СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СМЕСИ ПРОДУКТОВ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА
SEPARATION TECHNIQUE FOR REACTION MIXTURE OF THERMAL CRACKING PRODUCTS

Изобретение относится к способам разделения реакционной смеси продуктов термического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ разделения реакционной смеси продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией с подачей первичного сырья и выделением жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с. 226, рис. IV-15a).
Недостатками известного способа являются низкий отбор термического газойля, высокие энергетические и капитальные затраты в связи с использованием нескольких колонн и рециркуляции значительного количества вторичного сырья термического крекинга.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разделения реакционной смеси продуктов термического крекинга, включающий нагрев сырья в печи с последующим вводом его в реактор термического крекинга и далее вводом в качестве реакционной смеси в колонну ректификации, с выводом с ее верха паров и подачей паров после охлаждения в емкость орошения, с выводом с верха емкости орошения газа, а с низа - бензина (нестабильной бензиновой фракции) и подачей части ее в качестве острого орошения колонны ректификации, с выводом боковым погоном колонны ректификации через отпарную секцию газойля (дизельной фракции), паров с верха отпарной секции в колонну ректификации, а с низа колонны ректификации - остатка, с вводом водяного пара в низ ее и отпарной секции (В.М. Капустин, С.Г. Кукес, Р.Г. Бертолусини, Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР. М.: Химия, 1995, с. 174, рис. 30).
Недостатками известного способа являются низкие отбор дизельной фракции, качество газа, бензиновой фракции и остатка колонны ректификации, а также высокие капитальные затраты.
Задачей настоящего изобретения является увеличение отбора дизельной фракции, улучшение качества газа, бензиновой фракции и остатка колонны ректификации и снижение капитальных затрат.
Указанная задача решается тем, что в способе разделения реакционной смеси продуктов термического крекинга, включающем ввод реакционной смеси, прошедшей печь и реактор термического крекинга, после охлаждения реакционной смеси квенчем, в колонну ректификации, с выводом с верха колонны ректификации паров и подачей паров после охлаждения в емкость орошения, с выводом с верха емкости орошения газа, а с низа - нестабильной бензиновой фракции и подачей части ее в качестве острого орошения колонны ректификации, с выводом боковым погоном колонны ректификации через отпарную секцию дизельной фракции, паров с верха отпарной секции обратно в колонну ректификации, а с низа колонны ректификации - остатка, с вводом водяного пара в низ ее и отпарной секции, согласно изобретению нестабильную бензиновую фракцию из емкости орошения после нагрева в теплообменнике жидкостью с низа кипятильника отпарной колонны подают на верх отпарной колонны, в низ которой вводят пар с верха кипятильника, с верхних тарелок колонны ректификации выводят боковой погон бензиновой фракции и также подают на верх отпарной колонны, с низа кипятильника которой выводят стабильную бензиновую фракцию, пары с верха отпарной колонны, смешанные с газом из емкости орошения, подают в низ абсорбера, на верх абсорбера подают абсорбент - охлажденную дизельную фракцию, выводимую из зоны подачи ее в отпарную секцию колонны ректификации, с верха абсорбера выводят газ, при этом одну часть остатка абсорбера используют в качестве квенча для реакционной смеси, а другую - подают в колонну ректификации выше зоны отбора дизельной фракции в качестве верхнего циркуляционного орошения, также колонна снабжена нижним циркуляционным орошением.
На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления способа.
Сырье мазут по линии 1 подают в теплообменник 2, где нагревают, затем последовательно нагревают в теплообменниках 3 и 4, далее по линии 5 подают в печь 6, а после нагрева в печи 6 по линии 7 вводят в реактор термического крекинга 8. Реакционную смесь с верха реактора 8 по линии 9 подают на смешение с частью остатка абсорбера 10 (квенчем), подаваемой по линии 11, а затем вводят в колонну ректификации 12. Пары, выводимые с верха колонны ректификации 12, по линии 13 направляют в конденсатор-холодильник воздушного охлаждения 14. Парожидкостную смесь после конденсатора-холодильника 14 подают в емкость орошения 15. Газ с верха емкости орошения 15 по линии 16 направляют в низ абсорбера 10. С низа емкости орошения 15 по линии 17 выводят нестабильную бензиновую фракцию и частично по линии 18 возвращают в качестве острого орошения колонны ректификации 12. Балансовый избыток нестабильной бензиновой фракции по линии 19 направляют в теплообменник 20 и по линии 21 подают на верх отпарной колонны 22. С низа емкости орошения 15 по линии 23 отводят воду. Из колонны ректификации 12 по линии 24 выводят боковой погон бензиновой фракции и подают на верх отпарной колонны 22. Из колонны ректификации 12 по линии 25 выводят боковой погон дизельной фракции и подают на верх отпарной секции 26. С низа отпарной секции 26 по линии 27 выводят дизельную фракцию, охлаждают в холодильнике воздушного охлаждения 28 и выводят с установки по линии 29. Пары с верха отпарной секции 26 по линии 30 возвращают в колонну ректификации 12. В низ отпарной секции 26 и колонны ректификации 12 соответственно по линиям 31 и 32 подают водяной пар. Из колонны ректификации 12 по линии 33 выводят боковой погон в виде дизельной фракции, охлаждают в теплообменнике 2 и по линии 34 подают в воздушный холодильник 35, а затем по линии 36 - на верх абсорбера 10 в качестве абсорбента. С верха абсорбера 10 по линии 37 выводят газ. С низа абсорбера 10 по линии 38 выводят остаток, часть которого (квенч) по линии 11 подают на смешение с реакционной смесью, подаваемой по линии 9, а остальное количество по линии 39 возвращают в колонну ректификации 12 в качестве верхнего циркуляционного орошения. Остаток отпарной колонны 22 по линии 40 направляют в кипятильник 41. Пар с верха кипятильника 41 по линии 42 возвращают в низ отпарной колонны 22. С низа кипятильника 41 по линии 43 выводят жидкость, охлаждают в теплообменнике 20, по линии 44 подают в холодильник воздушного охлаждения 45 и по линии 46 выводят с установки в качестве стабильной бензиновой фракции. Из отпарной колонны 22 по линии 47 выводят пары, смешивают с газом, выводимым по линии 16 из емкости орошения 15, и по линии 48 подают в низ абсорбера 10. Из колонны ректификации 12 по линии 49 выводят нижнее циркуляционное орошение, охлаждают в теплообменнике 3 и по линии 50 возвращают в колонну ректификации 12. С низа колонны ректификации 12 по линии 51 выводят остаток, охлаждают в теплообменнике 4 и по линии 52 подают в холодильник воздушного охлаждения 53, а затем после охлаждения по линии 54 выводят с установки. Смесь реакционной смеси линии 9 с частью остатка линии 11 абсорбера 10 по линии 55 подают в колонну ректификации 12.
Сравнительные показатели работы схем разделения реакционной смеси продуктов термического крекинга по прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице 1 и 2.
3
4
Как видно из таблиц, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет увеличить отбор дизельной фракции с 33,38 до 43,20 т/ч, т.е. на 29,4%. При этом отбор остатка колонны ректификации снижается со 199,43 до 189,91 т/ч, т.е. на 4,8% и улучшается его качество. Температура начала кипения остатка колонны ректификации повышается со 182 до 288°С, а температура выкипания 5 об.% по ГОСТ - с 288 до 320°С, 10 об.% с 313 до 340°С, температура вспышки в закрытом тигле со 123,7 до 132,2°С, плотность - с 1027,7 до 1037,8 кг/м. Температура начала кипения бензиновой фракции повышается с минус 75 до плюс 61°С, выкипания 10 об.% по ГОСТ с 10 до 78°С. Содержание в газе фракции >С снижается с 12,42 до 10,39 мас.%. Снижаются капитальные затраты в связи со снижением давления в колоннах с 8,00-8,49 до 2,00-3,80 ата. Сравнительный анализ основных показателей работы колонн ректификации показал, что данное изобретение также предполагает улучшение качества стабильной бензиновой фракции, а использование абсорбции газа большим количеством абсорбента позволяет улучшить качество газа с верха емкости орошения.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить отбор дизельной фракции, улучшить качество газа, бензиновой фракции и остатка колонны ректификации и снизить капитальные затраты.
Таблица 1
Основные показатели работы колонн ректификации
Показатели 1
Прототип
Предлагаемый способ
1
2
3
Расход, т/ч
- реакционной смеси (поток 9)
257,80
257,80
- газа абсорбера (поток 37)
-
9,35
- стабильной бензиновой фракции (поток 46)
-
15,34
- дизельной фракции (поток 29)
33,38
43,20
- остатка колонны ректификации (поток 54)
199,43
189,91
- паров с верха колонны 12 (поток 13)
51,15
103,45
- газа из емкости орошения 15 (поток 16)
7,49
22,08
- острого орошения колонны 12 (поток 18)
23,16
58,37
- нестабильной бензиновой фракции колонны 12 (поток 19),
17,50
20,00
в т.ч. - в отпарную колонну 22 (поток 21)
-
20,00
- бокового погона бензиновой фракции колонны 12 в отпарную колонну 22 (поток 24)
-
5,40
- паров с верха отпарной колонны 22 (поток 47)
-
10,06
- остатка отпарной колонны 22 (поток 40)
-
19,45
- бокового погона дизельной фракции в отпарную секцию 26 (поток 25)
44,95
48,50
- ввода верхнего циркуляционного орошения (ЦО) - поток 39
140,00
177,29
- нижнего ЦО (потоки 49 и 50)
3,00
70,00
- квенча (поток 11)
-
27,00
- квенча из колонны ректификации
25,00
-
- питания колонны 12 (поток 55), в т.ч.
282,80
284,80
- паровой фазы
68,17
96,03
- жидкой фазы
214,63
188,77
- паров с верха отпарной секции 26 (поток 30)
12,57
6,30
- водяного пара, в т.ч.
3,00
3,00
- в низ колонны 12 (поток 32)
2,00
2,00
- в низ отпарной секции 26 (поток 31)
1,00
1,00
- орошения абсорбера 10 (поток 36)
-
181,50
- остатка абсорбера 10 (поток 38)
-
204,29
- паров в низ абсорбера 10 (поток 48)
-
32,14
Температура, °С
- реакционной смеси (поток 9)
425
425
- питания колонны 12 (поток 55)
395
393
- ввода острого орошения колонны ректификации (поток 18)
40
40
- орошения абсорбера 10 (поток 36)
-
40
- верха колонны 12
139
91
- ввода нестабильной бензиновой фракции колонны 12 в отпарную колонну 22 (поток 21)
-
90
- ввода бокового погона бензиновой фракции колонны 12 в от-I парную колонну 22 (поток 24)
-
109
Продолжение таблицы 1
1
2
3
- верха отпарной колонны 22
-
90
- низа отпарной колонны 22
-
102
- в кипятильнике отпарной колонны 22
-
109
- вывода бокового погона колонны 12 (поток 33)
-
165
- вывода квенча из колонны ректификации
288
-
- вывода бокового погона в отпарную секцию 26 (поток 25)
244
165
- вывода верхнего ЦО (поток 33)
190
165
- ввода верхнего ЦО (поток 39)
61
60
- вывода нижнего ЦО (поток 49)
389
290
- ввода нижнего ЦО (поток 50)
200
200
- ввода квенча (поток 11)
-
60
- ввода квенча в реакционную смесь из колонны ректификации
61
-
- низа колонны 12
390
389
- верха отпарной секции 26
237
162
- низа отпарной секции 26
217
155
- ввода водяного пара (потоки 31 и 32)
350
350
- верха абсорбера 10
-
44
- низа абсорбера 10
-
60
Давление, ата
- в емкости орошения 15
7,50
2,50
- верха колонны 12
8,00
3,00
- низа колонны 12
8,44
3,38
- верха отпарной колонны 22
-
2,72
- низа отпарной колонны 22
-
2,84
- верха отпарной секции 26
8,39
3,70
- низа отпарной секции 26
8,49
3,80
- верха абсорбера 10
-
2,00
- низа абсорбера 10
-
2,09
Тепло, Гкал/ч
- реакционной смеси (поток 9)
63,293
64,688
- подводимое в печи 6
37,875
37,811
- снимаемое в конденсаторе-холодильнике воздушного охлаждения 14
8,103
11,080
- отводимое верхним ЦО в теплообменнике (ТО) 2 и ВХ-35
-
9,828
- отводимое верхним ЦО в охладителе
9,784
-
- отводимое нижним ЦО в ТО 3
-
3,657
- отводимое нижним ЦО в ТО
0,342
-
- отводимое квенчем 11
-
1,718
- отводимое квенчем колонны ректификации
3,171
-
- подводимое в низ отпарной колонны 22
-
0,370
- подводимое с сырьем колонны 22 в ТО 20
-
1,000
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Число теоретических тарелок (одно- и двухсливные клапанные и каскадные)
33
33
- в 1 секции колонны 12
11
2
- во 2 секции колонны 12
1
7
- в 3 секции колонны 12
1
1
- в 4 секции колонны 12
1
1
- в 5 секции колонны 12
1
1
- в 6 секции колонны 12
10
1
- в 7 (отгонной) секции колонны 12
3
3
- в отпарной колонне 22
-
7
- в отпарной секции 26
5
5
- в абсорбере 10
-
5
Диаметр, м
- колонны 12
2,8
2,8
- отпарной колонны 22
-
0,6
- отпарной секции 26
1,0
1,0
- абсорбера 10
-
1,6
Расстояние между тарелками, мм
- в колонне 12
650-900
650-900
- в отпарной колонне 22
-
500
- в отпарной секции 26
500
500
- в абсорбере 10
-
500
Линейная/максимально-допустимая линейная скорость пара, м/с
- в колонне 12
0,05-0,39/0,51-0,68
0,11-0,93/0,78-1,22
- в отпарной колонне 22
-
0,38-0,48/0,56-0,59
- в отпарной секции 26
0,18-0,31/0,40-0,48
0,31-0,43/0,70-0,80
- в абсорбере 10
-
0,67-1,02/1,03-1,21
Высота подпора слива, мм
- в колонне 12
1-61
10-60
- в отпарной колонне 22
-
45-48
- в отпарной секции 26
30-36
34-37
- в абсорбере 10
-
62-66
Содержание фракций, % масс.
- >C<sub>4</sub> в газе емкости орошения
12,42
10,39
- <C<sub>5</sub> в стаб. бензиновой фракции
-
0,31
- >140°С в стаб. бензиновой фракции
-
13,55
- <C<sub>5</sub> в нестаб. бензиновой фракции
10,67
-
- >140°C в нестаб. бензиновой фракции
12,32
-
- <130°C в дизельной фракции
2,35
3,04
- >290°C в дизельной фракции
1,97
4,94
- >300°C в дизельной фракции
0,01
-
- <280°C в остатке
3,79
0,55