способ создания вакуума в ректификационной колонне и устройство для его осуществления

Классы МПК:B01D3/10 вакуумная перегонка
C10G7/06 вакуумная перегонка
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Барильчук Михаил Васильевич (LT),
Фалькевич Генрих Семенович (RU),
Беляев Андрей Юрьевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-07-27
публикация патента:

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к способам создания вакуума в ректификационных колоннах и к установкам для вакуумной ректификации нефтепродуктов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Согласно изобретению в магистрали отвода парогазов (П) с верха ректификационной колонны (РК) их охлаждают и подают для разделения на фазы в вихревой конденсатор (ВК), из которого отводят конденсат - продуктовую фракцию (ПФ) и (П). В качестве вакуумсоздающей системы (ВС) используют первый и второй жидкостно-газовые эжекторы (ЖГЭ), на выкидных линиях которых установлены секционные скрубберы (С). Линия отвода газа из (С), установленного на выкидной линии первого (ГЖЭ), подключена к всасывающей линии второго (ГЖЭ) с возможностью переключения (ВС) или в последовательную, или в параллельную схему включения. При последовательном включении (ГЖЭ) контур циркуляции (КЦ) второго (ГЖЭ) подключен к линии подачи очистного реагента (ОР), при этом соответствующий (С) подключен к линии подачи (ОР) и к линии отвода отработанного (ОР). Реализацию вышеуказанного способа осуществляют на установке вакуумной ректификации. Использование предложенного изобретения обеспечивает снижение энергозатрат на создание вакуума в ректификационной колонне, повышает выход ценных фракций нефтепродуктов и обеспечивает экологически чистую технологию переработки нефтяного сырья. 2 н. 6 з.п. ф-лы, 5 ил. способ создания вакуума в ректификационной колонне и устройство   для его осуществления, патент № 2343949

способ создания вакуума в ректификационной колонне и устройство   для его осуществления, патент № 2343949 способ создания вакуума в ректификационной колонне и устройство   для его осуществления, патент № 2343949 способ создания вакуума в ректификационной колонне и устройство   для его осуществления, патент № 2343949 способ создания вакуума в ректификационной колонне и устройство   для его осуществления, патент № 2343949 способ создания вакуума в ректификационной колонне и устройство   для его осуществления, патент № 2343949

Формула изобретения

1. Способ создания вакуума в ректификационной колонне путем откачки с ее верха парогазов по магистрали отвода, подключенной через предварительное средство для разделения фаз к вакуумсоздающей системе с первым и вторым, по ходу движения парогазов, жидкостно-газовыми эжекторами, в качестве рабочей среды которых используют продуктовую фракцию, которую подают из бокового погона ректификационной колонны в контуры циркуляции рабочей жидкости эжекторов, каждый контур циркуляции рабочей жидкости которых оборудован насосом, а также средством для охлаждения и разделения фаз, которое подключено к выкидной линии соответствующего эжектора, отличающийся тем, что в магистрали отвода парогазов осуществляют предварительное охлаждение парогазового потока до температуры не выше 35°С за счет обдува от регулируемых вентиляторов, при этом разделение на фазы охлажденного в магистрали отвода парогазового потока ведут в вихревом потоке, который создают в предварительном средстве, выполненном в виде вихревого конденсатора с линией отвода конденсата в качестве продуктовой фракции и линией отвода парогазов, подключенной к вакуумсоздающей системе, при этом в качестве средств для охлаждения и разделения фаз на выкидных линиях эжекторов вакуумсоздающей системы использованы скрубберы, каждый из которых оборудован входной, теплообменной и выходной секциями, причем всасывающие линии обоих эжекторов оборудованы задвижками, а каждый циркуляционный контур рабочей жидкости соответствующего эжектора подключен к теплообменной секции соответствующего скруббера, при этом каждая выходная секция скруббера оборудована насадкой и подключена к линии утилизации газа, а линия отвода газа из скруббера, установленного на выкидной линии первого, по ходу движения парогазов, эжектора подключена посредством дополнительной линии с задвижкой, к всасывающей линии второго эжектора для переключения эжекторов вакуумсоздающей системы или в последовательную, или в параллельную схему включения, при этом в случае последовательного включения эжекторов вакуумсоздающей системы, циркуляционный контур второго эжектора подключен к линии подачи очистного реагента, а скруббер, расположенный на выкидной линии этого эжектора, подключен к линии подачи очистного реагента, причем линия отвода жидкой фракции из этого скруббера подключена к линии отвода отработанного очистного реагента на регенерацию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве очистного реагента используют, например, водный раствор моноэтаноламина, водные растворы щелочей, гликоли.

3. Установка вакуумной ректификации, содержащая ректификационную колонну, магистраль отвода парогазов которой подключена через предварительное средство для охлаждения и разделения фаз к вакуумсоздающей системе, включающей жидкостно-газовые эжекторы, подключенные к соответствующим контурам циркуляции рабочей жидкости, оборудованным насосами и средствами для охлаждения и разделения фаз, подключенными к выкидным линиям эжекторов, отличающаяся тем, что магистраль отвода парогазов снабжена воздушным охлаждением от вентиляторов, установленных наверху ректификационной колонны, при этом предварительное средство для охлаждения и разделения фаз выполнено в виде вихревого конденсатора, линия отвода конденсата из которого выполнена в виде вертикально расположенного трубопровода с S-образно изогнутым конечным участком в виде сифона, подключенным к накопительной емкости, с линией отвода газа, подключенной к линии отвода парогазов из вихревого конденсатора, которая подключена к первому и второму, по ходу движения парогазов, эжекторам вакуумсоздающей системы, при этом всасывающие линии обоих эжекторов оборудованы задвижками, средства для охлаждения и разделения фаз на выкидных линиях упомянутых эжекторов выполнены в виде скрубберов, снабженных входной, теплообменной и выходной секциями, причем теплообменные секции обоих скрубберов подключены к циркуляционному контуру рабочей жидкости соответствующего эжектора, а их выходные секции оборудованы насадкой и подключены к линии утилизации газа, при этом линия отвода газа из скруббера, установленного на выкидной линии первого эжектора, подключена, за счет дополнительной линии с задвижкой, к всасывающей линии второго эжектора, при этом вакуумсоздащая система за счет переключения задвижек, расположенных на всасывающей линии второго эжектора и дополнительной линии отвода газа из скруббера, расположенного на выкидной линии первого эжектора, выполнена с возможностью переключения эжекторов или в последовательную, или в параллельную схему включения.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что теплообменные секции обоих скрубберов дополнительно подключены к боковому погону вакуумной колонны.

5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что при последовательном включении эжекторов вакуумсоздающей системы циркуляционный контур второго эжектора подключен к линии подачи очистного реагента, при этом скруббер, расположенный на выкидной линии этого эжектора, подключен к линии подачи очистного реагента, а линия отвода жидкой фракции из этого скруббера подключена к линии отвода отработанного очистного реагента на регенерацию.

6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что в качестве очистного реагента использованы водные растворы аминов, например водный раствор моноэтаноламина, водные растворы щелочей, гликоли.

7. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена системой терморегуляции, выполненной в виде датчика температуры, подключенного к средствам управления электроприводами вентиляторов с возможностью изменения их оборотов по сигналам этого датчика.

8. Установка по п.7, отличающаяся тем, что средства управления электроприводами вентиляторов выполнены в виде тиристоров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к способам создания вакуума в ректификационных колоннах и к установкам для вакуумной ректификации нефтепродуктов, включая конструктивные элементы этих установок, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Из уровня техники известен способ создания вакуума в ректификационной колонне и насосно-эжекторная установка для создания вакуума в колонне за счет откачки верхнего парогазового потока струйным аппаратом с использованием в качестве активной среды дизельной фракции или вакуумного газойля, см. Абросимов А. А. «Экологически чистая вакуумсоздащая система для ректификационных колонн», журнал «Нефтепереработка и нефтехимия», 1997 г. N 11, с.39-44 (1).

Этот способ и установка имеют сравнительно низкую эффективность, что обусловлено вскипанием легкокипящих компонентов рабочей жидкости в эжекторе при абсолютном давлении всасывания, составляющем 10-30 мм рт.ст., приводящем к резкому падению производительности эжектора. Кроме этого, из-за неполной конденсации пара из откачиваемого парогазового потока часть продуктовой фракции уходит с газами из сепаратора и теряется. Также не обеспечена достаточная степень сжатия газа, вследствие чего отходящий газ невозможно утилизировать без дополнительных затрат и обычно сжигается в факельной установке.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа изобретения (в части способа и устройства), является способ создания вакуума, реализованный в устройстве по патенту RU №2112577, B01D3/10, 1988 г.(2).

Согласно способу, описанному в (2), вакуум в ректификационной колонне создают путем откачки верхнего парогазового потока двухступенчатой вакуумсоздающей системой с жидкостно-газовыми эжекторами, в качестве рабочей среды которых используют продуктовую фракцию, при этом из верхнего парогазового потока конденсируют пар и разделяют этот поток на жидкую и газовую фазы до вакуумсоздающей системы.

Недостатком этого способа является то, что перепад давления в конденсаторе-холодильнике, расположенном до вакуумсоздающей системы, приводит или к более высокому давлению в верхней части вакуумной колонны с соответствующим уменьшением выхода светлых фракций, или к повышению энергопотребления на создание вакуума в колонне. Также не решена проблема очистки газа от вредных примесей и потери части продуктовой фракции из-за неполной конденсации пара из откачиваемого парогазового потока, несконденсированная часть которой уходит с газами и теряется. Неполная конденсация пара в конденсаторе обусловлена неполным отводом тепла от парогазов или газожидкостного потока (на выходе из эжектора). В свою очередь это обусловлено тем, что в процессе контакта пара с конденсирующей средой, кроме теплоты конденсации, также выделяется теплота смешения сконденсированной фазы с конденсатом, при этом из-за поверхностного характера взаимодействия фаз процесс конденсации пара сильно зависит от степени перемешивания пара с конденсатом и времени их взаимодействия. Вследствие малого времени контакта фаз из-за высокой скорости прохождения газообразной фазы через конденсатор-холодильник, а также слабого перемешивания контактирующих фаз тепло не полностью отводится от газообразной фазы, что приводит к неполной конденсации пара. Кроме этого, в этом способе технологически необходимо размещение конденсатора-холодильника у верха ректификационной колонны, что значительно усложняет конструкцию установки ректификации.

Согласно устройству, описанному в (2), установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта содержит ректификационную колонну с магистралью отвода парогазов, подключенную через предварительный конденсатор к вакуумсоздающей системе, включающей гидравлически связанные между собой основной и дополнительный жидкостно-газовые эжекторы, подключенные к соответствующим контурам циркуляции рабочей жидкости, оборудованным насосами, и сепараторы-холодильники, подключенные к выкидным линиям эжекторов.

Недостатками этой установки являются необходимость в размещении на большой высоте громоздкого оборудования - конденсатора-холодильника и связанная с этим необходимость подачи к нему хладоагента (оборотной воды) на высоту до 30 м, что требует строительства специальных этажерок с повышенными прочностными характеристиками под это оборудование. Кроме того, перепад давления в конденсаторе-холодильнике, расположенном до вакуумсоздающей системы, снижает эффективность установки. Также не решена проблема очистки газа от вредных примесей, что приводит к необходимости строительства дополнительных установок для очистки или неэффективному сжиганию кислых газов в печах на факеле с ущербом для оборудования и окружающей среды. Большим недостатком являются также колебания степени вакуумирования в зависимости от сезонных и суточных колебаний температуры окружающей среды (день/ночь, зима/лето). Амплитуда таких колебаний составляет 10-15 мм рт.ст.(в зависимости от времени суток и температуры окружающей среды), что приводит к значительным потерям готовой продукции.

Решение указанной задачи (в части способа) обеспечено тем, что способ создания вакуума в ректификационной колонне (РК) путем откачки с ее верха парогазов по магистрали отвода, подключенной через предварительное средство для разделения фаз к вакуумсоздающей системе (ВС) с первым и вторым по ходу движения парогазов жидкостно-газовыми эжекторами (ЖГЭ), в качестве рабочей среды которых используют продуктовую фракцию, которую подают из бокового погона РК в соответствующий контур циркуляции (КЦ) рабочей жидкости эжектора, каждый КЦ рабочей жидкости которых оборудован насосом, а также средством для охлаждения и разделения фаз, которое подключено к выкидной линии соответствующего эжектора, согласно изобретению в магистрали отвода парогазов осуществляют предварительное охлаждение парогазового потока до температуры не выше 35°С за счет обдува от регулируемых вентиляторов, при этом разделение на фазы охлажденного в магистрали отвода парогазового потока ведут в вихревом потоке, который создают в предварительном средстве, выполненном в виде вихревого конденсатора (ВК) с линией отвода конденсата в качестве продуктовой фракции и линией отвода парогазов, подключенной к ВС, при этом в качестве средств для охлаждения и разделения фаз на выкидных линиях эжекторов ВС использованы скрубберы, каждый из которых оборудован входной, теплообменной и выходной секциями, причем всасывающие линии обоих эжекторов оборудованы задвижками, а каждый КЦ рабочей жидкости соответствующего эжектора подключен к теплообменной секции соответствующего скруббера, при этом каждая выходная секция скруббера оборудована насадкой и подключена к линии утилизации газа, а линия отвода газа из скруббера, установленного на выкидной линии первого по ходу движения парогазов эжектора подключена посредством дополнительной линии с задвижкой к всасывающей линии второго эжектора для переключения эжекторов ВС или в последовательную, или в параллельную схему включения, при этом в случае последовательного включения эжекторов ВС КЦ второго эжектора подключен к линии подачи очистного реагента, при этом скруббер, расположенный на выкидной линии этого эжектора, подключен к линии подачи очистного реагента, причем линия отвода жидкой фракции из этого скруббера подключена к линии отвода отработанного очистного реагента на регенерацию. В предпочтительном варианте осуществления способа в качестве очистного реагента используют, например, водный раствор моноэтаноламина, водные растворы щелочей, гликоли и т.д.

Решение указанной задачи (в части установки) обеспечено тем, что установка вакуумной ректификации, содержащая ректификационную колонну, магистраль отвода парогазовой фазы которой подключена через вихревой конденсатор (ВК) к вакуумсоздающей системе, включающей жидкостно-газовые эжекторы (ЖГЭ), подключенные к соответствующим контурам циркуляции рабочей жидкости, оборудованным насосами и скрубберами (С), подключенным к выкидным линиям ЖГЭ, при этом магистраль отвода парогазов снабжена воздушным охлаждением от вентиляторов, установленных на верху ректификационной колонны, линия отвода конденсата из ВК выполнена в виде вертикально расположенного трубопровода с S-образно изогнутым конечным участком в виде сифона, подключенным к накопительной емкости, с линией отвода газа, подключенной к линии отвода парогазов из ВК, которая подключена к первому и второму по ходу движения парогазов ЖГЭ вакуумсоздающей системы, при этом всасывающие линии обоих ЖГЭ оборудованы задвижками, С снабжены входной, теплообменной и выходной секциями, причем теплообменные секции обоих С подключены к КЦ рабочей жидкости соответствующего ЖГЭ, а их выходные секции оборудованы насадкой и подключены к линии утилизации газа, при этом линия отвода газа из С, установленного на выкидной линии первого ЖГЭ, подключена за счет дополнительной линии с задвижкой к всасывающей линии второго ЖГЭ, при этом ВС за счет возможности переключения задвижек, расположенных на всасывающей линии второго ЖГЭ и дополнительной линии отвода газа из скруббера, расположенного на выкидной линии первого ЖГЭ, выполнена с возможностью переключения ЖГЭ или в последовательную, или в параллельную схему включения.

В вариантах выполнения теплообменные секции обоих С дополнительно подключены к боковому погону вакуумной колонны; при последовательном включении ЖГЭ вакуумсоздающей системы КЦ второго ЖГЭ подключен к линии подачи очистного реагента, при этом С, расположенный на выкидной линии этого ЖГЭ, подключен к линии подачи очистного реагента, а линия отвода жидкой фракции из этого С подключена к линии отвода отработанного очистного реагента на регенерацию; в качестве очистного реагента использованы водные растворы аминов, например водный раствор моноэтаноламина, водные растворы щелочей, гликоли; установка дополнительно снабжена системой терморегуляции, выполненной в виде датчиков температуры, подключенных к средствам управления электроприводами вентиляторов с возможностью изменения их оборотов по сигналам этих датчиков; средства управления электроприводами вентиляторов выполнены в виде тиристоров.

Техническим результатом от использования предложенного изобретения является обеспечение возможности выбора оптимального режима переработки различного по составу углеводородного сырья с повышением эффективности ректификации, а также снижением вредных выбросов в окружающую среду.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана технологическая схема создания вакуума в вакуумной колонне; на фиг.2 - общий вид (продольный разрез) вихревого конденсатора; на фиг.3 - вид Б на фиг.3; на фиг.4 - общий вид (продольный разрез) скруббера; на фиг.5 - фрагмент вида А на фиг.4.

Ниже, на основе описания работы установки, приведен пример осуществления предложенного способа.

Установка вакуумной ректификации включает вакуумную ректификационную колонну 1 с охлаждаемой магистралью 2 отвода паров с ее верха, которая охлаждается за счет обдува вентиляторами 3, установленными на верху вакуумной ректификационной колонны 1. Магистраль 2 подключена к входу вихревого конденсатора 4 с линией 5 отвода конденсата, выполненной в виде трубопровода с вертикальным участком а и изогнутым S-образным сифонным участком б, подключенным к накопительной емкости 6, снабженной линией 7 отвода продуктовой фракции, которая подключена к насосу 8 через задвижку 9. Вихревой конденсатор 4 может быть оснащен охлаждающим средством, например, в виде форсунок 10 с подачей охлаждающей жидкости. Верх вихревого конденсатора 4 подключен к всасывающим входам жидкостных эжекторов 11 и 12 по линиям 13а и 14, оборудованных задвижками 15 и 16; верх накопительной емкости 6 подключен к линии 13а посредством линии 13б. Вход по рабочей жидкости первого по ходу движения парогазов эжектора 11 подключен по линии 17 к насосу 18. Вход по рабочей жидкости второго по ходу движения парогазов эжектора 12 по линии 19 подключен к насосу 20. На выкидных линиях 21 и 22 эжекторов соответственно 11 и 12 установлены аналогичные по конструкции скрубберы 23 и 24, функционально представляющие собой сепараторы-холодильники. По газу скрубберы 23,24 подключены к линии утилизации газа 25, при этом скруббер 23 подключен к линии 25 через задвижку 26, а по линии 27 с задвижкой 28 этот скруббер подключен также к всасывающему входу эжектора 12. По жидкости скрубберы 23, 24, с одной стороны, подключены к линиям 29 и 30, которые подключены к боковому погону 31 колонны 1, а с другой - к линиям 32 и 33, подключенным к входу насоса 34. К линии 7 параллельно насосу 8 подключен насос 35, который также параллельно подключен к линии 32. Выкидные линии насосов 8 и 35 подключены к линии отвода продуктовой фракции 36, оборудованной задвижкой 37. На выкидной линии 38 насоса 34 установлена задвижка 39, причем эта линия подключена также к линии 36 посредством линии 40 с задвижкой 41а; на линии 32, подключенной к входу этого насоса, установлена задвижка 41б. К линии 30 дополнительно подключена линия 42 подачи очистного реагента. Кроме того, установка снабжена насосом 43, вход которого по линии 44 с задвижками 45, 46 параллельно подключен к линиям 29 и 30, а выкидная линия 47 оборудована задвижкой 48 и подключена к линии 49, которая через задвижки 50 и 51 параллельно подключена к линиям 17 и 30. Скрубберы 23 и 24 аналогичны по конструкции и выполнены трехсекционными с сообщенными между собой входной, теплообменной и выходной секциями соответственно 52, 53 и 54, см. фиг.2. Корпус скрубберов 23 и 24 снабжен штуцерами 55, 56 для ввода и вывода охлаждающей жидкости, штуцерами 57 и 58 для ввода и вывода рабочей жидкости, штуцером 59 для ввода газожидкостной смеси из эжекторов и штуцером 60 для отвода газа. Во входной секции 52 скрубберов 23, 24 установлен вертикальный экран 61, к которому примыкает наклонно расположенное основание 62 с рядами турбулизаторов 63, установленными в шахматном порядке, см. фиг.3. Под основанием 62 расположена теплообменная секция 53, оборудованная трубчатым теплообменником 64, в качестве хладагента которого использована оборотная вода. Над секциями 52, 53 расположена выходная секция 54, оборудованная насыпной насадкой 65, например, в виде колец «Рашига», которая может быть оборудована орошением 66, подключенным по линии 67 к линии 42. Теплообменные секции 53 скрубберов 23, 24 подключены соответственно к линиям отвода жидкой фазы 32 и 33. Для обновления рабочей жидкости в циркуляционных контурах эжекторов 11 и 12 теплообменные секции 53 скрубберов 11 и 12 подключены по линиям соответственно 29 и 30 к линии 31, являющейся одним из боковых погонов колонны 1. Выходные секции 54 скрубберов 11, 12 подключены к линии 25, при этом выходная секция скруббера 23 подключена также к линии 27 с задвижкой 28. Вихревой конденсатор 4 содержит корпус 4а, выполненный в виде цилиндрической вихревой камеры с тангенциально расположенным патрубком ввода парогазов 2а и соосно расположенными верхним 13в и нижним 5а патрубками для вывода соответственно газовой и жидкой фаз. В верхней части корпуса 4а установлен датчик температуры 68 и кольцевой экран 69, под которым расположены форсунки 10, равномерно установленные на кольцевом коллекторе 70, который по линии 71 с насосом 72 подключен, например, к линии 32 для обеспечения подачи охлаждающей жидкости в форсунки 10. Насос 72 подключен к датчику температуры 68 с возможностью его включения/выключения по сигналам этого датчика. Патрубок 5а подключен к вертикально расположенному трубопроводу 5 с вертикальным а и S-образно изогнутым конечным участком б.

Предложенная установка и ее конструктивные элементы работают следующим образом.

Нефтяное сырье поступает на перегонку в ректификационную вакуумную колонну 1, из которой боковыми погонами отводятся продуктовые фракции, например, дизельное топливо, вакуумный газойль и т.д. Часть продуктовой фракции от одного из погонов, например погона, см. поз.31, отбирается и подается насосами 18, 20 по линиям соответственно 17 и 19 в качестве рабочей (эжектирующей) жидкости в эжекторы 11, 12, при работе которых в линии 13 и связанном с ней вихревом конденсаторе 4 и воздушном теплообменнике 2 снижается давление. В результате с верха ректификационной колонны 1 газы разложения и нефтяные пары (парогазы) с температурой до 120°С поступают в охлаждаемую магистраль 2, проходя которую, они охлаждаются до температуры 15-35°С и поступают в вихревой конденсатор 4, где происходит отделение конденсата легкокипящих компонентов нефтяных паров от газов разложения. Газы разложения и несконденсированная часть нефтяных паров отсасываются в линию 13а, а конденсат сливается в трубопровод линии 5, в S-образно изогнутом участке которой за счет накопления части жидкости образуется гидрозатвор. Избыток конденсата поступает в накопительную емкость 6, откуда по линии 7 откачивается (в виде продуктовой фракции) из установки насосами 8, 35. Небольшое количество газов разложения, попавшее с конденсатом в накопительную емкость 6, уходит по линии 13б в линию 13а.

При параллельной схеме включения эжекторов 12,13 задвижки 16, 14 и 26 должны находиться в открытом положении, при этом задвижка 28 должна быть закрыта. При этой схеме включения эжекторов нефтяные пары с газами разложения из линий 13а и 14 засасываются в соответствующие эжекторы 11, 12, где смешиваются с потоком рабочей жидкости с образованием газожидкостной смеси, которая по линиям 21, 22 эжектируется в скрубберы 23, 24. В секциях 53-54 скрубберов 23, 24 газожидкостная смесь охлаждается с конденсацией нефтяных паров, при этом неконденсируемые газы с незначительным количеством остаточных паров отделяются от жидкости, проходят через насыпную насадку в выходных секциях 54 скрубберов и по линии 25 отводятся на утилизацию. Охлажденная в секциях 52 рабочая жидкость откачивается из скрубберов 11, 12 по линиям 29, 30 и подается насосами 18, 29 по линиям 17, 19 на жидкостный вход эжекторов 11, 12. Балансовый избыток жидкости в виде продуктовой фракции откачивается по линиям 32, 33 насосами 34, 35.

Последовательная схема включения эжекторов 11, 12 реализуется путем перекрытия задвижки 16, расположенной вначале линии 14, и открытия задвижки 28 на линии 27, подключенной к линии 14 после задвижки 16, а также перекрытия задвижки 26. В этой схеме включения эжекторов реализуется двухступенчатая схема сжатия парогазов, при которой в качестве рабочей жидкости эжектора 11 первой ступени сжатия используется продуктовая фракция, отбираемая из линии 31, а в качестве рабочей жидкости эжектора 12 второй ступени сжатия (вместо продуктовой фракции колонны 1 может быть использован очистной реагент, например водные растворы аминов, щелочи, гликолей, в частности водный раствор моноэтаноламина - реагент, применяющийся для очистки отходящих газов, например, от сероводорода (в случае вакуумной ректификации мазута). В этом варианте выполнения очищающий реагент подается от источника (условно не показан) по линии 42, подключенной к линии 30 в циркуляционный контур эжектора 12 (с отключением подачи жидкой фракции из погона 31 в циркуляционный контур эжектора 12). По линии 42 осуществляется также подвод очищающего реагента на обновление рабочей жидкости в циркуляционном контуре эжектора 12. Балансовое количество реагента откачивается насосом 34 (при закрытых задвижках 41 а и 416) из скруббера 24 по линии 33 и подается в установку очистки и регенерации (условно не показано) для дальнейшего использования очистного реагента.

Газожидкостная смесь, поступающая в приемные секции 52 скрубберов 23, 24 из выкидных линий 21, 22 эжекторов 11, 12, переливается на основание 62 и растекается по его поверхности с обтеканием турбулизаторов 63 и дегазацией с последующим сливом в теплообменную секцию 52. Дегазированная жидкость, поступающая из секции 52 в теплообменную секцию 53, охлаждается за счет трубных пучков теплообменника 64 и откачивается из скрубберов, а газ разложения проходит через насадки 65 и отводится на утилизацию по линии 25.

При последовательной схеме включения эжекторов 11, 12 на насыпную насадку 65 скруббера 24 по линии 67 подается орошение, в качестве которого используется очистной реагент, отбираемый из линии 42, что позволяет доочищать отходящие газы от вредных примесей. Следует отметить, что при параллельном включении эжекторов 11, 12 насыпные насадки 65 скрубберов 23, 24 не орошаются, однако вследствие уноса отходящими газами паров жидкости на поверхности элементов этой насадки всегда имеется пленочный слой адсорбированной жидкости, которая стекает по мере накопления в объем скруббера. Вследствие этого при прохождении насадок 65 отходящие газы очищаются от вредных примесей, причем эта очистка осуществляется в «пленочном» режиме. Таким образом, в предложенных трехсекционных скрубберах с насадками и встроенными теплообменниками рабочая жидкость дегазируется и охлаждается в одном аппарате с исключением уноса паров продуктовых фракций с газами разложения.

При любой схеме включения эжекторов 11, 12 температура парогазов после охлаждения в магистрали 2 должна быть не выше 35°С, т.к. при температуре выше 35°С снижается количество сконденсированных паров в вихревом конденсаторе 4, соответственно это приводит к перегрузке по парогазу эжекторов и нестабильной работе эжекторов 11, 12. Воздушное охлаждение за счет обдува вентиляторами обеспечивает снижение энергозатрат, при этом отпадает необходимость в размещении на большой высоте громоздкого оборудования (конденсатора-холодильника и связанных с ним насосов и трубопроводов), т.е. конструкция установки значительно упрощена. Целесообразно, чтобы магистраль 2 была снабжена участком 2а, тангенциально врезанным в цилиндрический корпус вихревого конденсатора 4, см. фиг.3, снабженным соосно расположенными верхним и нижним патрубками соответственно 13в и 5а. Также целесообразно, чтобы вихревой конденсатор 4 был оборудован датчиком температуры 68, кольцевым отражательным экраном 69 с ориентацией на этот экран сопловых головок форсунок 10, установленных на кольцевом коллекторе 70, подключенном через насос 72 к линии 32. Включение/выключение насоса 72 осуществляется сигналам датчика температуры 68.

При работе установки парогазы с верха ректификационной колонны поступают в охлаждаемую магистраль 2, в т.ч. в участок (патрубок) 2а и истекают в виде тангенциальной струи в цилиндрический корпус вихревого конденсатора 4 с образованием в нем вращающегося вихревого потока, в котором процесс конденсации легкокипящих компонентов парогазовой смеси завершается, при этом сконденсированные пары в виде капельного конденсата отбрасываются на стенку корпуса и стекают по патрубку 5а в трубопровод 5. Если внутри вихревого конденсатора 4 температура повышается выше установленной (например, выше 35С°), то по сигналу датчика температуры 68 включается насос 72 и в форсунки 10 подается жидкость. За счет ориентации сопловых головок истекающие из них струи попадают на стенку корпуса и кольцевой отражательный экран 69, от которого они отражаются в направлении к центральной оси корпуса, захватываются вихревым потоком и отбрасываются на стенки корпуса, при этом происходит интенсификация теплообмена с соответствующей интенсификацией конденсации легкокипящих компонентов и разделения жидкой и газообразной фаз. Выполнение вихревого конденсатора 4 в виде вихревой камеры с регулируемым средством для охлаждения обеспечивает эффективную конденсацию легкокипящих компонентов парогазовой смеси, что позволяет существенно снизить его габариты. Кроме того, за счет соосного расположения патрубка 13в для вывода газовой фазы его входной обрез располагается по оси вихревого парогазового потока, т.е. в зоне пониженного давления, что снижает унос мелких капель конденсата во всасывающую линию вакуумсоздающей системы. Соосное расположение (относительно корпуса) патрубка 5а, подключенного к трубопроводу 5 для вывода жидкой фазы, обеспечивает расположение входного обреза этого патрубка в центральной зоне пониженного давления вихревого потока парогазовой смеси и улучшает за счет отделения газовой фазы от жидкой, в т.ч. и в вертикальном участке трубопровода 5, в S-образном участке которого, примыкающего к вертикальному участку а, образуется столб жидкости конденсата, которая является гидрозатвором для накопительной емкости 6, габариты которой за счет этого существенно снижаются. Таким образом, вихревой конденсатор 4 обеспечивает стабилизацию работы вакуумсоздающей системы в условиях температурных колебаний окружающей среды. Для температурной стабилизации работы установки в целом в условиях значительных колебаний температуры окружающей среды электроприводы вентиляторов 3 снабжены системой терморегуляции, выполненной в виде датчика температуры 73, см. фиг.1, подключенного к средствам управления электроприводами вентиляторов, выполненных, например, в виде тиристоров с возможностью изменения оборотов вентиляторов (а следовательно, и интенсивности охлаждения) по сигналам этого датчика.

Особенностью предложенной вакуумсоздающей системы является возможность переключения ее эжекторов или в параллельную, или в последовательную схемы включения. По сравнению с последовательной схемой включения эжекторов при параллельном их включении производительность вакуумсоздающей системы увеличивается приблизительно на 20%, что выгодно использовать, например, при необходимости в срочной переработке больших объемов сырья. При последовательной схеме включения эжекторов давление газа после второй ступени эжектирования выше, чем при одноступенчатой схеме включения, что обеспечивает возможность утилизации газа без дополнительного компримирования, например, путем подачи в топливную сеть или на дальнейшую переработку. Выбор той или иной схемы включения эжекторов в зависимости от вида и объемов перерабатываемого нефтяного сырья обеспечивается путем переключения соответствующих задвижек в открытое или закрытое положение.

Использование предложенного изобретения обеспечивает экологически чистую технологию переработки нефтяного сырья со снижением энергозатрат на создание вакуума в ректификационной колонне и повышением выхода ценных фракций.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2343949

patent-2343949.pdf

Класс B01D3/10 вакуумная перегонка

способ получения кристаллов галогенидов таллия -  патент 2522621 (20.07.2014)
способ комплексной переработки нефтесодержащего сырья -  патент 2513857 (20.04.2014)
способ очистки жидких радиоактивных отходов и установка для его осуществления -  патент 2477538 (10.03.2013)
усовершенствованный способ непрерывного получения алкил(мет)акрилатов с многократной рециркуляцией катализатора -  патент 2407733 (27.12.2010)
способ опреснения морской воды и установка для опреснения морской воды -  патент 2393995 (10.07.2010)
способ создания вакуума в вакуумной колонне перегонки нефтяного сырья и установка для осуществления способа -  патент 2392028 (20.06.2010)
способ создания вакуума в вакуумной колонне перегонки нефтяного сырья и установка для осуществления способа -  патент 2354430 (10.05.2009)
способ переработки жидкого углеводородного сырья -  патент 2352608 (20.04.2009)
способ выделения гексафторида урана из многокомпонентных газовых смесей -  патент 2344082 (20.01.2009)
способ и устройство для получения чистой жидкости из исходной жидкости -  патент 2336924 (27.10.2008)

Класс C10G7/06 вакуумная перегонка

способ перегонки нефти -  патент 2525910 (20.08.2014)
способ переработки нефти -  патент 2525909 (20.08.2014)
способ первичной переработки нефти -  патент 2525288 (10.08.2014)
способ комплексной переработки нефтесодержащего сырья -  патент 2513857 (20.04.2014)
способ и установка для отделения пека от подвергнутого гидрокрекингу в суспензионной фазе вакуумного газойля и его состав -  патент 2504575 (20.01.2014)
избирательный рецикл тяжелого газойля для оптимальной интеграции перегонки тяжелой нефти и переработки вакуумного газойля -  патент 2495086 (10.10.2013)
способ получения котельного топлива -  патент 2407775 (27.12.2010)
способ создания вакуума в вакуумной колонне перегонки нефтяного сырья и установка для осуществления способа -  патент 2392028 (20.06.2010)
способ перегонки нефти -  патент 2375408 (10.12.2009)
способ переработки тяжелой нефти и/или природного битума -  патент 2364616 (20.08.2009)
Наверх