СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА
FRACTIONATING OF THERMAL CRACKING PRODUCTS

Изобретение относится к способам фракционирования продуктов термического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ фракционирования 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 с низа вакуумной колонны, в низ которой подается водяной пар, с отбором в вакуумной колонне термического газойля (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.226, рис.IV-15б).
Недостатками известного способа являются высокие энергетические и капитальные затраты в связи с использованием вакуумной колонны с подачей в низ ее водяного пара.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.226, рис.IV-15а).
Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты, недостаточный отбор и низкое качество легких продуктов разделения, сложность схемы выделения продуктов термического крекинга и возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат, увеличение отбора и повышение качества легких продуктов разделения, упрощение схемы выделения продуктов термического крекинга и снижение возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
Указанная задача решается тем, что в способе фракционирования продуктов термического крекинга, включающем сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор, согласно изобретению процесс разделения проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, из колонны выводят сверху газ и пары бензина, сбоку - боковой погон, который затем подают тремя потоками: первый поток - на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, второй поток охлаждают и подают на смешение с продуктами после реактора, третий поток охлаждают и возвращают в колонну выше вывода бокового погона из нее, а с низа колонны выводят крекинг-остаток, при этом сепарацию продуктов после реактора проводят в ректификационной колонне после смешения их со вторым потоком бокового погона.
Целесообразно бензин после ректификации направить на стабилизацию с получением газа и стабильного бензина.
За счет проведения процесса разделения в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, обладающей большей простотой и экономичностью по сравнению с разделением в простых колоннах, подачи первичного сырья двумя потоками: первого потока - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второго потока - выше ввода первого потока, позволяющей регулировать количество вторичного сырья, вывода из колонны бокового погона и подачи его тремя потоками: первого потока на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, охлаждения второго потока и подачи на смешение с продуктами после реактора, позволяющей существенно снизить температуру на тарелках колонны и термическое разложение продуктов на них, охлаждение третьего потока и возврат выше вывода бокового погона из колонны, позволяющее использовать тепло его охлаждения для нагрева первичного сырья, появляется возможность снижения энергозатрат, увеличения отбора и повышения качества легких продуктов разделения, упрощения схемы выделения продуктов термического крекинга и снижения возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.
Вторичное сырье, выводимое из сложной ректификационной колонны 1 по линии 2, нагревают в печи 3 и по линии 4 подают в реактор 5. Продукты после реактора выводят по линии 6.
С верха колонны 1 по линии 7 выводят пары и частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике воздушного охлаждения 8, а затем по линии 9 вводят в газосепаратор 10. С верха газосепаратора 10 по линии 11 выводят газ. С низа газосепаратора 10 по линии 12 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 13 возвращают на верх колонны 1, а балансовый избыток отводят по линии 14 в качестве нестабильного бензина. С низа газосепаратора по линии 15 отводят воду.
Боковой погон колонны 1 по линии 16 (первый поток бокового погона) подают на верх отпарной секции 17. С низа отпарной секции 17 по линии 18 выводят термический газойль, охлаждают в теплообменнике 19 и воздушном холодильнике 20 и по линии 21 выводят с установки. Пары с верха отпарной секции 17 по линии 22 возвращают в колонну 1. В низ отпарной секции 17 и колонны 1 соответственно по линиям 23 и 24 подают водяной пар. С низа колонны 1 по линии 25 отводят крекинг-остаток, охлаждают в теплообменнике 26 и в воздушном холодильнике 27, а затем по линии 28 выводят с установки.
Первичное сырье (мазут) по линии 29 подают в теплообменники 19, 30 и 26, нагревают и вводят в колонну 1 двумя потоками: первый поток по линии 31 - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток по линии 32 - выше ввода первого потока. Из колонны 1 по линии 33 выводят боковой погон, охлаждают в теплообменнике 30, воздушном холодильнике 34 и подают по линии 35 (второй поток бокового погона) на смешение с продуктами после реактора, после чего смесь поступает в колонну 1, и по линии 36 (третий поток бокового погона) - выше места вывода бокового погона из колонны по линии 33, при этом сепарацию продуктов после реактора (поток 6) проводят в ректификационной колонне 1 после смешения их со вторым потоком бокового погона, подаваемого по линии 35.
Нестабильный бензин по линии 14 подают в теплообменник 37, где нагревают, и далее в колонну стабилизации 38. С верха колонны 38 по линии 39 выводят пары и частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике воздушного охлаждения 40, а затем по линии 41 вводят в газосепаратор 42. С верха газосепаратора 42 по линии 43 выводят сухой газ. С низа газосепаратора 42 по линии 44 отводят жидкость и возвращают на верх колонны 38 в качестве орошения. С низа колонны 38 по линии 45 отводят жидкость и подают в кипятильник 46. Пары с верха кипятильника 46 по линии 47 возвращают в низ колонны 38. С низа кипятильника 46 по линии 48 выводят жидкость, охлаждают в теплообменнике 37, воздушном холодильнике 49 и по линии 50 выводят с установки в качестве стабильного бензина.
Сравнительные показатели работы схем фракционирования продуктов термического крекинга приведены в прилагаемой таблице.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить энергозатраты. Тепловая нагрузка печи снижается с 18,210 до 12,171 Гкал/ч, то есть в 1,5 раза. При этом увеличивается отбор легких продуктов: суммарного газа с 4,18 до 4,63 т/ч, то есть на 10,8%; стабильного бензина - с 8,83 до 9,18 т/ч, то есть на 4%; термического газойля (дизельной фракции) с 25,59 до 26,63%, то есть на 4,1%. Упрощается схема в связи с уменьшением числа колонн с 4 до 3 и снижается возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. Так, максимальная температура нагрева продуктов в колоннах снижается с 432 до 393°C.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты, увеличить отбор и повысить качество легких продуктов разделения, упростить схему выделения продуктов термического крекинга и снизить возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.
Таблица
Основные показатели работы колонн
Показатели
Вариант 1 (прототип)
Вариант 2 (предлагаемый способ)
1
2
3
Расход, т/час
первичного сырья:
75,00
75,00
первого потока
70,00
70,00
второго потока
5,00
5,00
газа суммарного
4,18
4,63
стабильного бензина
8,83
9,18
термического газойля (дизельной фракции)
25,59
26,63
крекинг-остатка
36,40
34,56
воды в сырье
0,40
0,40
паров с верха K-1
42,56
61,39
газа из E-1
2,34
3,81
дистиллята K-1
33,25
10,00
острого орошения K-1
6,57
45,18
циркуляционного орошения (ЦО) K-1 (третьего потока бокового погона)
7,00
75,00
квенчинга (второго потока бокового погона)
-
10,00
бокового погона K-1 в K-2 (первого потока бокового погона)
-
37,47
паров с верха K-2
3,57
11,84
вторичного сырья в P-1, в т.ч.
90,00
90,00
бокового погона K-1
5,92
90,00
остатка K-1
84,08
-
газосырьевой смеси после реактора P-1
90,40
90,40
Продолжение таблицы
1
2
3
паров в низ K-1
47,97
1,00
питания K-1 (паровой фазы)
47,97
66,84
питания K-1 (жидкой фазы)
-
33,56
питания K-2
42,43
-
газа из E-2
0,02
-
дистиллята K-2
3,00
-
острого орошения K-2
0,45
-
первичного сырья в K-1
70,00
75,00
первичного сырья в K-2
5,00
-
бокового погона K-2 в K-1
8,02
-
паров с верха K-3
5,33
2,58
газа из E-3
1,17
0,82
острого орошения K-3
4,17
1,77
остатка с низа K-3
16,03
16,51
питания K-3
10,00
10,00
паров в низ K-3
7,19
7,33
питания K-4
36,25
-
паров с верха K-4
31,11
-
газа из E-4
0,66
-
дистиллята K-4
10,00
-
острого орошения K-4
18,55
-
водяного пара, в т.ч.
2,00
2,00
в низ K-1
-
1,00
в низ K-2
0,10
1,00
в низ K-4
1,90
-
Продолжение таблицы
1
2
3
Температура, °C
ввода первичного сырья
270
270
газосырьевой смеси после P-1
440
440
ввода острых орошений
40
40
ввода водяного пара
350
350
верха K-1
322
140
Вывода ЦО (бокового погона K-1)
357
238
ввода ЦО
150
150
ввода квенчинга
-
150
верха K-2
318
230
низа K-2
432
206
бокового погона K-1 в P-1
380
295
низа K-1
321
393
бокового погона K-2 в K-1
385
-
питания K-1
440
440
питания K-2
440
-
верха K-3
53
52
низа K-3
168
173
в кипятильнике K-3
181
185
верха K-4
140
-
низа K-4
198
-
Давление, ата
в E-1
5,00
4,00
верха K-1
5,50
4,50
низа K-1
5,58
4,58
в E-2
3,00
-
верха K-2
3,65
4,76
низа K-2
3,75
4,83
Продолжение таблицы
1
2
3
в E-3
7,00
7,00
верха K-3
7,50
7,50
низа K-3
7,70
7,70
в E-4
4,00
-
верха K-4
4,77
-
низа K-4
4,88
-
Тепло, Гкал/ч
отводимое с верха K-1
9,430
9,176
отводимое ЦО
0,904
3,899
отводимое квенчингом
-
0,520
вводимое с газосырьевой смесью
26,010
25,693
отводимое с верха K-2
0,830
-
вводимое с сырьем в K-3
0,570
0,570
отводимое с верха K-3
0,384
0,165
подводимое в низ K-3
0,600
0,600
отводимое с верха K-4
5,287
-
вводимое с сырьем в K-4
5,465
-
вводимое с водяным паром
в K-1
-
1,025
в K-2
0,103
1,025
в K-4
1,947
-
Тепловая нагрузка печи
18,210
12,171
Число теоретических тарелок (двухсливных клапанных)
в 1 секции K-1
2
5
во 2 секции K-1
3
2
в 3 секции K-1
-
5
в 4 секции K-1
-
1
Продолжение таблицы
1
2
3
в 5 секции K-1
-
3
в 1 секции K-2
5
7
во 2 секции K-2
2
-
в 3 секции K-2
3
-
в 1 секции K-3
9
9
во 2 секции K-3
10
10
в 1 секции K-4
5
-
во 2 секции K-4
3
-
расстояние между тарелками, мм
500
500
Диаметр, м
K-1
2,0
2,6
K-2
0,8
1,0
K-3
0,8
0,8
K-4
1,8
-
Линейная / максимально-
допустимая линейная скорость
пара, м/с
в K-1
0,25-0,45/0,45-0,54
0,04-0,49/0,48-0,96
в K-2
0,05-0,37/0,53-0,64
0,27-0,50/0,54-0,70
в K-3
0,24-0,48/0,34-0,43
0,09-0,22/0,34-0,41
в K-4
0,08-0,27/0,34-0,41
-
Высота подпора слива, мм
в K-1
6-32
11-48
в K-2
2-36
25-31
в K-3
11-28
5-24
в K-4
15-21
-
Продолжение таблицы
1
2
3
Содержание фракций, % масс.
>C<sub>4</sub> в суммарном газе
5,79
5,80
<C<sub>5</sub> в стабильном бензине
0,28
0,08
>170°C в стабильном бензине
1,79
0,85
<140°C в дизельной фракции
1,68
0,43
>350°C в дизельной фракции
6,57
3,75
<350°C в остатке
6,33
3,22