Патент на изобретение №2293756

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к получению моторного и котельного топлива. Способ включает нагрев жидкого углеводородного сырья и разделение его в сепараторе с отделением жидкой фракции котельного топлива и паровой фазы. Сырье содержит фракцию, выкипающую выше 350°С. Верхняя часть сепаратора выполнена в виде секции ректификационной колонны. Паровую фазу из сепаратора направляют в реактификационную колонну, где отбирают бензиновую фракцию и фракцию продуктового дизельного топлива. Головной продукт ректификационной колонны – бензиновую фракцию в количестве 35-60 мас.% в расчете на содержание в сырье фракции, выкипающей выше 350°С, возвращают в качестве рециклового потока в сырье. Кубовый продукт ректификационной колонны – фракцию продуктового дизельного топлива в количестве в 45-70 мас.% в расчете на содержание в сырье фракции, выкипающей выше 350°С, используют в качестве орошения сепаратора. Технический результат – повышение степени извлечения светлых нефтепродуктов, улучшение качества дизельного топлива и экономических показателей процесса. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и более конкретно к способу получения нефтепродуктов, таких топлив как моторные и котельное.

Известен способ получения нефтепродуктов многоступенчатым сепарированием нагретого сырья (А.с. №881110) [1] с разделением на паровые и жидкие фазы. Паровые фазы со всех ступеней объединяют и ректифицируют в атмосферной колонне с получением бензина и остаточной фракции. Жидкую фазу с последней ступени сепаратора подают через печь в питательную секцию вакуумной колонны, а остаток атмосферной колонны подают ниже тарелки вывода дизельного топлива этой же вакуумной колонны.

При первичной переработке углеводородного сырья фракционированием наиболее трудоемкой стадией является отделение остаточной фракции – котельного топлива. Легче всего указанная фракция отделяется на первой стадии фракционирования. При ступенчатом фракционировании бензиновая фракция удаляется с паровой фазой. После этого полное выделение дизельного топлива из остаточной фракции становится весьма затруднительным. Вследствие этого в данном способе необходима вакуумная колонна, ее использование значительно увеличивает как материальные, так и энергетические затраты.

Известен способ получения нефтепродуктов из нефти (Патент США №4, 274, 944, 1981 г.) [2]. Подготовленное сырье испаряют в трубчатой печи и подают под нижнюю тарелку основной колонны. Туда же с целью предотвращения коксообразования подают перегретый водяной пар. Головным продуктом основной колонны является бензиновая фракция, частично подаваемая на орошение, кубовым продуктом – остаточная фракция – котельное топливо. Из верхней стриппинг-секции отводят легкий газойль, из средней стриппинг-секции – тяжелый газойль, из нижней стриппинг-секции – дизельное топливо (сверхтяжелый газойль), из куба – котельное топливо. Перегрев паров по высоте колонны снимают за счет подвода внешнего холода к потокам охлаждающего циркуляционного орошения.

При получении нефтепродуктов из нефти, в соответствии с [2] температуру сырья на выходе из печи-испарителя требуется поддерживать на уровне 350°С и выше. Известно, однако, что при температурах выше 300°С в отсутствие водяного пара наблюдается коксование сырья, приводящее к заметному снижению выработки целевых продуктов и выходу из строя печи-испарителя. Для предотвращения коксообразования процесс проводят в присутствии водяного пара, использование которого значительно повышает энергоемкость производства и стоимость производимых при этом нефтепродуктов.

Отмеченные недостатки в известной степени преодолены в способе, описанном в журнале “Газовая промышленность” №9, с.57-58 (1989) [3].

В соответствии с [3] исходное сырье – газовый конденсат – нагревают в последовательно расположенных теплообменниках сначала дизельным топливом, а затем смесью паров бензиновой фракции и фракции дизельного топлива (далее дизельное топливо), выходящих из сепаратора-отбойника фракции котельного топлива. Затем сырье нагревают в печи и направляют в сепаратор-отбойник котельного топлива. Смесь паров бензина и дизельного топлива после отделения котельного топлива отдает избыточное тепло в теплообменнике сырьевому потоку, направляемому в печь-испаритель. Указанную смесь паров из печи-испарителя направляют в среднюю часть ректификационной колонны. Головной продукт ректификационной колонны – бензиновая фракция (далее бензиновая фракция), а кубовый – товарное дизельное топливо.

Данный способ от [2] отличает более рациональное использование тепла парового потока после отделения котельного топлива и как следствие снижение энергозатрат при производстве нефтепродуктов. Сравнительный анализ энергозатрат по способам [2] и [3] показывает, что расход тепла в способе [3] сокращается на 30%, а холода – на 45%.

Вместе с тем, способ [3] имеет ограничение по используемому сырью. Этим способом получают нефтепродукты только из легкого сырья, например газового конденсата. При переработке способом [3] более тяжелого сырья, например нефти, снижается степень извлечения светлых нефтепродуктов и ухудшается качество дизельного топлива за счет проскока в него котельного топлива.

Задачей настоящего изобретения является создание более универсального и экономичного способа получения нефтепродуктов из жидкого углеводородного сырья.

Сформулированная задача в соответствии с настоящим изобретением решается за счет того, что в способе получения нефтепродуктов из жидкого углеводородного сырья, включающем нагрев и разделение сырья в сепараторе с получением жидкой фракции котельного топлива и паровой фазы, с последующим фракционированием ее в ректификационной колонне с получением бензиновой фракции и фракции продуктового дизельного топлива, разделению в сепараторе, верхняя часть которого выполнена в виде секции ректификационной колонны, подвергают сырье, содержащее фракцию, выкипающую выше 350°С, головной продукт ректификационной колонны – бензиновую фракцию в количестве 35-60 мас.% в расчете на содержание в сырье фракции, выкипающей выше 350°С, возвращают в качестве рециклового потока в сырье, кубовый продукт ректификационной колонны – фракцию продуктового дизельного топлива в количестве в 45-70 мас.% в расчете на содержание в сырье фракции, выкипающей выше 350°С, возвращают на орошение сепаратора.

Способ получения нефтепродуктов в соответствии с настоящим изобретением позволяет увеличить выход светлых нефтепродуктов, расширить сырьевую базу получения светлых нефтепродуктов за счет вовлечения в процесс легких и тяжелых нефтей, а также отработанных нефтепродуктов и таким образом является более универсальным по сравнению со способом-протототипом.

Осуществление процесса получения нефтепродуктов в соответствии с настоящим изобретением позволяет снизить максимальную температуру сырья в процессе, смягчить режим работы установки, за счет этого свести к минимуму деструкцию сырья и таким образом исключить использование водяного пара. Одновременно предотвращается проскок котельного топлива в дизельное топливо. Все это позволяет существенно упростить и удешевить производство нефтепродуктов.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором приведена принципиальная технологическая схема установки для осуществления предлагаемого способа.

Установка включает емкости 1 и 2, насосы 3, 4 и 5, воздушные холодильники 6 и 7, рекуперативные теплообменники 8 и 9, нагревательные печи 10 и 11, сепаратор 12, верхняя часть которого выполнена в виде секции ректификационной колонны (далее сепаратор), и ректификационную колонну 13, а также трубопроводы и технологические потоки 14-34.

В соответствии с технологической схемой, приведенной на фиг.1, очищенные от механических примесей и воды стабильный газовый конденсат, легкую или тяжелую нефти, отработанные нефтепродукты (поток 14), например смесь отработанных масел, далее СОМ (поток 14), смешивают с рецикловым потоком бензиновой фракции (поток 15) из ректификационной колонны 13.

Полученную смесь углеводородного сырья (поток 16) из емкости 1 насосом 3 подают в рекуперативный теплообменник 8, обогреваемый дизельным топливом (поток 17). Из теплообменника 8 углеводородное сырье (поток 18) направляют в рекуперативный теплообменник 9, обогреваемый паровой фазой сепаратора 12, представляющей собой смесь бензиновой фракции и дизельного топлива (поток 19). Нагретое в теплообменнике 9 до температуры 200-230°С углеводородное сырье (поток 20) подают в печь-испаритель 10, где его дополнительно нагревают до температуры ˜270°С.

Выходящий из печи 10 поток 21 вводят в сепаратор 12 под шестую тарелку или под слой насадки, имеющей не менее 3 т.т., орошение в котором осуществляют охлажденным дизельным топливом из холодильника 7 (поток 22).

В сепараторе 12 отделяют смесь бензиновой фракции и дизельного топлива – паровая фаза (поток 19) от жидкой фазы – котельного топлива (поток 23).

Поток 19 – смесь бензиновой фракции с дизельным топливом -, отдающий сырьевому потоку 18 избыточное тепло в теплообменнике 9, с температурой ˜130°С в виде потока 24 подают в среднюю часть ректификационной колонны 13.

В колонне 13 отбирают головной продукт – бензиновую фракцию (поток 25), которую после дефлегматора 6 (поток 26) и емкости 2 поток 27 насосом 4 частично возвращают на орошение колонны 13 (поток 28). Оставшуюся часть бензиновой фракции делят на два потока: поток 29 направляют на склад готовой продукции, а поток 15 возвращают в качестве рециклового в емкость 1 на смешение с сырьем.

Из нижней части колонны 13 отбирают кубовый продукт – фракцию дизельного топлива (далее дизельное топливо) (поток 17). Поток 17 после охлаждения в теплообменнике 8 (поток 30) и в холодильнике 7 разделяют на два потока. Один поток 31 направляют на склад готовой продукции, другой 22 подают на орошение в сепаратор 12. Паровую флегму в колонне 13 обеспечивают отбором жидкости с последней тарелки – поток 32, который насосом 5 – поток 33 прокачивают через печь 11 и образовавшийся парожидкостной поток 34 возвращают в кубовое пространство колонны 13.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Примеры 1-4

Процесс осуществляют в соответствии с настоящим изобретением, по технологии, поясняемой вышеописанной схемой.

Состав сырья, подаваемого на фракционирование, условия и показатели процесса получения нефтепродуктов приведены в таблице.

В случае использования бензиновой фракции (таблице – бензина) в качестве рециклового потока, подаваемого на смешение с сырьем, в количестве меньше заявленного наблюдается снижение выхода дизельного топлива (в таблице – дизтоплива).

При использовании рециклового потока бензиновой фракции, подаваемой на смешение с сырьем, в количестве больше заявленного происходит увеличение выхода в паровую фазу котельного топлива (в таблице – мазут).

При использовании дизельного топлива на орошение сепаратора в количестве, меньшем заявленного, наблюдается увеличенный проскок котельного топлива в дизельное топливо.

При использовании дизельного топлива на орошение сепаратора в количестве больше заявленного наблюдается увеличение потерь дизельного топлива с котельным топливом.

Примеры 5, 6 (сравнительные)

Получение нефтепродуктов осуществляют из того же сырья, что и в примерах 1 и 2, в условиях исключения возврата (в таблице – рецикл) бензиновой фракции в качестве рециклового потока, подаваемого на смешение с потоком сырья, а также возврата дизельного топлива на орошение сепаратора. Условия и показатели процесса получения нефтепродуктов приведены в таблице.

При сохранении рециклизации бензиновой фракции в сырье и исключении рециклизации дизельного топлива на орошение сепаратора наблюдается увеличение проскока котельного топлива в дизельное топливо, что приводит к получению некондиционного продукта.

При исключении рецикла бензиновой фракции и сохранении рецикла дизельного топлива на орошение сепаратора наблюдается заметное снижение выхода дизельного топлива.

Пример 7 (сравнительный)

Способ получения нефтепродуктов осуществляют в соответствии со способом-прототипом [3], за исключением того, что вместо газового конденсата в качестве сырья используют легкую нефть. Условия и показатели процесса получения нефтепродуктов приведены в таблице и сносках под таблицей.

Из данных, представленных в таблице, видно, что осуществление способа получения нефтепродуктов из любого использованного сырья (примеры 1-4), в соответствии с настоящим изобретением позволяет значительно снизить максимальную температуру процесса (колонка 5). Сравнение примеров 1 и 5 показывает, что вместе с тем значительно, не менее чем на 40% уменьшается проскок котельного топлива в дизельное топливо. Даже при получении нефтепродуктов из тяжелой нефти максимальная температура паровой фазы после выхода из печи-испарителя не превышает 305°С, в то время как при отсутствии рецикла бензиновой фракции она составляет 320°С даже при использовании более легкого сырья – смеси газового конденсата с легкой нефтью (пример 6). При получении нефтепродуктов из сырья более тяжелого, чем газовый конденсат из легкой нефти, в условиях способа-прототипа значительно (до 360°С) возрастает максимальная температура после выхода сырья из печи-испарителя. При этом значительно увеличивается проскок котельного топлива (мазута) в дизельное топливо. Для исключения коксообразования, возникающего при высокой температуре, используют водяной пар. Приготовление такого пара – энергоемкое производство, требующее наличия отдельного узла на установке ректификации. Использование пара заметно сказывается на стоимости производимой продукции.

Таким образом, способ получения нефтепродуктов в соответствии с настоящим изобретением позволяет значительно повысить степень извлечения светлых нефтепродуктов при использовании сырья более тяжелого, чем газовый конденсат. При этом достигается снижение проскока котельного топлива в дизельное топливо, а также снижаются потери дизельного топлива. Одновременно снижается максимальная температура процесса. Значительно расширяется сырьевая база для получения светлых нефтепродуктов, потребность в которых постоянно растет.

Способ получения нефтепродуктов в соответствии с настоящим изобретением может быть использован после соответствующей модернизации производства, на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности.

Формула изобретения

Способ получения нефтепродуктов из жидкого углеводородного сырья, включающий нагрев и разделение сырья в сепараторе с получением жидкой фракции котельного топлива и паровой фазы, с последующим фракционированием ее в ректификационной колонне с получением бензиновой фракции и фракции продуктового дизельного топлива, отличающийся тем, что разделению в сепараторе, верхняя часть которого выполнена в виде секции ректификационной колонны, подвергают сырье, содержащее фракцию, выкипающую выше 350°С, головной продукт ректификационной колонны – бензиновую фракцию в количестве 35-60 мас.% в расчете на содержание в сырье фракции, выкипающей выше 350°С, возвращают в качестве рециклового потока в сырье, кубовый продукт ректификационной колонны – фракцию продуктового дизельного топлива в количестве в 45-70 мас.% в расчете на содержание в сырье фракции, выкипающей выше 350°С, возвращают на орошение сепаратора.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.11.2007

Извещение опубликовано: 10.07.2009 БИ: 19/2009