УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности касается установок для переработки тяжелых нефтяных остатков.
Известна установка термокаталитического крекинга тяжелых нефтяных остатков, которая включает смеситель исходного сырья с твердым катализатором, печи нагрева сырья, термические реакторы, дезинтеграторы продуктов реакции, выходящих с низа термических реакторов. Дополнительно установка содержит стабилизационную колонну парогазовых продуктов реакции, выходящих с верха термических реакторов, установленную после последнего термического реактора, аппарат Z-форминга, куда поступает легкая бензиновая фракция из стабилизационной колонны, причем тяжелая бензиновая фракция поступает в среднюю часть атмосферной колонны, куда также подается бензиновая фракция из аппарата Z-форминга. (Патент РФ №2184760, 2002 г.)
Установка позволяет увеличить выходы дистиллятных продуктов с одновременным предотвращением осаждения твердых частиц в термическом реакторе.
Недостатком известной установки является низкий выход светлых фракций, который не превышает 50%.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является установка термического крекинга тяжелых нефтяных остатков. (Патент РФ №2178446, 2002 г.)
Установка включает смеситель нефтяных остатков с органоминеральным катализатором, реакторный блок, состоящий из двух последовательно соединенных реакционных систем - нагревательная печь - реактор, испаритель (сепаратор) высокого давления, атмосферный сепаратор продуктов реакции и ректификационную колонну для их разделения. В атмосферном сепараторе при подаче перегретого водяного пара отделяют светлые нефтепродукты (дистиллатные фракции) от тяжелого крекинга-остатка, содержащего твердую фазу. Использование установки улучшает условия эксплуатации технологического оборудования, и, как следствие, повышается качество полученных на ней продуктов.
Однако данная установка не предусматривает дальнейшей переработки крекинг-остатка. Этот крекинг-остаток возможно использовать только в качестве компонента битумного зольного вяжущего и выход которого может достигать 25-30% на исходное сырье.
Технической задачей полезной модели является разработка установки, обеспечивающей возможность полной переработки нефтяных остатков с образованием дистиллятных фракций и синтез-газа.
Поставленная задача решается предлагаемой полезной моделью - установкой для переработки тяжелых нефтяных остатков в присутствии активирующей органоминеральной добавки, которая включает смеситель для распределения активирующей добавки в тяжелом нефтяном остатке, печь для нагрева, два последовательно расположенных реактора для термохимической переработки, сепаратор, где выделяют парогазовый поток и отбирают крекинг-остаток, колонну ректификации для разделения парогазового потока на бензиновую и дизельную фракции. Установка отличается тем, что содержит вибромельницу для измельчения активирующей органоминеральной добавки, включающую устройство для отделения частиц необходимого размера, диспергатор для образования суспензии активирующей органоминеральной добавки в тяжелом нефтяном остатке, а также диспергатор для образования эмульсии крекинг-остатка и воды, и газификатор, где происходит парциальное окисление эмульсии и образование синтез-газа, причем диспергатор-активатор для образования эмульсии оборудован линиями подачи крекинг-остатка и воды, снабженными устройствами для подогрева, а к газификатору подведена линия подачи кислорода или смеси воздуха с кислородом.
Также установка содержит насосы для подачи суспензии в печь для нагрева и эмульсии в газификатор. В установке в качестве смесителя активирующей органоминеральной добавки и нефтяного остатка используют вибророторный смеситель.
На фиг. представлена схема полезной модели - установки для переработки тяжелых нефтяных остатков, на которой изображены позиции следующих аппаратов:
1 - вибромельница;
2 - вибророторный смеситель
3 - диспергатор для получения суспензии
4 - печь;
5, 6 - реакторы;
7 - сепаратор;
8 - ректификационная колонна;
9,10 - насосы;
11 - диспергатор-активатор;
12 - газификатор.
На фиг. отмечены следующие потоки:
I - активирующая органоминеральной добавка
II - тяжелый нефтяной остаток
III - суспензия - тяжелый нефтяной остаток и органоминеральная добавка
IV - парогазовый поток
V - крекинг остаток
VI - вода
VII - эмульсия - крекинг-остатокс водой
VIII - кислородсодержащий газ.
Полезная модель работает следующим образом - активирующая органоминеральной добавка (I) поступает в вибромельницу (1), где происходит ее сушка и измельчение. Высокая степень измельчения достигается за счет удара с истиранием, а постоянная вибрация позволяет вести процесс измельчения без сцепления мелкодисперсных частиц. Активирующая добавка обеспечивает не менее, чем 35%-ную конверсию сырья в светлые нефтепродукты (фракции, выкипающие до 350°C).
Далее подготовленную активирующую добавку подают в вибророторный смеситель (2), куда также поступает сырье (II) - тяжелый нефтяной остаток (мазут или гудрон). Оптимальные условия смешения: частота 50 Гц, время обработки 5 мин. Продукты смешения подают в диспергатор (3), где происходит гомогенизации активирующей добавки в объеме нефтяного остатка с образованием суспензии.
Полученную суспензию (III) подают насосом (9) в печь (4), где ее нагревают до температуры реакции. Далее нагретую суспензию направляют в последовательно установленные реакторы (5, 6), в которых происходит термохимическая переработка при температуре 400-450°C и давлении 2-3 МПа (20-30 ати).
Газопродуктовую смесь, полученную в результате термохимической переработки, подают в сепаратор (7). Затем с верха сепаратора выводят парогазовый поток (IV), который направляют в колонну ректификации (8) для разделения на дистиллятные фракции - бензиновую и дизельную. Крекинг-остаток (V) с отработанной активирующей органоминеральной добавкой отбирают с низа сепаратора.
Образовавшийся крекинг-остаток и воду (VI) по отдельным линиям, снабженным устройствами для подогрева (на фиг. не показаны), направляют в диспергатор-активатор (11) для смешивания в турбулентном режиме и гомогенизации с образованием эмульсии.
2
2
4
2
2
Подготовленная эмульсия (VII) специальным насосом (10) подается в горелочное устройство газификатора (газогенератора) (12), куда также подается кислородсодержащий газ (VIII), с помощью которого производится распыл эмульсии. В результате газификации крекинг-остатка образуется синтез-газ (смесь CO, H; CO, CH; N, HS), который из газификатора поступает в скруббер для промывки и охлаждения. Процесс газификации проходит при температуре 800-1200°C и давлении до 2,0 МПа (20 ати).
Синтез-газ, получаемый в процессе газификации крекинг-остатка, может быть использован либо в качестве топливного газа, либо как сырье для последующих синтезов компонентов моторных топлив или химического сырья.
Таким образом, создание установки, сочетающей термическую переработку нефтяных остатков и последующую газификацию крекинг-остатка, обеспечивает возможность полной переработки тяжелого нефтяного сырья с образованием дистиллятных фракций и синтез-газа, позволяя эффективно использовать сырьевые ресурсы. Причем, процесс осуществляют без специальных и дорогостоящих катализаторов и водорода, используя простое в техническом исполнении оборудование.