Патент на изобретение №2256687

(54) СПОСОБ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и направлено на улучшение работы установок замедленного коксования. Способ включает предварительный нагрев исходного сырья, смешение его с рециркулятом – тяжелым газойлем коксования с получением вторичного сырья и нагревом последнего до температуры коксования, коксования в реакторе с образованием кокса и дистиллятных продуктов коксования и подготовку реактора. В случае выхода из строя одного из реакторов термообработанное вторичное сырье охлаждают и направляют на разделение в ректификационную колонну в то время, как в работающем реакторе проводят подготовку, а следующий цикл коксования осуществляют в том же реакторе. Изобретение позволяет путем восстановления работоспособности процесса коксования повысить его эффективность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам замедленного коксования нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ замедленного коксования по одноблочной схеме коксования сырья, в которой блок состоит из трех реакторов, где сырье предварительно подогревают, смешивают с рециркулятом и после вторичного нагрева в змеевике печи направляют на коксование в один из реакторов. В то время как реактор заполняется коксом, в соседнем реакторе проводят операции по его подготовке к следующему циклу коксования: реактор пропаривают, охлаждают, открывают люки и выгружают кокс, затем люки закрывают, реактор спрессовывают и прогревают (Бендеров Д.И., Походенко Н.Т, Брондз Б.И. “Процесс замедленного коксования в необогреваемых камерах”, Москва, Химия, 1976 г., стр.32-33).

Недостатком данного способа является резкое снижение эффективности процесса замедленного коксования при попытке перейти на оптимальный 48-часовой цикл работы реакторов, когда продолжительность стадии коксования – 24 часа должна быть равна времени на подготовку реактора – 24 часа. В этом случае для эффективной работы необходимо четное число реакторов, а нечетные остаются невостребованными.

Известны способы замедленного коксования по одноблочной схеме (два реактора и одна печь) и по двухблочной (четыре реактора с двумя печами), где последовательность операций и режим аналогичны вышеописанному способу [там же, стр.21 и 35]. Это более перспективные процессы замедленного коксования, имеющие четное число реакторов и работающие по непрерывной схеме. Однако в случае остановки одного из реакторов (например, на ремонт) процесс по одноблочной схеме с двумя реакторами вообще прерывается, а по двухблочной резко снижает свою эффективность.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и количеству сходных признаков является способ замедленного коксования, включающий предварительный нагрев исходного сырья, подачу его на смешение с разбавителем в отдельной смесительной емкости, вторичный нагрев смеси до температуры коксования и подачу его в реактор на коксование. Причем данный способ может осуществляться по двух-, трех- или четырехреакторной схеме с использованием в качестве разбавителя дистиллятного продукта, обеспечивающего требуемое качество вторичного сырья [патент РФ №2206595, oпублик. 20.06.2003 г., МПК С 10 В 55/00].

В известном способе так же, как и в вышеуказанных, при выходе из строя одного из реакторов процесс замедленного коксования либо прерывается (по одноблочной схеме с двумя реакторами), либо снижает свою эффективность (по схемам с тремя и четырьмя реакторами). При этом основную технологическую нагрузку несет печь, реакционный змеевик, который должен быть обеспечен минимально допустимой загрузкой 20 т/час в течение всего цикла коксования, в противном случае происходит закоксовывание змеевика печи, прогар труб печи, что снижает межремонтный пробег печи и, соответственно, надежность процесса. В конечном итоге все это приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат и снижению эффективности процесса.

Таким образом, возникла проблема повышения надежности процесса в случае выхода из строя одного из реакторов и вынужденного перевода процесса на более длительный цикл коксования.

Технический результат – восстановление работоспособности процесса замедленного коксования с одновременным увеличением выхода продуктов коксования.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе замедленного коксования, включающем предварительный нагрев исходного сырья, смешение его с рециркулятом – тяжелым газойлем коксования в отдельной смесительной емкости с получением вторичного сырья и нагревом последнего до температуры коксования, коксование в реакторе с образованием кокса и дистиллятных продуктов коксования с последующим их разделением в ректификационной колонне на газ, бензин, легкий, тяжелый и кубовый газойли и подготовку реактора к следующему циклу коксования, согласно изобретению после заполнения реактора коксом вторичное сырье после нагрева в печи охлаждают и направляют в ректификационную колонну на разделение, а следующий цикл коксования проводят в том же реакторе.

Целесообразно вторичное сырье после нагрева в печи охладить рециркулятом – тяжелым газойлем коксования до температуры 380-420°С.

Подача термообработанного вторичного сырья в ректификационную колонну после заполнения реактора коксом позволяет обеспечить необходимую загрузку реакционного змеевика печи, восстановить работоспособность печи и повысить межремонтный пробег печи.

Кроме того, указанный прием дает возможность восстановить рабочий цикл коксования в случае осуществления его по одноблочной схеме и увеличить выход продуктов коксования – по двухблочной. В целом указанный прием обеспечивает работоспособность процесса коксования в случае остановки одного из реакторов.

Сопоставление предлагаемого изобретения с прототипом выявило наличие нового действия: при остановке одного из реакторов – подачу термообработанного вторичного сырья в ректификационную колонну на разделение в то время, как работающий реактор проходит этап подготовки для проведения очередного цикла коксования в том же реакторе, поэтому можно сделать вывод о соответствии критерию “новизна”.

Поиск по отличительным признакам не выявил аналогичных решений, поэтому изобретение соответствует критерию “изобретательский уровень”.

На чертеже показан предлагаемый способ, где штриховой линией показано новое действие.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходное сырье 1, в частности гудрон, предварительно нагревают в печи 2 до температуры 335-385°С и подают в отдельную смесительную емкость 3, туда же поступает в количестве 10-50% на исходное сырье – рециркулят 4 – газойлевые фракции коксования.

Из емкости полученную смесь (вторичное сырье) 5 подают в змеевики печи 2 для нагрева до температуры коксования 480-510°С и через переключающий кран она поступает снизу в реактор коксования 6. Для увеличения скорости потока и уменьшения закоксовывания труб в поток загрузки печи подают турбулизатор 7 – водный конденсат. Дистиллятные продукты коксования 8 сверху реактора отводят в ректификационную колонну 9, где разделяют на газ 10, бензин 11, водный конденсат 12, легкий 13, тяжелый 14, кубовый 15 газойли, после чего полученные продукты выводят с установки.

После заполнения реактора коксом 16 через ~ 24 часа горячий поток из печи при отсутствии подготовленного параллельного реактора переключают в ректификационную колонну, предварительно снизив температуру потока на входе в колонну с помощью холодной 17 струи (180-200°С) до заданной температуры (380-420°С). Контрольно-измерительными приборами производят автоматическое увеличение расхода потоков для дополнительного теплосъема 18 колонны. Увеличение расхода этих потоков производят на величину выхода кокса (15-30%) с корректировкой на долю (25-50%) переключенного сырьевого потока 19 в общей подаче сырья на установку 1.

Заполненный коксом реактор готовят к следующему циклу коксования, не изменяя обычную последовательность операций, т.е. пропаривают, охлаждают и после съема люков освобождают гидрорезаками от кокса 16, далее закрывают люки, спрессовывают, прогревают горячим параллельным потоком из печи и переключают поток из печи в подготовленный реактор в полном объеме через 48 часов с начала процесса. Далее все операции повторяются.

Получаемые продукты коксования используют по своему обычному назначению: газ – в качестве топлива; бензин, легкий и тяжелый газойли в качестве сырья для производства моторных топлив; кубовый газойль – как компонент котельного топлива. Выход кубового газойля регулируют температурой загрузки колонны и давлением в колонне.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами, которые приведены в таблице. Приведенные данные были получены расчетно-экспериментальным путем при давлении в реакторе 0,4 МПа и температуре 498°С на выходе из печи.

В процессе замедленного коксования использовали гудрон со следующими показателями качества: плотностью 970 кг/м³, коксуемостью 12%, содержание серы 1,3%, выход кокса 21%.

Как видно из таблицы, во всех примерах по предлагаемому способу наблюдается восстановление работоспособности процесса замедленного коксования (пример 3 в сравнении с примером 2; пример 6 против примера 5) с увеличением производительности по сырью в два раза, повышением выхода продуктов коксования: дистиллятов (сырья для производства моторных топлив) – на 40-80% абс., кокса на 5-10% абс.

В примере 8 (по предлагаемому способу) произведена модернизация типовой схемы (УЗК 21-10/300) процесса замедленного коксования (пример 7), что позволяет перейти на 48-часовой цикл коксования и увеличить производительность по сырью в два раза, повысить выход кокса на 50% и дистиллята на 40%.

Таким образом, предлагаемый способ путем восстановления работоспособности процесса замедленного коксования в случае выхода из строя одного из реакторов дает возможность:

– восстановить работоспособность печи, увеличить межремонтный пробег печи и надежность работы самой установки;

– увеличить выход продуктов коксования;

– снизить капитальные и эксплуатационные затраты и повысить эффективность процесса.

Формула изобретения

1. Способ замедленного коксования нефтяных остатков, включающий предварительный нагрев исходного сырья, смешение его с рециркулятом – тяжелым газойлем коксования в отдельной смесительной емкости с получением вторичного сырья и нагревом последнего до температуры коксования, коксование в реакторе с образованием кокса и дистиллятных продуктов коксования с последующим их разделением в ректификационной колонне на газ, бензин, легкий, тяжелый и кубовый газойли и подготовку реактора к следующему циклу коксования, отличающийся тем, что после заполнения реактора коксом вторичное сырье после нагрева в печи охлаждают и направляют в ректификационную колонну на разделение, а следующий цикл коксования проводят в том же реакторе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторичное сырье после нагрева в печи охлаждают рециркулятом – тяжелым газойлем коксования до температуры 380-420°С.

РИСУНКИ