УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, конкретно, к установке для переработки тяжелых нефтяных остатков различного происхождения, отработанных масел, нефтяных шламов и т.д.
Известна установка термокрекинга тяжелой нефти, включающая печь для ее нагрева и термический реактор, ректификационную колонну для разделения продуктов крекинга и сепаратор отделения бензиновой фракции из бензиновых паров, смеситель исходного сырья с твердым органоминеральным носителем, установленным перед печью, при этом, сепаратор отделения бензиновой фракции из смеси продуктов крекинга установлен после термического реактора, низ сепаратора соединен с входом ректификационной колонны, а верх с входом сепаратора отделения бензиновой фракции из бензиновых паров. (Патент РФ №2058369, С10G 9/00, 1996 г.)
Известна также установка для переработки тяжелых нефтяных остатков различного происхождения, отработанных масел, нефтешламов и т.д., которая включает соединенные между собой трубопроводами источник сырья, печь для нагрева сырья, источник сжатого воздуха, инжектор-смеситель, выносной реактор термического крекинга и блок разделения продуктов крекинга.
(Патент РФ №2289607, С10G 9/00, 2006 г.)
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является установка термического крекинга тяжелых нефтяных остатков, включающая блок предварительного нагрева исходного сырья, соединенный с инжектором-смесителем со сжатым воздухом, печь для нагрева исходного сырья до требуемой температуры, выносной реактор, блок разделения продуктов крекинга, соединенный с выносным реактором линиями подачи жидких и газообразных продуктов. На блоке разделения продуктов крекинга с помощью ректификационной колонны выделяют углеводородный газ, бензиновую и дизельную фракции, а также вакуумный газойль, мазут.
(Патент РФ №2232789, С10G 9/00, 2003 г.)
Недостатком известных установок является то, что они не обеспечивают достаточную эффективность извлечения потенциала светлых фракций, а также недостаточно эффективны при переработке обводненных тяжелых нефтяных остатков, например, нефтешламов.
Предлагается установка для переработки тяжелых нефтяных остатков, включающая блок предварительного нагрева исходного сырья, устройство для нагрева исходного сырья до требуемой температуры, выносной реактор и блок разделения продуктов крекинга, содержащий ректификационную колонну, соединенную с выносным реактором линиями подачи жидких и
газообразных продуктов, которая отличается тем, что в качестве устройства для нагрева исходного сырья перед выносным реактором установлен горизонтальный огневой нагреватель типа труба в трубе с расположенной во внутренней трубе жидкостной горелкой и снабженный импеллерами, установленными в межтрубном пространстве под углом к продольной оси, блок предварительного нагрева исходного сырья включает теплообменник и испаритель и дополнительно установка содержит сборник для выделенной из исходного сырья воды и теплообменник для ее подогрева, при этом, кубовая часть ректификационной колонны трубопроводами через насосы соединена с теплообменником блока предварительного нагрева сырья, огневым нагревателем и теплообменником подогрева выделенной воды, а верхняя часть испарителя блока предварительного нагрева сырья трубопроводом соединена с линией подачи газообразных продуктов крекинга в ректификационную колонну.
Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является возможность максимально извлекать и регулировать качество целевых продуктов при переработке тяжелых нефтяных остатков и нефтешламов, а также получать техническую воду, которая без дополнительной очистки может быть использована для бытовых нужд, например, в качестве отопительной воды и, в случае необходимости, для промывки исходного сырья.
Использование в качестве устройства для нагрева исходного сырья горизонтального огневого нагревателя типа труба в трубе позволит в отличие от трубчатых печей, используемых на известных установках, осуществлять нагрев исходного сырья до более высокой температуры 500-520°С в течение короткого времени, т.е. вести процесс термического крекинга в более жестких условиях. Установленные в межтрубном пространстве импеллеры под углом к продольной оси аппарата создают турбулентность потока исходного сырья, что способствует равномерному его нагреву и предотвращает отложение кокса на внутренней поверхности нагревателя.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой установки.
Установка для переработки тяжелых нефтяных остатков содержит:
- блок предварительного нагрева исходного сырья, содержащий теплообменник 1 и испаритель 2;
- горизонтальный огневой нагреватель 3;
- выносной реактор 4;
- блок разделения продуктов крекинга, содержащий ректификационную колонну 5, холодильники-конденсаторы 6 и 7, рефлюксные емкости 8 и 9;
- сборник выделенной воды 10;
- теплообменник для нагрева выделенной воды 11.
- насосы 12, 13, 14.
Установка работает следующим образом:
Согласно технологической схеме сырье по линии I поступает на прием шестеренчатого насоса 12, который прокачивает его через теплообменник 1, в котором сырье нагревается примерно до 200°С и затем по линии II
фракций и воды от остатка; остаток из испарителя 2 по линии III прокачивается центробежным насосом 13 через кольцевое межтрубное пространство горизонтального огневого нагревателя 3, где происходит его нагрев до 500-520°С, и поступает по линии IV в выносной реактор 4, в котором происходит крекинг сырья; из выносного реактора 4 пары по линии V поступают в верхнюю часть ректификационной колонны 5, по этой же линии в ректификационную колонну поступают пары легких фракций и воды из испарителя 2; жидкая часть продуктов крекинга с низа выносного реактора 4 по линии VI поступает в эвапарационную часть ректификационной колонны 5; из кубовой части ректификационной колонны 5 маловязкое котельное топливо прокачивается по линии VII центробежным насосом 14 через теплообменник 1 и далее на рисайкл в линию III; балансовое количество маловязкого котельного топлива по линии VIII поступает в теплообменник 11, в котором охлаждается и по линии IX выводится с установки; дистиллятные продукты ректификационной колонны 5 бензиновая и дизельная фракции через конденсаторы-холодильники 6 и 7 и рефлюксные емкости 8 и 9 частично идут на орошение в ректификационную колонну, а основное количество выводится с установки по линии Х -бензиновая фракция и по линии XI - дизельная фракция; из нижней отстойной части рефлюксной емкости бензиновой фракции 8 сконденсировавшиеся пары воды поступают по линии XII в сборник выделенной воды 10, затем по линии XIII выделенная вода поступает в теплообменник 11, из которого нагретая отопительная вода по линии XIV выводится с установки; из верхней части рефлюксных емкостей 8 и 9 с установки по линии XV выводится углеводородный газ.
Предлагаемая установка может быть выполнена как в стационарном виде, так и в блочно-модульном виде. Она может быть полностью изготовлена на машиностроительных предприятиях, причем, с разбивкой на функцииональные блоки. Каждый блок при этом устанавливается на несущей раме, что позволяет максимально сократить затраты на монтаж и сборку установки на месте ее использования.
Технологическая схема установки позволяет из тяжелых нефтяных остатков различного происхождения, в том числе и нефтешламов, получать квалифицированные компоненты бензинов, дизельных топлив, котельных топлив, а также углеводородный газ и отопительную воду, которые могут быть использованы для бытовых нужд. В случае необходимости выделенная вода может быть использована для промывки исходного сырья, что приведет к снижению накипи в аппаратах установки.
Технологическая схема позволяет проводить десятикратную рециркуляцию исходного сырья, что, в свою очередь, дает возможность регулировать качество получаемых на установке продуктов.