Установка для переработки жидких углеводородов
INSTALLATION FOR PROCESSING LIQUID HYDROCARBONS

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к оборудованию для переработки жидких углеводородов, и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах.
Известна установка для переработки нефтяного сырья (патент RU 2098452, опубл. 10.12.1997 г) содержащая ректификационную колонну с магистралями подвода нагретого нефтяного сырья, отвода жидкой фракции и остатка, теплообменник, конденсатор-дефлегматор, сепаратор с магистралью отвода конденсата, отстойник и сборник бензина, при этом установка дополнительно снабжена горизонтальным четырехрядным теплообменником, а отстойник - кубовая емкость выполнен со встроенным теплообменником и связан трубопроводом с четырехрядным теплообмеником, при этом ректификационная колонна установлена на кубовой емкости и выполнена с тарелками колпачкового типа, в верхней части которой встроен конденсатор-дефлегматор, соединенный трубопроводом с сепаратором центробежным отделителем, который паропроводом соединен с последовательно расположенными малым и большим холодильниками, установленными вертикально на сборнике бензина.
Данная установка предназначена для первичной переработки нефти с использованием испаряющего агента, что способствует коррозии оборудования и сокращению срока его службы, а также высокой степени обводнения целевых продуктов и необходимости их последующего обезвоживания и образованию дополнительного количества загрязненных сточных.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является установка для переработки углеводородного сырья (патент RU 34530, опубл. 10.12.2003), содержащая последовательно соединенные печь, первую и вторую ректификационные колонны, первый, второй и третий теплообменники, первый, второй, третий и четвертый аппараты воздушного охлаждения, испаритель и сепаратор, вход которого соединен с выходом второго теплообменника, а выход легких фракций которого соединен с выходом бензиновой фракции второй ректификационной колонны, а выход конденсата - через трубное пространство третьего теплообменника подается в печь, выход тяжелого остатка с низа первой колонны подается через испаритель для рекуперации тепла и подогрева низа второй колонны на третий аппарат воздушного охлаждения для конденсирования котельного топлива, выход нижнего продукта второй колонны направляется через испаритель и второй теплообменник во второй аппарат воздушного охлаждения для конденсирования котельного топлива, а четвертый аппарат воздушного охлаждения соединен с выводом промежуточной керосиновой фракции второй колонны, при этом, ректификационные колонны установлены таким образом, что их низ поднят на высоту от нулевой отметки не менее четырех диаметров корпуса колонны, второй теплообменник по средней образующей его диаметра установлен на высоте от нулевой отметки не менее четырех диаметров корпуса теплообменника, а третий теплообменник расположен не ниже входного штуцера сырья во вторую колонну, причем первый теплообменник по выходному патрубку из трубного пространства расположен на 0,3 м выше входных штуцеров в первый аппарат воздушного охлаждения.
Данная установка работает с использованием испаряющего агента, что способствует коррозии оборудования и сокращению срока его службы, а также высокой степени обводнения целевых продуктов и необходимости их последующего обезвоживания и образованию дополнительного количества загрязненных сточных. Также недостатком данной установки является ее низкая производительность, ввиду применения двух ректификационных колонн и отсутствия циркуляционных насосов, а также низкая четкость разделения на целевые продукты в непрерывном режиме одной установки.
Задачей изобретения является усовершенствование установки для переработки жидких углеводородов, позволяющее повысить срок эксплуатации оборудования, а также производительность установки, за счет высокой четкости разделения на целевые продукты в непрерывном режиме одной, при повышении экологичности процесса.
Техническим результатом изобретения является снижение степени обводнения и содержания остаточных фракций в целевых продуктах, а также обеспечение минимального уровня эмиссии загрязняющих веществ.
Технический результат достигается тем, что установка для переработки жидких углеводородов содержит последовательно соединенные печь, ректификационную колонну, первый, второй, третий аппараты воздушного охлаждения, испаритель и сепаратор, при этом ректификационная колонна содержит в верхней части линию отвода легкой бензиновой фракции, сообщенную с первым аппаратом воздушного охлаждения и технологической емкостью для сбора легкой бензиновой фракции, в боковом отборе линию отвода дизельной фракции и неиспарившейся тяжелой бензиновой фракции, сообщенную через первый регулятор уровня с первым входом в стриппинг-колонну, верхний выход которой соединен с входом второго аппарата воздушного охлаждения, выход которого сообщен через первый эжектор с технологической емкостью для сбора тяжелой бензиновой фракции и первым циркуляционным насосом, второй выход стриппинг-колонны, расположенный в нижней ее части, соединен через второй регулятор уровня со входом испарителя, первый выход которого соединен со вторым входом стриппинг-колонны, расположенном в ее боковой части, а второй выход испарителя соединен с входом третьего аппарата воздушного охлаждения, выход которого сообщен с технологической емкостью для сбора легкой дизельной фракции, в нижней части ректификационной колонны расположена линия отвода мазута и неиспарившейся части тяжелой дизельной фракции, сообщенная через третий регулятор уровня с первым входом кубовой емкости, при этом первый выход кубовой емкости, соединен с входом сепаратора, первый выход которого, расположенный в верхней части, соединен с входом четвертого аппарата воздушного охлаждения, сообщенного через второй эжектор с технологической емкостью для сбора тяжелой дизельной фракции и вторым циркуляционным насосом, а второй выход сепаратора, расположенный в нижней его части, сообщен со вторым входом кубовой емкости, при этом второй выход кубовой емкости через технологический насос сообщен с пятым аппаратом воздушного охлаждения, выход которого соединен с технологической емкостью для сбора фракции мазута посредством линии отвода фракции мазута, которая проходит через внутреннее трубное пространство испарителя.
Применение сложной ректификационной колонны с возможностью отвода легкой бензиновой фракции по линии отвода бензиновой фракции с температурой кипения 120°С, отвода дизельной фракции и неиспарившейся тяжелой бензиновой фракции по линии отвода дизельной фракции и неиспарившейся бензиновой фракции с температурой кипения 200°С, отвода мазута по линии отвода мазута и неиспарившейся части тяжелой дизельной фракции с температурой кипения 335°С при пониженном давлении без применения испаряющего агента (перегретого пара), способствует снижению давления в ректификационной колонне, и как следствие к уменьшению коррозии оборудования, а также значительному сокращению количества загрязненных сточных вод, ввиду минимальной степени обводнения целевых продуктов.
Снижение содержания остаточных фракций в целевых продуктах достигается за счет более полного разделения легкой дизельной фракции и неиспарившейся тяжелой бензиновой фракции используют стриппинг-колонну, из верхней части, которой пары тяжелой бензиновой фракции, за счет пониженного давления (0,001-0,004 МПа) создаваемого первым эжектором и первым циркуляционным насосом, поступают на охлаждение на второй аппарат воздушного охлаждения и во вторую технологическую емкость для сбора тяжелой бензиновой фракции, а оставшуюся легкую дизельную фракцию подают в испаритель. Для создания необходимой температуры, как движущей силы испарения, применяют дополнительный нагрев полученной легкой дизельной фракции при пониженном давлении за счет избыточной температуры мазута, подаваемого технологическим насосом через трубное пространство испарителя из кубовой емкости. При этом создание пониженного давления в стриппинг-колонне позволяет создать движущую силу для отделения тяжелой бензиновой фракции и направить тяжелую бензиновую фракцию не в ректификационную колонну, а на охлаждение и сбор в технологическую емкость.
Снижение содержания остаточных фракций в целевых продуктах также достигается за счет повышения четкости разделения фракции мазута и неиспарившейся части тяжелой дизельной фракции используют кубовую емкость, в которой устанавливают уровень жидкости «зеркала» испарения, при этом низкое давление в кубовой емкости обеспечивают посредством технологического насоса. Создание низкого давления в кубовой емкости способствует удалению остаточных паров тяжелого дизельного топлива из мазута, поступившего из ректификационной колоны. Дальнейшая подача паров тяжелого дизельного топлива на сепаратор обеспечивает более высокую четкость разделения паров тяжелой дизельной фракции от частиц фракции мазута, при этом полученная тяжелая дизельная фракция поступает на четвертый аппарат воздушного охлаждения и в технологическую емкость для сбора тяжелой дизельной фракции. Оставшаяся фракция мазута поступает обратно в кубовую емкость, затем ее охлаждают за счет отдачи тепла тяжелой дизельной фракции в испарителе, после чего ее дополнительно охлаждают в пятом аппарате воздушного охлаждения и собирают в технологической емкости для сбора мазута.
Таким образом, совокупность предложенных признаков позволяет повысить срок службы установки и ее производительность с увеличением выхода целевых продуктов, за счет снижения степени обводнения и содержания остаточных фракций в целевых продуктах, осуществления процесса первичного разделения жидких углеводородов в едином технологическом цикле при пониженном давлении без дополнительного подвода тепла, а также повысить экологичность процесса переработки за счет отсутствия испаряющего агента и обеспечения минимального уровня эмиссии загрязняющих веществ.
На фиг. 1 представлена установка для переработки жидких углеводородов, которая содержит последовательно соединенные печь 1, ректификационную колонну 2, в верхней части которой расположена линия отвода легкой бензиновой фракции I, сообщенную с первым аппаратом воздушного охлаждения 3 и технологической емкостью для сбора легкой бензиновой фракции 4.
В боковом отборе ректификационной колонны 2 расположена линия отвода легкой дизельной фракции и неиспарившейся тяжелой бензиновой фракции II, сообщенная через первый регулятор уровня 5 с первым входом в стриппинг-колонну 6. Верхний выход стриппинг-колонны 6 соединен с входом второго аппарата воздушного охлаждения 7, выход которого сообщен через первый эжектор 8 с технологической емкостью для сбора тяжелой бензиновой фракции 9 по средствам первого циркуляционного насоса 10. Второй выход стриппинг-колонны 6, расположенный в нижней части, через второй регулятор уровня 11 соединен с входом испарителя 12. Первый выход испарителя 12 соединен с вторым входом стриппинг-колонны 6, расположенном в ее боковой части, а второй выход испарителя 12 соединен с третьим аппаратом воздушного охлаждения 13 и технологической емкостью для сбора легкой дизельной фракции 14.
В нижней части ректификационной колонны 2 расположена линия отвода мазута и неиспарившейся части тяжелой дизельной фракции III сообщенная через третий регулятор уровня 15 с первым входом кубовой емкости 16. Первый выход кубовой емкости 15 соединен со входом сепаратора 17, первый выход которого, расположенный в верхней части соединен с входом четвертого аппарата воздушного охлаждения 18. Выход аппарата воздушного охлаждения 18 сообщен через второй эжектор 19 с технологической емкостью для сбора тяжелой дизельной фракции 20 по средствам второго циркуляционного насоса 21. Второй выход сепаратора 17, расположенный в нижней его части, сообщен со вторым входом кубовой емкости 16, при этом второй выход кубовой емкости 16 через технологический насос 22 сообщен с пятым аппаратом воздушного охлаждения 23, выход которого соединен с технологической емкостью для сбора фракции мазута 24 посредством линии отвода мазута IV, которая проходит через внутреннее трубное пространство испарителя 12.
Установка для переработки жидких углеводородов работает следующим образом. Жидкие углеводороды подают в печь 1, где ее нагревают до температуры 340°С и далее направляют на ректификационную колонну 2 для разделения на фракции. По линии отвода легкой бензиновой фракции I, расположенной в верхней части ректификационной колонны 2, пары легкой бензиновой фракции при температуре 120°С поступают на первый аппарат воздушного охлаждения 3, а затем полученную легкую бензиновую фракцию собирают в технологической емкости для сбора легкой бензиновой фракции 4.
По линии отвода легкой дизельной фракции и неиспарившейся тяжелой бензиновой фракции II, расположенной в боковом отборе ректификационной колонны 2, при температуре 200°С отводят дизельную фракцию и неиспарившуюся тяжелую бензиновую фракцию, которая через первый регулятор уровня 5 поступает в стриппинг-колонну 6, где за счет пониженного давления происходит основное удаление паров неиспарившейся тяжелой бензиновой фракции из легкой дизельной фракции. Испарившиеся пары тяжелой бензиновой фракции из стриппинг-колонны 6 направляют на второй аппарат воздушного охлаждения 7, а затем полученную тяжелую бензиновую фракцию собирают по средством первого циркуляционного насоса 10 через первый эжектор 8 в технологическую емкость для сбора тяжелой бензиновой фракции 9. Оставшуюся легкую дизельную фракцию через второй регулятор уровня 11 подают на испаритель 12, в котором происходит полное удаление остаточных паров тяжелой бензиновой фракции, которые через первый выход испарителя 12 поступают в боковой вход стриппинг-колонны 6, а оттуда на второй аппарат воздушного охлаждения 7, а затем по средством первого циркуляционного насоса 10 через первый эжектор 8 в технологическую емкость для сбора тяжелой бензиновой фракции 9. Оставшуюся легкую дизельную фракцию через второй выход испарителя 12 подают в третий аппарат воздушного охлаждения 13 и далее собирают в технологической емкости для сбора легкой дизельной фракции 14.
По линии отвода фракции мазута и неиспарившейся части тяжелой дизельной фракции III, расположенной в нижней части ректификационной колонны 2, при температуре 335°С отводят фракцию мазута и неиспарившуюся часть тяжелой дизельной фракции, которая через третий регулятор уровня 15 поступает на первый вход кубовой емкости 16, где за счет создания пониженного давления происходит отбор паров неиспарившейся части тяжелой дизельной фракции, которые через первый выход кубовой емкости 16 поступают на вход сепаратора 17. В сепараторе 17 происходит дополнительное разделение паров тяжелой дизельной фракции и фракции мазута. Тяжелая дизельная фракция из сепаратора 17 поступает на охлаждение в четвертый аппарат воздушного охлаждения 18, а затем полученную тяжелую дизельную фракцию собирают по средством второго циркуляционного насоса 21 через второй эжектор 19 в технологической емкости для сбора тяжелой дизельной фракции 20.
Через второй выход сепаратора 17 осуществляют отвод отделившейся в процессе сепарирования фракции мазута, которую подают на второй вход кубовой емкости 16. Необходимый уровень мазута кубовой емкости 16 поддерживают технологическим насосом 22, избыточный объем мазута из второго выхода кубовой емкости 16 через технологический насос 22 подают в пятый аппарат воздушного охлаждения 23, а затем в технологическую емкость для сбора мазута 24, при этом фракция мазута, проходя по линии отвода мазута IV, проходящей через внутреннее трубное пространство испарителя 12, нагревает легкую дизельную фракцию из стриппинг-колонны 6 и частично охлаждается сама.
Таким образом, совокупность заявленных признаков позволяет достичь желаемый технический результат.