способ висбрекинга нефтяных остатков

Формула изобретения

Способ висбрекинга нефтяных остатков, включающий нагрев сырья до 450-490°С в змеевике печи, подачу нагретого сырья в реакционную камеру, вывод продуктов висбрекинга по шлемовому трубопроводу во фракционирующую колонну и разделение продуктов висбрекинга в ней на дистиллят, газойлевые фракции и остаток, отличающийся тем, что между реакционной камерой и последующей аппаратурой создают перепад давления при помощи редуцирующего клапана или задвижки, установленного(ой) после реакционной камеры на шлемовом трубопроводе, при этом перепад давления регулируют в зависимости от показателя цвета газойлевых фракций.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности, к способу висбрекинга нефтяного сырья с целью углубления переработки нефти.

Известен способ висбрекинга нефтяных остатков, включающий нагрев сырья в змеевике печи, разделение продуктов висбрекинга во фракционирующей колонне на газ, бензин, газойлевые фракции и остаток с последующей отпаркой газойлевых фракций [Химия и технология топлив и масел, 1998 г., №1, стр.42].

Недостаток этого способа висбрекинга - низкий выход газойлевых фракций.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ висбрекинга нефтяных остатков, включающий нагрев сырья до 450°С в змеевике печи, подачу нагретого сырья в реакционную камеру, разделение продуктов висбрекинга во фракционирующей колонне. Для снижения коксообразования в шлемовом трубопроводе и во фракционирующей колонне на выходе продуктов висбрекинга из реакционной камеры в шлемовый трубопровод подается закалочный продукт. Температура смеси продуктов реакции и закалочного продукта снижается до 400°С. При этом давление в камере коксования, шлемовом трубопроводе и фракционирующей колонне практически одинаково [Висбрекинг нефтяных остатков. Д.Ф.Варфоломеев, В.В.Фрязинов, Г.Г.Валявин. - М., ЦНИИ ТЭ Нефтехим, 1982 г. - с.26-27].

Недостаток данного процесса висбрекинга заключается в том, что в процессе нагрева сырья в змеевиках печи и при прохождении его через реакционную камеру продукты висбрекинга подвергаются вспениванию. При этом в результате пенообразования на выходе из реакционной камеры может происходит выброс карбоидов (нерастворимых в бензоле) вместе с продуктами висбрекинга в шлемовый трубопровод. Вспененные продукты висбрекинга, попадая во фракционирующую колонну, приводят к вспениванию остатка внизу колонны, что приводит к механическому уносу пены в верхнюю укрепляющую часть колонны и к загрязнению газойлевых фракций высококипящими компонентами.

Для снижения пенообразования и снижения выноса карбоидов в шлемовый трубопровод обычно подают антипенную присадку [А.Ф.Красюков, П.С.Седов. Пути снижения содержания летучих в коксе замедленного коксования. Химия и технология топлив и масел, 1969 г., №4, с.25].

Недостаток способа висбрекинга с использованием антипенной присадки заключается в том, что подача антипенной присадки в реакционную камеру установки висбрекинга требует дополнительного оборудования, которое включает емкости для приготовления растворов присадки, трубопроводную обвязку емкостей и реакционной камеры, дозирующие, регулирующие и измерительные устройства, насосы для подачи раствора антипенной присадки, что усложняет схему процесса висбрекинга и требует дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, данный способ висбрекинга усложняется тем, что для регулирования качества продукции необходим подбор количества подаваемой антипенной присадки.

Изобретение направлено на упрощение установки висбрекинга и обеспечение возможности регулирования качества газойлевых фракций.

Это достигается тем, что в способе висбрекинга нефтяных остатков, включающем нагрев сырья до 450-490°С в змеевике печи, подачу нагретого сырья в реакционную камеру, вывод продуктов висбрекинга по шлемовому трубопроводу во фракционирующую колонну и разделение продуктов висбрекинга в ней на дистиллят, газойлевые фракции и остаток, согласно предлагаемому изобретению между реакционной камерой и последующей аппаратурой создают перепад давления при помощи редуцирующего клапана или задвижки, установленного(ой) после реакционной камеры на шлемовом трубопроводе, при этом перепад давления регулируют в зависимости от показателя цвета газойлевых фракций.

Как известно, вспененная масса состоит из пузырьков, оболочка которых состоит из высококипящих затемненных нефтепродуктов, а внутри пузырьков находятся парообразные низкокипящие нефтепродукты. При снижении перепада давления происходит разрушение оболочки пузырьков вспененной массы за счет более высокого давления внутри пузырька. В результате уменьшается объем пены в реакционной камере, снижается количество высококипящих продуктов в газойлевых фракциях фракционирующей колонны, что сопровождается снижением показателя цвета. Наличие редуцирующего клапана или задвижки на шлемовом трубопроводе после реакционной камеры обеспечит не только снижение пенообразования, но и даст возможность регулирования перепада давления между реакционной камерой и фракционирующей колонной.

При отсутствии же перепада давления между реакционной камерой и фракционирующей колонной вспененная масса продуктов висбрекинга в неизменном виде поступает в колонну и попадает в газойлевые фракции, загрязняя их.

Степень загрязнения газойлевых фракций характеризуется показателем цвета, который определяется согласно ГОСТ 20284-74 и изменяется в зависимости от затемненности продукта в пределах от 0,5 до 8,0. Цвет 0,5 соответствует прозрачному продукту, а 8,0 - максимально затемненному и, соответственно, применительно к процессу висбрекинга, максимальному механическому уносу высококипящих продуктов процесса.

На чертеже представлена схема установки висбрекинга для осуществления предлагаемого способа.

Установка содержит печь 1 для нагрева нефтяных остатков, реакционную камеру 2, в верхнюю часть которой подают закалочный продукт, фракционирующую колонну 3 для разделения продуктов висбрекинга на дистиллят, газойль (газойли) и остаток, шлемовый трубопровод 4 для подачи продуктов висбрекинга из реакционной камеры во фракционирующую колонну. На шлемовом трубопроводе после реакционной камеры установлен редуцирующий клапан 5 (или задвижка 5).

Способ осуществляют следующим образом.

Нефтяной остаток подают в печь 1, где происходит его нагрев и легкий крекинг, после чего нагретое сырье поступает в реакционную камеру 2, где происходит дальнейший крекинг. Из реакционной камеры продукты висбрекинга поступают во фракционирующую колонну 3 для разделения на дистиллят, газойль (газойли) и остаток.

Пример 1. Предлагаемый способ был осуществлен на опытно-промышленной установке висбрекинга согласно приведенной на чертеже схеме.

Гудрон арланской нефти нагрели в трубчатой печи до 460°С, после чего подали в реакционную камеру. Полученные продукты висбрекинга были выведены сверху реакционной камеры и по шлемовому трубопроводу и через установленный на ней редуцирующий клапан подали во фракционирующую колонну, где продукты реакции были разделены на дистиллят, газойль и остаток.

Была отобрана проба газойля, после чего при помощи колориметра был определен показатель цвета полученного газойля по ГОСТ 20284-74, который характеризует наличие в продукте карбоидов - коксовых частиц. Показатель цвета газойля был равен 4, что не соответствует требованиям на качество газойля для его дальнейшего облагораживания каталитическим крекингом. При помощи редуцирующего клапана повысили перепад давления до 5 кг/см ², при этом показатель цвета изменился и был равен 3, что соответствует требованиям на качество газойля для облагораживания. При повышении перепада давления до 7 кг/см² показатель цвета снизился до 2, что также соответствует требованиям на газойли при необходимости получения более светлого продукта.

Формы реализации предлагаемого технического решения не ограничиваются изложенным выше примером. В зависимости от требуемого выпуска ассортимента продукции на предприятии могут получать две газойлевые фракции. В этом случае регулирование перепада давления между реакционной камерой и последующей аппаратурой осуществляют по любому из получаемых продуктов.

Пример 2. Для сравнения был осуществлен способ висбрекинга по прототипу.

Гудрон арланской нефти нагрели в трубчатой печи до 460°С и подали в реакционную камеру. Сверху реакционной камеры продукты реакции по шлемовому трубопроводу поступали во фракционирующую колонну, где разделяются на дистиллят, газойль и остаток. Давление в реакционной камере, последующей аппаратуре и фракционирующей колонне составило - 6 кг/см², т.е. перепад давления между реакционной камерой и последующей аппаратурой был равен 0.

Аналогично примеру 1 был определен показатель цвета газойля, который был равен 5, что не соответствует требованиям на качество газойля для подачи в качестве сырья каталитического крекинга с целью облагораживания. В шлемовый трубопровод была подана антипенная присадка в количестве 5 ppm, в результате чего был получен соответствующий требованиям показатель цвета газойля, равный 3.

Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечит снижение вспенивания реакционной массы в реакционной камере без использования дорогостоящих присадок и, кроме того, позволит по сравнению с прототипом упростить схему висбрекинга (Вместо оборудования для подготовки и подачи раствора антипенной присадки, как это имеет место в прототипе, предлагаемый способ висбрекинга требует лишь установки редуцирующего клапана или задвижки).

Кроме того, предлагаемый способ обеспечит возможность регулирования качества получаемых газойлевых фракций, что невозможно в условиях способа по прототипу.