рабочая жидкость для жидкостно-газового струйного аппарата установки вакуумной перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов

Формула изобретения

Рабочая жидкость для жидкостно-газового струйного аппарата, содержащая углеводородсодержащую жидкость, отличающаяся тем, что рабочая жидкость в качестве углеводородсодержащей жидкости содержит смесь бензола, толуола, ксилолов и жидких углеводородов от С₆ до С₁₀ при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Бензол 20-40

Толуол 10-25

Ксилолы 2-10

Примеси 1-9

Смесь жидких углеводородов от С₆ до С₁₀ Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к вакуумным жидкостно-газовым струйным аппаратам.

Известно использование в качестве рабочей жидкости жидкостно-газового эжектора смеси воды и поверхностно-активных веществ (см., например, SU 1603079, F 04 F 5/00, 30.10.90).

Данная рабочая жидкость позволяет повысить устойчивость работы жидкостно-газового эжектора. Однако при использовании этой жидкости в процессе откачки ею углеводородных газов происходит накапливание конденсата углеводородных газов в рабочей жидкости, что в конечном итоге приводит к изменению состава рабочей жидкости и к необходимости ее замены. Как следствие, слив этой рабочей жидкости приводит к загрязнению окружающей среды.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рабочая жидкость для жидкостно-газового струйного аппарата, включающая углеводородсодержащую жидкость (см., например, заявку РСТ WO 96/16711, В 01 D 3/10, 06.06.96).

В этой заявке описана работа насосно-эжекторной установки для создания вакуума в ректификационной колонне, где в жидкостно-газовый струйный аппарат в качестве рабочей жидкости подают углеводородсодержащую жидкость. Это позволяет откачивать углеводородсодержащие газы с помощью рабочей жидкости, родственной по составу с откачиваемыми газами. В результате отпадает необходимость слива в канализацию неработоспособной рабочей жидкости, что значительно улучшает экологическую безопасность производства. Однако данное техническое решение не может быть использовано в производствах, где в качестве рабочей жидкости рационально использовать углеводородные органические жидкости с особенными теплофизическими свойствами, в частности, при создании вакуума в колоннах для перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение стабильной работы вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата, предназначенного для откачки парогазовой среды из колонн для перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов при достижении экологической безопасности производства.

Указанная задача решается за счет того, что рабочая жидкость для жидкостно-газового струйного аппарата в качестве углеводородсодержащей жидкости содержит смесь бензола, толуола, ксилолов и жидких углеводородов от С₆ до С₁₀ при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Бензол 20-40

Толуол 10-25

Ксилолы 2-10

Примеси 1-9

Смесь жидких углеводородов от С₆ до С₁₀ Остальное

Как показали проведенные исследования, при откачке парогазовой среды из колонн для вакуумной перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов возможно использование в качестве рабочей жидкости вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата смеси бензола, толуола, ксилолов в сочетании с другими жидкими углеводородами от С₆ до С₁₀.

Указанная выше смесь позволяет получить рабочую жидкость с оптимальными теплофизическими свойствами и обеспечить надежную работу струйного аппарата в требуемом диапазоне давлений откачки. Важно, что удалось подобрать такое соотношение компонентов рабочей жидкости, которое обеспечивало требуемые характеристики рабочей жидкости при добавлении в нее смеси жидких углеводородов от С₆ до С₁₀, конкретный состав которой зависит от состава продуктов пиролиза нефтепродуктов, которые подают в колонну. Уменьшение по массе доли бензола менее 20%, толуола менее 10% и ксилолов менее 2% приводит к изменению свойств рабочей жидкости, которые приводят к существенному ухудшению характеристики вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата. Это связано с тем, что изменение состава рабочей жидкости приводит к изменению таких параметров, как вязкость, плотность и, что очень важно, температуры кипения рабочей жидкости. Разгон рабочей жидкости в сопле вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата приводит к падению статического давления в потоке рабочей жидкости до величины, равной давлению, которое создают с помощью струйного аппарата в вакуумной колонне для перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов. Увеличение содержания низкокипящих компонентов в рабочей жидкости за счет снижения доли указанных выше компонентов смеси приводит к тому, что в процессе истечения рабочей жидкости из сопла в струйном аппарате интенсифицируется процесс парообразования рабочей жидкости. Как следствие, это ведет к образованию потока паров рабочей жидкости в откачиваемую зону. В результате уменьшается производительность вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата и увеличивается величина минимального давления, которое может создать струйный аппарат в вакуумной колонне.

В свою очередь, увеличение содержания бензола выше 40%, толуола выше 25% и ксилолов выше 10% (в сумме выше 75%) не дает ощутимого эффекта в работе струйного аппарата.

Таким образом, удалось получить рабочую жидкость для вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата установки вакуумной перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов, которая обеспечивает необходимый режим работы струйного аппарата без увеличения энергетических затрат на получение вакуума.

Кроме того, удалось подобрать такой состав рабочей жидкости, который может быть получен в процессе перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов. В результате отпадает необходимость в сбросе каких-либо жидких сред в канализацию или окружающую среду в процессе создания вакуума в колоннах вакуумной перегонки продуктов пиролиза.

Как результат было достигнуто выполнение поставленной задачи, а именно обеспечение стабильной работы вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата при откачке парогазовой смеси из вакуумных колонн перегонки продуктов пиролиза нефтепродуктов при одновременном достижении экологической безопасности для окружающей среды.

На чертеже представлена принципиальная схема насосно-эжекторной установки, в которой в качестве рабочей жидкости вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата использован описанный выше состав рабочей жидкости.

Насосно-эжекторная установка содержит вакуумные жидкостно-газовые струйные аппараты 1 и 2, насос 3 и сепаратор 4. Насос 3 входом подключен к сепаратору 4 и выходом к соплу струйных аппаратов 1 и 2, которые, в свою очередь, выходом подключены к сепаратору 4 и входом откачиваемой парогазовой среды к откачиваемым объектам, в данном случае к вакуумным колоннам 5 и 6 для перегонки жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов.

Сепаратор 4 выполнен с магистралью 7 отвода сжатого газа, магистралью 8 отвода избытка рабочей жидкости. Установка, как правило, снабжена холодильником (не показан) для охлаждения рабочей жидкости перед подачей ее в сопла струйных аппаратов 1 и 2, конденсаторами 9 и 10 для конденсации части паров, поступающих через холодильники 11 и 12 соответственно из колонн 5 и 6 в вакуумные жидкостно-газовые струйные аппараты 1 и 2, магистралью 13 для подпитки сепаратора 4 компонентами рабочей жидкости и отстойником 14 для слива из сепаратора 4 тяжелой фракции в случае, если последняя будет накапливаться в сепараторе 4.

Насос 3 подает под давлением рабочую жидкость из сепаратора 4 в сопла вакуумных жидкостно-газовых струйных аппаратов 1 и 2. Рабочая жидкость, истекая из сопел струйных аппаратов 1 и 2, откачивает из вакуумных колонн 5 и 6 парогазовую среду и за счет этого создает и поддерживает в колонне 5 и 6 пониженное давление - вакуум. В струйных аппаратах 1 и 2 парогазовая среда смешивается с рабочей жидкостью и за счет энергии последней сжимается. Из струйных аппаратов 1 и 2 газожидкостная смесь поступает в сепаратор 4, где сжатая газообразная составляющая смеси отделяется от рабочей жидкости и отводится из сепаратора 4, а рабочая жидкость из сепаратора 4 поступает на вход насоса 3.

Рабочая жидкость для жидкостно-газового струйного аппарата включает смесь жидких углеводородов от С₆ до С₁₀ с бензолом, толуолом и ксилолами при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Бензол 20-40

Толуол 10-25

Ксилолы 2-10

Примеси 1-9

Смесь жидких углеводородов от С₆ до С₁₀ Остальное

что обеспечивает стабильную работу вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата. Учитывая особенности работы установок пиролиза нефтепродуктов, в качестве примесей в наибольшей степени присутствуют углеводороды C₅ и ниже.

Наиболее целесообразно в качестве углеводородсодержащей жидкости использовать жидкий продукт пиролиза нефтепродуктов, направляемый на перегонку в описываемую установку.

Данное изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и ряде других отраслей промышленности.