УСТАНОВКА ВАКУУМНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к установкам вакуумной перегонка жидкого продукта, преимущественно нефтяного сырья, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности для ректификации нефтяного сырья.
Известна установка перегонки жидкого продукта, включающая ректификационную вакуумную колонну и вакуумсоздающее устройство с паровым эжектором (патент US №2105935, кл. С10G 7/00, 18.01.1938).
Недостатком известной установки является смешение нефтяных фракций с водяным паром и соответственно унос водяным паром части нефтяных фракций, что приводит к загрязнению конденсата водяного пара и снижению экономичности установки.
Наиболее близкой к полезной модели является установка вакуумной перегонки нефтяного сырья, содержащая ректификационную вакуумную колонну с магистралями подвода нефтяного сырья, отвода жидкой фракции и магистралью отвода парогазовой среды, подключенной к поверхностному конденсатору, а также вакуумсоздающее устройство, включающее насос, сепаратор и жидкостно-газовый струйный аппарат, выход которого подключен к сепаратору, вход по газу к поверхностному конденсатору, а вход по жидкости к сепаратору через насос (патент RU №2310678, кл. С10G 07/06, 20.11.2007).
В данной установке в поверхностном конденсаторе осуществляют первичную конденсацию паров, преимущественно водяного пара, из парогазовой среды, а с помощью жидкостно-газового струйного аппарата поддерживают в ректификационной вакуумной колонне требуемую величину вакуума. При этом в поверхностный конденсатор для охлаждения парогазовой среды чаще всего в качестве охлаждающей жидкости подают охлажденную в градирне воду, температура которой сильно зависит от температуры окружающей среды.
Это не позволяет при глубоком вакууме в колонне получать в поверхностном конденсаторе хорошую полноту конденсации паров (преимущественно водяных) содержащихся в парогазовой среде. Кроме того, степень конденсации паров в поверхностном конденсаторе при этом сильно зависит от температуры окружающей среды.
Все это приводит к повышенной и переменной парогазовой нагрузке на вакуумсоздающее устройство и, как следствие, к увеличению затрат энергии на создание требуемого вакуума в ректификационной колонне.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является интенсификация процесса перегонки нефтяного сырья в присутствии водяного пара, путем углубления вакуума и сокращения энергетических затрат на создание вакуума в ректификационной вакуумной колонне.
Технический результат заключается в повышении экономичности, стабильности и надежности работы установки вакуумной перегонки нефтяного сырья при обеспечении экологической чистоты вакуумной перегонки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что установка вакуумной перегонки нефтяного сырья содержит ректификационную вакуумную колонну с магистралями подвода нефтяного сырья, отвода жидкой фракции и магистралью отвода парогазовой среды, подключенной к поверхностному конденсатору, выполненному с входом охлаждающей жидкости и выходом нагретой охлаждающей жидкости, а также вакуумсоздающее устройство, включающее насос, сепаратор и жидкостно-газовый струйный аппарат, выход которого подключен к сепаратору, вход по газу к выходу газовой среды из поверхностного конденсатора, а вход по жидкости подключен к сепаратору через насос, при этом установка включает абсорбционную холодильную машину, имеющую вход и выход греющего теплоносителя, вход нагретой охлаждающей жидкости и выход охлаждающей жидкости, и парогенератор, при этом поверхностный конденсатор входом охлаждающей жидкости подключен к выходу охлаждающей жидкости из абсорбционной холодильной машины, выходом нагретой охлаждающей жидкости поверхностный конденсатор подключен к входу нагретой охлаждающей жидкости в абсорбционную холодильную машину, которая входом греющего теплоносителя подключена к выходу водяного пара из парогенератора, а выходом греющего теплоносителя подключена к входу водяного конденсата в парогенератор, при этом парогенератор входом греющей среды подключен к магистрали подвода жидкой фракции перегонки нефти или нефтяного сырья, а выходом греющей среды подключен к магистрали отвода жидкой фракции перегонки нефти или нефтяного сырья.
Предлагаемая установка позволяет поддерживать требуемый по технологии уровень вакуума в ректификационной вакуумной колонне путем откачки из последней парогазовой фазы с последующей конденсацией большей части водяных паров и паров углеводородов (в случае нефтепереработки) в поверхностном конденсаторе за счет подачи в него охлаждающей жидкости, выходящей из абсорбционной холодильной машины, с более низкой температурой (5÷10°С) по сравнению с температурой оборотной воды выходящей из градирни. В проточной части жидкостно-газового струйного аппарата, а также в напорной магистрали за ним, проводится дальнейшая конденсация оставшихся после поверхностного конденсатора паров и сжатие неконденсирующихся газов до давления, при котором они могут быть поданы на технологические нужды потребителя. Жидкой рабочей средой жидкостно-газового струйного аппарата является жидкая среда предпочтительно того же состава, что и конденсируемые углеводородные пары, откачиваемые из ректификационной вакуумной колонны. Это предотвращает загрязнение окружающей среды, так как отсутствуют выбросы в окружающую среду углеводородного конденсата парогазовой среды.
Выполнение установки описанным выше образом с подключением поверхностного конденсатора по охлаждающей жидкости к абсорбционной холодильной машине (предпочтительно, бромистолитиевой), в сочетании с откачкой и частичной конденсацией оставшейся после поверхностного конденсатора части парогазовой среды в жидкостно-газовом струйном аппарате, позволяет увеличить глубину вакуума в верхней и соответственно нижней частях ректификационной вакуумной колонны, что ведет к увеличению выхода продуктов перегонки при уменьшении потребления электроэнергии на создание вакуума в колонне. Все это повышает экономичность работы установки.
Важно, что при этом представляется возможность конденсировать большее количество водяного пара в поверхностном конденсаторе и создавать с помощью жидкостно-газового струйного аппарата более глубокий вакуум в ректификационной колонне без увеличения затрат энергии на ректификацию нефтяного сырья.
Кроме того, представляется возможность использовать тепло ректификационных колонн, сбрасываемое в окружающую среду при охлаждении дистиллятов перегонки нефтяного сырья, для получения водяного пара необходимого для работы абсорбционной холодильной машины.
На чертеже представлена схема установки вакуумной перегонки нефтяного сырья.
Установка вакуумной перегонки нефтяного сырья содержит ректификационную вакуумную колонну 1 с магистралью 2 подвода нефтяного сырья, магистралью 3 отвода жидкой фракции и магистралью 4 отвода парогазовой среды, подключенной к поверхностному конденсатору 5, выполненному со входом 6 охлаждающей жидкости и выходом 7 нагретой охлаждающей жидкости, а также вакуумсоздающее устройство 8, включающее насос 9, сепаратор 10 и жидкостно-газовый струйный аппарат 11. Жидкостно-газовый струйный аппарат 11 выходом 12 смеси подключен к сепаратору 10, входом 13 газа подключен к выходу 14 газовой среды из поверхностного конденсатора 5, а входом 15 жидкости подключен к сепаратору 10 через насос 9.
Установка включает абсорбционную холодильную машину 16, имеющую вход 18 и выход 17 греющего теплоносителя, вход 19 нагретой охлаждающей жидкости и выход 20 охлаждающей жидкости, и парогенератор 21. Поверхностный конденсатор 5 входом 6 охлаждающей жидкости подключен к выходу 20 охлаждающей жидкости из абсорбционной холодильной машины 16. Выходом 7 нагретой охлаждающей жидкости поверхностный конденсатор 5 подключен к входу 19 нагретой охлаждающей жидкости в абсорбционную холодильную машину 16, которая входом 18 греющего теплоносителя подключена к выходу 23 водяного пара из парогенератора 21, а выходом 17 греющего теплоносителя подключена к входу 22 водяного конденсата в парогенератор 21. Парогенератор 21 входом 24 греющей среды подключен к магистрали 25 подвода жидкой фракции перегонки нефти или нефтяного сырья, а выходом 26 греющей среды подключен к магистрали 27 отвода жидкой фракции перегонки нефти или нефтяного сырья с установки.
Абсорбционная, например, бромистолитиевая, холодильная машина 16, содержит испаритель 28 десорбер 29, абсорбер 30, конденсатор 31 и дроссельные вентили 32.
Парогенератор 21 входом 24 через магистраль 25 подвода жидкой фракции перегонки нефти или нефтяного сырья подключен к магистрали 33 отвода жидкой фракции из ректификационной колонны 34 и/или к магистрали 3 отвода жидкой фракции из ректификационной вакуумной колонны 1.
Установка вакуумной перегонки нефтяного сырья работает следующим образом.
Нагретый жидкий продукт (в случае нефтеперегонки нефтяное сырье, например, мазут) подают в ректификационную вакуумную колонну 1 по магистрали 2 подвода нефтяного сырья. Из верхней части колонны 1, находящейся под давлением 10-50 мм.рт.ст., по магистрали 4 откачивают жидкостно-газовым струйным аппаратом 11 парогазовую среду за счет энергии жидкой рабочей среды, циркулирующей по замкнутому контуру с помощью насоса 9. Перед поступлением в жидкостно-газовый струйный аппарат 11, парогазовая среда охлаждается в поверхностный конденсатор 5. С помощью абсорбционной холодильной машины 16 поддерживают температуру охлаждающей жидкости, подаваемой в поверхностный конденсатор 5, на уровне 5-10°С, что позволяет конденсировать основную часть водяных паров из парогазовой среды откачиваемой из ректификационной вакуумной колонны 1. Это позволяет снизить газовую нагрузку на жидкостно-газовый струйный аппарат 11 и создать, с помощью последнего, более глубокий вакуум в ректификационной вакуумной колонне 1, либо при заданной глубине вакуума снизить затраты энергии на его создание (снизить потребление электроэнергии насосом 9). В холодильнике 35 вакуумсоздающего устройства 8 проводят отбор избытка тепла от жидкой рабочей среды, образованного частично за счет диссипации механической энергии в контуре ее циркуляции и частично за счет конденсации пара и охлаждения несконденсированного газа в жидкостно-газовом струйном аппарате 11. Это обеспечивает температурную стабилизацию жидкой рабочей среды циркулирующей с помощью насоса 9 по замкнутому контуру.
На выходе 12 из жидкостно-газового струйного аппарата 11, в результате передачи энергии от жидкой рабочей среды к газовой среде, образуется двухфазная смесь с давлением большим давления в ректификационной вакуумной колонне 1, которая поступает в сепаратор 10. В сепараторе 10 с давлением, как правило, более 0,11 МПа двухфазная смесь разделяется на сжатую газовую фазу и жидкую рабочую среду. Сжатая газовая фаза из сепаратора 10 отводится потребителю на его технологические нужды, а жидкая рабочая среда поступает из сепаратора 10 на вход насоса 9, который вновь подает ее в сопло жидкостно-газового струйного аппарата 11 через его вход 15.
В парогенераторе 21 генерируют пар, как правило водяной пар, который поступает в качестве греющего теплоносителя в абсорбционную холодильную машину 16 и нагревает в десорбере 29 бинарный раствор.
Источником тепловой энергии для генерации водяного пара в парогенераторе 21 является горячий поток жидкой фракции перегонки нефти или нефтяного сырья, выходящий из ректификационной вакуумной колонны 1 или ректификационной колонны 34, например, атмосферной ректификационной колонны. Желательно использовать такую жидкую фракцию, тепло которой сбрасывается в окружающую среду без совершения полезной работы. Охлажденная в парогенераторе 21 жидкая фракция перегонки нефти или нефтяного сырья отводится из установки по магистрали 27. Таким образом, с помощью абсорбционной холодильной машины тепловая энергия, взятая от горячей жидкой фракции перегонки нефти или нефтяного сырья, используется для получения охлаждающей жидкости (воды) с температурой 5-10°С поступающей из абсорбционной холодильной машины в поверхностный конденсатор 5. В случае сброса тепловой энергии от фракции перегонки нефти или нефтяного сырья в окружающую среду, реализуется процесс ее утилизации путем получения холода, который используется для повышения эффективности процесса перегонки нефтяного сырья.
Настоящая полезная модель, кроме нефтеперерабатывающей промышленности, может быть использована в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.