способ фракционирования нефти

Формула изобретения

СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ НЕФТИ с нагревом исходной нефти перед подачей во фракционирующий аппарат, отбором парогазовой фракции бензина с одного конца аппарата, фракции дизельного топлива из средней зоны и мазута с другого конца двумя потоками при использовании одного потока в виде теплоносителя после дополнительного его подогрева, охлаждением полученных фракций в теплообменниках с рекуперацией тепла, отличающийся тем, что фракционирование ведут в горизонтальном многоступенчатом аппарате, разделенном на совмещенные ступени конденсации и испарения вертикальными и поперечными перегородками, снабженном по длине устройствами теплоотвода в верхней части для последовательной конденсации паров и теплоподвода в нижней части для последовательного испарения жидкости, причем нефть разделяют на два потока, один из которых нагревают в теплообменниках, где рекуперируют тепло охлаждаемых фракций дизельного топлива и потока мазута, и затем пропускают через устройства теплоотвода в качестве хладагента, после чего смешивают с вторым потоком нефти, также подогретым другим потоком мазута, смесь нагревают в печи и направляют на фракционирование, при этом поток отобранного мазута нагревают в печи и вводят в устройство теплоподвода в качестве теплоносителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам фракционирования нефти и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности.

Известен способ фракционирования нефти, включающий ректификацию нефти, подвод и отвод тепла и отбор фракций бензина, дизельного топлива и остатка мазута [1] При этом отвод тепла осуществляют водой в конденсаторах-холодильниках паров бензина или вентиляцией воздуха в аппаратах воздушного охлаждения, подвод тепла циркуляцией через печь части мазута горячей струи, смешиваемой в кубе с остатком. Часть сконденсированной бензиновой фракции возвращается в колонну в виде жидкостного орошения. Жидкая фаза горячей струи смешивается в кубе колонны с остатком, повышая без необходимости его температуру. Необходимость обеспечения орошения и нагрев остатка требует увеличения поверхности теплообмена и энергетических затрат.

Таким образом, недостатком известного способа являются большие капитальные и энергетические затраты.

Цель изобретения снижение капитальных и энергетических затрат.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу фракционирования нефти, включающему нагрев исходной нефти перед подачей в фракционирующий аппарат, отбор паро-газовой фракции бензина с одного конца аппарата, фракции дизельного топлива из средней зоны и мазута с другого конца двумя потоками при использовании одного потока в виде теплоносителя после дополнительного его подогрева, охлаждение полученных фракций в теплообменниках с рекуперацией тепла, фракционирование нефти осуществляют в горизонтальном многоступенчатом аппарате, разделенном на совмещенные ступени конденсации и испарения вертикальными и поперечными перегородками, снабженном по длине устройствами теплоотвода в верхней части для последовательной конденсации паров и теплоотвода в нижней части для последовательного испарения жидкости, причем нефть разделяют на два потока, один из которых нагревают в теплообменниках, где рекуперируют тепло охлаждаемых фракций дизельного топлива и потока мазута, и затем пропускают через устройства теплоотвода в качестве хладагента, после чего смешивают с вторым потоком нефти, также подогретым другим потоком мазута, смесь нагревают в печи и направляют на фракционирование, при этом поток отобранного мазута нагревают в печи и вводят в устройство теплоотвода в качестве теплоносителя.

Отличием предлагаемого способа является фракционирование нефти в горизонтальном многоступенчатом аппарате, разделенном на совмещенные ступени конденсации и испарения вертикальными и поперечными перегородками, снабженном по длине устройствами теплоотвода в верхней части для последовательной конденсации паров и теплоотвода в нижней части для последовательного испарения жидкости, причем нефть разделяют на два потока, один из которых нагревают в теплообменниках, где рекуперируют тепло охлаждаемых фракций дизельного топлива и потока мазута, и затем пропускают через устройства теплоотвода в качестве хладагента, после чего смешивают с вторым потоком нефти, также подогретым другим потоком мазута, смесь нагревают в печи и направляют на фракционирование, при этом поток отобранного мазута нагревают в печи и вводят в устройство теплоотвода в качестве теплоносителя.

Предлагаемый способ, в отличие от известных науке и технике, обеспечивает снижение капитальных и энергетических затрат.

На чертеже приведена схема предлагаемого способа.

Исходная нефть I перед подачей на фракционирование в горизонтальный аппарат совмещенной многоступенчатой конденсации и испарения смеси 1 распределяется на два потока. Первый поток нефти последовательно охлаждает в теплообменниках 2 и 3 фракции дизельного топлива и мазута, использованного в качестве теплоносителя для подвода тепла, и вводится в горизонтальный аппарат в качестве хладоносителя для отвода тепла. Второй поток нефти нагревается в теплообменнике 4 за счет охлаждения другого потока мазута, выводимого из горизонтального аппарата, смешивается с первым потоком нефти, нагревается в печи 5 и вводится на фракционирование в концевую зону горизонтального аппарата.

С противоположного конца горизонтального аппарата в паровой фазе выводятся фракции бензина, конденсируются в холодильнике 6 и направляются в емкость 8. С противоположного от точки вывода бензиновой фракции конца аппарата выводится двумя потоками мазут. Один поток нагревается в печи 9 и направляется в горизонтальный аппарат в качестве теплоносителя. Другой поток мазута охлаждается в теплообменнике 4, смешивается с охлажденным теплоносителем и вводится в емкость 10. Из емкостей 7, 8 и 10 выводятся соответственно фракции бензина II, дизельного топлива III и мазута IV. Газы V из емкостей направляются в топливную газовую сеть.

Для увеличения отпарки возможна подача в нефть перед ее нагревом в печи инертного компонента, например водяного пара. При неполном выделении светлых фракций из нефти нагрев теплоносителя в печи может и не проводиться.

В предлагаемом способе фракционирование нефти проводится в горизонтальном аппарате совмещенной многоступенчатой конденсации и испарения смеси, характеризующейся по сравнению с ректификационной колонной малыми капитальными и энергетическими затратами [2, 3]

Горизонтальный аппарат по длине снабжен устройствами теплоотвода в верхней части, устройствами теплоотвода в нижней части и разделен на совмещенные ступени конденсации и испарения вертикальными и поперечными перегородками.

Паровой поток исходной нефти последовательно проходит все ступени конденсации, облегчается за счет многоступенчатой частичной конденсации и выводится из аппарата в качестве паров бензина. С каждой ступени конденсации сконденсированная часть паров поступает в совмещенную ступень испарения, где смешивается с потоком жидкости из предыдущей ступени испарения. Поток жидкости последовательно проходит все ступени испарения, обогащается высококипящими фракциями за счет многоступенчатого частичного испарения и выводится из аппарата в качестве остатка. С каждой ступени испарения испарившаяся часть жидкости поступает в совмещенную ступень конденсации, где смешивается с потоком пара из предыдущей ступени конденсации. При этом потоки пара и жидкости движутся по длине аппарата противоположно друг другу.

Проведены расчеты по фракционированию нефти по известному и предлагаемому способам. В качестве сырья рассматривались Арланская нефть и смесь нефтей Западно-Сибирских месторождений.

В расчетах давление в системе фракционирования принято равным 2 ата, число теоретических тарелок в ректификационной колонне по прототипу принято равным 15, для горизонтального аппарата число совмещенных ступеней конденсации и испарения равно 30.

Основные режимные параметры фракционирования нефти приведены в табл.1, групповой состав нефтей и продуктов разделения Арланской нефти в табл.2, смеси Западно-Сибирских нефтей в табл.3.

Из представленных данных следует, что тепловая нагрузка конденсатора-холодильника в предлагаемом способе в 3 раза меньше, чем в прототипе. Для снятия низкопотенциального тепла конденсации паров бензина используют холодную воду или аппарат воздушного охлаждения. Уменьшение тепловой нагрузки снижает энергетические затраты, а также необходимую поверхность теплообмена, что способствует уменьшению капитальных затрат.

Расход теплоносителя в предлагаемом способе меньше расхода горячей струи в прототипе в 4-5 раз, что также позволяет уменьшить поверхность теплообмена, следовательно, и капитальные затраты.

Снижение капитальных и энергетических затрат способствует использованию заявляемого изобретения по фракционированию нефти. Компактность горизонтального аппарата процесса совмещенной многоступенчатой конденсации и испарения позволяет применять предлагаемый способ при разработке и изготовлении малотоннажной блочно-передвижной установки фракционирования нефти для отдаленных регионов Сибири и Дальнего Востока.