DE1519575B2

DE1519575B2 - Verfahren zur gleichzeitigen behandlung von wenigstens zwei verschiedenen rohoelen

Info

Publication number: DE1519575B2
Application number: DE19651519575
Authority: DE
Inventors: Fred J. Morris Plains NJ. Kaiser jun. (V.St.A.)
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co., Linden, NJ. (V.St.A.)
Priority date: 1964-03-25
Filing date: 1965-03-16
Publication date: 1976-02-05
Also published as: JPS4936921B1; BE661264A; DE1519575A1; NL6501629A; GB1061208A; CH445452A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Behandlung von wenigstens zwei verschiedenen Rohölen durch voneinander getrenntes, jedoch gleichzeitiges Erhitzen der beiden Rohöle auf eine vorher bestimmte Temperatur, bei der die bei dieser Temperatur siedenden Komponenten der beiden Rohöle abdestillieren und von jedem Rohöl ein Rückstand zurückbleibt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die verdampften Bestandteile vereinigt und gemeinsam fraktioniert werden.

Eine Erdölraffinerie befindet sich im allgemeinen mehr in der Nähe des Gebiets, in dem die Raffinerieprodukte verkauft und verbraucht werden, als in Gebieten, in denen Rohöl gefunden wird. Infolgedessen kommt es häufig vor, daß Raffinerien Rohöl sus verschiedenen Gegenden der Welt beziehen. Diese verschiedenen Rohöle unterscheiden sich in ihren physikalischen Daten. So kann beispielsweise der Schwefelgehalt von Rohölen in einem Fall mehr als sechsmal so hoch sein als in einem anderen Fall, in dem das Rohöl aus einer anderen Quelle stammt.

Zur Raffinierung wird das Erdöl im allgemeinen durch einen bei Atmosphärendruck arbeitenden Destillationsturm geleitet. Dabei wird es in mehrere Bestandteile getrennt, die sich hinsichtlich ihrer Flüchtigkeit unterscheiden. Die Bestandteile sind beispielsweise Gas, Überkopfdestillat, z.wei oder mehrere Nebenstromdestillate sowie nichtdestillierte Rückstände oder Bodenprodukte.

Das Überkopfdestillat besteht im allgemeinen aus leichtem Überkopfbenzin, in einigen Anlagen wird jedoch ein Benzinprodukt, welches sich über den gesamten Siedebereich erstreckt (bis zu 204⁰C Endsiedepunkt), als Überkopfprodukt aufgefangen. Ein Nebenstromprodukt kann z. B. Kerosin, Düsenkraftstoff oder Schwerbenzin, welches als Ausgangsmaterial für eine thermische oder katalytische Reformierungsanlage dient, sein. Ein zweiter Nebenstrom kann als Dieselöl oder Heizöl verwendet werden. Ein dritter Nebenstrom schließlich kann aus schwerem Dieselöl oder Gasöl, welches als Ausgangsmaterial für eine katalytische Crackanlage dient, sein. Die Bodenprodukte des Destillationsturms werden im allgemeinen in schweres Heizöl eingemischt. Darüber hinaus können zusätzliche Nebenströme abgezweigt werden, um die Produktion von Kraftstoffen mit engem Siedebereich für spezielle Zwecke zu erleichtern.

Rückstandsöle aus den Bodenprodukten werden nach ihrem Schwefelgehalt in Handelsklassen eingestuft. Bei der Destillation in dem Destillationsturm bei Atmosphärendruck reichert sich die Hauptmenge des ursprünglich in dem Rohöl vorhandenen Schwefels in den schweren Endprodukten der Destillation an. Infolgedessen findet sich der größte Teil des ursprünglichen Schwefelgehalts in den Bodenprodukten, Daraus ergibt sich aber auch, daß die Handelsklasse des in einer Raffinerie anfallenden Rückstandsöles in erheblichem Ausmaße von der

ίο Art des verwendeten Rohöles abhängt.

Aus der US-PS 27 60 918 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entspannungsverdampfung von Flüssigkeiten bekannt, wobei zwei Verdampfungszonen angewandt und die Destillationsprodukte zwar gleich-

zeitig, jedoch in verschiedenen Leitungen streng getrennt gewonnen werden.

Die beiden Entspannungs-Destillationszonen arbeiten also auf Grund der strikten Trennung auch der anfallenden Überkopfprodukte unabhängig voneinander und ohne jede Wechselwirkung, während im Gegensatz hierzu beim beanspruchten Verfahren und die dampfförmigen Überkopfprodukte zu einem einzigen Produktstrom vereint und vermischt und sodann in einer einzigen Fraktionierkolonne weiterbehandelt

werden und die beiden Entspannungsdestillationszonen infolgedessen über eine gemeinsame Fraktionierzone miteinander in Verbindung stehen.

Eine Vorrichtung zur Gewinnung von Gasölbeschikkungen für katalytische Crackverfahren aus Roherdöl.

worin eine bei der Destillation von Rohöl unter Atmosphärendruck anfallende Rückstandsfraktion unter Vakuum destilliert wird, die einer Vorrichtung ähnlich ist, wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbar ist, ist aus der US-PS 31 10 663 bekannt. Aus der US-PS 21 60 103 ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt, welche einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbaren Vorrichtung ähnlich iss und die zur Destillation von geringen Mengen Asphalt enthaltender Erdöidestillationsrückstände dient. Eine ähnliche Vorrichtung ist ferner aus der US-PS 22 52 020 bekannt, welche es ermöglicht, den Durchmesser von zylindrischen Fraktionstürmen, welche zur Erdölfraktionierung benutzt werden, durch geeignete Verteilung bestimmter Mengen des Rückflusses durch den Turm von geeigneter Qualität beträchtlich zu vermindern, wobei Seitenstromtrennkolonnen angewandt werden.

Diese Druckschriften vermochten jedoch das erfindungsgemäße Verfahren keineswegs nahezulegen.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbare Vorrichtung besteht aus einem bei Atmosphärendruck arbeitenden Destillationsturm mit doppelten, voneinander getrennten Verdampfungszonen und üblicher Überkopffraktioniereinrichtung.

Abgetrennte Rohöie werden erhitzt und dann in die verschiedenen Verdampfungszonen eingeführt, wobei jedes Ausgangsmaterial für sich aus den beiden Verdampfungszonen aufgefangen wird. Die Überkopfdestillate werden an einem auszuwählenden Punkt in

der Verdampfungszone zusammengefaßt und in einer Kolonne fraktioniert. Der Rückstand aus dieser Verdampfungszone kann anschließend zu einem beliebigen Zeitpunkt oder an beliebiger Stelle als Beimischung für die Herstellung von Heizölen beliebiger Qualität verwendet werden. Die Überkopfprodukie vermischen sich innerhalb des Destillationsturmes und ergeben so Destillate von einheitlicher Qualität und Handelsklasse.
Folgende Vorteile ergeben sich durch Anwendung

des erfindungsgemäüen Verfahrens: Wesentlich verminderte Destillationskosten, da es nicht notwendig ist, die Arbeitsweise jeweils irr. Hir.b'ick auf stark unterschiedliche Erdöle zu unterbrechen und abzuändern und die Fraktionierung der verdampften Bestandteile gemeinsam in einer einzigen Kolonne mit doppelter Verdampfungszone erfolgt; bessere Wärmeausnutzung; gleichmäßige standardisierte Qualität und Menge der Überkopfprodukte sowie Vielseitigkeit der Verwendung verschiedener Bodenprodukte.

An Hand der Zeichnung wird das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutert:

Ein Rohmaterial A, z. B. ein schweres Agha-Jari-Rohöl, dem eine gewisse Menge schweres Destillat beigemischt worden war und welches die folgenden physikalischen Daten aufwies:

Spezifisches Gewicht 0,858 g/ml
Schwefelgehalt in % 1,33

abgezogen und über die Rückstandsölleitung 28 in den Vorratstank 29 geleitet. In dem speziellen Fall, in weichem das Rohöl A aus Aghajari-Rohöl mit einem gewissen Zusatz an schwerem Destillat besteht, enthält das Rückstandsöl A nur Materialien, die bei etwa 360°C nicht verdampfbar sind.

Rohöl B, z. B. ein Zelten-Rohöl mit folgenden physikalischen Daten:

Spezifisches Gewicht 0,830 g/ml
Schwefelgehalt in % 0.22

Destillationsdaten	Temperatur, °C
FV % verd.*)	0
0	99
10	166
20	217
30	260
40	302
50	348
60	417
70	499
80	596
90	760
100	*) Flüssigkeilsvolumen °/o ver
	dampft

35

wird durch Leitung 11 mit einer Geschwindigkeit von 72001 pro Minute zugeführt, wobei die Fließgeschwindigkeit mit Hilfe der Pumpe 12 erreicht wird. Rohöl A wird von seiner ursprünglichen Temperatur von 16°C auf 379°C erhitzt (wobei die Endtemperatu; natürlich von der Art des vei wendeten Öles abhängt), indem man es über die Heizschlangen 13, 14 und 15 in den Wärmeaustauscher 16 leitet. Die Fließgeschwindigkeit des Rohöles A durch diese Heizschlangen wird durch die entsprechenden Ventile 17, 18 und 19 reguliert. Das erhitzte Rohöl A wird durch Leitung 20 in die Verdampfungszone A durch die öffnung 21 eingeführt. In der Verdampfungs/.one A wird das erhitzte Rohöl A teilweise verdampft, und die Dämpfe steigen durch die Fraktionierkolonne 22 im Gegenstrom zu dem rückfließenden Kondensat nach oben. Auf diese Weise wird die Fraktionierung des dampfförmigen Materials erreicht. Die Verdampfungszone A kann mit etwa 20 Destillierböden 23 ausgerüstet sein, so daß die nach oben steigenden dampfförmigen Anteile des Rohöles A in wirksamer Weise von dem Rückstandsmaterial abgetrennt werden.

Das Rückstandsöl, welches unverdampft bleibt, fließt in den Bodenieil 24 der Verda;npfungszone A. Über die Leitung 25 und die Öffnung 26 kann Wasserdampf in den Teil 24 eingeleitet werden. Dieser Wasserdampf fließt im Gegenstrom zu dem Rückstandsölstrom und <\s dient zur Abtrennung weiterer leichter Bestandteile aus diesem. Das auf diese Weise behandelte Rückstandsöl auf dem Rohöl A wird dann durch Auslaßöffnung 27

Destillationsdaten	) verd.	Temperatur, ⁰C
FV o/(		0
0		85
10		133
20		180
30		232
40		282
50		334
60		393
70		474
80		582
90		760
100

wird durch Leitung 30 mit einer Geschwindigkeit von 9801 pro Minute zugeführt, und zwar wird die Fließgeschwindigkeit mit Hilfe der Pumpe 31 erzeugt. Rohöl B wird von seiner Ausgangstemperatur von 21⁰C auf 343"C erhitzt (auch hier hängt die Endtemperatur natürlich von der Art des verwendeten Rohöles ab), indem man das öl durch die Heizschlange 31 in den Wärmeaustauscher 16 leitet. In der hier erläuterten Ausführungsform der Erfindung wird Rohöl A durch drei Heizschlangen geführt, während Rohöl B nur durch eine Heizschlange 'führt wird. Selbstverständlich hängt die Zahl der für jedes Ausgangsmaterial verwendeten Heizschlangen von den relativen Mengenverhältnissen ab, in denen diese Ausgangsmaterialien verwendet werden. Die Zahl der Heizschlangen kann in jedem Fall beliebig verändert werden.

Das erhitzte Rohöl B wird durch Leitung 33 abgezogen und in die Verdampfungszone B durch die öffnung 34 eingeführt. In derselbe" Weise wie in der Verdampfungszone A wird das erhitzte Rohöl teilweise verdampft und die Dämpfe steigen dutch die Fraktionierkolonne 22 über Leitung 35 und Einlaßöffnung 36 auf. Die Verdampfungszone B enthält etwa 13 Destillalionsböden 37, so daß auch in diesem Fall eine wirksame Trennung der aufsteigenden Dämpfe aus Rohöl B von dem Rückstandsmaterial erreicht wird.

Das unverdampft zurückbleibende Rückstandsöl fließt nach unten in den Bodenteil 38 der Verdainpfungszone B. In den Teil 38 kann durch Leitung 39 und Einlaßöffnung 40 Wasserdampf eingeführt v/erden. In dei gleichen Weise wie in der Verdampfungszone A tritt der Wasserdampf in Gegenstromberührung mit dem absteigenden Rückstandsöl und dient zur weiteren Abtrennung von leichten Bestandteilen, die noch in diesem enthalten sind. Das so behandelte Rückstandsöl des Roliöles B wird durch Auslaßöfinung 41 abgezogen und über die Leitung 42 in den Vorratstank 43 geleitet. Für den Fall, daß das Rohöl B aus einem Zelten-Rohöl besteht, setzt sich das Rückstandsöl B aus Materialien zusammen, welche bei etwa 338°C nicht verdampfen.

Die Überkopfdämpfe aus den Verdampfungszonen A

und B werden im unteren Teil der Fraktionierkolonne 22 vereint. Der Punkt, an dem die Dämpfe zusammentreffen, ist nicht kritisch, da die Dämpfe aus der Verdampfungszone B bereits fraktioniert worden sind, um Material aus dem Rückstandsbereich zu entfernen. Dämpfe, die unterhalb des Temperaturgradienten in diesem unteren Teil der Fraktionierkolonne 22 sieden, steigen durch die Kolonne nach oben und geraten in Gegenstromberührung mit dem rückfließenden Kondensat, welches durch die Kolonne nach unten läuft. Dämpfe, die oberhalb des Temperaturgradienten im unteren Teil der Fraktionierkolonne 22 sieden, kondensieren hier und werden ein Teil des rückfließenden Kondensats. In der Kolonne 22 sind Destillierböden 44 angeordnet, um eine wirksame Fraktionierung des Dampfstromes zu erreichen.

Mittlere Abzweigungen aus dem absteigenden Rückflußkondensat werden aus der Fraktionierkolonne 22 über Leitungen 45, 46 und 47 zu entsprechenden Nebenstromtrennkolonnen 48, 49 und 50 geleitet. Es ist möglich, die Verbindungen so anzuordnen, daß von jedem beliebigen Boden innerhalb der Kolonne Nebenströme abgezweigt werden können. Diese Abzweigungen können ganz oder teilweise durch die Fraktionierkolonne im Kreislauf geführt werden. Zum Beispiel wird durch Leitung 60 ein Teil des Nebenstroms Nr. 2 in Leitung 46 zur Verdampfungszone B zurückgeleitet, wo dieser wieder verdampft und in die Kolonne 22 über Leitung 35 und öffnung 36 zurückgeführt wird.

Die so abgezweigten Nebenströme werden durch Gegenstrombehandlung mit Wasserdampf von ihren leichten Bestandteilen befreit; der Wasserdampf wird am unteren Ende der Nebenstromtrennkolonnen eingeführt, wie dies bei 51, 52 und 53 jeweils angezeigt ist. Die Rückstandsprodukte werden über Leitungen 54. 55 und 56 vom Boden der jeweiligen Nebenstromtrennkontrolle abgeleitet und in Tanklager überführt.

Die leichten Bestandteile, die aus den Nebenströmen abgetrennt worden sind, werden über Leitungen 57, 58 und 59 aus den betreffenden Trennkolonnen abgeleitet und in die Fraktionierkolonne 22 zurückgeführt. In der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Agha Jari- und Zelten-Rohöl in zwei Verdampfungszonen verarbeitet werden, werden folgende Produkte aus den Nebenströmen abgetrennt:

Nebenstrom Nr. 1 (durch Leitung 54) = Fraktion 304 bis 360⁰C — schweres Gasöl (940 l/Min.)
Nebenstrom Nr. 2 (durch Leitung 55) = Fraktion 238 bis 304⁰C - leichtes Gasöl (1280 l/Min.)

Nebenstrom Nr. 3 (durch Leitung 56) = Fraktion 174 bis 238°C - leichtes Destillat (1165 l/Min.)
Die Zahl und Art der verwendeten Nebenströme hängt selbstverständlich von der Art der verwendeten Rohöle ab.

Dämpfe, die im Bereich von 0 bis 174°C sieden, bleiben unkondensiert und verlassen die Fraktionierkolonne 22 über Kopf durch Leitung 61. Diese Dämpfe enthalten Kohlenwasserstoffgasc und leichtes Destillationsöl. Diese Dämpfe können ganz oder teilweise durch den Kühler 62 geleitet werden, um den Ölanteil des Dampfstroms zu verflüssigen. Durch den Abscheider 63 wird die Abtrennung der Gasphase von dem kondensierten Öl erreicht. Das Überkopfgas wird über Leitung

64 abgezogen. Niedrigsiedendes Öl wird über Leitung

65 abgezogen und zum Kopf der Kolonne 22 zurückgeleitet. Ein Teil des kondensierten Ölstroms wird aufgefangen und aus der Destillationszone über Leitung 66 abgeführt.

Die in Tanks 29 und 43 gelagerten Rückstandsöle A und B können aus den Tanks je nach Bedarf durch Leitungen 67 und -68 abgezogen und mit Hilfe von Dosierpumpen 69 und 70 kombiniert werden, so daß man ein Heizölgemisch erhält, dessen Schwefelkonzentration jeden beliebigen Wert zwischen den Schwefelkonzentrationen des Öles A und des Öles B annehmen kann. Das Heizöl wird nach dem Vermischen durch Leitung 71 abgezogen und kann entsprechend weiterverwendet werden.

Während in dem vorstehend beschriebenen Beispiel die Verdampfungszone A und die Fraktionierkolonne 22 zusammen Teil eines bei Atmosphärendruck arbeitenden Destillationsturmes sind, mit welchem die Verdampfungszone B als getrennte Einheit in Verbindung steht, ist es auch möglich, zwei getrennte Verdampfungszonen zu verwenden, die beide mit einer unabhängig angeordneten Fraktionierkolonne verbunden sind. Es ist außerdem auch möglich, mehr als zwei Verdampfungszonen vorzusehen, wenn eine größere Zahl verschiedener Ausgangsmaterialien behandeil werden soll. In einem solchen Fall wäre es angebracht die Abstände zwischen den Verdampfungszonen unc der Fraktionierkolonne so klein wie möglich zu halten damit auch Wärmeverluste so niedrig wie möglich bleiben.

Die Destillationsböden, welche in den Verdampfungszonen und in der Fraktionierkolonne angewendei werden, können von beliebiger, in der Raffinerietechnik allgemein bekannter Art sein, so daß eine wirksame Trennung der verschiedenen Flüssigkeiten mit verschie denen Siedepunkten erreicht wird. Geeignete Destilla tionsböden sind beispielsweise Glockenböden, die in dei Kolonne angeordnet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren muß nicht unbe dingt bei Atmosphärendruck durchgeführt werden; mar kann ebenso bei Überdruck als auch mit einen schwachen Vakuum arbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gleichzeitigen Behandlung von wenigstens zwei verschiedenen Rohölen durch voneinander getrenntes, jedoch gleichzeitiges Erhitzen der beiden Rohöle auf eine vorher bestimmte Temperatur, bei der die bei dieser Temperatur, siedenden Komponenten der beiden Rohöle abdestillieren und von jedem Rohöl ein Rückstand zurückbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die verdampften Bestandteile vereinigt und gemeinsam fraktioniert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohöle mit unterschiedlichem Schwefelgehalt behandelt werden.