способ переработки углеводородсодержащего сырья и устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ переработки углеводородсодержащего (нефтесодержащего) сырья в двухзональном реакторе с использованием газообразного агента, исходное сырье подается в верхнюю зону реактора, где поддерживается температура 250-350°C, а газообразный агент подается в нижнюю зону реактора, где поддерживается температура 400-450°C, отбор парафиновой фракции осуществляется из нижней зоны реактора, а парогазовая фракция отводится из верхней зоны реактора и подается на стадию ее частичной конденсации, в результате которой получают жидкую углеводородную фракцию и парогазовую смесь, после отделения в верхней зоне реактора легколетучих углеводородов от исходного сырья образующаяся жидкая смесь углеводородов через переливную трубу подается в нижнюю зону реактора.

2. Двухзональный реактор, предназначенный для переработки углеводородсодержащего сырья, секционированный по высоте двумя непровальными тарелками с колпачковыми, клапанными или ситчатыми газораспределительными устройствами, секции реактора снабжены внутренними или наружными нагревающими элементами, с помощью которых в зонах обеспечивается необходимый температурный режим, нижняя зона предназначена для подачи газообразного агента, верхняя - для подачи углеводородсодержащего сырья, секции соединены трубой для перетока жидких углеводородов из верхней в нижнюю зону реактора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья, а именно твердых нефтесодержащих отходов.

Известен способ переработки тяжелого углеводородного сырья [Патент РФ 2217472], включающий подачу нагретого сырья в реакционный объем и пропускание нагретого активирующего газа через объем сырья, в результате чего получаются легкие углеводородные фракции и тяжелые остатки в виде кокса.

Известный способ непригоден для пиролиза отходов, образующихся после периодической очистки магистральных нефтепроводов, содержащих до 50% парафинов. При такой переработке не обеспечивается четкость разделения на узкие фракции, так как сначала выделяются легкие углеводородные фракции, загрязненные парафинами, а потом выделяются парафины, содержащие легкое углеводороды.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является способ переработки углеводородсодержащего сырья [Патент РФ 2112008], включающий нагревание углеводородсодержащего сырья от температуры 80-375°C до температуры 580-620°C со скоростью нагрева 5-30°С в минуту при подаче газообразного (испаряющего) агента с расходом 0,3-1,2% от исходного веса сырья в минуту с последующим выделением образующихся газообразных, жидких и твердых продуктов.

В качестве испаряющего агента используют углеводороды С1-С4 или газы, образующиеся непосредственно в процессе термической обработки сырья. Причем зону реакции условно разделяют на две части. Подачу сырья осуществляют в первую часть зоны реакции, где его нагревают до температуры в диапазоне 360-430°C с отбором газообразных и жидких продуктов. Не прореагировавшее сырье поступает во вторую часть зоны реакции, где его нагревают до температуры 520-580°C. Испаряющий агент распределяют между первой и второй частями зоны реакции пропорционально массе сырья, находящегося в этих частях зоны реакции.

Известный способ также не позволяет перерабатывать нефтесодержащие отходы, образующиеся при очистке труб нефтепроводов от твердых отложений, с получением узких фракций. При пиролитическом разложении таких отходов с использованием испаряющихся агентов, нагретых до температуры 250-350°C, в первой зоне отделяются жидкие и газообразные продукты, а во второй зоне при температуре 580-620°C отделяются жидкие продукты широкого фракционного состава с большим содержанием парафина. Кроме этого, при таких температурных режимах наблюдается образование кокса.

Технический результат изобретения - переработка отходов, образующихся после периодической очистки магистральных нефтепроводов, содержащих до 50% парафинов.

Технический результат достигается разделением нефтесодержащих отходов с использованием газообразных агентов (например, метана, пропан-бутановой смеси или газов, образующихся в процессе термического пиролиза перерабатываемых отходов). При этом применяется двухзональный реактор (фиг.1), в верхней зоне которого поддерживается температура 250-350°C в зависимости от состава исходных отходов, а в нижней зоне 400-450°C. Газообразный агент А подается в нижнюю секцию реактора, а исходные отходы F в подогретом виде подаются в верхнюю зону реактора.

Реактор 1 секционирован двумя непровальными тарелками 3 с колпачковыми, клапанными или ситчатыми газораспределительными устройствами. Зоны реактора снабжены внутренними или наружными нагревающими элементами 4, с помощью которых в зонах обеспечивается необходимый температурный режим.

При контакте газообразного агента А в нижней зоне реактора с жидкой углеводородной смесью происходит отделение легколетучих углеводородов от парафинов, которые в виде потока П отводятся из реактора. Поддержание температуры в нижней зоне реактора на уровне 400-460°C позволяет избежать образования кокса.

Пары легколетучих углеводородов с потоком газообразного агента из нижней зоны поступают в верхнюю зону реактора, где происходит их термическое взаимодействие с исходным сырьем. Образующаяся парогазовая смесь отводится из реактора в виде потока D и направляется в конденсатор 2, где при охлаждении происходит ее частичная конденсация. В результате этого получается жидкая углеводородная фракция С, которая может быть использована в качестве моторного топлива, и газообразная фракция В. Последняя может быть направлена на утилизацию или же частично использована в качестве газообразного агента А.

После отделения в верхней зоне реактора легколетучих углеводородов от исходного сырья образующаяся жидкая смесь углеводородов Н через переливную трубу подается в нижнюю зону реактора.

Изобретение найдет применение при переработке отходов, образующихся после периодической очистки магистральных нефтепроводов, содержащих до 50% парафинов.

Пример 1. В реактор подаются расплавленные отходы, полученные после чистки трубопроводов ООО «Северные магистральные нефтепроводы», содержащие 45% парафина при температуре 150°C. В верхней зоне поддерживается температура 250°C, а в нижней 420°C. В качестве газообразного агента используется метан. В результате термической переработки получается 20% газообразных продуктов, 30% жидких углеводородов и 50% высококипящих углеводородов, содержащих основную массу парафинов.

Пример 2. В реактор подаются те же отходы при температуре 150°C. В верхней зоне поддерживается температура 350°C, а в нижней 450°C. В качестве газообразного агента используется пропан-бутановая смесь, содержащая 65% пропана. В результате термической переработки получается 12% газообразных продуктов, 40% жидких углеводородов и 48% высококипящих углеводородов, содержащих основную массу парафинов.

Пример 3. В реактор подаются те же отходы при температуре 150°C. В верхней зоне поддерживается температура 350°C, а в нижней 460°C. В качестве газообразного агента используются газы, образующиеся в процессе термического пиролиза перерабатываемых отходов. В результате термической переработки получается 12% газообразных продуктов, 39% жидких углеводородов и 46% высококипящих углеводородов, содержащих основную массу парафинов, и выделилось 3% кокса.