СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ИЗ РЕАКТОРОВ КОКСОВАНИЯ
METHOD FOR REMOVAL OF HARMFUL EMISSIONS FROM COKING REACTORS

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу улавливания вредных выбросов из реакторов замедленного коксования нефтяных остатков.
Известен способ улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, включающий подачу продуктов прогрева реакторов из емкости прогрева (Е-2) и продуктов пропарки и охлаждения с температурой 240-260°C в абсорбционную колонну (К-3) на разделение, откуда жидкий нефтепродукт откачивают в основную ректификационную колонну или в резервуар, а парогазовый поток отводят через конденсатор-холодильник в сепаратор - разделительную емкость Е-3 (на схеме она ошибочно обозначена Е-4) для разделения на газ, углеводородный и водяной конденсаты, последний периодически сбрасывают на доочистку в усреднительную емкость, при этом в сепаратор (емкость Е-3) периодически через конденсатор-холодильник на разделение подают продукты охлаждения кокса с температурой ниже 160°C (Журнал «Нефтепереработка и нефтехимия», 1998 г., №9, с. 72-73, рис. 2).
К недостатку известного способа следует отнести подачу продуктов пропарки и охлаждения с температурой ниже 160°C после конденсации в сепаратор абсорбционной колонны, что нарушает стабильность режимных параметров автономного блока абсорбционная колонна-сепаратор и приводит к снижению качественного разделения вышеуказанных продуктов в последнем.
Указанный недостаток устранен в известном способе улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, включающем подачу продуктов прогрева реакторов в емкость прогрева с температурой выше 110°C и их последующую подачу совместно с продуктами пропарки и охлаждения кокса из реакторов в абсорбционную колонну с температурой 240-160°C, при этом жидкий нефтепродукт из абсорбционной колонны направляют в ректификационную колонну или в резервуар котельного топлива, а парогазовый поток из абсорбционной колонны отводят в сепаратор для разделения на газ, водяной и углеводородный конденсат, причем при снижении температуры продуктов пропарки и охлаждения до температуры ниже 160°C, их направляют в отстойник для разделения на газ, водяной и углеводородный конденсаты, при этом жидкий нефтепродукт из абсорбционной колонны, или углеводородный конденсат из сепаратора, или углеводородный конденсат из отстойника, или их смеси частично возвращают в абсорбционную колонну в качестве острого орошения или используют в качестве компонента котельного топлива (Пат. РФ №2465302, МПК С10В 55/00, опубл. 27.10.2012).
Недостатком известного способа-прототипа (равно как и аналога) является то, что подача продуктов пропарки и охлаждения кокса с температурой 240-160°C в абсорбционную колонну осуществляется за счет длительной пропарки и охлаждения кокса из реактора в ректификационную колонну (цикл пропарки и охлаждения составляет ~10 ч), что увеличивает энергоемкость процесса коксования и, кроме того, снижает производительность установки замедленного коксования.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в сокращении длительности цикла пропарки и охлаждения кокса и, соответственно, энергоемкости процесса коксования.
Указанный технический результат достигается тем, что способе улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, включающем подачу продуктов прогрева реакторов с температурой выше 110°C в емкость прогрева с выделением парогазовых и жидких продуктов прогрева реакторов, а продуктов пропарки и охлаждения кокса в ректификационную и абсорбционную колонны с выделением парогазовых и жидких продуктов абсорбции, при этом из парогазовых продуктов абсорбции выделяют газ, водяной и углеводородный конденсаты, а жидкие продукты абсорбции используют частично в качестве острого орошения и циркуляции абсорбционной колонны, частично отводят в резервуар котельного топлива, частично - в ректификационную колонну, согласно изобретению в ректификационную колонну направляют продукты пропарки и охлаждения кокса с температурой выше 400°С, а в абсорбционную колонну - продукты пропарки и охлаждения кокса с температурой 400-160°С, при этом часть жидких продуктов абсорбции совместно с частью продуктов прогрева реакторов подают на охлаждение вышеупомянутых продуктов пропарки и охлаждения до температуры ниже 240°С, а парогазовые продукты прогрева реакторов направляют в ректификационную колонну.
Целесообразно на охлаждение продуктов пропарки и охлаждения кокса с температурой 400-160°С подавать жидкие продуктами абсорбции и жидкие продукты прогрева реакторов, имеющие температуру 180-190°С.
Целесообразно парогазовые продукты прогрева реакторов направлять в ректификационную колонну с температурой не ниже 180°С.
Жидкие продукты абсорбции, направляемые в ректификационную колонну, могут быть отведены в сырьевой поток и/или в квенч - охлаждающий поток паров коксования.
Охлаждение продуктов пропарки и охлаждения кокса с температурой 400-160°С до температуры ниже 240°С перед подачей их в абсорбционную колонну путем смешения с жидкими продуктами абсорбции и жидкими продуктами прогрева реакторов с температурой 180-190°С позволяет снизить длительность цикла пропарки и охлаждения кокса на 3-4 часа и тем самым уменьшить энергоемкость процесса.
На прилагаемом чертеже представлена схема установки улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, на которой реализован предлагаемый способ, где 1 - отстойник, 2 - емкость прогрева, 3 - абсорбционная колонна, 4 - фильтры жидких нефтепродуктов емкости прогрева, 5 - фильтры жидких нефтепродуктов абсорбционной колонны, 6 - теплообменник, 7, 8 - воздушные холодильники-конденсаторы, 9 - сепаратор.
Способ осуществляют следующим образом.
I. Улавливание вредных выбросов при опрессовке и прогреве реакторов.
После закрытия люка одного из реакторов (не показано) его опрессовки водяным паром и слива водяного конденсата в отстойник 1 или яму-накопитель (не показано) проводят прогрев реактора парами дистиллята из соседнего параллельно работающего реактора, поступающими по шлемовому трубопроводу (обратным ходом) в реактор сверху вниз. Жидкие нефтепродукты прогрева реактора с температурой потока 110°C с низа реактора поступают в емкость прогрева 2, где за счет смешения с циркулирующим жидким нефтепродуктом с низа емкости прогрева температура общей смеси достигает 180°C. Парогазовые продукты прогрева из емкости прогрева 2 выводят в ректификационную колонну с температурой 180°C (не показано). Жидкие нефтепродукты (жидкие продукты прогрева) с температурой 180°C из емкости прогрева 2 через фильтры 4 смешивают с продуктами пропарки и охлаждения кокса, поступающими в абсорбционную колонну 3 с температурой 400°C, до достижения температуры 240°C, или выводят в резервуар котельного топлива (не показано), или в сырьевой поток, поступающий в ректификационную колонну и/или в квенч - охлаждающий поток паров коксования, поступающих в ректификационную колонну из реакторов. После достижения температуры продуктов прогрева 180°C поток переводят из емкости прогрева 2 в сырьевой поток, поступающий в ректификационную колонну. При достижении температуры 360°C в прогретый реактор подают сырье из печи (не показано).
В абсорбционной колонне 3 легкая часть продуктов прогрева реакторов совместно с легкой частью продуктов пропарки и охлаждения кокса поднимаются вверх в укрепляющую часть колонны, оборудованную тарелками, образуя парогазовые продукты абсорбции, а тяжелая часть опускается вниз навстречу потоку паров, поступающих снизу вверх, образуя жидкие продукты абсорбции.
Одну часть жидкого нефтепродукта (жидкий продукт абсорбции) из абсорбционной колонны 3 после фильтров 5 и теплообменника 6 с температурой 180°C смешивают с продуктами пропарки и охлаждения кокса, поступающими из реакторов в абсорбционную колонну 3 с температурой 400°C, и жидкими продуктами прогрева реакторов, поступающими в абсорбционную колонну из емкости прогрева с температурой 180°C, вторую часть - после воздушного холодильника 7 с температурой 150°C используют в качестве острого орошения в абсорбционной колонне 3. Балансовое количество жидкого нефтепродукта из абсорбционной колонны 3 направляют в сырьевой поток, поступающий в ректификационную колонну и/или в квенч-охлаждающий поток паров коксования и/или в котельное топливо.
С верха абсорбционной колонны 3 парогазовые продукты абсорбции через воздушный конденсатор-холодильник 8 поступают в сепаратор 9 на разделение на газ, водяной и углеводородный конденсат. Газ с верха сепаратора 9 выводят на очистку или сжигание в печи. Водяной конденсат выводят на доочистку в отстойник 1 или на блок отпарки сульфидсодержащих стоков от кислых газов, а углеводородный конденсат-нефтепродукт частично возвращают в абсорбционную колонну 3 в качестве острого орошения, частично - в основную ректификационную колонну, или в квенч - охлаждающий поток паров коксования или в резервуар котельного топлива.
II. Улавливание вредных выбросов при пропарке и охлаждении кокса.
После заполнения реактора коксом проводят его подготовку к гидровыгрузке в яму-накопитель (не показано). Для этого в реактор в течение 0,5 ч подают перегретый водяной пар с температурой 360°C с расходом до 6 т/ч и продукты пропарки с температурой выше 400°C направляют в ректификационную колонну. Затем после снижения температуры выходящего потока из реактора до 400°C продукты пропарки кокса переводят в абсорбционную колонну 3, увеличивая расход водяного пара до 10 т/ч, и в течение 1 ч кокс пропаривают в абсорбционной колонне, затем в реактор подают воду и проводят охлаждение кокса в течение 4,5 ч. Таким образом, длительность цикла пропарки и охлаждения кокса составляет 6 ч. При этом на входе в абсорбционную колонну 3 производят смешение вышеуказанного продукта пропарки и охлаждения с жидким нефтепродуктом (жидкий продукт прогрева) из емкости прогрева 2 с температурой 180°C и жидким нефтепродуктом низа абсорбционной колонны 3 (жидкий продукт абсорбции) с температурой 180°C до достижения температуры 240°C и полученную сырьевую смесь с температурой 240°C подают в абсорбционную колонну 3. После снижения температуры выходящего потока из реактора до 160°C продукты охлаждения кокса направляют через конденсатор-холодильник 8 непосредственно в отстойник 1. Газ из отстойника 1 направляют на сжигание, водяной конденсат направляют в резервуар гидрорезки и охлаждения кокса в реакторе или на блок отпарки сульфидсодержащих стоков от кислых газов на доочистку, а углеводородный конденсат отводят в абсорбционную колонну 3 или в резервуар котельного топлива или в квенч - охлаждающий поток паров коксования.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить длительность цикла пропарки и охлаждения кокса с 10 ч по прототипу до 6 ч, т.е. в 1,6 раза и тем самым, во-первых, снизить энергоемкость процесса, а, во-вторых, увеличить производительность установки коксования.
Кроме того, предлагаемая технология позволяет поддерживать температуру жидкого нефтепродукта, отводимого из абсорбционной колонны (жидкого продукта абсорбции) в ректификационную колонну не ниже 160°C, что исключает вероятность образования водного конденсата и, как следствие, обеспечивает безопасность работы ректификационной колонны.