способ ректификации углеводородного сырья

Формула изобретения

Способ ректификации углеводородного сырья путем его разделения в ректификационной колонне, имеющей верхнее циркуляционное орошение, с получением паров ректификата, их последующей конденсации, охлаждения и сепарации в рефлюксной емкости углеводородного газа от ректификата, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, верхнее циркуляционное орошение из ректификационной колонны после охлаждения подают в жидкостно-газовый струйный аппарат, отсасывающий углеводородный газ из рефлюксной емкости, после чего смесь верхнего циркуляционного орошения и углеводородного газа направляют на сепарацию при давлении, более высоком, чем давление в рефлюксной емкости, с получением отбензиненного углеводородного газа и верхнего циркуляционного орошения, направляемого обратно в ректификационную колонну.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам ректификации углеводородного сырья (нефтей и газовых конденсатов) и может найти применение в нефтегазоперерабатывающей промышленности.

Известен способ ректификации углеводородного сырья (нефтей и газовых конденсатов) [Технология переработки нефти. В 2-х частях. Часть первая. Первичная переработка нефти / Под ред. О.Ф.Глаголевой и В.М.Капустина. - М.: Химия, КолосС, 2005. - 400 с.: ил. - С.341-342], по которому нагретое сырье поступает в ректификационную колонну, где разделяется на ректификат, несколько боковых дистиллятов и остаток. Пары ректификата и острого орошения, водяной пар, подаваемый в отгонные секции колонны, и углеводородный газ, входящий в состав сырья, с верха колонны поступают последовательно в воздушный конденсатор-холодильник, водяной холодильник и газосепаратор-водоотделитель (рефлюксную емкость). В рефлюксной емкости от жидких ректификата и острого орошения отделяются вода и углеводородный газ, который чаще всего используется в качестве печного топлива. Острое орошение вновь возвращается на верхнюю тарелку ректификационной колонны, а жидкий ректификат выводится как продукт установки или подается на стабилизацию для выделения углеводородов до С₄ включительно.

Недостатком данного способа ректификации нефтей и газовых конденсатов является то, что углеводородный газ, выходящий из рефлюксной емкости, по законам парожидкостного равновесия содержит в своем составе значительное количество углеводородов С ₃₊. Таким образом, эти углеводороды, являющиеся ценным нефтехимическим сырьем, входят в состав топливного газа и безвозвратно теряются при сжигании в топках трубчатых печей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ ректификации углеводородного сырья типа нефтей и газовых конденсатов [Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учебное пособие для вузов. 2-е изд. - М.: Химия. 2001. - 568 с.: ил. - С.368-369], по которому с верха ректификационной колонны для разделения нагретого сырья на ректификат, несколько боковых дистиллятов и остаток выводят пары ректификата, водяной пар, подаваемый в отгонные секции колонны, и углеводородный газ, входящий в состав сырья. С верха колонны эта смесь поступает последовательно в воздушный конденсатор-холодильник, водяной холодильник и газосепаратор-водоотделитель (рефлюксную емкость). В рефлюксной емкости от жидкого ректификата отделяются вода и углеводородный газ, который чаще всего используется в качестве печного топлива. Жидкий ректификат выводится как продукт установки или подается на стабилизацию для выделения углеводородов до С₄ включительно. Отвод тепла в верхней части колонны осуществляется при помощи верхнего (неиспаряющегося) циркуляционного орошения.

Недостатком данного способа ректификации углеводородного сырья, как и предыдущего, является то, что углеводородный газ, выходящий из рефлюксной емкости, по законам парожидкостного равновесия содержит в своем составе значительное количество углеводородов С₃₊. Эти углеводороды в составе топливного газа безвозвратно сжигаются в топках трубчатых печей.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса ректификации углеводородного сырья и извлечение из углеводородного газа, выходящего из рефлюксной емкости, тяжелых углеводородов С₃₊.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом ректификации углеводородного сырья, который поясняется чертежом, где 1 - ректификационная колонна; 2 - смесь паров ректификата, воды и углеводородного газа; 3 - воздушный конденсатор-холодильник; 4 - рефлюксная емкость (газосепаратор-водоотделитель); 5 - вода; 6 - жидкий ректификат; 7 - отсепарированный углеводородный газ; 8 - жидкостно-газовый струйный аппарат; 9 - верхнее циркуляционное орошение; 10, 15 - насосы; 11 - холодильник; 12 - смесь отсепарированного углеводородного газа и верхнего циркуляционного орошения; 13 - газосепаратор; 14 - топливный (отбензиненный) углеводородный газ.

Способ осуществляется следующим образом. С верха ректификационной колонны 1 выводят смесь паров ректификата, воды и углеводородного газа 2, которую направляют в воздушный конденсатор-холодильник 3 для конденсации и охлаждения конденсирующихся компонентов и далее в рефлюксную емкость 4. Из рефлюксной емкости 4 выводят воду 5, жидкий ректификат 6 и отсепарированный углеводородный газ 7. Последний отсасывают жидкостно-газовым струйным аппаратом 8, рабочим телом в котором является верхнее циркуляционное орошение 9 ректификационной колонны 1. Верхнее циркуляционное орошение 9 в жидкостно-газовый струйный аппарат 8 подают насосом 10 после охлаждения в холодильнике (теплообменнике) 11. Смесь отсепарированного углеводородного газа и верхнего циркуляционного орошения 12 направляют в газосепаратор 13, давление в котором значительно выше давления в рефлюксной емкости 4 (на 0,5-1,5 МПа), а температуры примерно одинаковы. За счет высокого давления углеводороды С ₃₊ из газовой фазы переходят в жидкую фазу и остаются в верхнем циркуляционном орошении 9. Из газосепаратора 13 выводят топливный (отбензиненный) углеводородный газ 14 и верхнее циркуляционное орошение 9, которое после дроссельного вентиля 15 возвращают в ректификационную колонну 1.

Существенным отличительным признаком заявляемого способа является то, что отсепарированный углеводородный газ, выходящий из рефлюксной емкости ректификационной колонны, подвергают сжатию в жидкостно-газовом струйном аппарате при помощи верхнего циркуляционного орошения ректификационной колонны, а затем сепарируют от верхнего циркуляционного орошения при повышенном по сравнению с рефлюксной емкостью ректификационной колонны давлении.

Эффективность способа заключается в том, что отбензиненный углеводородный газ, используемый как топливо, содержит в своем составе значительно меньшее количество углеводородов С₃₊. Это приводит к уменьшению безвозвратных потерь ценного нефтехимического сырья и, в конечном итоге, к повышению глубины переработки углеводородного сырья.

Ниже приведен конкретный пример исполнения изобретения.

Прототип. Стабильный газовый конденсат Астраханского газоконденсатного месторождения разделяют в ректификационной колонне на ректификат (фракция Н.К. - 120°С), боковые дистилляты (фракции 120-230° и 230-350°С) и остаток (фракция выше 350°С). Отвод тепла и поддержание температуры вверху колонны осуществляют верхним циркуляционным орошением. Выходящие с верха ректификационной колонны пары фракции Н.К. - 120°С, водяной пар и углеводородный газ С₁-С₄, содержащийся в стабильном газовом конденсате в количестве 1,79 мас.%, конденсируют и охлаждают до 35°С и затем разделяют в газосепараторе-водоотделителе (рефлюксной емкости) на отсепарированный углеводородный газ, жидкую фракцию Н.К. - 120°С и воду. Отсепарированный углеводородный газ, содержащий 65 мас.% углеводородов С₃₊ , направляют в качестве топлива на сжигание в топках трубчатых печей.

Основные показатели работы ректификационной колонны приведены в таблице.

Пример. Стабильный газовый конденсат Астраханского газоконденсатного месторождения разделяют в ректификационной колонне на ректификат (фракция Н.К. - 120°С), боковые дистилляты (фракции 120-230 и 230-350°С) и остаток (фракция выше 350°С). Отвод тепла и поддержание температуры вверху колонны осуществляют верхним циркуляционным орошением. Выходящие с верха ректификационной колонны пары фракции Н.К. - 120°С, водяной пар и углеводородный газ C₁-С₄, содержащийся в стабильном газовом конденсате в количестве 1,79 мас.%, конденсируют и охлаждают до 35°С и затем разделяют в газосепараторе-водоотделителе (рефлюксной емкости) на отсепарированный углеводородный газ, жидкую фракцию Н.К. - 120°С и воду. Отсепарированный углеводородный газ, содержащий 65 мас.% углеводородов С₃₊ , отсасывают из рефлюксной емкости жидкостно-газовым струйным аппаратом, рабочим телом в котором является охлажденное верхнее циркуляционное орошение. Смесь отсепарированного углеводородного газа и верхнего циркуляционного орошения направляют в газосепаратор, из которого выводят топливный (отбензиненный) углеводородный газ, содержащий всего 10 мас.% углеводородов С ₃₊. Давление в газосепараторе составляет 1,2 МПа (на 1,0 МПа превышает давление в рефлюксной емкости).

Основные показатели работы ректификационной колонны по примеру в сравнении с прототипом продемонстрированы в таблице.

Таблица
№№ п.п.	Наименование показателей	Показатели
		прототип	пример
1	2	3	4
Технологический режим
1.	Температура, °С:
	верха колонны	115	115
	в рефлюксной емкости	35	35
	в газосепараторе	-	50
	верхнего циркуляционного орошения:
	на выходе из колонны	150	150
	на входе в колонну	50	50
2.	Давление, МПа:
	верха колонны	0,20	0,20
	в рефлюксной емкости	0,15	0,15
	в газосепараторе	-	1,20
	на выкиде насоса верхнего циркуляционного орошения	1,20	1,20
3.	Расход, кг/ч:
	стабильного газового конденсата в колонну	375000	375000
	фр. Н.К. - 120°С	100000	100000
	отсепарированного углеводородного газа	6750	6750
	топливного (отбензиненного) углеводородного газа	6750	3040
	верхнего циркуляционного орошения на выходе из колонны	120000	120000
4.	Содержание углеводородов С3+ в углеводородном газе, используемом как топливо, мас.%	65,0	10,0
5.	Дополнительное количество углеводородов С3+, извлеченных из топливного газа, кг/ч	-	3710

Как следует из таблицы, заявляемый способ позволяет на установке ректификации стабильного газового конденсата производительностью 375000 кг/ч (3 млн. т/год) уменьшить безвозвратные потери углеводородов С₃₊ примерно на 3710 кг/ч (29680 т/год) и тем самым достичь решения поставленной задачи по повышению эффективности процесса ректификации углеводородного сырья (глубина переработки газового конденсата увеличится примерно на 1%).