способ коксования нефтяных остатков

Формула изобретения

1. Способ коксования нефтяных остатков, включающий нагрев первичного сырья, смешение его с жидкой фазой продуктов коксования в кубовой части ректификационной колонны, нагрев полученного вторичного сырья до температуры коксования и коксование его в реакторе с выводом парогазовых продуктов коксования и их разделением, отличающийся тем, что разделение парогазовых продуктов коксования проводят в циклонном сепараторе, при этом паровую фазу из циклонного сепаратора подают в концентрационную часть ректификационной колонны, а жидкую фазу после отделения от коксовой мелочи - в кубовую часть ректификационной колонны, причем давление паровой фазы из циклонного сепаратора регулируют, например, с помощью регулятора давления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение жидкой фазы от коксовой мелочи проводят в отстойниках, по меньшей мере, в двух, оснащенных регуляторами уровня.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкую фазу перед подачей в кубовую часть ректификационной колонны подвергают фильтрации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к способам переработки тяжелых нефтяных остатков с целью получения нефтяного кокса на установках замедленного коксования (УЗК).

Известен способ получения кокса на УЗК путем нагрева первичного сырья в печи, смешения его с парогазовыми продуктами коксования в отгонной части ректификационной колонны, последующего нагрева полученной смеси - вторичного сырья - в печи и подачи его в реактор (Oil and Gas Journal, 1980, v 78, № 50, c.71-76).

При подаче парогазовых продуктов коксования в ректификационную колонну зачастую происходит унос коксовых частиц, которые закоксовывают нижнюю часть колонны, а также змеевик печи, что снижает продолжительность пробега установки. Для предотвращения выноса частиц из ректификационной колонны в известном способе предусмотрено отделение коксовых частиц путем установки фильтра в нижней части колонны. Забивание фильтра приводит к аварийной остановке УЗК.

Наиболее близким к предлагаемому является способ коксования нефтяных остатков, включающий предварительный подогрев первичного сырья в печи, смешение его с парогазовыми продуктами коксования в отгонной части ректификационной колонны, нагрев полученной смеси - вторичного сырья - до температуры коксования, подача нагретого вторичного сырья в реактор коксования. Парогазовые продукты коксования с верха реактора проходят через отбойник коксовой мелочи, что предотвращает попадание коксовой мелочи в низ ректификационной колонны и далее на прием печного насоса (Сюняев З.И. "Производство, облагораживание и применение нефтяного кокса" М., Изд. "Химия", 19973 г., стр.105, 106). Отбойник коксовой мелочи представляет собой пустотелую вертикальную цилиндрическую емкость. Уносимая из реактора потоком парогазовых продуктов коксования коксовая мелочь накапливается в низу отбойника и выгружается в периоды остановки на ремонт.

Известный способ имеет следующие недостатки:

- отбойник коксовой мелочи не обеспечивает необходимую полноту улавливания коксовой мелочи, т.е. не улавливает мелкодисперсную коксовую мелочь, что может привести к забиванию фильтра и аварийной остановке УЗК;

- выгрузка накопленной коксовой мелочи из отбойника требует остановки установки;

- отбойник коксовой мелочи не может отделять капельки жидкой фазы, которые могут присутствовать в парогазовом потоке, выходящем из реактора, что ухудшает качество дистиллятов, получаемых в ректификационной колонне.

Кроме того, в известном способе отсутствует возможность регулирования, в частности повышения, давления в реакторе коксования, что, как известно, способствует ускорению процесса коксования, увеличению выхода кокса, а также снижению пенообразования коксующейся массы. Это обусловлено тем, что парогазовые продукты коксования с верха реактора поступают в низ ректификационной колонны, работающей под давлением 0,2-0,22 МПа, что ограничивает давление в реакторе. Повышать давление в ректификационной колонне нецелесообразно из-за повышения энергозатрат на процесс фракционирования. Установка регулятора давления на линии паров из реактора недопустима из-за опасности быстрого его забивания частицами кокса, присутствующими в парогазовом потоке.

Таким образом, существует проблема предотвращения аварийной остановки УЗК с, одной стороны, и улучшения технологических показателей работы установки (ускорение процесса коксования, повышение выхода кокса), с другой стороны.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности процесса улавливания коксовой мелочи из парогазового потока продуктов коксования.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе коксования нефтяных остатков, включающем нагрев первичного сырья, смешение его с жидкой фазой продуктов коксования в кубовой части ректификационной колонны, нагрев полученного вторичного сырья до температуры коксования и коксование его в реакторе с выводом парогазовых продуктов коксования и их разделением, согласно изобретению разделение парогазовых продуктов коксования проводят в циклонном сепараторе, при этом паровую фазу из циклонного сепаратора подают в концентрационную часть ректификационной колонны, а жидкую фазу после отделения от коксовой мелочи подают в кубовую часть ректификационной колонны, причем давление паровой фазы из циклонного сепаратора регулируют, например, с помощью регулятора давления.

Отделение жидкой фазы от коксовой мелочи проводят в отстойниках, по меньшей мере, в двух с регуляторами уровня.

Жидкую фазу перед подачей в кубовую часть ректификационной колонны подвергают фильтрации.

Разделение парогазовых продуктов коксования в циклонном сепараторе позволяет надежно отделить паровую фазу от жидкой фазы и коксовой мелочи и установить на линии вывода паровой фазы из циклонного сепаратора регулятор давления, с помощью которого можно повысить давление в реакторах коксования в пределах 0,3-0,8 МПа и тем самым улучшить технологические показатели работы установки.

Отделение жидкой части от коксовой мелочи в отстойниках позволяет предотвратить попадание последней в ректификационную колонну.

Наличие двух отстойников коксовой мелочи, которые эксплуатируются поочередно, позволяет производить выгрузку накопленной коксовой мелочи без остановки УЗК.

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Первичное сырье 1 насосом 2 прокачивают через конвекционный змеевик печи 3 и с температурой 360-390°С подают в кубовую часть ректификационной колонны 4, где оно смешивается с жидкой фазой 5 продуктов коксования из отстойников 6 и 7 и становится вторичным сырьем 8, которое печным насосом 9 прокачивают через радиантный змеевик печи 3 и с температурой 490-510°С подают в один из подготовленных реакторов 10, 11, 12. С верха реакторов парогазовая смесь продуктов коксования по линии 13 поступает в циклонный сепаратор 14, где от нее отделяют смесь 15 жидкой фазы и коксовой мелочи. Паровая фаза 16 с верха циклонного сепаратора 14 через регулятор давления 17 поступает в концентрационную часть ректификационной колонны 4. С низа циклонного сепаратора 14 смесь 15 жидкой фазы с коксовой мелочью поступает в один из двух отстойников 6, 7, где коксовую мелочь отстаивают и отделяют от жидкой фазы. Уровень жидкой фазы в отстойниках регулируют регулятором уровня 18. По мере заполнения коксовую мелочь из отстойников 6 и 7 выгружают через люки 19 и 20.

Продукты коксования в ректификационной колонне 4 разделяют на газ и бензин 21, легкий коксовый газойль 22 и тяжелый коксовый газойль 23.

Товарный кокс удаляют из реакторов 10, 11, 12 гидравлическим способом по мере его заполнения и охлаждения.

Для предотвращения закоксовывания печного змеевика вторичного сырья 8 в качестве турбулизатора подают воду по линии 24.

Для улавливания коксовой пыли, уносимой из отстойников 6, 7, на потоке жидкой фазы 5 перед регулятором уровня 18 установлен фильтр 25.

В таблице представлены сравнительные показатели работы по предлагаемому способу и прототипу.

Как следует из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ имеет следующие преимущества:

- ускорение процесса коксования (3,3 ч вместо 3,7 ч);

- увеличение выхода кокса (36 мас.% вместо 32 мас.%);

- увеличение длительности межремонтного пробега в ˜10 раз.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет улучшить технологические показатели работы установки и условия ее эксплуатации.

Сравнительные показатели работы установок коксования
Наименование показателей	Ед. изм.	Значение показателей
		Способ по прототипу	Предлагаемый способ
1. Природа исходного сырья		остаток крекирования гудрона западно-сибирской нефти
2. Расход первичного сырья	кг/час	20,0	20,0
3. Расход вторичного сырья	кг/час	25,0	22,0
4. Температура нагрева первичного сырья	°С	370	380
5. Температура нагрева вторичного сырья	°С	500	500
6. Давление в реакторах коксования	МПа	0,33	0,60
7. Давление в сепараторе (цикл. сепаратор, отбойник коксовой мелочи)	МПа	0,30	0,56
8. Давление в ректификационной колонне	МПа	0,25	0,25
9. Время заполнения реактора коксом (V=25 л)	ч	3,7	3,3
10. Выход кокса от исходного сырья	мас.%	32,0	36,0
11. Выход газа коксования	мас.%	7,0	7,0
12. Выход фракции бензина от исходного сырья	мас.%	7,0	8,0
13. Выход фракции легкого газойля	мас.%	22,0	19,0
14. Выход фракции тяжелого газойля	мас.%	32,0	30,0
15. Длительность межремонтного пробега установки	сутки	30-40	330-360