УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА И ЛЕГКОЙ НЕФТИ

Полезная модель относится к области переработки газового конденсата и легкой нефти в нефтегазоперерабатывающей промышленности.
Известен способ (RU 2159792) переработки газового конденсата в нефтегазоперерабатывающей промышленности по которому нагретый газовый конденсат подвергают однократному испарению и при этом получают паровую и жидкую фазы. Далее паровую фазу ректифицируют под атмосферным давлением с получением бензина и остатка. Жидкую фазу из испарителя и остаток из атмосферной колонны нагревают и перегоняют в вакуумной ректификационной колонне при давлении 0,03-0,05 МПа с получением дизельного топлива и мазута. Недостатком данного способа является отсутствие устойчивости технологического режима, так как параметры атмосферной и вакуумной колонны напрямую зависят от технологических параметров в первичном испарителе, на которые значительное влияние оказывают любые изменения состава и физических параметров сырья.
Известна установка, (RU 2202590) в которой нагретый газовый конденсат разделяют в ректификационной колонне с получением дистиллята, бокового погона и кубового остатка. Для разгрузки отгонной секции колонны часть кубового остатка с тарелки в середине секции отбирают, нагревают в печи, разделяют в сепараторе. Жидкую фазу направляют ниже точки отбора, а паровую фазу - выше точки отбора. Установка позволяет повысить четкость ректификации и производительность действующей колонны, а при проектировании за счет уменьшения диаметра колонны снизить ее металлоемкость, повысить экономичность процесса разделения. Недостатком данной установки является то, что сепаратор расположен не на потоке сырья колонны, а на отгонной секции колонны, что не позволяет в достаточной разгрузить колонну по паровой фазе.
Наиболее близкой к предложенной является установка для переработки газового конденсата и легкой нефти (RU 102896 U, опуб. 20.03.2011), которая включает теплообменники блока подогрева сырья, колонну стабилизации сырья, испарительную ректификационную колонну, основную ректификационную колонну с отпарными колоннами и теплообменниками-ребойлерами с отборами дизельного топлива и керосина внешние отборы мазута, дизельного топлива, бензина, керосина. Куб испарительной ректификационной колонны соединен основной линией частично отбензиненного сырья с основной ректификационной колонной через печь нагрева сырья. Линия отвода дизельного топлива с теплообменника-ребойлера отпарной колонны дизельного топлива и линия отвода мазута с куба испарительной ректификационной колонны соединены с линией рецикла дизельного топлива и линией рецикла мазута, соответственно. Линия рецикла дизельного топлива и линия рецикла мазута, соединены с основной линией частично отбензиненного сырья до входа в печь нагрева сырья. Осуществляют предварительный подогрев исходного сырья, подачу его в испарительную ректификационную колонну и отгонку в ней легкой нафты, подачу кубового остатка в основную ректификационную колонну и отгонку в ней тяжелой нафты, керосиновой фракции и дизельной фракции с получением в качестве остатка мазута.
В известном техническом решении испарительная ректификационная колонна имеет высокую нагрузку по паровой фазе, что приводит к ее большим габаритным размерам и большим капитальным затратам на ее сооружение.
Кроме того, данное техническое решение, предназначенное для обеспечения достаточного количества теплоносителя, приводит к появлению циркуляционных контуров дизельного топлива и мазута, что в свою очередь ведет увеличению необходимой производительности основной ректификационной колонны.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение нагрузки первой ректификационной колонны по паровой фазе и уменьшение вследствие этого ее габаритных размеров и материалоемкости.
Технический результат достигается тем, что установка для разделения газового конденсата или легкой нефти, содержащая линию подачи нагретого исходного сырья, первую ректификационную колонну, верх которой соединен с линией отвода легкой нафты, а низ - через первый подогреватель со второй ректификационной колонной, верх которой соединен с линией отвода тяжелой нафты, укрепляющая секция которой имеет два вывода, которые соединены с соответствующими отпарными колоннами для получения керосиновой и дизельной фракций, а низ соединен с линией отвода мазута, согласно изобретению снабжена испарителем предварительного отделения бензина, верх которого соединен с укрепляющей секцией первой ректификационной колонны, а низ - с зоной питания первой ректификационной колонны.
В частных случаях выполнения установка характеризуется тем, что:
- низ первой ректификационной колонны соединен с линией рецикла кубового остатка, на которой установлен первый испаритель.
- линия отвода легкой нафты соединена с колонной стабилизации, верх которой через второй теплообменник соединен с линией отвода сжиженных углеводородных газов, а низ - и с линией рецикла, на которой установлен второй испаритель.
- линия отвода сжиженных углеводородных газов соединена с блоком подготовки топливного газа.
- блок подготовки топливного газа соединен с первым подогревателем, который представляет собой огневой подогреватель.
- линия отвода мазута через второй подогреватель соединена с кубовой секцией второй ректификационной колонны, а блок подготовки топливного газа соединен со вторым подогревателем, который представляет собой огневой подогреватель.
- включает линию циркулирующего масляного теплоносителя, с которой соединены первый и второй испарители и испарители линий рецикла кубового остатка отпарных колонн, а также огневой подогреватель блока подготовки топливного газа.
Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема предложенной установки. На схеме приняты следующие обозначения потоков: I - сырье, II - легкая нафта, III - сжиженные углеводородные газы, IV - мазут, V - дизельная фракция VI - керосиновая фракция, VII - тяжелая нафта, VIII - масляный теплоноситель.
Установка для разделения газового конденсата или легкой нефти, содержит испаритель 1 предварительного отделения бензина, выполненный в виде полого вертикального цилиндрического аппарата с насадочными устройствами - каплеотбойниками.
Верх испарителя 1 соединен с укрепляющей секцией первой ректификационной колонны 2, верх которой соединен с линией рецикла, на которой последовательно установлены теплообменник 3, емкость 4 и насос 5, выход которого также соединен с линией 22 отвода легкой нафты. Низ испарителя 1 соединен с зоной питания первой ректификационной колонны 2. Низ колонны 2 соединен с линией рецикла кубового остатка, на которой установлен первый испаритель 6.
Линия 22 отвода легкой нафты соединена с блоком стабилизации, включающим колонну 7 стабилизации, соединенную с ее верхом линию рецикла сжиженных углеводородных газов, включающую второй теплообменник 8, емкость 9 и насос 10, а также соединенную с ее низом линию рецикла кубового остатка, на которой установлен второй испаритель 11. Выход насоса 10 также соединен в линией 23 отвода сжиженных углеводородных газов.
Низ колонны 2 через огневой подогреватель 12 соединен с зоной питания второй ректификационной колонны 13. Верх колонны 13 соединен с линией рецикла дистиллята (тяжелой нафты), на которой установлены третий теплообменник 14, емкость 15 и насос 16, выход которого также соединен с линией 24 отвода тяжелой нафты. Выводы укрепляющей секции колонны 13 соединены соответственно с отпарными колоннами 19 и 20, которые соединены соответственно с линией 25 отвода керосиновой фракции и линией 26 отвода дизельной фракции. Низ колонны 13 соединен с линией рецикла кубового остатка, на которой установлен огневой подогреватель 21, а также с линией 27 отвода мазута.
Установка снабжена линией циркулирующего масляного теплоносителя (не показана), соединенной с испарителями 6 и 11 и испарителями на линиях рецикла кубового остатка (на схеме не показаны) отпарных колонн 19 и 20.
Линия 23 отвода сжиженных углеводородных газов соединена с блоком подготовки топливного газа (не показан), соединенным с огневыми подогревателями 12 и 21, а также с огневым подогревателем линии циркулирующего масляного теплоносителя (не показан).
Установка для разделения газового конденсата или легкой нефти работает следующим образом.
Сырье (стабильный газовый конденсат или легкая нефть), подогревают в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не показаны) до температуры 140-160°C и направляют в испаритель 1. В испарителе 1 осуществляется частичное отделение бензина («отбензинивание») из потока сырья. Поток паров, который образуется при однократном испарении сырья, с верха испарителя 1 направляется в середину укрепляющей секции ректификационной колонны 2. С низа испарителя 1 поток частично отбензиненного сырья подается в зону питания ректификационной колонны 2.
В колонне 2 выделяется легкая бензиновая фракция (легкая нафта) с содержанием сжиженных углеводородных газов (СУГ), которая в виде дистиллята выводится с верха колонны 2 и направляется на охлаждение в теплообменник 3, где пары полностью конденсируются. Сконденсировавшаяся легкая бензиновая фракция поступает в емкость 4, откуда насосом 5 частично подается в качестве острого орошения на верхнюю ректификационную тарелку колонны 2, а балансовое количество отводится на блок физической стабилизации. Подвод тепла вниз ректификационной колонны 2 осуществляется за счет циркуляции кубового остатка этой колонны 2 через испаритель 6, который подогревается потоком циркулирующего масляного теплоносителя (МТ).
С низа колонны 2 балансовое количество кубового остатка прокачивается через змеевики огневого подогревателя 12, где нагревается до температуры 205-225°C и поступает в зону питания ректификационной колонны 13. В качестве дистиллята из колонны 13 отводится бензиновая фракция (тяжелая нафта), поток паров которой отводится в теплообменник 14. Сконденсировавшаяся тяжелая нафта поступает в емкость 15, откуда насосом 16 частично подается в качестве острого орошения на верхнюю тарелку колонны 13, а балансовое количество отводится в товарный склад.
Отвод тепла в ректификационной колонне 13 осуществляется верхним и нижним циркуляционными орошениями. Жидкость верхнего циркуляционного орошения со второй тарелки колонны 13 прокачивается через ряд, в том числе рекуперативных, теплообменников 17 и возвращается в колонну 13 на первую тарелку. Жидкий поток нижнего циркуляционного орошения с одной из тарелок средней части колонны 13 также прокачивается через ряд теплообменников 18 и возвращается на следующую по высоте тарелку.
В укрепляющей секции ректификационной колонны 13 организован вывод двух боковых погонов: керосиновой фракции и фракции дизельного топлива, которые отводятся через отпарные колонны 19 и 20.
Погон керосиновой фракции из ректификационной колонны 13 отводится на верхнюю тарелку отпарной колонны 19, подвод тепла в которой обеспечивается за счет циркуляции кубового остатка этой колонны 19 через испаритель (на схеме не указан), который подогревается потоком циркулирующего масляного теплоносителя. Поток паров с верха отпарной колонны 19 возвращается в колонну 13. С низа отпарной колонны 19 керосиновая фракция охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не указаны) и направляется в резервуары товарного парка.
Погон дизельной фракции из ректификационной колонны 13 отводится на верхнюю тарелку отпарной колонны 20, подвод тепла в которой обеспечивается за счет циркуляции кубового остатка этой колонны 20 через испаритель (на схеме не указан), который подогревается потоком циркулирующего масляного теплоносителя. Поток паров с верха отпарной колонны 20 возвращается в колонну 13. С низа отпарной колонны 20 дизельная фракция охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не указаны) и направляется в резервуары товарного парка.
Подвод тепла в низ ректификационной колонны 13 организован за счет циркуляции кубового остатка через трубчатые змеевики огневого подогревателя 21. Балансовый избыток остатка (мазут) отводится с низа колонны 13, охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не указаны) и направляется в резервуары товарного парка.
Блок физической стабилизации легкой бензиновой фракции включает ректификационную колонну 7, предназначенную для выделения сжиженных углеводородных газов из легкой бензиновой фракции.
Поток легкой бензиновой фракции с нагнетания насоса 5 после предварительного подогрева (на схеме не указано) поступает в зону питания ректификационной колонны 7.
Дистиллят колонны 7 (углеводородные газы) охлаждается и конденсируется в теплообменниках 8. Сжиженные углеводородные газы (СУГ) собираются в емкости 9, откуда насосом 10 частично направляются в качестве орошения в колонну 7, балансовое количество отводится в парк хранения.
В парке хранения имеется блок подготовки топливного газа (на схеме не указан), где сжиженные углеводородные газы (СУГ) подогреваются до температуры 80-100°C и в виде газовой фазы направляются в топливную сеть установки. Основными потребителями топливного газа являются огневые подогреватели 12, 21 а также огневой подогреватель циркулирующего масляного теплоносителя (на схеме не показан).
Повод тепла в ректификационную колонну 7 осуществляется за счет циркуляции кубового остатка через испаритель 11, который в свою очередь подогревается за счет потока циркулирующего масляного теплоносителя (МТ).
Балансовое количество легкой нафты отводится с низа колонны 7, охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не показаны) и направляется в резервуары товарного парка.
Предложенная полезная модель позволяет:
1. за счет предварительного частичного отбензинивания исходного сырья в испарителе 1 и распределения получаемых при этом газового и жидкого потоков по различным секциям питания колонны 2 отгонки легкой бензиновой фракции, снизить нагрузку указанной колонны по паровой фазе, что приводит к уменьшению ее габаритных размеров, а следовательно, и капитальных затрат;
2. за счет использования потока циркулирующего масляного теплоносителя отказаться от циркуляционных тепловых потоков товарных продуктов, увеличивающих габаритные размеры оборудования, снизив при этом общую поверхность теплообменной аппаратуры при минимальной мощности огневых подогревателей;
3. за счет использования в качестве топлива сжиженных углеводородных газов, поступающих на установку в составе сырья, отказаться от внешних поставок энергоносителей, используемых для топливных нужд.