Патент на изобретение №2209826

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНОГО КОКСА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтепереработке. Способ включает нагрев исходного сырья, разделение его на легкие фракции и тяжелый остаток в испарителе, фракционирование легких фракций в ректификационной колонне совместно с парожидкостными продуктами коксования, смешение тяжелого остатка из испарителя с кубовым остатком, полученным при фракционировании в ректификационной колонне, с последующим коксованием предварительно нагретой смеси, при этом количество и качество кубового остатка регулируют посредством дозированной подачи охлаждающего газойля на массообменные устройства в нижней части ректификационной колонны, а кубовый остаток подают в верхнюю часть испарителя, снабженного массообменными устройствами. Технический результат – увеличение производительности установки по исходному сырью, увеличение выработки кокса, снижение энергозатрат на единицу вырабатываемого кокса. 1 з.п.ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения нефтяного кокса путем замедленного коксования.

Известен способ замедленного коксования, включающий нагрев исходного сырья, подачу его в ректификационную колонну для смешения со сконденсировавшейся тяжелой частью парожидкостных продуктов коксования (рециркулятом) с образованием тяжелого остатка (вторичного сырья коксования) и фракционирования не сконденсировавшихся паров, нагрев тяжелого остатка и последующее его коксование [Сюняев З.И. Производство, облагораживание и применение нефтяного кокса. М., Химия, 1973 г., с.103 и 104].

Недостатком этого способа является высокое содержание рециркулята во вторичном сырье коксования, отсутствие возможности регулирования состава и качества рециркулята, большая энергоемкость процесса из-за возврата вторичных продуктов коксования в процесс и, как следствие, снижение производительности установки по первичному сырью.

Кроме того, выброс коксовых частиц с пеной в ректификационную колонну и затем в печь способствует закоксовыванию аппаратуры и снижению межремонтного пробега установки.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения нефтяного кокса, включающий нагрев первичного сырья, разделение его на легкие фракции и тяжелый остаток в испарителе, смешение тяжелого остатка из испарителя с кубовым остатком, полученным при фракционировании, нагрев смеси и последующее ее коксование [патент РФ 2075495, кл. С 10 В 55/00, 1997 г.].

Недостаток данного способа – отсутствие возможности регулирования количества, состава и качества рециркулята. Качество и количество рециркулята (его фракционный состав, плотность, коксуемость и др.) оказывает влияние на производительность установки по исходному сырью и на выход кокса. Облегченный по фракционному составу рециркулят снижает выход кокса и увеличивает энергетические затраты установки в расчете на единицу вырабатываемого кокса, так как он просто циркулирует в процессе нагрева и охлаждения, не образуя целевых продуктов и главным образом кокса.

Изобретение направлено на создание способа получения нефтяного кокса, позволяющего регулировать качество и количество рециркулята, обеспечивающего увеличение производительности установки по исходному сырью, увеличение выработки кокса и снижение энергозатрат на единицу вырабатываемого кокса.

Это достигается тем, что в способе получения нефтяного кокса, включающем нагрев исходного сырья, разделение его на легкие фракции и тяжелый остаток в испарителе, фракционирование легких фракций в ректификационной колонне совместно с парожидкостными продуктами коксования, смешение тяжелого остатка из испарителя с кубовым остатком, полученным при фракционировании в ректификационной колонне, с последующим коксованием предварительно нагретой смеси, при этом количество и качество кубового остатка регулируют посредством дозированной подачи охлаждающего газойля на массообменные устройства в нижней части ректификационной колонны в зависимости. Кубовой остаток подают в верхнюю часть испарителя, снабженного массообменными устройствами. В нижнюю часть испарителя подают водяной пар, количество которого регулируют в зависимости от качества тяжелого остатка, получаемого в испарителе.

На чертеже приведена схема предлагаемого способа получения нефтяного кокса, где
1 – трубчатая печь,
2 – испаритель,
3 – трубчатая печь,
4 – реакторы,
5 – ректификационная колонна,
6 – охлаждающий газойль,
7 – массообменные устройства.

Способ осуществляют следующим образом: исходное сырье нагревают в трубчатой печи 1 до температуры 300-350^oС и направляют в нижнюю часть испарителя 2 для его разделения на легкие фракции и тяжелый остаток. В испаритель 2, оборудованный массообменными устройствами 7, на верхнее из них подают кубовый остаток из ректификационной колонны (рециркулят) в дозированном количестве в зависимости от заданного качества и количества кубового остатка, получаемого в колонне. В низ испарителя 2 подают водяной пар в дозированном количестве в зависимости от качества тяжелого остатка, получаемого в испарителе. Смесь рециркулята и тяжелого остатка из испарителя нагревают в трубчатой печи 3 до температуры 480-505^oС и подвергают коксованию в реакторах 4, из которых парообразные продукты коксования направляют в ректификационную колонну 5. С верха колонны 5 отводятся легкие фракции, а с низа – кубовый остаток, количество и качество которого регулируют посредством дозированной подачи охлаждающего газойля 6 на массообменные устройства в нижней части колонны 5.

Пример 1 (по прототипу). Исходное сырье, характеристика которого приведена в табл. 1, нагрели до 370^oС и подали в испаритель для разделения на легкие фракции и тяжелый остаток. Кубовый остаток из ректификационной колонны подали в испаритель в качестве рециркулята в количестве 20% в расчете на первичное сырье. Вторичное сырье нагрели в печи до 500^oС и подвергали коксованию в реакторах. При этом коксуемость кубового остатка составила 0,3%, до 500^oС выкипает 98%, а в тяжелом остатке из испарителя до 500^oС выкипает 30%.

Пример 2. То же исходное сырье, что в примере 1, подвергали коксованию, согласно предлагаемому способу следующим образом:
Исходное сырье, нагретое до 370^oС, подали в нижнюю часть испарителя для разделения на легкие фракции и тяжелый остаток. Легкие фракции подвергали фракционированию в ректификационной колонне совместно с парожидкостными продуктами коксования с получением легких фракций, в частности, газойля, и кубового остатка. В нижнюю часть ректификационной колонны, оборудованной массообменными устройствами, возвратили охлаждающий газойль. Водяной пар не подавался. При этом количество охлаждающего газойля составило 15% от исходного сырья, а количество кубового остатка, подаваемого в испаритель, составило 20% в расчете на исходное сырье. При этом коксуемость кубового остатка составила 0,32%, до 500^oС выкипает 97%, а в тяжелом остатке из испарителя до 500^oС выкипает 29,5%.

Пример 3. Исходное сырье, что и в примере 1, при условиях примера 2 был подвергнут коксованию. Количество водяного пара в низ испарителя составило 800 кг/ч. При этом коксуемость кубового остатка составила 0,35%, до 500^oС выкипает 96%, а в тяжелом остатке из испарителя до 500^oС выкипает 29%.

Пример 4. Исходное сырье, что и в примере 1, при условиях примера 2 был подвергнут коксованию. Количество охлажденного газойля составляло 5% от исходного сырья. Водяной пар в низ испарителя не подавался. Количество кубового остатка в ректификационной колонне составило 10% в расчете на исходное сырье. При этом коксуемость кубового остатка составила 0,9%, до 500^oС выкипает 80%, а в тяжелом остатке из испарителя до 500^oС выкипает 28%.

Пример 5. Исходное сырье, что и в примере 1, подвергалось коксованию при условиях примера 4. Количество водяного пара, подаваемого в низ испарителя, составило 800 кг/ч. Количество рециркулята составило 9% в расчете на исходное сырье. Коксуемость кубового остатка составила 0,9%, до 500^oС выкипает 80%, а в тяжелом остатке из испарителя до 500^oС выкипает 27%.

Пример 6. То же исходное сырье, что и в примере 1, подвергалось коксованию при условиях примера 4. Количество водяного пара, подаваемого в низ испарителя, составило 1600 кг/ч. При этом в тяжелом остатке из испарителя до 500^oС выкипает 26%.

Данные качества кубового остатка из ректификационной колонны и тяжелого остатка из испарителя представлены в табл.2.

Производительность установки, по примерам 1-6, выход кокса и энергозатраты на единицу вырабатываемого кокса представлены в табл.3.

Как следует из примеров 1-6, регулирование качества кубового остатка, подаваемого в испаритель по предлагаемому способу, и количество водяного пара приводит к увеличению производительности установки, увеличению выработки кокса за счет утяжеления фракционного состава и повышения коксуемости и снижению расхода энергии на единицу вырабатываемого кокса.

Формула изобретения

1. Способ получения нефтяного кокса, включающий нагрев исходного сырья, разделение его на легкие фракции и тяжелый остаток в испарителе, фракционирование легких фракций в ректификационной колонне совместно с парожидкостными продуктами коксования, смешение тяжелого остатка из испарителя с кубовым остатком, полученным при фракционировании в ректификационной колонне, с последующим коксованием предварительно нагретой смеси, отличающийся тем, что количество и качество кубового остатка регулируют посредством дозированной подачи охлаждающего газойля на массообменные устройства в нижней части ректификационной колонны, а кубовый остаток подают в верхнюю часть испарителя, снабженного массообменными устройствами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нижнюю часть испарителя подают водяной пар, количество которого регулируют в зависимости от качества тяжелого остатка, получаемого в испарителе.

РИСУНКИ