сырья -остатка висбрекинга, и получить котельное топливо требуемого качества.
Для решения поставленной задачи предлагается установка для переработки тяжелого углеводородного сырья - остатка висбрекинга, которая включает нагревательную печь, оборудованную линиями ввода исходного сырья и вывода нагретого сырья, и реакционно-ректификационный блок, снабженный линиями вывода продуктов ректификации и термоостатка. Установка отличается тем, что в качестве реакционно-ректификационного блока она содержит вакуумную колонну, нижняя часть которой является полой и соединена с линией вывода нагретого сырья из нагревательной печи.
Причем, при необходимости для получения котельного топлива требуемого качества линии вывода продуктов ректификации соединены с линией вывода термоостатка.
Таким образом, использование вакуумной колонны позволяет более полно выделять светлые нефтепродукты, что позволяет повысить их выход, а наличие линий, соединяющих линию вывода термоостатка из нижней части вакуумной колонны с линиями вывода продуктов ректификации позволяет получать котельное топливо требуемого качества.
Следует отметить, что реакционно-ректификационный блок представляет собой вакуумную колонну, которая является совмещенным реакционно-ректификационным аппаратом, состоящим из двух зон: реакционной, находящейся в кубе аппарата и предназначенной для дополнительной термодеструктивной переработки остатка висбрекинга, выходящего из нагревательной печи при повышенной температуре, и ректификационной, проходящей по высоте аппарата, оборудованной тарелками, и предназначенной для разделения образующихся продуктов термодеструкции сырья в результате протекания реакций разложения в кубовой реакционной зоне при температуре 395-430°С. Причем куб вакуумной колонны является полым.
Температура в реакционной зоне колонны составляет 395-430°С, время пребывания сырья 5-20 мин.; остаточное давление в верхней части ректификационной зоны составляет 30-70 мм.рт.ст.
Продукцией установки для переработки остатка висбрекинга являются вакуумный газойль - сырье для каталитического крекинга, легкий газойль -компонент нефтяных топлив и термоостаток - компонент топочного мазута (котельного топлива) марки М-100.
На фиг. представлена схема полезной модели, на которой указаны позиции следующих аппаратов и потоков.
Аппараты:
1. Насос сырьевой;
2. Трубчатая печь;
3. Вакуумная ректификационная колонна;
4. Теплообменник;
5. Холодильник;
6. Линия легкого дистиллята;
7. Линия вакуумного газойля.
Потоки:
I Сырье - остаток висбрекинга;
II Водяной пар;
III Нефтяные и водяные пары и газы разложения;
IV Легкий дистиллят;
V Вакуумный газойль;
VI Термоостаток - компонент котельного топлива;
VII Мазут.
Полезная модель работает следующим образом. Тяжелое углеводородное сырье I - остаток висбрекинга забирается сырьевым насосом 1 и по линии ввода сырья поступает в трубчатую печь 2 для нагрева сырья до заданной температуры, а затем по линии вывода нагретых продуктов в реакционную зону вакуумной колонны 3, расположенную в кубе аппарата, где происходит термодеструкция исходного сырья.
В нижнюю часть реакционной зоны вакуумной ректификационной колонны подается водяной пар II (или другой инертный активатор - азот, углеводородные газы и пр.) для турбулизации и перемешивания жидкой фазы с целью снижения закоксовывания оборудования.
Продукты разложения далее поднимаются в ректификационную зону вакуумной колонны 3, оборудованную тарелками для разделения продуктов на дистиллятные фракции под вакуумом 30-70 мм.рт.ст.
Сверху колонны выводят смесь нефтяных и водяных паров и газов разложения III в вакуумсоздающую систему (на фиг. не показана). Из верхней части с пятой тарелки отбирают легкие дистилляты (200-350°С) IV, часть которых после теплообменника и холодильника возвращают в аппарат в виде циркуляционного орошения, часть выводят с установки как компоненты нефтяных топлив (дизельного, моторного и др.). Сбоку аппарата отбирают вакуумный газойль V, который после теплообменника и холодильника выводят с установки. Термоостаток VI отбирают снизу аппарата и после охлаждения в теплообменнике 4 и холодильнике 5 выводят с установки как компонент котельного топлива.
На предлагаемой установке при необходимости предусмотрен ввод части вакуумных дистиллятов, образующихся при разложении сырья, в термоостаток VI по линии 6 для легкого IV и по линии 7 для тяжелого V вакуумных газойлей, что позволяет получить котельное топливо требуемого качества.
В сырье установки при его высокой вязкости (при 80°С выше 150 с) предусмотрен ввод мазута VII для разбавления остатка.
3
Для иллюстрации работы предлагаемой полезной модели были проведены опыты на пилотной установке при наиболее предпочтительных условиях технологического режима: температура в реакционной зоне аппарата 420°С, время пребывания 10 мин., остаточное давление наверху аппарата 40 мм.рт.ст. Характеристика сырья - остатка висбрекинга гудрона, полученного на промышленной установке НПЗ: плотность при 20°С 1,014 г/см, вязкость условная при 80°С 82 с.
Предлагаемая полезная модель по переработке тяжелого углеводородного сырья - остатка висбрекинга позволяет увеличить абсолютную суммарную выработку дистиллятов в расчете на исходную нефть на 18% мас. (28,8% отн.), в т.ч. светлых фракций, выкипающих до 350°С на 5%, вакуумного газойля на 13%, и сократить выход тяжелых остатков на 18,7% абс. На установке получено котельное топливо, которое по характеристикам соответствует котельному топливу марки М-100.