установка ядерно-энергетическая для дистилляции и радиационно-термического крекинга

Формула изобретения

1. Установка для дистилляции и термического крекинга сырой нефти, содержащая блок для нагрева сырой нефти и разделительную колонну с зумпфом для остатка-мазута, отличающаяся тем, что зумпф разделительной колонны выполнен в виде внешней кольцевой оболочки активной зоны ядерного энергетического реактора, которая совместно с внешним периметром активной зоны образует реакторный объем для воздействия на остаток-мазут теплом и ионизирующим излучением активной зоны для реализации радиационно-термического крекинга остатка-мазута с последующим разделением полученных фракций в температурных полях разделительной колонны.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внешняя кольцевая оболочка активной зоны ядерного энергетического реактора выполнена в виде эллиптического параболоида.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок для нагрева сырой нефти использует тепловую энергию ядерной установки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкциям устройств, предназначенных для переработки сырой нефти при производстве моторных топлив и других нефтепродуктов.

К перспективным направлениям переработки сырой нефти, в том числе высоковязкой, а также природных битумов относятся радиационные методы. Энергия ионизирующих излучений применяется в качестве активного стимулятора реакций деструкции (расщепления, разрыва) молекул углеводородов [1].

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для дистилляции и термического крекинга сырой нефти, содержащая печь для нагрева сырой нефти и разделительную колонну с зумпфером для остатка-мазута [2].

Однако известные методы переработки нефти сложны и многоступенчаты и имеют высокие энергозатраты.

Техническим результатом изобретения является разработка конструкции ядерно-энергетической установки для дистилляции и радиационно-термического крекинга сырой нефти, в том числе высоковязкой, и природных битумов, сочетающей высокую производительность и качество продуктов с относительно низкими энергозатратами и экологической чистотой.

Для достижения технического результата в установке для дистилляции и термического крекинга сырой нефти, содержащей блок для нагрева сырой нефти и разделительную колонну с зумпфом для остатка-мазута, согласно изобретению зумпф разделительной колонны выполнен в виде внешней кольцевой оболочки активной зоны ядерного энергетического реактора, которая совместно с внешним периметром активной зоны образует реакторный объем для воздействия на остаток-мазут теплом и ионизирующим излучением активной зоны для реализации радиационно-термического крекинга остатка-мазута с последующим разделением полученных фракций в температурных полях разделительной колонны. Внешняя кольцевая оболочка активной зоны ядерного энергетического реактора выполнена в виде эллиптического параболоида. Блок для нагрева сырой нефти использует тепловую энергию ядерной установки.

Изобретение позволит значительно расширить промышленное использование мазута и других тяжелых фракций нефти в качестве сырья для получения моторных топлив, повысить до 80% выход светлых фракций, улучшить их качество, реализовать процесс крекинга при атмосферном давлении и пониженной температуре, обеспечить высокую производительность переработки нефтепродуктов.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для дистилляции и радиационно-термического крекинга сырой нефти.

Установка для дистилляции и радиационно-термического крекинга включает несколько функциональных устройств-блоков: устройство-блок 1 подготовки сырой нефти, устройство-блок 2 ядерно-энергетический, устройство-блок 3 для дистилляции сырой нефти и последующей ее переработки. Блок подготовки 1 служит для предварительного нагрева сырой нефти с использованием тепла конечного продукта (остатка) через посредство теплообменников 4 и 5 с одновременным опреснением сырой нефти в опреснителе 6. Блок 2 ядерно-энергетический служит для энергетического обеспечения установки тепловой и электрической энергией и состоит из ядерного энергетического реактора 8, паровой турбины 9 и турбогенератора 10. Блок 3 для дистилляции нефти и последующей ее переработки состоит из основной разделительной колонны 11, побочных колонн 12, 13, 14, 15, колонны стабилизации 16, колонны разделения бензина 17. При этом зумпф разделительной колонны 11 выполнен в виде внешней кольцевой оболочки активной зоны ядерного энергетического реактора 7, например, в виде эллиптического параболоида, которая совместно с внешним периметром активной зоны образует реакторный объем 18, служащий для воздействия на остаток-мазут теплом и ионизирующим излучением активной зоны реактора 7.

Установка работает следующим образом.

Сырая нефть, подаваемая насосом, поступает в теплообменник 4, где тепловой энергией конечного продукта-остатка нагревается до заданной технологией температуры. Далее после обезвоживания и обессоливания в опреснителе 6 нефть поступает в теплообменник 5. Предварительно нагретая теплом конечного продукта нефть поступает в теплообменник 19. В теплообменнике 19 нефть разогревается до температуры 350^oC тепловой энергией первого контура активной зоны реактора 7. Разогретая до 350^oC нефть поступает в колонну дистилляции 11. При этом испаряемая доля нефти поднимается через поды установки вверх, а неиспарившаяся доля (фракция-остаток) уходит в зумпф установки. Испарившиеся фракции, поднимаясь вверх, частично будут конденсироваться и возвращаться назад. Этот обратный поток действует охлаждающе и способствует тому, что между поступающей нефтью и верхней частью колонны 11 устанавливается равномерный переход температур. Таким образом, поднимающиеся пары могут конденсироваться на разных уровнях температурного поля и отводиться с определенных подов колонки как фракции с определенной температурой кипения (конденсации). При этом бензиновые фракции стабилизируются в колонке стабилизации 16 и разделяются на легкие и тяжелые бензины в колонке разделения 17. Неиспарившиеся фракции сырой нефти (остаток-мазут) попадает в зумпф колонны 11, который выполнен в виде кольцевой оболочки, образующейся совместно с внешним периметром активной зоны реактора 7 реакторный объем 18. Остаток-мазут в реакторном объеме 18 подвергается воздействию ионизирующего излучения активной зоны реактора 7 с одновременным разогревом остатка-мазута до температуры 400-410^oC, то есть в реакторном объеме 18 происходит радиационно-термический крекинг (РТК), где энергия ионизирующего излучения применяется в качестве активного стимулятора реакции деструкции молекул углеводородов, что обеспечивает высокую селективность получения целевых продуктов с высокими октановыми числами 76-80 и низким содержанием серы - в 35 раз меньше по сравнению с исходным продуктом. Разделение испарившихся фракций РТК происходит в температурных полях колонны 11, а дальнейшая переработка - в колоннах 12 - 17.