способ разделения углеводородной смеси

Формула изобретения

1. Способ разделения углеводородной смеси, включающий ввод сырья в ректификационную колонну, вывод дистиллятных компонентов и остатка, контакт потоков пара и жидкости на горизонтально расположенных контактных устройствах, слив жидкости с одного устройства на другое, осуществление многократного перекрестноточного контакта пара и жидкости на вертикально расположенных контактных устройствах, отличающийся тем, что многократный контакт пара и жидкости осуществляют в местах слива жидкости с вышележащих горизонтально расположенных контактных устройств на нижележащие контактные устройства, содержащие перекрестноточные насадочные блоки с распределителями жидкости на блоки и с не проницаемыми для прохода пара пластинами, закрывающими все горизонтальное сечение аппарата поочередно с одной или с другой стороны от вертикально расположенных насадочных блоков.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что многократный контакт пара и жидкости осуществляют на нескольких вертикальных блоках, отделенных друг от друга двумя расположенными под углом друг к другу в вертикальной плоскости не проницаемыми для прохода пара пластинами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической промышленности, конкретно к способам разделения углеводородной смеси.

Известен способ разделения углеводородной смеси в ректификационной колонне с тарельчатыми контактными устройствами [1]

Прототипом предлагаемого изобретения является способ разделения углеводородной смеси, включающий ввод сырья в ректификационную колонну, вывод дистиллятных компонентов и остатка, контакт потоков пара и жидкости на горизонтально расположенных устройствах, слив жидкости с одного устройства на другое, осуществление многократного перекрестно-точного контакта пара и жидкости на вертикально расположенных контактных устройствах [2] При этом наблюдаются недостаточно высокие отбор и качество целевых компонентов, вследствие недостаточно эффективного контакта потоков пара и жидкости в колонне.

Целью изобретения является увеличение отбора и улучшение качества целевых компонентов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения углеводородной смеси, включающем ввод сырья в ректификационную колонну, вывод дистиллятных компонентов и остатка, контакт потоков пара и жидкости на горизонтально расположенных контактных устройствах, слив жидкости с одного устройства на другое, осуществление многократного перекрестно-точного контакта пара и жидкости на вертикально расположенных контактных устройствах, многократный контакт пара и жидкости осуществляют в местах слива жидкости с вышележащих горизонтально расположенных контактных устройств на нижележащие на контактных устройствах, содержащих перекрестно-точные насадочные блоки с распределителями жидкости на блоки и не проницаемыми для прохода пара пластинами, закрывающими все горизонтальное сечение аппарата поочередно с одной или с другой стороны от вертикально расположенных насадочных блоков, причем целесообразно многократный контакт пара и жидкости осуществлять на нескольких вертикальных блоках, отделенных друг от друга двумя расположенными под углом друг к другу в вертикальной плоскости не проницаемыми для прохода пара пластинами.

Отличием предлагаемого изобретения является осуществление многократного контакта пара и жидкости в местах слива жидкости с вышележащих горизонтально расположенных контактных устройств на нижележащие на контактных устройствах, содержащих перекрестно-точные насадочные блоки с распределителями жидкости на блоки и непроницаемыми для прохода пара пластинами, закрывающими все горизонтальное сечение аппарата поочередно с одной или с другой стороны от вертикально расположенных насадочных блоков, причем целесообразно многократный контакт пара и жидкости осуществлять на нескольких вертикальных блоках, отделенных друг от друга двумя расположенными под углом друг к другу в вертикальной плоскости непроницаемыми для прохода пара пластинами.

Предлагаемый способ в отличие от известных в науке и технике позволяет увеличить отбор и улучшить качество целевых компонентов за счет осуществления эффективного многократного контакта потоков пара и жидкости на горизонтальных и расположенных между ними вертикальных контактных устройствах.

На фиг. 1 2 представлены схемы, иллюстрирующие способ разделения углеводородной смеси.

Исходное сырье по линии 1 вводят в ректификационную колонну 2. С верха колонны по линии 3 выводят дистиллятные компоненты, с низа колонны 2 по линии 4 выводят остаток. На горизонтально расположенных контактных устройствах 5 осуществляют контакт потоков пара и жидкости. Осуществляют слив жидкостис одного контактного устройства на другое. В местах слива жидкости с вышележащих горизонтально расположенных контактных устройств 5 на нижележащие 6 осуществляют многократный перекрестно-точный контакт пара и жидкости на вертикально расположенных контактных устройствах 7, содержащих перекрестно-точные насадочные блоки 8 с распределителями жидкости на блоки 9 и непроницаемыми для прохода пара пластинами 10, закрывающими все горизонтальное сечение аппарата поочередно с одной или с другой стороны от вертикально расположенных насадочных блоков. Причем целесообразно многократный контакт пара и жидкости осуществлять на нескольких вертикальных блоках 11, отделенных друг от друга двумя расположенными под углом друг к другу в вертикальной плоскости непроницаемыми для прохода пара пластинами 12.

Для сопоставления предлагаемого способа и прототипа были проведены расчеты колонны для разделения углеводородной смеси на примере вакуумной колонны для перегонки мазута.

В колонне принято 14 контактных устройств, из них 10 в укрепляющей секции и 4 в отгонной секции. Давление на верху колонны 0,0066 МПа, перепад давления принят равным 0,0006 МПа.

Если принять, что массо- и теплообменный КПД контактных устройств в прототипе меняется от 0,1 до 0,7 в зависимости от их типа и нагрузок по пару и жидкости, то в предлагаемом способе в устройстве, представленном на фиг.1 и 2, количество контактов пара и жидкости увеличивается в 3 раза. При этом, если считать, что количество контактных устройств в колонне не изменилось, то КПД их будет меняться от 0,3 до 2,1.

Для сравнения предлагаемого способа и прототипа массо- и теплообменный КПД тарелок вследствие высокой эффективности контактных устройств в предлагаемом способе, так как число контактов при многократном перекрестно-точном контакте пара и жидкостина вертикально расположенных контактных устройствах может быть большим, усредненно принят равным 1, в прототипе он принят от 0,1 до 0,7 в зависимости от типа установленных в колонне тарелок и их нагрузок по пару и жидкости.

Пример 1 (по предлагаемому способу). Исходное сырье мазут в количестве 160 т/ч нагревают в печи и с температурой 375^oC (доля отгона равна 0,46) подают между 10 и 11 контактными устройствами (счет с верха) колонны. С верха колонны в количестве 1,56 т/ч выводят пары и направляют в конденсатор. Парожидкостную смесь из конденсатора с температурой 35^oC подают в емкость. С низа емкости выводится 1,51 т/ч конденсата, содержащего 1,50 т/ч воды и 0,01 т/ч нефтепродукта, а с верха емкости в количестве 0,05 т/ч выводят несконденсированные пары и газы разложения в вакуумсоздающую систему. С четвертого, седьмого и десятого контактных устройств (счет с верха) выводят в качестве первого, второго и третьего боковых погонов дистиллятные фракции. Часть первого бокового погона (32 т/ч) охлаждают и с температурой 60^oC подают на верх колонны первое циркуляционное орошение. Второй боковой погон в количестве 110 т/ч охлаждают и с температурой 110^oC подают на пятое контактное устройство (счет с верха) колонны второе циркуляционное орошение. С низа колонны выводят остаток (гудрон). В печь для нагрева сырья подают 0,5 т/ч, в низ колонны 1 т/ч водяного пара. При этом многократный контакт пара и жидкости осуществляют в местах слива жидкости с вышележащих горизонтально расположенных контактных устройств на нижележащие на контактных устройствах, содержащих перекрестно-точные насадочные блоки с распределителями жидкости на блоки и непроницаемыми для прохода пара пластинами, закрывающими все горизонтальное сечение аппарата поочередно с одной или с другой стороны от вертикально расположенных насадочных блоков, причем многократныйконтакт пара и жидкости может быть осуществлен на нескольких вертикальных блоках, отделенных друг от друга двумя расположенными под углом друг к другу в вертикальной плоскости непроницаемыми для прохода пара пластинами. Основные режимные параметры работы колонны приведены в таблице.

Пример 2 (по прототипу). Процесс проводят в условиях примера 1 за исключением осуществления многократного контакта пара и жидкости в местах слива жидкости с вышележащих горизонтально расположенных контактных устройств на нижележащие на контактных устройствах, содержащих перекрестно-точные насадочные блоки с распределителями жидкости на блоки и непроницаемыми для прохода пара пластинами, закрывающими все горизонтальное сечение аппарата поочередно с одной или с другой стороны от вертикально расположенных насадочных блоков. При этом осуществляют многократный перекрестно-точный контакт пара и жидкости на вертикальных контактных устройствах, расположенных между вводом сырья и нижней тарелкой укрепляющей секции колонны. Основные режимные параметры работы колонны приведены в таблице.

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет увеличить отбор и улучшить качество целевых компонентов. Так, содержание в первом боковом погоне фр. 360^oC к.к. снижается с 25,42 до 2,64 мас. Расход второго бокового погона вакуумного газойля (целевая фракция) увеличивается с 49 до 70 т/ч, то есть на 42,9% Содержание в нем фр. 480^oC к.к. снижается с 17,15 до 8,91 мас. При этом расход менее ценного третьего бокового погона затемненный продукт снижается с 33,29 до 16,02 т/ч, то есть более чем в 2 раза. Содержание в нем легких фракций н.к. 420^oC значительно снижается, с 36,86 до 4,25 мас. Расход гудрона снижается с 74,66 до 70,93 т/ч. Содержание в нем фр. н.к. -480^oC снижается с 11,33 до 8,16 мас.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить отбор и улучшить качество целевых компонентов.

Увеличение отбора и улучшение качества целевых компонентов делают целесообразным использование заявляемого изобретения "Способ разделения углеводородной смеси" при разделении углеводородной смеси.

Например, реализация предлагаемого способа на одной вакуумной колонне производительностью 1280 тыс. т/год позволит увеличить выпуск вакуумного газойля на 168 тыс. т/год за счет сокращения выпуска котельного топлива и улучшить качество целевых продуктов.