способ разделения газового конденсата и легкой нефти и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ разделения газового конденсата или легкой нефти, включающий предварительный подогрев исходного сырья, отгонку в первой ректификационной колонне легкой нафты, подачу кубового остатка во вторую ректификационную колонну и отгонку в ней тяжелой нафты, керосиновой фракции и дизельной фракции с получением в качестве остатка мазута, отличающийся тем, что исходное сырье после предварительного нагрева подвергают однократному частичному испарению, полученный газ направляют в укрепляющую секцию первой ректификационной колонны, а полученную жидкость - в зону питания первой ректификационной колонны.

2. Установка для разделения газового конденсата или легкой нефти, содержащая линию подачи нагретого исходного сырья, первую ректификационную колонну, верх которой через первый теплообменник соединен с линией отвода легкой нафты, а низ - через первый подогреватель со второй ректификационной колонной, верх которой соединен с линией отвода тяжелой нафты, укрепляющая секция которой имеет два вывода, которые соединены с соответствующими отпарными колоннами для получения керосиновой и дизельной фракций, а низ соединен с линией отвода мазута, отличающаяся тем, что она снабжена испарителем предварительного отделения бензина, верх которого соединен с укрепляющей секцией первой ректификационной колонны, а низ - с зоной питания первой ректификационной колонны, при этом линия отвода легкой нафты соединена с колонной стабилизации, верх которой через второй теплообменник соединен с линией отвода сжиженных углеводородных газов.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что низ первой ректификационной колонны соединен с линией рецикла кубового остатка, на которой установлен первый испаритель.

4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что низ колонны стабилизации соединен с линией рецикла, на которой установлен второй испаритель.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что линия отвода сжиженных углеводородных газов соединена с блоком подготовки топливного газа.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что блок подготовки топливного газа соединен с первым подогревателем, который представляет собой огневой подогреватель.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что линия отвода мазута через второй подогреватель соединена с кубовой секцией второй ректификационной колонны, а блок подготовки топливного газа соединен со вторым подогревателем, который представляет собой огневой подогреватель.

8. Установка по п.3, отличающаяся тем, что включает линию циркулирующего масляного теплоносителя, с которой соединен первый испаритель.

9. Установка по п.4, отличающаяся тем, что включает линию циркулирующего масляного теплоносителя, с которой соединен второй испаритель.

10. Установка по п.6, отличающаяся тем, что включает линию циркулирующего масляного теплоносителя, с которой соединен огневой подогреватель блока подготовки топливного газа.

11. Установка по п.2, отличающаяся тем, что отпарные колонны имеют линии рецикла кубового остатка с испарителями, а установка включает линию циркулирующего масляного теплоносителя, с которой соединены испарители на линиях рецикла кубового остатка отпарных колонн.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки газового конденсата и легкой нефти в нефтегазоперерабатывающей промышленности.

Известен способ (RU 2159792) переработки газового конденсата в нефтегазоперерабатывающей промышленности, по которому нагретый газовый конденсат подвергают однократному испарению и при этом получают паровую и жидкую фазы. Далее паровую фазу ректифицируют под атмосферным давлением с получением бензина и остатка. Жидкую фазу из испарителя и остаток из атмосферной колонны нагревают и перегоняют в вакуумной ректификационной колонне при давлении 0,03-0,05 МПа с получением дизельного топлива и мазута. Недостатком данного способа является отсутствие устойчивости технологического режима, так как параметры атмосферной и вакуумной колонны напрямую зависят от технологических параметров в первичном испарителе, на которые значительное влияние оказывают любые изменения состава и физических параметров сырья.

Известен способ (RU 2202590), по которому нагретый газовый конденсат разделяют в ректификационной колонне с получением дистиллята, бокового погона и кубового остатка. Для разгрузки отгонной секции колонны часть кубового остатка с тарелки в середине секции отбирают, нагревают в печи, разделяют в сепараторе. Жидкую фазу направляют ниже точки отбора, а паровую фазу - выше точки отбора. Способ позволяет повысить четкость ректификации и производительность действующей колонны, а при проектировании за счет уменьшения диаметра колонны снизить ее металлоемкость, повысить экономичность процесса разделения. Недостатком данного способа является то, что сепаратор расположен не на потоке сырья колонны, а на отгонной секции колонны, что не позволяет в достаточной мере разгрузить колонну по паровой фазе.

Наиболее близкой к предложенной является установка для переработки газового конденсата и легкой нефти (RU 102896 U, опуб. 20.03.2011), которая включает теплообменники блока подогрева сырья, колонну стабилизации сырья, испарительную ректификационную колонну, основную ректификационную колонну с отпарными колоннами и теплообменниками-ребойлерами с отборами дизельного топлива и керосина, внешние отборы мазута, дизельного топлива, бензина, керосина. Куб испарительной ректификационной колонны соединен основной линией частично отбензиненного сырья с основной ректификационной колонной через печь нагрева сырья. Линия отвода дизельного топлива с теплообменника-ребойлера отпарной колонны дизельного топлива и линия отвода мазута с куба испарительной ректификационной колонны соединены с линией рецикла дизельного топлива и линией рецикла мазута, соответственно. Линия рецикла дизельного топлива и линия рецикла мазута соединены с основной линией частично отбензиненного сырья до входа в печь нагрева сырья. Способ, реализуемый данной установкой, включает предварительный подогрев исходного сырья, подачу его в испарительную ректификационную колонну и отгонку в ней легкой нафты, подачу кубового остатка в основную ректификационную колонну и отгонку в ней тяжелой нафты, керосиновой фракции и дизельной фракции с получением в качестве остатка мазута.

В известном техническом решении испарительная ректификационная колонна имеет высокую нагрузку по паровой фазе, что приводит к ее большим габаритным размерам и большим капитальным затратам на ее сооружение.

Кроме того, данное техническое решение, предназначенное для обеспечения достаточного количества теплоносителя, приводит к появлению циркуляционных контуров дизельного топлива и мазута, что в свою очередь ведет к увеличению необходимой производительности основной ректификационной колонны.

Техническим результатом предлагаемой группы изобретений является снижение нагрузки первой ректификационной колонны по паровой фазе и уменьшение вследствие этого ее габаритных размеров и материалоемкости.

Технический результат достигается тем, что в способе разделения газового конденсата или легкой нефти, включающем предварительный подогрев исходного сырья, отгонку в первой ректификационной колонне легкой нафты (легкой бензиновой фракции), подачу кубового остатка во вторую ректификационную колонну и отгонку в ней тяжелой нафты (тяжелой бензиновой фракции), керосиновой фракции и дизельной фракции с получением в качестве остатка мазута, согласно изобретению исходное сырье после предварительного нагрева подвергают однократному частичному испарению, полученный газ направляют в укрепляющую секцию первой ректификационной колонны, а полученную жидкость - в секцию питания первой ректификационной колонны.

Технический результат достигается также тем, что установка для разделения газового конденсата или легкой нефти, содержащая линию подачи нагретого исходного сырья, первую ректификационную колонну, верх которой соединен с линией отвода легкой нафты, а низ - через первый подогреватель со второй ректификационной колонной, верх которой соединен с линией отвода тяжелой нафты, укрепляющая секция которой имеет два вывода, которые соединены с соответствующими отпарными колоннами для получения керосиновой и дизельной фракций, а низ соединен с линией отвода мазута, согласно изобретению снабжена испарителем предварительного отделения бензина, верх которого соединен с укрепляющей секцией первой ректификационной колонны, а низ - с зоной питания первой ректификационной колонны, при этом линия отвода легкой нафты соединена с колонной стабилизации, верх которой через второй теплообменник соединен с линией отвода сжиженных углеводородных газов.

В частных случаях выполнения установка характеризуется тем, что:

- низ первой ректификационной колонны соединен с линией рецикла кубового остатка, на которой установлен первый испаритель,

- низ колонны стабилизации соединен с линией рецикла, на которой установлен второй испаритель,

- линия отвода сжиженных углеводородных газов соединена с блоком подготовки топливного газа,

- блок подготовки топливного газа соединен с первым подогревателем, который представляет собой огневой подогреватель,

- линия отвода мазута через второй подогреватель соединена с кубовой секцией второй ректификационной колонны, а блок подготовки топливного газа соединен со вторым подогревателем, который представляет собой огневой подогреватель,

- включает линию циркулирующего масляного теплоносителя, с которой соединены первый и второй испарители и испарители линий рецикла кубового остатка отпарных колонн, а также огневой подогреватель блока подготовки топливного газа.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема предложенной установки. На схеме приняты следующие обозначения потоков: I - сырье, II - легкая нафта, III - сжиженные углеводородные газы, IV - мазут, V - дизельная фракция, VI - керосиновая фракция, VII - тяжелая нафта, VIII - масляный теплоноситель.

Установка для разделения газового конденсата или легкой нефти содержит испаритель 1 предварительного отделения бензина, выполненный в виде полого вертикального цилиндрического аппарата с насадочными устройствами - каплеотбойниками.

Верх испарителя 1 соединен с укрепляющей секцией первой ректификационной колонны 2, верх которой соединен с линией рецикла, на которой последовательно установлены теплообменник 3, емкость 4 и насос 5, выход которого также соединен с линией 22 отвода легкой нафты. Низ испарителя 1 соединен с зоной питания первой ректификационной колонны 2. Низ колонны 2 соединен с линией рецикла кубового остатка, на которой установлен первый испаритель 6.

Линия 22 отвода легкой нафты соединена с блоком стабилизации, включающим колонну 7 стабилизации, соединенную с ее верхом линию рецикла сжиженных углеводородных газов, включающую второй теплообменник 8, емкость 9 и насос 10, а также соединенную с ее низом линию рецикла кубового остатка, на которой установлен второй испаритель 11. Выход насоса 10 также соединен в линией 23 отвода сжиженных углеводородных газов.

Низ колонны 2 через огневой подогреватель 12 соединен с зоной питания второй ректификационной колонны 13. Верх колонны 13 соединен с линией рецикла дистиллята (тяжелой нафты), на которой установлены третий теплообменник 14, емкость 15 и насос 16, выход которого также соединен с линией 24 отвода тяжелой нафты. Выводы укрепляющей секции колонны 13 соединены соответственно с отпарными колоннами 19 и 20, которые соединены соответственно с линией 25 отвода керосиновой фракции и линией 26 отвода дизельной фракции. Низ колонны 13 соединен с линией рецикла кубового остатка, на которой установлен огневой подогреватель 21, а также с линией 27 отвода мазута.

Установка снабжена линией циркулирующего масляного теплоносителя (не показана), соединенной с испарителями 6 и 11 и испарителями на линиях рецикла кубового остатка (на схеме не показаны) отпарных колонн 19 и 20.

Линия 23 отвода сжиженных углеводородных газов соединена с блоком подготовки топливного газа (не показан), соединенным с огневыми подогревателями 12 и 21, а также с огневым подогревателем линии циркулирующего масляного теплоносителя (не показан).

Способ разделения газового конденсата или легкой нефти осуществляется следующим образом.

Сырье (стабильный газовый конденсат или легкая нефть) подогревают в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не показаны) до температуры 140-160°C и направляют в испаритель 1. В испарителе 1 осуществляется частичное отделение бензина («отбензинивание») из потока сырья. Поток паров, который образуется при однократном испарении сырья, с верха испарителя 1 направляется в середину укрепляющей секции ректификационной колонны 2. С низа испарителя 1 поток частично отбензиненного сырья подается в зону питания ректификационной колонны 2.

В колонне 2 выделяется легкая бензиновая фракция (легкая нафта) с содержанием сжиженных углеводородных газов (СУГ), которая в виде дистиллята выводится с верха колонны 2 и направляется на охлаждение в теплообменник 3, где пары полностью конденсируются. Сконденсировавшаяся легкая бензиновая фракция поступает в емкость 4, откуда насосом 5 частично подается в качестве острого орошения на верхнюю ректификационную тарелку колонны 2, а балансовое количество отводится на блок физической стабилизации. Подвод тепла вниз ректификационной колонны 2 осуществляется за счет циркуляции кубового остатка этой колонны 2 через испаритель 6, который подогревается потоком циркулирующего масляного теплоносителя (МТ).

С низа колонны 2 балансовое количество кубового остатка прокачивается через змеевики огневого подогревателя 12, где нагревается до температуры 205-225°C, и поступает в зону питания ректификационной колонны 13. В качестве дистиллята из колонны 13 отводится бензиновая фракция (тяжелая нафта), поток паров которой отводится в теплообменник 14. Сконденсировавшаяся тяжелая нафта поступает в емкость 15, откуда насосом 16 частично подается в качестве острого орошения на верхнюю тарелку колонны 13, а балансовое количество отводится в товарный склад.

Отвод тепла в ректификационной колонне 13 осуществляется верхним и нижним циркуляционными орошениями. Жидкость верхнего циркуляционного орошения со второй тарелки колонны 13 прокачивается через ряд, в том числе рекуперативных, теплообменников 17 и возвращается в колонну 13 на первую тарелку. Жидкий поток нижнего циркуляционного орошения с одной из тарелок средней части колонны 13 также прокачивается через ряд теплообменников 18 и возвращается на следующую по высоте тарелку.

В укрепляющей секции ректификационной колонны 13 организован вывод двух боковых погонов: керосиновой фракции и фракции дизельного топлива, которые отводятся через отпарные колонны 19 и 20.

Погон керосиновой фракции из ректификационной колонны 13 отводится на верхнюю тарелку отпарной колонны 19, подвод тепла в которой обеспечивается за счет циркуляции кубового остатка этой колонны 19 через испаритель (на схеме не указан), который подогревается потоком циркулирующего масляного теплоносителя. Поток паров с верха отпарной колонны 19 возвращается в колонну 13. С низа отпарной колонны 19 керосиновая фракция охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не указаны) и направляется в резервуары товарного парка.

Погон дизельной фракции из ректификационной колонны 13 отводится на верхнюю тарелку отпарной колонны 20, подвод тепла в которой обеспечивается за счет циркуляции кубового остатка этой колонны 20 через испаритель (на схеме не указан), который подогревается потоком циркулирующего масляного теплоносителя. Поток паров с верха отпарной колонны 20 возвращается в колонну 13. С низа отпарной колонны 20 дизельная фракция охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не указаны) и направляется в резервуары товарного парка.

Подвод тепла в низ ректификационной колонны 13 организован за счет циркуляции кубового остатка через трубчатые змеевики огневого подогревателя 21. Балансовый избыток остатка (мазут) отводится с низа колонны 13, охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не указаны) и направляется в резервуары товарного парка.

Блок физической стабилизации легкой бензиновой фракции включает ректификационную колонну 7, предназначенную для выделения сжиженных углеводородных газов из легкой бензиновой фракции.

Поток легкой бензиновой фракции с нагнетания насоса 5 после предварительного подогрева (на схеме не указано) поступает в зону питания ректификационной колонны 7.

Дистиллят колонны 7 (углеводородные газы) охлаждается и конденсируется в теплообменниках 8. Сжиженные углеводородные газы (СУГ) собираются в емкости 9, откуда насосом 10 частично направляются в качестве орошения в колонну 7, балансовое количество отводится в парк хранения.

В парке хранения имеется блок подготовки топливного газа (на схеме не указан), где сжиженные углеводородные газы (СУГ) подогреваются до температуры 80-100°C и в виде газовой фазы направляются в топливную сеть установки. Основными потребителями топливного газа являются огневые подогреватели 12, 21, а также огневой подогреватель циркулирующего масляного теплоносителя (на схеме не показан).

Подвод тепла в ректификационную колонну 7 осуществляется за счет циркуляции кубового остатка через испаритель 11, который в свою очередь подогревается за счет потока циркулирующего масляного теплоносителя (МТ).

Балансовое количество легкой нафты отводится с низа колонны 7, охлаждается в ряде рекуперативных теплообменников (на схеме не показаны) и направляется в резервуары товарного парка.

Предложенная группа изобретений позволяет:

1. за счет предварительного частичного отбензинивания исходного сырья в испарителе 1 и распределения получаемых при этом газового и жидкого потоков по различным секциям питания колонны 2 отгонки легкой бензиновой фракции, снизить нагрузку указанной колонны по паровой фазе, что приводит к уменьшению ее габаритных размеров, а следовательно, и капитальных затрат;

2. за счет использования потока циркулирующего масляного теплоносителя отказаться от циркуляционных тепловых потоков товарных продуктов, увеличивающих габаритные размеры оборудования, снизив при этом общую поверхность теплообменной аппаратуры при минимальной мощности огневых подогревателей;

3. за счет использования в качестве топлива сжиженных углеводородных газов, поступающих на установку в составе сырья, отказаться от внешних поставок энергоносителей, используемых для топливных нужд.