способ термоконтактного крекинга нефтяных остатков

Формула изобретения

Способ термоконтактного крекинга (коксования) нефтяных остатков путем подачи нефтяных остатков в реактор с кипящим слоем пылевидного кокса, отличающийся тем, что подвод тепла для крекинга осуществляют путем подачи через трубчатую печь в реактор перегретого пара, полученного в процессе сжигания пылевидного кокса, выведенного из нижней части реактора в парогенераторе с кипящем слоем, при этом в парогенератор вводят известняк или доломит, полученные в реакторе продукты крекинга направляют на конденсацию, при этом сконденсировавшие тяжелые фракции, содержащие коксовую пыль, направляют на смешение с нефтяными остатками, нагревают в трубчатой печи и вводят в реактор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для использования в нефтеперерабатывающей промышленности.

Для глубокой переработки нефти используются процессы коксования. Сырьем для них служат остатки вакуумной перегонки нефти, каталитического крекинга и других деструктивных процессов. Наибольшее распространение получил процесс полунепрерывного (замедленного) коксования. Применяется также процесс коксования или термоконтактного крекинга (ТКК) на пылевидном коксе [1-3]. Этот процесс непрерывный и высокопроизводительный, но довольно сложный, так как теплота для крекинга подводится с коксом, который нагревается в отдельном аппарате путем частичного сжигания его. В промышленности используются процессы фирм Эксон, ЮОП, ВНИИНП. Но широкого распространения эти процессы не получили вследствие высоких капиталовложений в технологическую установку и сложности ее эксплуатации. Кроме того, получаемый этим способом высокосернистый пылевидный кокс имеет очень ограниченный спрос. Поэтому нашел применение комбинированный процесс фирмы Эксон "Флексикокинг", который включает процесс паровоздушной газификации кокса с получением низкокалорийного газа, требующего очистки от сероводорода, что еще больше усложняет технологическую установку. Указанные недостатки привели к ограниченному использованию процессов термоконтактного крекинга (коксования на пылевидном коксе).

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного изобретения является процесс «Флексикокинг» фирмы Эксон, так как в нем полученный кокс используется для получения синтез-газа.

Во всех процессах ТКК, указанных выше фирм, в том числе в процессе «Флексикокинг» сырье крекируется в реакторе с псевдоожиженным (кипящим) слоем кокса-теплоносителя. Кокс из реактора поступает в нагреватель и после нагрева рециркулирует в реактор. За счет тепла циркулирующего кокса-теплоносителя сырье подвергается термическому крекингу с образованием продуктов крекинга в парообразном состоянии и кокса. Парообразные продукты крекинга поступают в скруббер, где охлаждаются и частично конденсируются и затем возвращаются в реактор без дополнительного нагрева. Легкие фракции выводятся с верха скруббера. В процессе «Флексикокинг» полученный кокс газифицируется путем паровой конверсии углерода (пылевидного кокса) в отдельном реакторе. Полученный синтез-газ охлаждается и очищается от сернистых соединений. Установка, включающая ТКК, газификацию кокса и очистку синтез-газа получается сложной и дорогостоящей [1-3].

Предлагаемое изобретение позволяет устранить указанные недостатки. Сущность изобретения заключается в том, что подвод тепла для реакций крекинга осуществляется путем нагрева рецикла и подачи в реактор перегретого пара, а пылевидный кокс без охлаждения подается в котел с кипящим слоем. Этим достигается высокоэффективное энергетическое использование кокса и очистка дымовых газов от сернистых соединений.

Схема ТКК с предлагаемым подводом тепла представлена на чертеже. Сырье (гудрон, асфальтит, битум, тяжелые смолы) смешивается с рециклом и подается в трубчатую печь 1, где нагревается до 500-520°С. Нагрев до более высокой температуры не рекомендуется из-за опасности закоксовывания змеевика печи. В этой же печи или в отдельном пароперегревателе водяной пар нагревается до температуры 600-630°С. Часть пара подается в нижнюю часть реактора 2 для создания кипящего слоя кокса. При этом парококсовая смесь должна иметь температуру 570-600°С, необходимую для крекинга и коксования. Другая часть пара смешивается с сырьем, и смесь с температурой около 580°С несколькими потоками подается в реактор 2, работающий под давлением 0,2-0,6 МПа. В результате контактного крекинга на взвешенных частицах отлагается дополнительный слой кокса. Все другие продукты крекинга в парообразном состоянии вместе с коксовой пылью поступают в скруббер 3, орошаемый газойлевой фракцией. При этом конденсируются тяжелые фракции, а пары более легких фракций отмываются от коксовой пыли. Сконденсировавшаяся с уловленной коксовой пылью тяжелая фракция откачивается насосом 4 с нижней глухой тарелки скруббера и подается в смеси со свежим сырьем в печь 1. Пылевидный кокс выводится с нижней части реактора.

Полезность изобретения заключается в том, что в связи с подводом тепла с паром снижаются капитальные затраты на технологическую установку и существенно упрощается ее эксплуатация. Кроме того, важным преимуществом является технологическая совместимость процесса коксования по предлагаемому способу и процесса сжигания кокса в энергетическом котле с кипящим слоем. И эта связь представлена на чертеже.

Пылевидный кокс транспортируется без охлаждения в парогенератор (котел) с кипящим слоем 5. Сжигание твердого топлива в кипящем (псевдоожиженном) слое является прогрессивным и эффективным методом организации горения топлива. В парогенератор 5 кроме кокса подается известняк или доломит, и кипящий слой состоит в основном из частиц этих материалов. Процесс горения кокса осуществляется в основном на этих частицах при температуре 800-900°С. При такой температуре известняк кальцинируется с образованием оксида кальция СаО и извести Са(ОН)₂. В результате реакций этих щелочных соединений с SO₂ образуется сульфат кальция CaSO₄, и выбросы SO ₂ с дымовыми газами могут быть сокращены на 90-95% [4, 5]. В котле генерируется пар высокого давления установленных для паротурбинной установки параметров (Р_о =12,8 МПа, t=565°С). Небольшая часть пара отбирается и подается для перегрева в печь 1.

Использование предлагаемого способа термоконтактного крекинга приводит к снижению капитальных затрат на установку на 20-30% по сравнению с установкой ВНИИНП. Снижение энергозатрат при использовании кокса в котле с кипящим слоем составляет 10-12% при глубокой очистке дымовых газов от сернистых соединений.

СПИСОК ССЫЛОК

1. Степанов А.В., Горюнов B.C. Ресурсосберегающая технология переработки нефти. - К.: Наукова думка. 1993. - 270 с.

2. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти. М.: Техника. 2001. - 384 с.

3. Соскинд Д.М., Барсуков Е.Я. Термоконтактный крекинг тяжелых нефтяных остатков. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1983.

4. Степанов А.В., Кухарь В.П. Достижения энергетики и защита окружающей среды. - К.: Наукова думка. 2004. - 206 с.

5. Рябов Г.А., Шапошпак Д. А. Проблема создания котлов с циркулирующим кипящим слоем для крупных энергоблоков. // Электрические станции 2000. №9, с.6-12.