способ переработки нефти

Формула изобретения

Способ переработки нефти, включающий ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха колонны легкой бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, с подачей в низ секций и сложной колонны водяного пара, отбор в сложной колонне балансового количества тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции - керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны - мазута, отличающийся тем, что нагретое сырье вводят в виде верхнего и нижнего потоков в колонну частичного отбензинивания, при этом нижний поток, который нагревают в печи и подают в куб колонны, представляет собой более половины сырья, балансовое количество тяжелой бензиновой фракции возвращают на орошение колонны частичного отбензинивания нефти и отводят вместе с легкой бензиновой фракцией и боковым погоном колонны частичного отбензинивания, подаваемым в сложную колонну в сечение между отборами из нее в отпарные секции керосиновой и легкой дизельной фракций, причем в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания необходимо иметь 64%, а в отгонной секции, расположенной выше ввода подогретого потока в куб колонны, - 9% от общего количества тарелок, установленных в колонне.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ переработки нефти, включающий нагрев и ввод сырья в ректификационную колонну с подачей паров с верха колонны после частичной конденсации в газосепаратор с получением газа и легкой бензиновой фракции и выделение боковыми погонами через отпарные секции бензиновой и дизельной фракций, а с низа - мазута с использованием острого и циркуляционного орошения и ввода нагретых потоков в колонну и отпарные секции (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.148, рис.III-1a).

Недостатком данного способа является низкая производительность по сырью.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки нефти, включающий ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха колонны легкой бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка при подаче в куб колонны подогретого потока, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, с подачей в низ секций и сложной колонны водяного пара, отбор с верха колонны тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции, керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны мазута (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.157, рис.III-6а).

Недостатками известного способа являются низкая производительность по сырью и высокие энергетические и капитальные затраты в связи с выводом большого количества остатка колонны частичного отбензинивания и подачей в сложную атмосферную колонну, что снижает пропускную способность колонны, печей и конденсаторов-холодильников.

Задачей настоящего изобретения является увеличение производительности по сырью и снижение энергетических и капитальных затрат.

Указанная задача решается тем, что в способе переработки нефти, включающем ввод нагретого сырья в колонну частичного отбензинивания с отбором с верха колонны легкой бензиновой фракции, также используемой в качестве флегмы, и отбор кубового остатка, нагрев кубового остатка в печи и его перегонку в сложной атмосферной колонне, оборудованной боковыми отпарными секциями, с подачей в низ секций и сложной колонны водяного пара, отбор в сложной колонне балансового количества тяжелой бензиновой фракции, боковыми погонами через отпарные секции - керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций и с низа сложной колонны - мазута, согласно изобретению нагретое сырье вводят в виде верхнего и нижнего потоков в колонну частичного отбензинивания, при этом нижний поток, который нагревают в печи и подают в куб колонны, представляет собой более половины сырья, балансовое количество тяжелой бензиновой фракции возвращают на орошение колонны частичного отбензинивания нефти и отводят вместе с легкой бензиновой фракцией и боковым погоном колонны частичного отбензинивания, подаваемым в сложную колонну в сечение между отборами из нее в отпарные секции керосиновой и легкой дизельной фракций, причем в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания необходимо иметь 64%, а в отгонной секции, расположенной выше ввода подогретого потока в куб колонны, - 9% от общего количества тарелок, установленных в колонне.

За счет использования в качестве нижнего подогретого потока, подаваемого в куб колонны частичного отбензинивания нефти, вместо горячей струи, которая имеет низкую долю отгона на входе в колонну, более половины всего сырья после нагрева в печи, удается существенно поднять паровые и жидкостные нагрузки в колонне и в связи с этим вывести из колонны боковой погон в количестве, приблизительно равном сумме отборов керосиновой и легкой дизельной фракций. Отбор бокового погона колонны частичного отбензинивания нефти в таком большом количестве разгружает как колонну частичного отбензинивания, так, в особенности, и сложную атмосферную колонну, в которой уже доиспаряется очень незначительное количество керосиновой и легкой дизельной фракций и практически все количество тяжелой дизельной фракции, количество которой существенно меньше, чем легкой. Возврат балансового количества тяжелой бензиновой фракции на орошение колонны частичного отбензинивания позволяет отвести тяжелую ее часть с боковым погоном колонны частичного отбензинивания, что улучшает четкость разделения по грани бензиновая - керосиновая фракции, чему способствует также установка в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания 64% от общего числа тарелок, установленных в колонне. Установка в отгонной секции колонны только 9% от общего количества тарелок, установленных в колонне, при достаточной отпарке легких фракций из частично отбензиненной нефти препятствует конденсации необходимых в боковом погоне легких дизельных фракций не нагретым в печи потоком нефти. Все это приводит к увеличению производительности по сырью и снижению энергетических и капитальных затрат.

На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Верхний поток нефти нагревают в теплообменнике 1 и по линии 2 вводят в колонну частичного отбензинивания нефти 3 (К-1). Нижний поток нефти нагревают в теплообменнике 4, в печи 5 и по линии 6 вводят в низ колонны 3. Пары с верха колонны 3 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 7, а затем по линии 8 вводят в газосепаратор 9. С верха газосепаратора 9 по линии 10 выводят газ. С низа газосепаратора 9 отводят жидкость по линии 11.

Часть жидкости по линии 12 возвращают на верх колонны 3, а балансовый избыток отводят по линии 13 в качестве бензина. Остаток колонны 3 направляют в печь 14 (П-2) и по линии 15 вводят в колонну 16 (К-2).

Пары с верха колонны 16 частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике 17, а затем по линии 18 вводят в газосепаратор 19. С верха газосепаратора 19 по линии 20 выводят газ. С низа газосепаратора 19 по линии 21 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 22 возвращают на верх колонны 16, а балансовый избыток по линии 23 подают на верх колонны 3. Верхний боковой погон колонны 16 по линии 24 подают на верх верхней отпарной секции 25 (К-3). Средний боковой погон колонны 16 по линии 26 подают на верх средней отпарной секции 27 (К-4). Нижний боковой погон колонны 16 по линии 28 подают на верх нижней отпарной секции 29 (К-5). С низа верхней 25, средней 27 и нижней 29 отпарных секций выводят соответственно по линиям 30, 31 и 32 керосин, легкое и тяжелое дизельные топлива. Пары с верха отпарных секций 25, 27 и 29 соответственно по линиям 33, 34 и 35 возвращают в колонну 16. С низа колонны 16 по линии 36 выводят мазут. В низ колонны 16 и отпарных секций 25, 27 и 29 соответственно по линиям 37, 38, 39 и 40 подают водяной пар. Из газосепаратора 19 по линии 41 отводят воду. Из колонны 3 выводят боковой погон и по линии 42 вводят в колонну 16.

Сравнительные показатели работы схем переработки нефти по прототипу и предлагаемому способу приведены в прилагаемой таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволит увеличить производительность по сырью с 18,75 до 37,50 т/час, то есть в 2 раза. Кроме того, снижаются энергетические затраты. Суммарный подвод тепла в печах снижается с 5,357 до 4,856 Гкал/час, то есть на 13,4%. Суммарный отвод тепла в конденсаторах - холодильниках - с 5,564 до 4,586 Гкал/час, то есть на 21,3%. Также снижаются капитальные затраты. Диаметр первой колонны 3 (К-1) снижается с 2,2 до 2,0 м, второй колонны 16 (К-2) - с 1,4 до 1,2 м.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить производительность по сырью и снизить энергетические и капитальные затраты.

Таблица 1
Основные показатели работы колонн
Показатели	Вариант прототип	Вариант предл. способ
1	2	3
Расход, т/час
- общего потока сырья, в т.ч.	18,75	37,50
- верхнего потока сырья	-	16,00
- нижнего потока сырья	-	21,50
- горячей струи	25,54	-
- паров с верха К-1	36,93	27,58
- бензина К-1	3,15	8,30
- острого орошения К-1	33,78	21,28
- бокового погона К-1 в линию ввода циркуляционного орошения (ЦО) К-2	-	14,00
- остатка К-1 в К-2	15,60	17,20
- паров с верха К-2
- балансовое количество тяжелой бензиновой	11,63	9,78
фр. из К-2	1,00	2,00
- суммарного бензина	4,15	8,30
- острого орошения К-2	9,91	7,06
- бокового погона К-2 в К-3	4,24	7,39
- паров с верха К-3 в К-2	1,59	1,88
- керосина	2,85	5,71
- бокового погона К-2 в К-4	6,35	10,98
- паров с верха К-4 в К-2	2,20	2,49
- легкого дизельного топлива	4,35	8,69
- бокового погона К-2 в К-5	1,18	2,29
- паров с верха К-5 в К-2	0,20	0,31
- тяжелого дизельного топлива	1,00	2,00
- мазута	6,40	12,80
- ЦО К-2	6,98	-
- водяного пара в низ К-2	0,30	0,30
- водяного пара в низ К-3	0,20	0,20
- водяного пара в низ К-4	0,20	0,20
- водяного пара в низ К-5	0,02	0,02
Температура, °C
- верхнего потока сырья К-1	-	200
- нижнего потока сырья К-1	-	350
- общего потока сырья К-1	200	-
- ввода горячей струи	350	-
- ввода острых орошений	40	40
- верха К-1	87	104
- низа К-1	216	304

Продолжение таблицы 1
1	2	3
- ввода остатка К-1 в К-2	297	350
- вывода бокового погона К-1 в К-2	-	180
- верха К-2	114	110
- низа К-2	283	333
- вывода бокового погона К-2 в К-3	151	148
- верха К-3	137	142
- низа К-3	113	122
- вывода бокового погона К-2 в К-4	220	217
- верха К-4	209	213
- низа К-4	185	195
- вывода бокового погона К-2 в К-5	285	313
- верха К-5	281	312
- низа К-5	272	303
- вывода ЦО из К-2	185	-
ввода ЦО в К-2	140	-
ввода водяного пара	350	350
Давление, ата
- в емкости орошения К-1	1,70	1,70
- верха К-1	2,00	2,00
- низа К-1	2,20	2,20
- в емкости орошения К-2	1,20	1,20
- верха К-2	1,50	1,50
- низа К-2	1,90	1,90
- верха К-3	1,75	1,75
- низа К-3	1,85	1,85
- верха К-4	1,87	1,87
- низа К-4	1,97	1,97
- верха К-5	2,00	2,00
- низа К-5	2,08	2,08
Тепло, Гкал/час
- общего потока сырья	2,339	-
- верхнего потока сырья	-	1,991
- нижнего потока сырья	-	5,326
- вводимое с горячей струей	3,202	-
- отводимое с верха К-1	3,702	2,947
- подводимое в печи для нагрева остатка К-1 перед вводом в К-2	1,260	0,688
- отводимое с верха К-2	1,862	1,639
- вводимое с водяным паром в низ
- К-2	0,308	0,308
- К-3	0,205	0,205
- К-4	0,205	0,205
- К-5	0,021	0,021

Продолжение таблицы 1
1	2	3
- отводимое ЦО	0,185	-
- суммарный подвод тепла в печах	5,357	4,856
- суммарный отвод тепла в конденсаторах	5,564	4,586
- передаваемое сырью остатком К-2	0,622	2,031
Доля отгона
- общего потока сырья К-1	0,312	-
- верхнего потока сырья К-1	-	0,308
- нижнего потока сырья К-1	-	0,763
- остатка К-1 после П-2 в К-2	0,489	0,137
- горячей струи	0,861	-
Диаметр, м
- К-1	2,2	2,0
- К-2	1,4	1,2
- К-3	0,6	0,6
- К-4	0,6	0,6
- К-5	0,6	0,6
Число теоретических тарелок (односливные клапанные, расстояние между тарелками 500 мм)
в 1 секции К-1	7	7
во 2 секции К-1	4	3
в 3 секции К-1	-	1
в 1 секции К-2	6	6
во 2 секции К-2	3	2
в 3 секции К-2	1	5
в 4 секции К-2	3	6
в 5 секции К-2	6	3
в 6 секции К-2	3	2
в 7 секции К-2	2	-
в К-3	7	7
в К-4	7	7
в К-5	5	5
Число теоретических тарелок в % от общего количества тарелок в колонне частичного отбензинивания	-	64
- в секции выше отбора бокового погона колонны частичного отбензинивания (1 секция)
- в секции между отбором бокового погона и вводом верхнего потока сырья (2 секция)	-	27
- в отгонной секции, расположенной выше ввода подогретого нижнего потока сырья в куб колонны (3 секция)	36	9

Продолжение таблицы 1
1	2	3
Линейная/максимально-допустимая скорость пара, м/с
в 1 секции К-1	0,59-0,61/0,65-0,71	0,37-0,55/0,65-0,70
во 2 секции К-1 (отгонной)	0,37-0,46/0,65	0,27/0,67
в 1 секции К-2	0,37-0,77/0,72-0,86	0,34-0,85/0,70-0,89
во 2 секции К-2 (отгонной)	0,10-0,13/1,01-1,25	0,17-0,23/0,82-0,98
в К-5	0,03-0,05/0,82-1,03	0,05-0,06/0,72-0,81
Содержание фракций, % масс.
в бензине фр. >140°C	2,33	1,75
в керосине фр. <140°C	10,74	9,88
в легком дизельном топливе фр. <200°C	6,00	10,31
в керосине фр. >230°C	0,02	1,55
в легком дизельном топливе фр. >320°C	1,69	0,87
в тяжелом дизельном топливе фр. <240°C	2,14	0,81
в тяжелом дизельном топливе фр. >350°C	26,54	8,39
в мазуте фр. <320°C	13,24	9,54
в мазуте фр. <350°C	24,84	22,04
Высота подпора слива, мм
в К-1	31-38	5-29
в К-2	1-27	5-26
в К-3	13-16	21-24
в К-4	17-21	27-32
в К-5	7	11-12

Таблица 2
Фракционный состав сырья и продуктов разделения колонн, % масс.
Компоненты и фракции, °C	Сырье	По варианту 1 (прототип)					По варианту 2 (предлагаемый способ)
		бензин	керосин	легкое дизельное топливо	тяжелое дизельное топливо	мазут	бензин	керосин	легкое дизельное топливо	тяжелое дизельное топливо	мазут
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
C3H8	0,34	1,54	-	-	-	-	1,54	-	-	-	-
iC4H10	0,45	2,03	-	-	-	-	2,03	-	-	-
nС4Н10	0,86	3,89	-	-	-	-	3,89	-	-	-
iC5H12	0,40	1,81	-	-	-	-	1,81	-	-	-
nC5Н12	0,70	3,16	-	-	-	-	3,16	-	-	-	-
40-50	1,75	7,91	-	-	-	-	7,91	-	-	-	-
50-60	1,83	8,27	-	-	-	-	8,27		-	-	-
60-70	1,91	8,63	-	-	-	-	8,63		-	-	-
70-80	1,97	8,90	-	-	-	-	8,89	0,01	-	-	-
80-90	2,02	9,13	-	-	-	-	9,11	0,03	-	-	-
90-100	2,09	9,13	-	-	-	-	9,9	0,07	-	-	-
100-110	2,15	9,67	0,05	-	-	-	9,58	0,19	-	-	-
110-120	2,21	9,54	0,64	-	-	-	9,59	0,56		-	-
120-130	2,26	8,50	2,47		-	-	8,97	1,79		-	-
130-140	2,32	5,25	7,58	0,02			5,48	7,23	0,02	-	-
140-150	2,36	1,88	12,69	0,05		0,01	1,50	13,20	0,07	-	-
150-160	2,40	0,35	15,00	0,15	0,01	0,01	0,20	15,09	0,26	-	-
160-170	2,44	0,08	15,40	0,32	0,02	0,02	0,04	14,99	0,63	-	-
170-180	2,47	0,02	15,09	0,69	0,03	0,02	0,01	13,94	1,48	0,01	-
180-190	2,49	-	14,10	1,42	0,06	0,03	-	11,98	2,85	0,02	0,01
190-200	2,50	-	11,18	3,35	0,11	0,05	-	8,93	4,90	0,03	0,01
200-210	2,51	-	4,65	7,62	0,20	0,07	-	5,45	7,21	0,06	0,02
210-220	2,51	-	0,96	9,95	0,34	0,11	-	3,16	8,68	0,11	0,03
220-230	2,50	-	0,17	10,28	0,53	0,16	-	1,83	9,46	0,20	0,05
230-240	2,49	-	0,02	10,14	0,84	0,26	-	0,91	9,93	0,38	0,09
240-250	2,47	-	-	9,79	1,21	0,39	-	0,39	10,05	0,65	0,15

Продолжение таблицы 2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
250-260	2,44	-	-	9,35	1,60	0,55	-	0,16	9,87	0,99	0,22
260-270	2,40	-	-	8,85	1,99	0,71	-	0,07	9,55	1,41	0,30
270-280	2,37	-	-	8,23	2,54	0,95	-	0,02	9,06	2,19	0,44
280-290	2,33	-	-	6,95	3,78	1,52	-	-	7,62	5,10	0,86
290-300	2,29	-	-	4,98	6,06	2,38	-	_	4,11	13,47	1,82
300-310	2,24	-	-	3,64	7,98	2,85	-	-	2,16	16,34	2,55
310-320	2,19	-	-	2,53	10,01	3,14	-	-	1,22	16,74	2,98
320-330	2,14	-	-	1,33	12,31	3,45	-	-	0,60	15,47	3,45
330-340	2,09	-	-	0,31	13,05	3,88	-	-	0,19	11,47	4,20
340-350	2,04	-	-	0,04	10,79	4,27	-	-	0,05	6,97	4,85
350-360	1,99	-	-	0,01	8,70	4,47	-	-	0,02	4,42	5,13
360-370	1,88	-	-	-	6,91	4,43	-	_	0,01	2,60	5,10
370-380	1,80	-	-	-	5,29	4,45	-	-	-	1,14	5,09
380-390	1,71	-	-	-	3,21	4,51	-	-	-	0,17	4,98
390-400	1,63	-	-	-	2,36	4,41	-	-	-	0,06	4,76
>400	18,06	-		-	0,07	52,90	-	-	-	-	52,91
	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0

Таблица 3
Основные свойства продуктов разделения колонн
Показатели	Вариант 1 (прототип)					Вариант 2 (предлагаемый способ)
	бензин	керосин	легкое дизельное топливо	тяжелое дизельное топливо	мазут	бензин	керосин	легкое дизельное топливо	тяжелое дизельное топливо	мазут
Температура выкипания по ГОСТ, % об.
НК, °C	-10	144	198	243	254	-10	140	194	255	281
2% выкипает при	16	148	210	266	284	16	148	204	278	307
5% выкипает при	32	151	217	280	302	32	151	211	289	318
10% выкипает при	52	154	221	294	316	52	154	217	294	329
30% выкипает при	72	162	232	312	353	72	162	230	303	358
50% выкипает при	86	169	243	323	399	86	169	242	309	400
70% выкипает при	101	177	258	333	495	101	178	255	317	496
90% выкипает при	119	188	280	353	616	118	194	274	332	616
95% выкипает при	125	193	291	362	639	124	203	283	340	638
98% выкипает при	133	198	301	371	650	130	215	294	349	650
КК, °C	137	201	308	379	656	134	225	304	355	656
Температура вспышки в закрытом тигле, °C		39	84	121	130		39	81	122	135
Плотность, кг/м3	700,9	777,8	821,0	856,9	898,8	700,9	779,5	819,0	851,2	900,6