DE1914053A1

DE1914053A1 - Verfahren zur Verarbeitung von Rohoel

Info

Publication number: DE1914053A1
Application number: DE19691914053
Authority: DE
Inventors: John Caspers; Freiling Jerome G; John Gambro; Julian Newman
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: CB&I Technology Inc
Priority date: 1968-03-21
Filing date: 1969-03-19
Publication date: 1969-10-23
Also published as: BE730281A; GB1203017A; US3487006A; FR2004406A1; JPS5328402B1; NL6904311A

Description

THE LUMMUS COMPAWX 1515 Broad Street, Bloomfield, New Jersey (V.St.A.)

Verfahren zur Verarbeitung von Rohöl

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erdölverarbeitung und gibt insbesondere eine Verfahrensweise für einen einfachen, wirksamen und vorteilhaften Verbund unter Integrierung von Rohölfraktioniereinrichtungen mit petrochemischen Betrieb seinrichtungen für die Erzeugung von Petrochemikalien und Erdölprodukten an·

In der Erdölindustrie wird Rohöl gewöhnlich zunächst einer Reihe von IPraktionierungen unterworfen, um verschiedene Einsatzmaterialien für die Erzeugung von Erdölprodukten zu gewinnen. So wird beispielsweise ein Rohöl zunächst erhitzt und in eine atmosphärische Fraktioniereinrichtung eingeführt, in der leichte Destillate unter Einschluß von Naphtha von dem Rohöl abgetrennt werden. Das nunmehr von leichten Destillaten freie Rohöl wird durch einen Erhitzer geleitet und in einen Vakuumflashturm eingeführt, in dem G-asöl aus dem Rohöl gewonnen wird. Das abgetrennte Gasöl wird kondensiert, gekühlt und dann

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zu geeigneten Pyrolyse einrichtungen transportiert, um gewünschte petrochemische Produkte, wie Äthylen, Propylen, Butadien u.dgl., zu erzeugen. Der Pyrolyseprozess wird in der Dampfphase durchgeführt und demgemäß muß das G-asöl zunächst wieder verdampft werden, was zusätzliche Betriebseinrichtungen und Verarbeitungsmaßnahmen erforderlich macht, die den verfahrenstechnischen Aufwand und die Gesamtkosten erhöhen. Weiterhin bringt die Verdampfung des Gasöls in der Konvektionszone eines Pyrolyseerhitzers Verkokungsprobleme mit sich, die zwangsläufig mit ^ einer 100 pro ζ entigen Verdampfung des G-asöl s verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erdölverarbeitung zu schaffen, das nicht die vorstehend erläuterten und ähnliche Mangel der bekannten Arbeitsweisen aufweist, insbesondere ein Verfahren für einen einfachen, technisch und wirtschaftlich vorteilhaften Verbund von Erdölfraktioniereiririchtungen mit Einrichtungen zur Erzeugung petro— chemischer Produkte. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung in vollem Umfange gelöst.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird zunächst Rohöl in an sich bekannter Weise in eine erste Fraktioniereinrichtung eingeführt, in der leichte Destillate unter Einschluß von Naphtha von dem Rohöl abgetrennt werden. Das nunmehr von leichten Destillaten freie Rohöl wird mit Wasserdampf verdünnt, durch die Konvektionszone eines Pyrolyseerhitzers geleitet und dann in einen Gasölturm eingeführt. Das Überkopfprodukt aus dem Gasölturm, das in erster Linie aus Gasöl besteht, wird ohne vorherige Kondensation in den Strahlungserhitzungsabschnitt des Pyrolyseerhitzers geleitet, in dem das Gasöl zu gewünschten petro chemischen Produkten pyrolisiert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden Zeichnungen weiter erläutert. In den Abbildungen sind Hilfseinrichtungen, wie Ventile, Pumpen usw., zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung fortgelassen worden. Die Anordnung

und der Betrieb derartiger und verschiedener anderer Hilfseinrichtungen liegen im Bahmen des normalen Tätigkeitsbereichs des Fachmanns.

Figur 1 zeigt ein vereinfachtes schematiscb.es Fließbild einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 2 zeigt ein vereinfachtes' sehematisches Fließbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Figur 1 wird Rohöl durch eine Leitung 10 zugeführt und durch einen Eohölerhitzer 11 geleitet, in dem das Rohöl auf eine Temperatur zwischen etwa 93° und etwa 372⁰O (200 - 700°F) erhitzt wird. Das aus dem Erhitzer 11 durch eine Leitung 12 abfließende erhitzte Rohöl wird in eine Fraktioniereinrichtung 15 eingeführt, die geeignete Gas/Flüssigkeits-Berührungseinrichtungen 14- enthält und bei einem Druck im Bereich zwischen etwa 1 und etwa 12,5 atü (15 - 175 psig), einer Überkopftemperatur im Bereich zwischen etwa 93° "und etwa 260 C (200 - 500⁰F) und einer Sumpftemperatur im Bereich von etwa 204° bis etwa 372°C (400 - 700⁰F). betrieben wird, um leichte Destillate, z.B. Naphtha, von dem Rohöl abzutrennen.

Ein tJberkopfprodukt, das leichte Destillate einschließlich Naphtha enthält, wird von der Fraktioniereinrichtung 13 durch eine Leitung I5 abgezogen und weiterer Verarbeitung (nicht dargestellt) zugeführt. Beispielsweise kann die Naphtha im Überkopfprodukt der Fraktioniereinrichtung 13 als Flüssigkeit oder im Dampfzustand gewonnen und Naphthapyrolyseschlangen zugeführt werden.

Ein Bodenprodukt, das das von leichten Destillaten freie Rohöl umfaßt, wird von der Fraktioniereinrichtung 13 durch eine Leitung 16 abgezogen, mit Verdünnungswasserdampf, der durch exne Leitung 17 zufließt, vermischt und der vereinigte Strom fließt in einer Leitung 18 durch den Konvektionsabschnitt 19

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eines Pyrolyseerhitzers 21, in dem das Gemisch auf eine Temperatur zwischen etwa 315° und etwa 483°C (600 - 900⁰F) erhitzt wird. Der dem Rohöl in der Leitung 16 zugesetzte Verdünnungswasserdampf wird im allgemeinen in einer Menge zwischen etwa 0,1 und etwa 1,5 Gewichtsteilen Wasserdampf je Gewichtsteil Rohöl zugegeben. Das aus dem Konyektionsabschnitt 19 durch eine Leitung 22 abfließende erhitzte Gemisch wird in eine Fraktioniereinrichtung 23 eingeführt, die geeignete Gas/Flüssigkeits-Berührungseinrichtungen 24- enthält und bei einem Druck im Bereich zwischen etwa 1 und etwa 14 atü (15 - 200 psig), einer Überkopftemperatur im Bereich zwischen etwa 260° und etwa 372 C (500 - 700⁰F) und einer Sumpftemperatur im Bereich zwischen etwa 315° und etwa 4-55⁰O (600 - 850⁰F) betrieben wird, um Gasöl aus dem Rohöl abzutrennen. Die Fraktioniereinrichtung 23 ist mit einem Rückflußkondensator 25, zur Deckung des Kühlbedarfs, und mit einer Wasserdampfzuführungsleitung 26, zur Herbeiführung einer Abstreifung von weiterem Gasöl aus dem Rohölrückstand durch Wasserdampf, ausgestattet.

Ein das Gasöl enthaltendes Überkopfprodukt, im allgemeinen eine Fraktion mit oberen und unteren Siedeschnittpunkten im Bereich zwischen etwa 93° und etwa 538⁰C (200- 1000°F), wird aus der Fraktioniereinrichtung 23 durch eine Leitung 27 abgezogen, mit überhitztem Wasserdampf, der durch eine Leitung 28 zufließt, vermischt, um eine Kondensation zu verhindern, und durch entsprechende Rohre in der Strahlungserhitzungszone 29 des Pyrolyseerhitzers 21 geleitet. Dort wird das Gasöl zu gewünschten petrochemischen Produkten, wie Äthylen, Propylen usw., gekrackt. Der Pyrolyseofen kann von bekannter Art sein und wird unter herkömmlichen Bedingungen betrieben, z.B. Ausiaßtemperaturen im Bereich zwischen etwa 732° und etwa 899°C (1350 - 1650⁰F), D.rükken im Bereich zwischen etwa 0 und etwa 3,5 atü (0 - 50 psig) und Verweilzeiten von vorzugsweise weniger als etwa 1 Sekunde.

Ein Rückstand wird aus der Fraktioniereinrichtung 23 durch eine Leitung 31 abgezogen; dieser Rückstand kann einer

weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Bei der in der Figur 1 dargestellten Äusführungsform wird der durch die Leitung 31 abgenommene Rückstand mit Wasserdampf, der durch eine Leitung 32 zufließt, vermischt, durch einen Kokererhitzer 33 geleitet und dann in Kokstrommeln 3²I- eingeführt. Der Kokererhitzer 33 und die Kokstrommeln 34· können unter bekannten Bedingungen betrieben werden, z.B. bei einer Temperatur von etwa 482° bis etwa 538⁰O (900 - 1000⁰F) und einem Druck zwischen etwa 0,7 und etwa 5,0 atü (10 - 70 psig), um Koks und Rohdämpfe (crude vapors) zu erzeugen. Gebildete Rohdämpfe werden von den Kokstrommeln 34- durch eine Leitung 35 abgezogen und in die Fraktioniereinrichtung 13 eingeführt, um die verschiedenen Komponenten daraus zu gewinnen. In dieser Weise wird die Rückstandsverarbeitung technisch und wirtschaftlich vorteilhaft mit der Verarbeitung von Frischrohöl (virgin crude) integriert, wobei die Fraktioniereinrichtungen 13 und 23 sowohl als Fraktioniereinrichtungen zur Gewinnung der Komponenten des Frischrohöls als auch als Kokerkombinationsfraktioniereinrichtung, wie sie allgemein bei einem Kokungsverfahren zur Anwendung kommt, wirken. ^

Alternativ kann - wie das in der Figur 2 gezeigt ist, in der im übrigen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen - der Rückstand aus der Fraktioniereinrichtung 23 durch eine Leitung 51 in den Kokerkombinationsturm 52 einer herkömmlichen Kokeranlage eingeführt werden. Das Bodenprodukt aus dem Turm 52 wird durch einen Kokererhitzer 53 geleitet und dann in Kokstrommeln 54· eingeführt, die unter an sich bekannten Bedingungen betrieben werden. Synthetische Rohdämpfe"werden von den Kokstrommeln 54- abgezogen und zur Gewinnung der verschiedenen Anteile in den Kombinationsturm 52 eingeführt. Die Kokergasölfraktion wird von dem Turm 52 durch eine Leitung 55 abgenommen und durch eine Leitung 57 zu dem Konvektionsabschnitt 19 des Pyrolyseerhitzers 21 geleitet, zusammen mit Wasserdampf, der durch die Leitung 17 eingeführt wird; alternativ kann Kokergasöl als Rückfluß durch eine Leitung 58 zu- dem Gasölturm 23 geleitet wer-

den. Die restlichen Anteile, die Naphtha enthalten, werden von dem Turm 52 durch eine Leitung 56 abgezogen und einer weiteren Verarbeitung (nicht dargestellt) zugeführt und/oder als Rückfluß in den oberen Abschnitt des Faphthaturms 15 eingeleitet, mit nachfolgendem Fluß zu Naphthapyrolyseschlangen zusammen mit ursprünglicher Naphtha, entweder in flüssigem oder in dampfförmigem Zustand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels weiter veranschaulicht, sie ist aber nicht auf diese besondere Durchführungsform beschränkt.

Beispiel

Ein Rohöl wurde in einer Anlage gemäß der Zeichnung unter den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Bedingungen verarbeitet:

Tabelle

	Temperatur	(°ff)	ata	Druck	Fließrate
Leitung	⁰O	(450)	3,87	(psia)	0,454 kg/h
12	232	(370)	5,75	(55)	464.000
15	188	(550)	5,94	(55)	234.000
16	288	(650)	14,1	(56)	552.000
17	343	(780)	9,1	(200)	200.000
22	416	(630)	8,8	(130)	752.000
27	332	(650)	14,1	(125)	492.000
28	343	(760)	9,1	(200)	80ο000
31	404	(800)	5,87	(130)	248.000
55	427		(55)	200.000

Das aus dem Gasölturm 23 gewonnene Gasöl siedete im Bereich zwischen 177° und 454°0 (350 - 85O⁰F).

Der Pyrolyseerhitzer 21 wurde bei einer Ausläßtempera-909843/147« ■ - -

tür von 816⁰G (150O⁰S¹), einem Druck von 1,05 atü (15 psig) und einer Verweilzeit von 0,5 Sekunden betrieben.

Das Verfahren gemäß der Erfindung weist zahlreiche Vorteile gegenüber bisher angewendeten Arbeitsweisen auf. Die direkte überführung von Gasöl im dampfförmigen Zustand in den Pyrolyseofen beseitigt die Verkokungsprobleme, die bei Herbeiführung der Verdampfung des Gasöls in dem Konvektionsabschnitt des Pyrolyseerhitzers auftreten. Zusätzlich zu den hierauf beruhenden verfahrenstechnischen Vorzügen können darüber hinaus bei dem Verfahren gemäß der Erfindung Gasölfraktionen mit einem höheren Siedepunkt, als sie herkömmlicherweise verwendet werden, zur Verarbeitung kommen. Weiterhin führt die Beseitigung der herkömmlichen Verfahrensmaßnahmen einer Kondensation und Wiederverdampfung des Gasöls für die Pyrolyseerhitzer zu beträchtlichen Einsparungen in Bezug auf Hilfsstoffe, Energieaufwand, AnIageeinrichtungen und Tankraum. Ferner wird durch Einführung von Wasserdampf in das aus dem Naphthaflashturm kommende Bodenprodukt, stromaufwärts von der Ko nvekt ions zone, das Gasöl bei tieferen Temperaturen verdampft, und diese tieferen Temperaturen liegen unterhalb jener Temperaturen, bei denen eine Rückstandskrackung und -verkokung eingeleitet wird. Da Wasserdampf in dem nachfolgenden Pyrolyseprozess ohnehin erforderlich ist, wird die vorteilhafte Wirkung eines Teilvakuums ohne herkömmliche Vakuumfraktioniereinrichtungen und ohne Erhöhung des Wasserdampfverbrauchs erzielt.

Es ist ersichtlich, daß bezüglich der Materialien, Arbeitsmaßnahmen und Anordnung von Apparateteilen oder anderer Einzelheiten, wie sie vorstehend zur Veranschaulichung der Erfindung erläutert wurden, nach Maßgabe des Einzelfalles entsprechende Änderungen oder Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

- 8 Patentansprüche

1. Verfahren zur Verarbeitung von Rohöl, bei dem das Rohöl zur Abtrennung leichter Destillate in eine erste Fraktionierzone eingeführt wird, ein von leichten Destillaten freies Rohöl aus der ersten Fraktionlerzone* abgezogen und zur Gewinnung von Gasöl in eine zweite Fraktionierzone eingeführt wird, und das Gasöl nachfolgend zu petrochemischen Produkten umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohölfraktionierung

W mit der Erzeugung petrochemischer Produkte integriert, indem man

(a) zu dem von leichten Destillaten freien Rohöl Wasserdampf zusetzt,

(b) das Wasserdampf enthaltende und von leichten Destillaten freie Rohöl zur Erhitzung durch die Konvektionszone eines Pyrolyseerhitzers leitet,

(c) das aus der Stufe (b) kommende Gemisch zur Abtrennung des Gasöls in die zweite Fraktionierzone einführt,

(d) aus der zweiten Fraktionierzone Gasöl in dampfförmigem Zustand gewinnt und

(e) Gasöldämpfe aus der Stufe (d) zur Erzeugung von petrochemischen Produkten durch die Strahlungserhitzungszone des Pyrolyseerhitzers leitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch in der Stufe (b) auf eine Temperatur von etwa 315° bis etwa 483°C (600 - 900⁰F) erhitzt.

3» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasserdampf in der Stufe (a) in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 1,5 kg je kg Rohöl zusetzt.

4. Verfahren nach einem der ^wprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man Rückstandsrohöl aus der zweiten Fraktionierzone abzieht, das Rückstandsrohöl zur Herbeiführung einer Verkokung in eine Verkokungszone einführt und die aus der Ver-

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kokungszone gewonnenen Dämpfe in die erste 3?raktionierzone einleitet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3ϊ dadurch gekennzeichnet, daß man Rückstandsrohöl aus der zweiten Praktionierzone abzieht, das Rückstandsol zur Herbeiführung einer Verkokung in eine Verkokungszone einführt, eine Gasölfraktion aus der Verkokungszone gewinnt und diese Gasölfraktion von der Verkokungszone in die zweite ITraktionierzone leitet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß man zu den aus der Stufe (d) kommenden Gasöldämpfen vor der Einführung in die Stufe (e) überhitzten Wasserdampf zusetzt.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der zweiten J?raktionierzone eine Gasölfraktion im dampfförmigen Zustand mit oberen und unteren Siedeschnittpunkten, die in dem Bereich von etwa 93° bis etwa 538⁰C (200 - 1000⁰P) fallen, gewinnt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7i dadurch gekennzeichnet, daß man die zweite Fraktionierzone bei einem Druck von .etwa 1 bis etwa 14- atü (15 - 200 psig) betreibt.

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L e e r s e i t e