СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА
METHOD FOR 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 подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны, и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией с выделением жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка (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 подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны и направляемого в печь, а затем в реактор термического крекинга с выделением после ректификации жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля и крекинг-остатка, отличающемся тем, что процесс ректификации проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продукта после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, при этом ниже места вывода первого бокового погона термического газойля из колонны выводят второй боковой погон, охлаждают и частично подают на смешение с продуктом после реактора, частично возвращают в колонну, а остальное количество после охлаждения (38) подают на верх абсорбера, в низ которого подают жирный газ, с верха абсорбера выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера возвращают в сложную колонну в сечение между выводами боковых погонов из нее в качестве циркуляционного орошения, нестабильный бензин нагревают в теплообменнике парами с верха сложной колонны и подают на верх отпарной секции (8), пары с верха отпарной секции (8) подают на смешение с парами, выводимыми с верха сложной колонны, а с низа отпарной секции (8) выводят жидкость, которую нагревают и испаряют в кипятильнике, пар с верха кипятильника возвращают в низ отпарной секции(8), а с низа кипятильника выводят стабильный бензин.
За счет проведения процесса разделения в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), 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, отбора из колонны второго бокового погона, ниже места вывода из нее бокового погона термического газойля, охлаждения и подачи на смешение с продуктами после реактора и на верх абсорбера, удается существенно снизить температуру на тарелках колонны и термическое разложение продуктов на них и использовать тепло его охлаждения для нагрева первичного сырья с осуществлением нагрева нестабильного бензина парами с верха сложной колонны и подачи на верх отпарной секции (8), работающей при более низком давлении, с выводом с низа отпарной секции (8) после кипятильника стабильного бензина, появляется возможность снижения энергозатрат, увеличения отбора и повышения качества легких продуктов разделения, упрощения схемы выделения продуктов термического крекинга и снижения термического разложения продуктов в колоннах с образованием кокса.
На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления способа.
Вторичное сырье из аккумулятора сложной колонны 1 по линии 2 подают в печь 3, а затем по линии 4 в реактор термического крекинга 5, из которого по линии 6 выводят продукты реакции. Пары, выводимые с верха колонны 1 по линии 7, смешиваются с парами, выводимыми с верха отпарной секции 8 по линии 9 и, частично, по линии 10, направляют в теплообменник 11, оттуда по линии 12 подают на смешение с основной массой паров, после чего по линии 13 направляют в конденсатор-холодильник воздушного охлаждения 14. Парожидкостную смесь после конденсатора-холодильника 14 подают в емкость орошения 15. Жирный газ с верха емкости орошения 15 по линии 16 направляют в низ абсорбера 17. С низа емкости орошения 15 по линии 18 выводят жидкость-нестабильный бензин и частично по линии 19 возвращают на орошение колонны 1. Балансовый избыток нестабильного бензина по линии 20 направляют в теплообменник 11 и по линии 21 подают на верх отпарной секции 8. С низа емкости орошения 15 по линии 22 отводят воду. Из колонны 1 по линии 23 выводят первый боковой погон термического газойля и подают на верх отпарной секции 24. С низа отпарной секции 24 по линии 25 выводят термический газойль, охлаждают в теплообменнике 26 и по линии 27 направляют в холодильник воздушного охлаждения 28, откуда после доохлаждения выводят с установки по линии 29. Пары с верха отпарной секции 24 по линии 30 возвращают в колонну 1. В низ отпарной секции 24 и колонны 1 соответственно по линиям 31 и 32 подают водяной пар. Из колонны 1 по линии 33 выводят второй боковой погон, охлаждают в теплообменнике 34 и холодильнике 35 и по линии 36 подают частично на смешение с продуктами, поступающими по линии 6 из реактора 5, частично возвращают в колонну 1 в качестве циркуляционного орошения выше вывода второго бокового погона, а остальное количество по линии 37- в воздушный холодильник 38 и после охлаждения по линии 39 направляют на верх абсорбера 17. С верха абсорбера 17 по линии 40 выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера 17 по линии 41 возвращают в колонну 1 в качестве циркуляционного орошения. Жидкость, выводимую с низа отпарной секции 8, нагревают и испаряют в кипятильнике 42. Пар с верха кипятильника 42 по линии 43 возвращают в низ отпарной секции 8. С низа кипятильника 42 по линии 44 выводят жидкость - стабильный бензин, охлаждают в холодильнике воздушного охлаждения 45 и по линии 46 выводят с установки. Первичное сырье (мазут) по линии 47 направляют в теплообменник 26, затем, после нагрева, по линии 48 в теплообменник 34, где также нагревают, и далее по линии 49 в теплообменник 50, откуда после нагрева выводят по линии 51 и подают двумя потоками по линиям 52 и 53 в колонну 1. С низа колонны 1 по линии 54 выводят крекинг-остаток, охлаждают в теплообменнике 50, после охлаждения по линии 55 подают в холодильник воздушного охлаждения 56, а затем после охлаждения по линии 57 выводят с установки. Смесь продуктов, поступающих по линии 6 из реактора 5, с охлажденным вторым боковым погоном колонны 1, поступающим по линии 36, по линии 58 подают в колонну 1.
Сравнительные показатели работы схем фракционирования продуктов термического крекинга приведены в прилагаемой таблице. Цифровая нумерация колонн и потоков соответствует предлагаемому способу, в скобках даны номера потоков, словесная нумерация (например, первая колонна) соответствует прототипу.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить энергозатраты. Тепловая нагрузка печи снижается с 18,210 до 12,651 Гкал/час, то есть в 1,44 раза. При этом увеличивается отбор легких продуктов: стабильного бензина с 8,83 до 9,56 т/час (на 8,3%), термического газойля (дизельной фракции) с 25,59 до 25,80 т/час, то есть на 0,8%. Упрощается схема в связи с уменьшением числа единиц оборудования. Снижается возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. Так, максимальная температура нагрева в колоннах снижается с 432 до 393°С.
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 1
Основные показатели работы колонн
Показатели
Вариант 1 (прототип)
Вариант 2 (предлагаемый способ)
1
2
3
Расход, т/час
первичного сырья (51):
75,00
75,00
верхнего потока (52)
5,00
5,00
нижнего потока (53)
70,00
70,00
газа суммарного (40)
4,18
4,05
стабильного бензина (46)
8,83
9,56
термического газойля (дизельной фракции) (29)
25,59
25,80
крекинг-остатка (57)
36,40
35,59
воды в сырье
0,40
0,40
паров с верха первой колонны 1 (7)
42,56
58,13
газа из емкости орошения 15 первой колонны 1 (16)
2,34
6,30
дистиллята первой колонны 1 (20)
33,25
15,70
острого орошения первой колонны 1 (19)
6,57
39,87
циркуляционного орошения (ЦО) первой колонны
7,00
27,75
квенчинга (часть второго бокового погона) (36)
-
10,00
бокового погона колонны 1 в колонну 24 (23)
-
33,50
паров с верха второй колонны 24 (30)
3,57
8,70
вторичного сырья (в.с.) в реактор 5 (4)
90,00
90,00
бокового погона в.с. первой колонны 1 (2)
5,92
90,00
остатка первой колонны 1 (54)
84,08
35,59
продукта после реактора 5 (6)
90,40
90,40
Продолжение таблицы 1
1
2
3
паров в низ первой колонны 1 (32)
47,97
1,00
питания первой колонны 1 (58)
47,97
100,40
питания второй колонны
42,43
-
газа из емкости орошения второй колонны
0,02
-
дистиллята второй колонны
3,00
-
острого орошения второй колонны
0,45
-
первичного сырья в первую колонну 1 (50)
70,00
75,00
первичного сырья во вторую колонну
5,00
-
бокового погона из второй колонны в первую
8,02
-
паров с верха третьей колонны 17 (40)
5,33
4,05
газа из емкости орошения третьей колонны
1,17
-
острого орошения третьей колонны
4,17
-
остатка с низа третьей колонны 17 (41)
16,03
25,75
питания третьей колонны 17 (39)
10,00
23,50
паров в низ третьей колонны 17 (16)
7,19
6,30
питания четвертой колонны 8 (21)
36,25
15,70
паров с верха четвертой колонны 8 (9)
31,11
5,95
газа из емкости орошения четвертой колонны
0,66
-
дистиллята четвертой колонны
10,00
-
острого орошения четвертой колонны
18,55
-
водяного пара, в т.ч.
в низ первой колонны 1 (32)
0,10
1,00
в низ колонны 24 (31)
-
1,00
в низ четвертой колонны
1,90
-
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Температура, °C
ввода первичного сырья
270
270
газосырьевой смеси после реактора 5
440
440
ввода острых орошений
40
40
ввода водяного пара
350
350
верха первой колонны 1
322
126
вывода ЦО (бокового погона первой колонны 1)
357
340
ввода ЦО
150
54
ввода квенчинга
-
150
вывода бокового погона колонны 24
-
222
верха второй колонны 24
318
216
низа второй колонны 24
432
198
бокового погона первой колонны 1 в реактор 5
380
296
низа первой колонны 1
321
393
бокового погона второй колонны в первую
385
-
питания первой колонны 1
440
440
питания второй колонны
440
-
верха третьей колонны 17
53
48
низа третьей колонны 17
168
54
в кипятильнике третьей колонны
181
-
верха четвертой колонны 8
140
98
низа четвертой колонны 8
198
137
в кипятильнике 42 колонны 8
-
148
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Давление, ата
в емкости орошения первой колонны 1
5,00
4,00
верха первой колонны 1
5,50
4,50
низа первой колонны 1
5,58
4,58
в емкости орошения второй колонны
3,00
-
верха второй колонны 24
3,65
4,76
низа второй колонны 24
3,75
4,83
в емкости орошения третьей колонны
7,00
-
верха третьей колонны 17
7,50
3,62
низа третьей колонны 17
7,70
3,68
в емкости орошения четвертой колонны
4,00
-
верха четвертой колонны 8
4,77
4,70
низа четвертой колонны 8
4,88
4,79
Тепло, Гкал/ч
отводимое с верха первой колонны 1
9,430
8,905
отводимое ЦО
0,904
2,764
отводимое квенчингом
-
1,176
вводимое с продуктом после реактора
26,010
25,693
отводимое с верха второй колонны
0,830
-
вводимое с сырьем в третью колонну
0,570
-
отводимое с верха третьей колонны 17
0,384
-
подводимое в низ третьей колонны
0,600
-
отводимое с верха четвертой колонны
5,287
-
вводимое с сырьем в четвертую колонну 8
5,465
0,700
подводимое в низ четвертой колонны 8
-
0,500
вводимое с водяным паром
в первую колонну 1
-
1,025
во вторую колонну 24
0,103
1,025
в четвертую колонну
1,947
-
Тепловая нагрузка печи 3
18,210
12,651
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Число теоретических тарелок (двухсливных клапанных)
в 1 секции первой колонны 1
2
5
во 2 секции первой колонны 1
3
2
в 3 секции первой колонны 1
-
5
в 4 секции первой колонны 1
-
1
в 5 секции первой колонны 1
-
3
в 1 секции второй колонны 24
5
7
во 2 секции второй колонны
2
-
в 3 секции второй колонны
3
-
в 1 секции третьей колонны 17
9
5
во 2 секции третьей колонны
10
-
в 1 секции четвертой колонны 8
5
7
во 2 секции четвертой колонны
3
Расстояние между тарелками, мм
500
500
Диаметр, м
первой колонны 1
2,0
2,6
второй колонны 24
0,8
1,0
третьей колонны 17
0,8
0,8
четвертой колонны 8
1,8
0,8
Линейная/максимально-допустимая линейная скорость пара, м/с
в первой колонне 1
0,25-0,45/0,45-0,54
0,05-0,45/0,47-0,90
во второй колонне 24
0,05-0,37/0,53-0,64
0,26-0,41/0,57-0,72
в третьей колонне 17
0,24-0,48/0,34-0,43
0,62-0,76/0,84-0,91
в четвертой колонне 8
0,08-0,27/0,34-0,41
0,18-0,26/0,42-0,48
Продолжение таблицы 1
1
2
3
Высота подпора слива, мм
в первой колонне 1
6-32
11-25
во второй колонне 24
2-36
24-29
в третьей колонне 17
11-28
25-26
в четвертой колонне 8
15-21
19-22
Содержание фракций, % масс.
>C<sub>4</sub> в суммарном газе
5,79
0,89
<C<sub>5</sub> в стабильном бензине
0,28
0,16
>170°C в стабильном бензине
1,79
0,70
<140°C в дизельной фракции
1,68
0,76
>350°C в дизельной фракции
6,57
2,85
<350°C в крекинг-остатке
6,33
4,30