способ получения котельного топлива

Формула изобретения

Способ получения котельного топлива путем перегонки мазута в вакуумной колонне с получением вакуумных дистиллятных фракций и остатка - гудрона с последующей термодеструктивной переработкой его, отличающийся тем, что гудрон выводят с куба вакуумной колонны при температуре 340-360^oC и в печи подвергают дальнейшему нагреву до температуры 450-490^oC при давлении 0,6-1,2 МПа с последующим разделением образующейся парожидкой смеси на атмосферной ректификационной колонне с получением в качестве основных продуктов термоостатка и балансового количества тяжелого термогазойля, из которых после смешения с 0,5-2,5 мас.% металлизированной фракции, выводимой с вакуумной колонны, получают котельное топливо.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам переработки остаточных нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ переработки мазута в вакуумной колонне с отбором вакуумных дистиллятов и гудрона, термической переработки гудрона на блоке висбрекинга с последующим отделением газа и бензина путем ректификации.

Недостатком известного способа является низкий выход котельного топлива - 28,5 - 32,0 мас.% нa мазут (А.С. СССР 1502604).

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения котельного топлива путем висбрекинга нефтяных остатков, до глубины разложения 12 - 16 мас.% с последующим фракционированием продуктов висбрекинга и выделением крекинг - остатка в качестве целевого продукта (Патент РФ 2041916).

Недостатком способа, принятого за прототип, является узкая сырьевая база для получения котельных топлив, так как он пригоден только при переработке тяжелых нефтяных остатков плотностью 1020 - 1200 кг/м³.

Целью данного изобретения является повышение выхода котельного топлива непосредственно на установке вакуумной перегонки мазута с максимальным использованием образующихся при этом побочных продуктов.

Поставленная цель достигается способом, согласно которому гудрон выводят с куба вакуумной колонны при температуре 340 - 360^oC и в печи подвергают дальнейшему нагреву до температуры 450 - 490^oC при давлении 0,6 - 1,2 МПа с последующим разделением образующейся парожидкой смеси на атмосферной ректификационной колонне с получением в качестве основных продуктов термоостатка и балансового количества тяжелого термогазойля, из которых после смешения с 0,5-2,5 мас.% металлизированной фракции, выводимой с вакуумной колонны, получают котельное топливо.

Проведение способа согласно предлагаемому техническому решению позволяет получать котельное топливо непосредственно на установке вакуумной перегонки мазута и дает возможность за счет изменения в системе теплообмена и повышения температур на входе в печи сократить их мощности и дать экономию топлива.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению со способом, принятым за прототип, является то, что котельное топливо получают непосредственно на установке вакуумной перегонки мазута путем смешения термоостатка с балансовым количеством тяжелого термогазойля и 0,5-2,5 мас.% металлизированной фракции, выводимой с вакуумной колонны.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Способ осуществляют следующим образом. Остатки атмосферных колонн установок первичной перегонки нефти (мазут) нагревают в теплообменниках Т-1 (за счет металлизированной фракции) до температуры 107 - 112^oC и Т - 2 (за счет термоостатка) до температуры 267-288^oC и далее в печи П-1 до температуры 360-365^oC.

Парожидкая смесь из печи П-1 поступает в вакуумную колонну К-1, где разделяется на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза поднимается в укрепляющую часть колонны, где подвергается разделению, а жидкая фаза стекает в кубовую часть колонны, где происходит отделение от гудрона легких фракций.

С нижней глухой тарелки вакуумной колонны К-1 отбирают металлизированную фракцию - затемненный продукт - и через сырьевой теплообменник Т-1 направляют на смешение с термоостатком и тяжелым термогазойлем для получения котельного топлива.

Со средней глухой тарелки выводят вакуумный газойль, который после охлаждения в теплообменнике Т-4 выводят с установки. С верхней глухой тарелки откачивают легкий вакуумный дистиллят, который после охлаждения в теплообменнике Т-3 выводят с установки.

Из кубовой части вакуумной колонны К-1 откачивают в горячем состоянии при температуре 340 - 360^oC гудрон, который дополнительно нагревают непосредственно на установке вакуумной перегонки мазута сначала в конвекционной, затем в радиационной зонах печи П-2 до температуры 450 - 490^oC. Образующуюся парожидкую смесь охлаждают рециркулятом - частью тяжелого термогазойля - и в ректификационной колонне К-2 выделяют непредельную бензиновую фракцию и тяжелый термогазойль.

Тяжелый термогазойль подают в парожидкую смесь, выходящую из печи П-2, на ее захолаживание, а балансовое количество поступает на компаундирование для получения котельного топлива.

Термоостаток выводят из кубовой части колонны К-2 и охлаждают путем нагрева мазута - сырья вакуумной колонны К-1 и после охлаждения в теплообменнике Т-5 используют в качестве компонента для приготовления котельного топлива.

Котельное топливо получают путем добавления к термоостатку балансового количества тяжелого термогазойля из атмосферной колонны К-2 и 0,5-2,5 мас.% металлизированной фракции, выводимой с вакуумной колонны К-1. Последние две фракции используются для регулирования требуемой вязкости котельного топлива.

Анализ известных технических решений по способам получения котельных топлив позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.

Преимущества предлагаемого способа иллюстрируются приведенными ниже примерами.

Пример1. Мазут западно-сибирской нефти (плотность 952 кг/м³, ВУ при 80^oC 5,6^o ВУ, коксуемость 6,7 мас.%, содержание серы 2,1 мас.%) нагревают в теплообменниках Т-1 (за счет металлизированной фракции) до температуры 110^oC и Т-2 ( за счет термоостатка) до температуры 275^oC и далее в печи П-1 до температуры 365^oC.

Парожидкая смесь из печи П-1 поступает в вакуумную колонну К-1, где разделяется на паровую и жидкую фазы. Режим работы вакуумной колонны: температура (^oC) верха 60, эвапорационного пространства 355, низа 350; остаточное давление 20, 55 и 75 мм рт. ст. соответственно.

С нижней глухой тарелки вакуумной колонны К-1 при температуре 375^oC отбирают металлизированную фракцию - затемненный продукт и через сырьевой теплообменник Т-1 направляют на смешение с термоостатком для получения компонента котельного топлива.

Со средней глухой тарелки выводят вакуумный газойль, который после охлаждения в теплообменнике Т-4 выводят с установки. С верхней глухой тарелки откачивают легкий вакуумный дистиллят, который после охлаждения в теплообменнике Т-3 выводят с установки.

Из кубовой части вакуумной колонны К-1 откачивают в горячем состоянии гудрон, который дополнительно нагревают непосредственно на установке вакуумной перегонки мазута сначала в конвекционной, затем в радиационной зонах печи П-2 до температуры 490^oC. Образующуюся парожидкую смесь охлаждают рециркулятом - частью тяжелого термогазойля - и в ректификационной колонне К-2 выделяют фракции: непредельную бензиновую и тяжелого термогазойля.

Тяжелый термогазойль подают в парожидкую смесь, выходящую из печи П-2, на ее захолаживание, а балансовое количество поступает на компаундирование для получения котельного топлива.

Термоостаток выводят из кубовой части колонны К-2 и охлаждают путем нагрева мазута - сырья вакуумной колонны К-1 и после охлаждения в теплообменнике Т-5 используют в качестве компонента для приготовления котельного топлива.

Котельное топливо получают путем добавления к термоостатку балансового количества тяжелого термогазойля из атмосферной колонны К-2 и 0,5-2,5 мас.% металлизированной фракции, выводимой с вакуумной колонны. Последние две фракции используются для регулирования требуемой кинематической вязкости котельного топлива (не более 16,0^o ВУ при 80^oC).

Параметры и характеристики фракций приведены в таблице.

Пример 2. Мазут подвергают вакуумной разгонке, а гудрон - термообработке с последующим фракционированием образующихся продуктов непосредственно на установке вакуумной перегонки мазута согласно примеру 1.

Параметры и характеристики фракций приведены в таблице.

Пример 3. Мазут подвергают вакуумной разгонке, а гудрон - термообработке с последующим фракционированием образующихся продуктов непосредственно на установке вакуумной перегонки мазута согласно примеру 1.

Параметры и характеристики фракций приведены в таблице.

Пример 4 (сравнительный). Гудрон западно-сибирской нефти с плотностью 1020 кг/м³ подвергают висбрекингу при температуре 480^oC при глубине разложения сырья 12 мас.%.

Параметры и характеристики фракций приведены в таблице.

Таким образом, проведение процесса согласно предлагаемому способу (примеры 1-3) по сравнению с прототипом (пример 4 - висбрекинг гудрона на отдельно стоящей установке) позволяет увеличить выход котельного топлива на 3,6-6,9 мас. %, а также за счет изменения в системе теплообмена и повышения температур на входе в печи П-1 и П-2 сократить их мощности на 8,7 Гкал/ч, что соответствует экономии топлива 870 кг/ч для установки вакуумной перегонки производительностью 4 млн. мазута в год.