способ фракционирования нефти

Формула изобретения

1. Способ фракционирования нефти, включающий нагрев и ввод сырья в первую колонну с подачей паров с верха первой колонны после частичной конденсации в емкость орошения и получением в ней газа и легкой бензиновой фракции, с нагревом и вводом остатка первой колонны во вторую колонну и выводом паров с верха второй колонны после частичной конденсации в емкость орошения с получением в ней газа и легкой бензиновой фракции и выделением боковыми погонами второй колонны через отпарные секции бензиновой и дизельных фракций, а с низа второй колонны мазута, с возвратом паров с верха отпарных секций в колонну, с использование острого и циркуляционного орошений и ввода нагретых потоков в низ колонн и отпарных секций, отличающийся тем, что газы с верха емкостей орошения первой и второй колонн подают в абсорберы, орошаемые соответственно дизельной фракцией, отбираемой с низа отпарной секции, и нижним циркуляционным орошением второй колонны после дополнительного охлаждения, с верха абсорберов выводят соответственно сухой и жирный газы, нижнее циркуляционное орошение, отбираемое с низа второго абсорбера, перед вводом во вторую колонну нагревают, дизельную фракцию, выводимую с низа первого абсорбера, нагревают и подают на верх отпарной секции дизельной фракции, а пары с верха упомянутой отпарной секции подают в первую колонну в сечение между вводами в нее сырья и нагретого потока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дизельную фракцию и нижнее циркуляционное орошение второй колонны перед подачей в абсорберы охлаждают до температуры 30-50°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию для получения сухого газа проводят под давлением 8,4-8,46 ата.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию для получения жирного газа проводят под давлением 2,00-2,06 ата.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижнее циркуляционное орошение перед вводом во вторую колонну нагревают до температуры 200-210°С.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дизельную фракцию перед подачей на верх отпарной секции нагревают до температуры 240-250°С.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к способам фракционирования нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ фракционирования нефти, включающий нагрев нефти в теплообменниках, а затем в печи и ввод в сложную ректификационную колонну, оборудованную боковыми отпарными секциями, с отбором с верха колонны бензиновой фракции, в виде боковых погонов через отпарные секции керосиновой и дизельных фракций и в качестве остатка перегонки - мазута при подаче в низ колонны и отпарных секций испаряющего агента (И.Т.Багиров. Современные установки первичной переработки нефти. М.: Химия, 1974, с.28).

Недостатком данного способа является сложность переработки нефтей, содержащих значительное количество газов и бензиновых фракций.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ фракционирования нефти, включающий нагрев и ввод сырья в первую колонну с подачей паров с верха первой колонны после частичной конденсации в емкость орошения и получением в ней газа и легкой бензиновой фракции с нагревом и вводом остатка первой колонны во вторую колонну и выводом паров с верха второй колонны после частичной конденсации в емкость орошения с получением в ней газа и легкой бензиновой фракции и выделением боковыми погонами второй колонны через отпарные секции бензиновой и дизельных фракций, а с низа колонны мазута, с возвратом паров с верха отпарных секций в колонну, с использованием циркуляционных орошений и ввода нагретых потоков в колонны и отпарные секции (И.А.Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.157).

Недостатками известного способа являются невозможность разделения газа на сухой и жирный компоненты и низкое качество продуктов разделения.

Таким образом, возникла проблема обеспечения возможности разделения газа на сухой и жирный компоненты и повышения качества продуктов разделения.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности разделения газа на сухой и жирный компоненты и повышение качества продуктов разделения.

Указанная задача решается способом фракционирования нефти, включающим нагрев и ввод сырья в первую колонну с подачей паров с верха первой колонны после частичной конденсации в емкость орошения и получение в ней газа и легкой бензиновой фракции с нагревом и вводом остатка первой колонны во вторую колонну и выводом паров с верха второй колонны после частичной конденсации в емкость орошения с получением в ней газа и легкой бензиновой фракции и выделением боковыми погонами второй колонны через отпарные секции бензиновой и дизельных фракций, а с низа второй колонны мазута, с возвратом паров с верха отпарных секций в колонну, с использованием острого и циркуляционного орошений и ввода нагретых потоков в низ колонн и отпарных секций, в котором, согласно изобретению, газы с верха емкостей орошения первой и второй колонн подают в абсорберы, орошаемые соответственно дизельной фракцией, отбираемой с низа отпарной секции, и нижним циркуляционным орошением второй колонны после дополнительного охлаждения, с верха абсорберов выводят соответственно сухой и жирный газы, нижнее циркуляционное орошение, отбираемое с низа второго абсорбера, перед вводом во вторую колонну нагревают, дизельную фракцию, выводимую с низа первого абсорбера, нагревают и подают на верх отпарной секции дизельной фракции, а пары с верха упомянутой отпарной секции подают в первую колонну в сечение между вводами в нее сырья и нагретого потока.

Целесообразно дизельную фракцию и нижнее циркуляционное орошение второй колонны перед подачей в абсорберы охладить до температуры 30-50°С.

Целесообразно абсорбцию для получения сухого газа проводить под давлением 8,4-8,46 ата, а для получения жирного газа - 2-2,06 ата.

Нижнее циркуляционное орошение перед вводом во вторую колонну целесообразно нагреть до температуры 200-210°С.

Дизельную фракцию, выводимую с низа первого абсорбера перед подачей наверх отпарной секции целесообразно нагреть до температуры 240-250°С.

При этом за счет абсорбции требуемых компонентов газа специальными абсорбентами (дизельной фракцией, отбираемой с низа отпарной секции, и нижним циркуляционным орошением второй колонны после дополнительного их охлаждения) нагрева и возврата их после абсорбции соответственно на верх отпарной секции дизельной фракции и во вторую колонну и подачи паров с верха отпарной секции дизельной фракции в первую колонну в сечение между вводами сырья и нагретого потока, появилась возможность разделения газа на сухой и жирный компоненты, обеспечения низкого содержания компонентов сухого газа в жирном газе и повышения качества продуктов разделения.

На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Нефть нагревают в теплообменниках 1 и по линии 2 вводят в первую колонну 3. Пары с верха колонны 3 частично конденсируют и охлаждают в конденсаторах-холодильниках 4 и по линии 5 подают в емкость орошения 6. Остаток колонны 3 нагревают в печи 7 и по линии 8 вводят во вторую колонну 9. Пары с верха колонны 9 частично конденсируют и охлаждают в конденсаторах-холодильниках 10, а затем по линии 11 вводят в емкость орошения 12. Верхний боковой погон колонны 9 по линии 13 подают на верх верхней отпарной секции 14. С низа отпарной секции 14 по линии 15 выводят бензиновую фракцию. Нижний боковой погон колонны 9 по линии 16 подают на верх нижней отпарной секции 17. С низа колонны 9 по линии 18 выводят мазут. В низ колонн 3 и 9 и отпарных секций 14 и 17 соответственно по линиям 19, 20 21 и 22 подают нагретые потоки. С верха емкостей 6 и 12 по линиям 23 и 24 выводят газы и подают соответственно в низ абсорберов 25 и 26. С верха абсорберов 25 и 26 соответственно по линиям 27 и 28 выводят сухой и жирный газы. Легкие бензиновые фракции с низа емкостей 6 и 12 соответственно по линиям 29 и 30 возвращают в качестве орошения колонн 3 и 9. Дизельную фракцию с низа отпарной секции 17 охлаждают в теплообменниках 31, холодильнике 32 и по линии 33 подают на верх абсорбера 25, а балансовый избыток выводят по линии 34. Остаток абсорбера 25 нагревают в теплообменниках 31 и 35 и по линии 36 подают на верх отпарной секции 17. Из колонны 9 выводят нижнее циркуляционное орошение, охлаждают в теплообменнике 37 и холодильнике 38 и по линии 39 подают на верх абсорбера 26. Остаток с низа абсорбера 26 нагревают в теплообменнике 37 и по линии 40 возвращают в колонну 9. Пары с верха отпарных секций 14 и 17 соответственно по линиям 41 и 42 подают в колонны 9 и 3.

Сравнительные показатели работы схем перегонки нефти приведены в таблице 1.

Таблица 1
Основные показатели работы колонн
Показатели	Вариант 1 (прототип)	Вариант 2 (предлагаемый способ)
1	2	3
Расход, т/ч
Сырья	60,00	60,00
сухого газа	5,77	4,02
жирного газа	-	1,66
бензиновых фракций	8,90	8,96
дизельных фракций	17,12	17,88
Мазута	28,21	27,48
паров с верха первой колонны	7,72	17,25
газа с верха емкости орошения первой колонны	5,77	9,01
легкой бензиновой фракции	0,31	-
с низа емкости орошения первой колонны	1,94	7,23
в том числе орошение первой колонны	1,63	7,23
горячей струи в низ первой колонны	60,00	-
остатка первой колонны	53,91	62,99
паров с верха второй колонны	18,79	68,81
газа с верха емкости орошения второй колонны	-	4,89
легкой бензиновой фракции с низа емкости орошения второй колонны	17,54	63,27
в том числе орошения второй колонны	13,25	63,27
бокового погона наверх верхней отпарной секции	5,65	10,80
паров с верха верхней отпарной секции	1,57	1,99
бокового погона на верх нижней отпарной секции	22,46	24,90
паров с верха нижней отпарной секции	5,86	12,71
верхнего циркуляционного орошения, выводимого из колонны	20,94	30,00
верхнего циркуляционного орошения, вводимого на верх абсорбера	-	30,00
верхнего циркуляционного орошения, выводимого с низа абсорбера и вводимого в колонну	-	34,99
сухого газа, выводимого с верха абсорбера	-	4,02
нижнего циркуляционного орошения, выводимого из колонны	31,41	20,00
нижнего циркуляционного орошения, вводимого на верх абсорбера	-	20,00
нижнего циркуляционного орошения, выводимого с низа абсорбера и вводимого в колонну	-	23,28
жирного газа, выводимого с верха абсорбера	-	1,66
водяного пара, вводимого в низ второй колонны	0,52	0,50
водяного пара верхней отпарной секции	0,21	0,15
водяного пара нижней отпарной секции	0,52	0,70
водяного пара первой колонны	-	0,30
Температура, °С
в емкостях орошения и ввода орошения на верх колонн и абсорберов	40	40
ввода сырья в первую колонну	100	120
верха первой колонны	68	63
низа первой колонны	211	152
ввода горячей струи	370	-
ввода сырья во вторую колонну	350	350
верха второй колонны	85	52
вывода верхнего бокового погона	120	94
вывода верхнего циркуляционного орошения	127	237
охлаждения верхнего циркуляционного орошения в теплообменниках	70	70
охлаждения верхнего циркуляционного орошения в холодильниках	40	40
ввода верхнего циркуляционного орошения в колонну	40	250
вывода нижнего бокового погона	200	206
вывода нижнего циркуляционного орошения	242	282
охлаждения нижнего циркуляционного орошения в теплообменниках	140	140
охлаждения нижнего циркуляционного орошения в холодильниках	100	40
ввода нижнего циркуляционного орошения	100	210
низа второй колонны	341	341
ввода водяного пара	350	350
верха верхней отпарной секции	111	87
низа верхней отпарной секции	92	72
верха нижней отпарной секции	193	243
низа нижней отпарной секции	174	237
верха абсорбера сухого газа	-	45
низа абсорбера сухого газа	-	61
ввода остатка абсорбера сухого газа в отпарную колонну	-	250
верха абсорбера жирного газа	-	57
низа абсорбера жирного газа	-	65
ввода остатка абсорбера жирного газа в колонну	-	210
Давление, ата
в емкости орошения первой колонны	9,05	9,05
верха первой колонны	9,25	9,25
низа первой колонны	9,40	9,40
в емкости орошения второй колонны	2,25	2,25
верха второй колонны	2,46	2,46
низа второй колонны	2,69	2,69
верха верхней отпарной секции	2,73	2,73
низа верхней отпарной секции	2,80	2,80
верха нижней отпарной секции	2,80	9,60
низа нижней отпарной секции	2,86	9,66
верха абсорбера сухого газа	-	8,40
низа абсорбера сухого газа	-	8,46
верха абсорбера жирного газа	-	2,00
низа абсорбера жирного газа	-	2,06
Тепло, Гкал/ч
вводимое с сырьем в первую колонну	3,282	3,987
отводимое в конденсаторах-холодильниках первой колонны	0,247	1,5826
подводимое в печи, в т.ч.	10,100	10,222
- для нагрева горячей струи	5,422	-
- для нагрева сырья второй колонны	4,678	10,222
отводимое в конденсаторах-холодильниках второй колонны	2,855	6,224
отводимое в теплообменниках верхнего циркуляционного орошения	0,640	4,669
отводимое в холодильниках верхнего циркуляционного орошения	0,310	0,617
отводимое в теплообменниках нижнего циркуляционного орошения	1,951	1,950
отводимое в холодильниках верхнего циркуляционного орошения	0,677	0,854
вводимое с водяным паром, в т.ч.
- в низ первой колонны	-	0,308
- в низ второй колонны	0,537	0,513
- в низ верхней отпарной секции	0,215	0,154
- в низ нижней отпарной секции	0,537	0,717
подводимое в теплообменниках для нагрева верхнего циркуляционного орошения (остатка абсорбера сухого газа)	-	4,662
подводимое в теплообменниках для нагрева нижнего циркуляционного орошения (остатка абсорбера жирного газа)	-	1,964
Диаметр, м
первой колонны	1,0	1,0
второй колонны	2,0	2,8
верхней отпарной секции	0,6	0,6
нижней отпарной секции	0,8	0,8
абсорбера сухого газа	-	0,6
абсорбера жирного газа	-	1,0
Число теоретических тарелок, в т.ч.
- в укрепляющей секции первой колонны	9	2
- в отгонной секции первой колонны	5	7
- в укрепляющей секции второй колонны	17	17
- в отгонной секции второй колонны	2	2
- в верхней отпарной секции	7	7
- в нижней отпарной секции	7	7
- в абсорбере сухого газа	-	7
- в абсорбере жирного газа	-	7
Содержание, % мас.
углеводородов, выкипающих до C5 в бензине	5,77	0,18
фракции 160°С - КК в бензине	0,93	0,90
фракции НК-160°С в дизельном топливе	7,53	7,43
фракции 360°С - КК в дизельном топливе	3,42	2,93
фракции НК-360°С в мазуте	14,05	11,51

Таблица 2
Состав газов в % мас.
Компоненты	Вариант 1 (прототип)	Вариант 2 (предлагаемый способ)
	Сухой газ	Сухой газ	Жирный газ
1. Содержание углеводородов C1-С2	45,63	65,52	0,28
2. Содержание углеводородов С 3-С4	43,09	33,72	96,28
3. Содержание углеводородов C 5-С7	11,28	0,76	3,44
Всего	100,00	100,00	100,00

Как видно из таблиц 1 и 2, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет разделить газ на сухой и жирный компоненты. При этом вместо 5,77 т/ч сухого газа с большим содержанием компонентов С₃-С₄ и бензиновых фракций удается получить 4,02 т/ч более качественного сухого газа и 1,60 т/ч жирного газа с содержанием компонентов, выкипающих ниже С₃, 0,28% и выше С ₄ - 3,44%. При этом повышается качество продуктов разделения. Содержание в бензине углеводородов, выкипающих до С ₅, снижается с 5,77 до 0,18% мас., т.е. в 32 раза. Содержание в дизельном топливе фракции 360°С - КК снижается с 3,42 до 2,93% мас., а в мазуте фракции НК-360°С - с 14,05 до 11,51% мас.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет более четко разделить газ на сухой и жирный компоненты и повысить качество продуктов разделения, доведя его до требований на товарную продукцию.