DE19806324C1 - Verfahren und Anlage zur Fraktionierung von Gaskondensaten oder leichtem Rohöl - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Fraktionierung von Gaskondensaten oder leichtem RohölInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Fraktionierung eines aus
Gaskondensaten und/oder leichtem Rohöl bestehenden Einsatzmaterials durch
thermische Destillation in Fraktionen mit unterschiedlichem Siedepunkt.
Verfahren zur Fraktionierung von Rohöl sind beispielsweise aus der DE 43 11 717 C1
und der EP 0213791 A2 bekannt, wobei Vorfraktionierkolonnen verwendet werden.
Aus der betrieblichen Praxis ist ein Typ von Anlagen bekannt, die zur Fraktionierung
von Gaskondensaten und leichtem Rohöl durch thermische Destillation geeignet sind,
wobei eine leichte Fraktion gewonnen wird, die aus Flüssiggas und leichtem Naphtha
besteht. Diese leichte Fraktion, die üblicherweise in einem Stabilisierer in Flüssiggas
und leichtes Naphtha aufgeteilt wird, wird als Kopfprodukt in einer
Vorfraktionierkolonne gewonnen, in die das vorgewärmte Einsatzmaterial eingeführt
wird. Das die Vorfraktionierkolonne verlassende Einsatzmaterial, aus dem die leichte
Fraktion bereits abgetrennt ist, wird dann einer Hauptfraktionierkolonne zugeführt. In
dieser Hauptfraktionierkolonne wird das verbliebene Einsatzmaterial weiter aufgeteilt
in entsprechend ihrem Siedepunkt unterschiedliche Fraktionen. Den niedrigsten
Siedepunkt weist das Kopfprodukt der Hauptfraktionierkolonne auf, das aus
schwerem Naphtha besteht. Als Seitenprodukte werden aus der
Hauptfraktionierkolonne die Produkte Lösungsmittel, Kerosin und Gasöl oder
gegebenenfalls auch feiner unterteilte Teilfraktionen dieser Produkte abgezogen, die
einen untereinander steigenden Siedepunkt aufweisen. Um einen ausreichenden
Reinheitsgrad der Seitenprodukte gewährleisten zu können, wird für diese Fraktionen
üblicherweise jeweils separat ein Seitenstromdampfstrippen durchgeführt, bevor das
jeweilige Produkt gekühlt und aus dem Verfahren abgezogen wird. Als Bodenprodukt
der Hauptfraktionierkolonne wird Restöl abgezogen, das den höchsten Siedepunkt
der gebildeten Fraktionen aufweist. Um den Energieverbrauch bei der Durchführung
der thermischen Destillation möglichst gering zu halten, ist es üblich, die bei der
Kühlung der abgezogenen Produkte gewonnene Wärme soweit wie möglich zur
Vorwärmung des der Anlage frisch zugeführten Einsatzmaterials zu verwenden.
Hierzu wird ein indirekter Wärmetausch durchgeführt, bei dem das frisch zugeführte
Einsatzmaterial als Kühlmittel für die Produktkühlung eingesetzt wird. Die
Abwärmerückgewinnung vermindert zwar den Energieverbrauch bei der
Fraktionierung, erfordert aber auf der anderen Seite einen erhöhten Anlagenaufwand
infolge der benötigten Wärmetauscher.
Die Fraktionierung von Gaskondensaten oder leichtem Rohöl erfordert wegen des
hohen Anteils unterschiedlicher wertvoller Endprodukte und vergleichsweise geringen
Anteils an Restöl im Einsatzmaterial einen im Vergleich zu anderen Einsatzmaterialien
besonders hohen Energieaufwand und großvolumige Fraktionierkolonnen und
konventionelle Hilfsausrüstungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art dahingehend zu
verbessern, daß der Energieaufwand für die Fraktionierung und gleichzeitig der dabei
zu treibende Anlagenaufwand gegenüber der herkömmlichen Verfahrensweise
deutlich vermindert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus
den Unteransprüchen 2 bis 5. Eine erfindungsgemäße Anlage zur Fraktionierung
weist die Merkmale des Patentanspruchs 6 auf und ist durch die Unteransprüche 7 bis
13 in vorteilhafterweise weiter ausgestaltbar.
Die Erfindung sieht in an sich bekannter Weise vor, zur Minimierung des insgesamt
für das Verfahren einzusetzenden Energieaufwandes die mit den bei der
Vorfraktionierung und der anschließenden Hauptfraktionierung gewonnenen
Produkten abgeführte Wärme möglichst weitgehend für die Vorwärmung des dem
Verfahren frisch zugeführten Einsatzmaterials zu nutzen. Der Kern der Erfindung liegt
in der Erkenntnis, daß sowohl der Anlagen- als auch der Energieaufwand
entscheidend gesenkt werden können, wenn in der Vorfraktionierung zumindest ein
wesentlicher Teil des schweren Naphtha als Seitenprodukt von dem Einsatzmaterial
abgetrennt und aus dem Verfahren herausgeführt wird. Um ein verwertbares
Seitenprodukt hierbei zu erhalten, muß gewährleistet werden, daß das der
Vorfraktionierung zugeführte frische Einsatzmaterial sich nicht mit dem im Mittelteil der
Vorfraktionierung bereits abgeschiedenen schweren Naphtha vermischt. Hierzu ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Strom des zugeführten Einsatzmaterials durch
eine Trennwand von dem abgeschiedenen schweren Naphtha abgeschottet wird. Auf
diese Weise kann bereits am Anfang des Verfahrens ein wesentlicher Teil der
gewünschten Endprodukte als reines Produkt gewonnen werden, so daß es nicht
mehr der Hauptfraktionierung zugeführt werden muß. Die Hauptfraktionierung kann
daher entsprechend kleiner gebaut werden und erfordert zu ihrem Betrieb auch
entsprechend weniger Energieaufwand.
Anhand des in der einzigen Figur dargestellten schematischen Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Anlage wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.
Das Einsatzmaterial, das aus Gaskondensaten oder leichtem Rohöl oder einem
Gemisch aus Gaskondensaten und leichtem Rohöl besteht, wird von einer Pumpe 2
aus einer Saugleitung 1 durch eine Rohrleitung 3 zu einer Reihe von
Wärmetauschern 4 gefördert, von denen in der Figur nur einer symbolisch dargestellt
ist. Die Wärmetauscher 4 sind indirekte Wärmetauscher, die durch die in der Anlage
voneinander getrennten heißen Produkte beheizt werden, so daß die Produkte selbst
gekühlt werden. Dies wird weiter unten noch näher erläutert. Im vorliegenden Beispiel
sieht die erfindungsgemäße Anlage einen Entsalzer 6 vor, in den das im
Wärmetauscher 4 vorgewärmte Einsatzmaterial durch eine Leitung 5 gefördert wird.
Das entsalzte Einsatzmaterial gelangt dann durch eine Leitung 7 in eine weitere
Reihe von Wärmetauschern 8, von denen wiederum lediglich einer symbolisch
dargestellt ist. Auch dieser als indirekter Wärmetauscher ausgeführte Wärmetauscher
8 wird mit der Abwärme der voneinander getrennten Produkte oder der Abwärme von
Kühlern, die in Umlaufleitungen einer Hauptfraktionierkolonne 35 eingeschaltet sind,
beheizt. Das vorgewärmte Einsatzmaterial wird dann aus dem Wärmetauscher 8 über
die Rohrleitung 9 in den Mittelteil einer Vorfraktionierkolonne 10 gefördert. Die
Vorfraktionierkolonne 10 unterscheidet sich erfindungsgemäß von einer
herkömmlichen Vorfraktionierkolonne dadurch, daß in ihrem Mittelbereich eine sich
über einen Teil der Höhe der Vorfraktionierkolonne 10 erstreckende Zwischenwand
21b angeordnet ist, an deren unterem Ende sich vorzugsweise ein über den
gesamten Querschnitt der Vorfraktionierkolonne 10 erstreckender Zwischenboden
21a anschließt. Dieser Zwischenboden (21a) ist nicht unbedingt erforderlich, hat aber
Vorteile vor allem dann, wenn ein Einsatzmaterial mit einer sehr breiten
Zusammensetzung verarbeitet werden soll, da hierdurch die Steuerung der
Massenflüsse verbessert wird. Die Zuleitung 9, durch die das Einsatzmaterial in die
Vorfraktionierkolonne 10 gefördert wird, befindet sich auf der linken Seite der
Zwischenwand 21b, die eine Trennwand bildet, und den Mittelteil der
Vorfraktionierkolonne 10 in zwei voneinander getrennte Zonen einteilt. Gegenüber der
Zuleitung 9 für das Einsatzmaterial, also auf der anderen Seite der Zwischenwand
21b ist eine Abzugsleitung 22 vorgesehen, durch die der Teil des schweren Naphthas,
der sich aus dem Einsatzmaterial auf der rechten Seite der Zwischenwand 21b über
dem Zwischenboden 21a abscheidet, abgezogen werden kann. Beide Teile des
Mittelbereichs der Vorfraktionierkolonne 10, die durch die Zwischenwand 21b
voneinander getrennt sind, sind mit den üblichen Vorrichtungen für den
Massentransport innerhalb der Vorfraktionierkolonne 10 ausgestattet, also z. B. mit
Ventil- und/oder Siebböden und ggf. anderen Einbauten, die in der schematischen
Darstellung nicht wiedergegeben sind. Die Zwischenwand 21b endet vorzugsweise im
Bereich von 60 bis 85%, besonders bevorzugt im Bereich von 70 bis 80% der Höhe
der Vorfraktionierkolonne 10. Der Kolonnenzwischenboden 21a, ist vorzugsweise
nach unten gewölbt ausgeführt und ist zweckmäßigerweise im Bereich von 15 bis 35
%, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 30% der Höhe der
Vorfraktionierkolonne 10 angeordnet. Die Zwischenwand 21b verläuft im dargestellten
Ausführungsbeispiel durch die Mittelachse der Vorfraktionierkolonne 10. Je nach Art
des Einsatzmaterials kann es zweckmäßig sein, die Zwischenwand 21b um bis zu
30% des Durchmessers der Vorfraktionierkolonne 10 versetzt zu dieser Mittelachse
anzuordnen. Das bedeutet, daß die Zwischenwand gegenüber der Mittelachse sowohl
nach links als auch nach rechts versetzt angeordnet sein kann. Je höher der Anteil
des schwere Naphtha im Einsatzmaterial ist, um so mehr wird eine Verschiebung der
Zwischenwand 21b nach links zweckmäßig sein, um so den Sammelraum für das
schwere Naphtha in der Vorfraktionierkolonne 10 zu vergrößern.
Das in der Vorfraktionierkolonne 10 gebildete dampfförmige Kopfprodukt beinhaltet
die aus Flüssiggas und leichtem Naphtha bestehende leichte Fraktion, die über eine
Leitung 11 und einen Kondensator 12 und die anschließende Leitung 13 in den
Kopfproduktbehälter 14 gefördert wird. Aus dem Kopfproduktbehälter 14, der das
verflüssigte Produkt enthält, fördert eine Pumpe 16 durch eine Saugleitung 15 und
eine Rohrleitung 17 einen Teil des gesammelten Kopfproduktes als Rücklauf wieder
zurück in den oberen Teil der Vorfraktionierkolonne 10, um auf diese Weise einen
höheren Reinheitsgrad des Kopfproduktes zu erzielen. Die Leitung 17 endet oberhalb
des oberen Endes der Zwischenwand 21b. Die andere Teilmenge des gesammelten
verflüssigten Kopfproduktes der Vorfraktionierkolonne 10 wird von einer Pumpe 19
über eine Saugleitung 18 und eine an die Pumpe 19 anschließende Rohrleitung 20 in
einen Stabilisierer 75 gefördert. Dieser Stabilisierer 75 stellt eine konventionelle
Destillationskolonne dar, deren Speiseleitung 20 im mittleren Bereich ihrer Höhe
mündet. Im unteren Teil des Stabilisieres 75 ist eine Umlaufleitung 77 angeordnet, in
die ein indirekter Wärmetauscher 76 eingebaut ist, um den umgewälzten
Flüssigkeitsstrom zu erwärmen. Vom Bodenbereich des Stabilisierers 75, wo sich das
aus der leichten Fraktion der Vorfraktionierkolonne 10 abgeschiedene leichte Naphtha
sammelt, führt eine Abzugsleitung 86 aus der Anlage heraus. Das abgezogene leichte
Naphtha wird über einen Kühler 87, der in die Abzugsleitung 86 eingeschaltet ist,
indirekt gekühlt. Das dampfförmige Kopfprodukt des Stabilisierers 75 wird über eine
Abzugsleitung 78 einem Kondensator 79 und nach Kondensation einem
Sammelbehälter 80 zugeführt. Aus diesem Sammelbehälter 80 wird das Kondensat
durch eine Saugleitung 81 von einer Pumpe 82 abgezogen und zu einem Teil über
eine Rückfuhrleitung 83 in den Stabilisierer 75 zurückgeführt, während der andere Teil
des Kondensates, das in Flüssiggas besteht, über die Abzugsleitung 84 nach Kühlung
in einem Kühler 85 als reine Fraktion aus der Anlage abgeführt wird.
Wie bereits erwähnt, wird ein wesentlicher Teil des im Einsatzmaterial enthaltenen
schweren Naphtha, das sich über dem vorzugsweise eingebauten Zwischenboden
21a gesammelt hat, über eine Rohrleitung 22, eine Pumpe 23 und eine
anschließende Leitung 24 aus der Anlage abgeführt. Auch das schwere Naphtha wird
in einem Kühler 25 gekühlt, bevor es über die Leitung 26 die Anlage verläßt. Das aus
der Vorfraktionierkolonne 10 abgezogene Seitenprodukt stellt ein schweres Naphtha
von sehr guter Reinheit dar und braucht daher keiner weiteren Aufbereitung etwa
durch Seitenstromstripping oder Rektifizierung unterzogen werden. Dies ist möglich,
weil der Einbau der inneren Zwischenwand 21b in der Vorfraktionierkolonne 10 das
auf der rechten Seite der Seitenwand 21b gesammelte schwere Naphtha vor einer
Verunreinigung durch das frisch zugeführte Einsatzmaterial schützt. Die Anlage sollte
so konzipiert sein, daß mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 50% und
besonders bevorzugt mindestens 60% des im Einsatzmaterial enthaltenen schweren
Naphtha in der Vorfraktionierkolonne 10 als Seitenprodukt abgetrennt wird. Die
Materialrückführung zur Vorfraktionierkolonne 10 und die darin stattfindende erneute
Verdampfung erfolgen in einer Weise, daß das leichte Material im oberen Teil
destilliert wird und das schwere Material, das schwerer ist als das im Mittelteil
gesammelte Naphtha, sich im Bodenbereich der Vorfraktionierkolonne 10 sammelt.
Das Bodenprodukt der Vorfraktionierkolonne 10 wird durch eine Saugleitung 27 von
einer Pumpe 28 abgezogen und in eine Leitung 29 eingespeist, die sich in die beiden
Leitungen 31 und 32 verzweigt. Die Leitung 31 führt in einen Erhitzter 30 und von dort
zurück in den unteren Teil der Vorfraktionierkolonne 10. Auf diese Weise kann dem
Bodenprodukt der Vorfraktionierkolonne 10 ständig neue Wärme zur Verdampfung
der noch in ihm enthaltenen leichteren Bestandteile zugeführt werden, so daß diese
verdampfen und in die höheren liegenden Teile der Vorfraktionierkolonne 10
gelangen können. Der gesamte Dampf, der sich unterhalb des
Kolonnenzwischenbodens 21a auf diese Weise bildet, wird abgezogen und durch
Ventile gesteuert zu beiden Seiten der Trennwand 21a in die höher gelegenen Teile
der Vorfraktionierkolonne 10 eingeleitet. Dies ist in der schematischen Darstellung der
Figur nicht im einzelnen erkennbar. Als Steuervariablen für die Verteilung des
Dampfes können zum Beispiel der Differenzdruck, die Zyklusmenge oder die
Temperatur herangezogen werden. Der interne Flüssigkeitstransport in der
Vorfraktionierkolonne 10 wird allein durch die Höhe der Flüssigkeitssäulen und durch
den kontrollierten Fluß infolge der Schwerkraft sichergestellt, ohne das hierzu externe
Pumpen vorgesehen werden müssen.
Das Nettobodenprodukt der Vorfraktionierkolonne 10 gelangt über die andere
Rohrleitung 32, die sich an die Leitung 29 anschließt, in einen Erhitzter 33 und von
dort über eine Zuleitung 34 in den unteren Teil der Hauptfraktionierkolonne 35. Es
enthält nur noch einen Teil des ursprünglichen Anteils an schwerem Naphtha und die
Gesamtmenge an Lösungsmittel, Kerosin, Gasöl und Restöl. Die
Hauptfraktionierkolonne 35 stellt eine konventionelle Destilationskolonne dar, in der
der verbliebene Teil des schweren Naphthas als dampfförmiges Kopfprodukt durch
eine Leitung 36 am oberen Ende abgezogen wird. Nach Kondensation in einem
Kondensator 37 gelangt das kondensierte schwere Naphtha durch eine Leitung 38 in
einen Behälter 39. Aus diesem Behälter 39 wird das flüssige Naphtha durch eine
Pumpe 41 über Leitungen 40, 42 abgezogen. Eine Teilmenge wird als Rücklauf
wieder in den oberen Teil der Hauptfraktionierkolonne 35 zurückgespeist, während
eine Nettomenge an schwerem Naphtha durch eine von der Leitung 42 abzweigende
Abzugsleitung 43 zu der bereits erwähnten Abzugsleitung 24 geführt wird, so daß das
als Kopfprodukt in der Hauptfraktionierkolonne 35 gewonnene schwere Naphtha mit
dem als Seitenprodukt in der Vorfraktionierkolonne 10 gewonnenen schweren
Naphtha zusammengeführt und gemeinsam im Kühler 25 gekühlt und durch die
Leitung 26 aus der Anlage abgeführt werden kann. Zweckmäßigerweise wird die im
Kühler 25 abgeführte Wärme zur Vorwärmung des Einsatzmaterials im
Wärmetauscher 4 benutzt. Baulich stellt der Kühler 25 also vorzugsweise einen
Wärmetauscher aus der Reihe der Wärmetauscher 4 vor dem Entsalzer 6 dar. In
entsprechender Weise wird zweckmäßig die im Kondensator 37 abgeführte Wärme
ebenfalls zur Vorwärmung des Einsatzmaterials genutzt. Hierzu bietet es sich an, den
Kondensator 37 baulich als einen Wärmetauscher aus der Reihe der Wärmetauscher
8 hinter dem Entsalzer 6 auszuführen. Auf diese Weise braucht die bei der Kühlung
abgeführte Wärme nicht nach außen abgegeben zu werden, sondern kann vollständig
in der Anlage weiter verwendet werden.
Spezielles Lösungsmittel mit Siedepunkt im Bereich von Naphtha kann im oberen Teil
der Hauptfraktionierkolonne 35 als Seitenprodukt durch eine Saugleitung 45 von einer
Pumpe 46 abgezogen und durch eine Leitung 47 zu einem Kühler 48 geführt werden,
bevor es abgekühlt durch eine Leitung 49 zu einem nicht dargestellten
Speicherbehälter geführt wird und erforderlichenfalls noch einer weiteren Abkühlung
unterzogen wird. Auch der Kühler 48 wird zweckmäßiger Weise so ausgeführt, daß er
einen der Wärmtauscher der Serie von Wärmetauschern 4 zur Vorwärmung des
Einsatzmaterials bildet. Als weitere Seitenprodukte werden Kerosin und Gasöl aus der
Hauptfranktionierkolonne 35 abgeführt. Der Kühler 44 der in die Zirkulationsleitung
der Lösungsmittel-Kerosin-Fraktionierzone eingeschaltet ist, bildet zweckmäßiger
Weise einen der Wärmetauscher aus der Serie der Wärmetauscher 8 hinter dem
Entsalzer 6. Das Kerosin wird durch eine Leitung 50 zu einer Stripperkolonne 51
gefördert, in die durch eine Leitung 52 Wasserdampf eingespeist wird, um eine
Dampfdestilation zur Entfernung der leichteren Bestandteile zu bewirken, sofern dies
als notwendig angesehen wird. Die entfernten leichten Bestandteile gelangen durch
die Leitung 53 zurück in die Hauptfraktionierkolonne 35. Vom Boden der
Stripperkolonne 51 wird das gesammelte Kerosin über eine Saugleitung 54 von einer
Pumpe 55 abgezogen und über eine Leitung 56, einen Kühler 57 und einer Leitung
58 einem nicht dargestellten Sammelbehälter zugeführt. Zweckmäßigerweise bildet
auch der Kühler 57 einen der Wärmetauscher der Serie von Wärmetauschern 8, so
daß die in ihm abgeführte Wärme vollständig zur Vorwärmung des Einsatzmaterials
wiederverwendet wird.
In entsprechender Weise wie das Kerosin kann auch die Gasölfraktion als
Seitenprodukt in einer reinen Form gewonnen werden. Hierzu wird das Gasöl über
eine Leitung 60 aus der Hauptfraktionierkolonne 35 in eine Stripperkolonne 61
eingeführt, in die durch eine Leitung 62 Wasserdampf eingespeist wird. Auf diese
Weise können die leichteren Bestandteile aus dem Gasöl verdampfen und über die
Leitung 63 in die Hauptfraktionierkolonne 35 zurückgeleitet werden. Vom Boden der
Stripperkolonne 61 wird das Gasöl in reiner Form durch eine Saugleitung 64 über eine
Pumpe 65 abgezogen und über eine Leitung 66 einem Kühler 67 zugeführt. Vom
Kühler 67 gelangt es durch eine Leitung 68 in einen nicht dargestellten
Sammelbehälter. Im Bodenbereich der Hauptfraktionierkolonne 35 kann direkt durch
eine Leitung 69 Wasserdampf eingespeist werden, so daß auch das Bodenprodukt
von noch in ihm enthaltenen leichteren Bestandteilen befreit werden kann. Das so
behandelte dampfgestrippte Bodenprodukt wird von einer Pumpe 71 über die
Saugleitung 70 abgezogen und durch eine Leitung 72 einem Kühler 73 zugeführt, von
dem aus es durch eine Leitung 74 in einen wiederum nicht dargestellten
Vorratsbehälter gelangt. Zweckmäßiger Weise werden auch die Kühler 67 und 73 für
das Gasöl bzw. das als Bodenprodukt abgeführte Restöl so ausgeführt, daß sie einen
der Wärmetauscher der Serie von Wärmetauschern 8 hinter dem Entsalzer 6 bilden.
Entsprechendes gilt auch für die beiden Kühler 59 und 88, die in die äußeren
Umwälzleitungen im Bereich der Kerosin-Gasöl-Fraktionierzone bzw. im Bereich der
Gasöl-Restöl-Fraktionierzone angeordnet sind. Wenn an den Reinheitsgrad der
Seitenprodukte, die aus der Hauptfraktionierkolonne 35 abgezogen werden, keine zu
hohen Anforderungen gestellt werden, kann gegebenenfalls auf die Stripperkolonnen
51 und 61 verzichtet werden. Selbstverständlich können auch noch weitere
Teilfraktionen je nach gewünschtem Siedepunkt des Endproduktes aus der
Hauptfraktionierkolonne 35 abgezogen werden.
Bemerkenswert ist, daß durch die erfindungsgemäße Gestaltung der
Vorfraktionierkolonne 10 im oberen Teil der Hauptfraktionierkolonne 35 ein
Lösungsmittel mit Siedepunkt im Bereich des Naphtha-Siedepunktes erzeugt werden
kann, daß praktisch frei von leichteren Bestandteilen ist, ohne das es hierzu einer
Seitenstrom-Strippeinrichtung zur Entfernung leichter verdampfbarer Bestandteile
bedarf. Das bedeutet, daß sowohl der Anlagen- als auch der Energieaufwand für eine
solche Strippeinrichtung eingespart werden kann. Außerdem kann das
Gesamtvolumen der Hauptfrankionierkolonne 35 kleiner gehalten werden.
Bei einem üblichen Einsatzmaterial mit einem Stundendurchsatz von 300 Tonnen
könnte beispielsweise etwa 100 Tonnen leichte Fraktion, 120 Tonnen schweres
Naphtha und etwa 80 Tonnen von schwereren Bestandteilen (Lösungsmittel, Kerosin,
Gasöl, Restöl) enthalten sein. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der
Vorfraktionierkolonne ist es in einem solchen Fall ohne weiteres möglich, etwa 80
Tonnen des insgesamt enthaltenen schweren Naphtha direkt als Seitenprodukt aus
der Vorfraktionierkolonne auszuschleusen. Das bedeutet, daß anstelle der bei der
bisher üblichen Verfahrensweise notwendigen Durchsatzmenge von 200 Tonnen
durch die Hauptfraktionierskolonne nur noch eine Menge von 120 Tonne durchgesetzt
werden muß. Daraus resultieren deutliche Einsparungen im Anlagen- und
Energieaufwand. Insbesondere ergibt sich auch eine Einsparung an
Wärmetauschfläche. Die Abtrennung des leichteren Teils des schweren Naphthas in
der Vorfraktionierkolonne wirkt sich in der Hauptfraktionierkolonne bei gleicher oder
sogar noch schärferer Trennung der verschiedenen Fraktionen durch ein besseres
Wärmerückführungssystem aus. Die Vorwärmung des Einsatzmaterials vor der
Vorfraktionierkolonne kann auf kostengünstige Weise durchgeführt werden. Die hohe
Temperatur des abgetrennten schweren Naphtha wird zur Einsatzmaterialvorwärmung
genutzt, wobei das schwere Naphtha vor der Speicherung in einem Behälter nicht
mehr weiter heruntergekühlt werden muß, so daß auch weniger Wärme an die
Umgebung abgeführt werden muß. Bemerkenswert ist darüber hinaus, daß die
Trennung eines wesentlichen Teils des schweren Naphthas in der
Vorfraktionierkolonne ohne den Einsatz zusätzlicher Wärmetauschflächen erfolgt.
Die Vorzüge der Erfindung werden deutlich, wenn man das erfindungsgemäße
Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage mit dem bisherigen Stand der Technik
vergleicht, wie dies durch die in der Tabelle 1 wiedergegebenen Einzelergebnisse
geschieht. Dort wurde eine Anlage gemäß dem Schema der Figur verglichen mit einer
entsprechenden Anlage nach dem Stand der Technik, bei der in der
Vorfraktionierkolonne allerdings keine Trennung von schwerem Naphtha erfolgte,
sondern die gesamte Menge des schweren Naphtha in dem nach der Entfernung der
leichten Fraktion verbleibenden Einsatzmaterial der Hauptfraktionierkolonne zugeführt
wurde. Diese Anlage benötigt zur Herstellung einer ausreichend reinen Lösungsmittel-
Fraktion auf jeden Fall eine Seitenstrom-Dampfstrippeinrichtung, die bei der
vorliegenden Erfindung ohne weiteres entfallen kann. Die für den Stand der Technik
geltenden Werte sind jeweils mit 100% angesetzt worden. Aus der Tabelle 1 ergibt
sich somit, daß die von dem Produkt aufgenommene Prozeßwärme 10% und die
insgesamt eingesetzte Energie sogar 13% niedriger liegt als im Stand der Technik.
Die Oberfläche der Röhrenwärmetauscher ist um 21% und die Oberfläche der
Luftkühler um 24% geringer. Das Gesamtgewicht der Fraktionierkolonnen vermindert
sich um 6%. In Tabelle 2 ist eine Gegenüberstellung der Betriebskosten pro Stunde
der beiden zu vergleichenden Anlagenkonzepte vorgenommen worden, wobei jeweils
eine gleiche Produktion zugrunde gelegt wurde. Die Betriebskosten bei der
erfindungsgemäßen Anlage liegen insgesamt um etwa 14% niedriger als bei einer
vergleichbaren konventionellen Anlage.
Claims (13)
1. Verfahren zur Fraktionierung eines aus Gaskondensaten und/oder leichtem
Rohöl bestehenden Einsatzmaterials durch thermische Destillation in eine aus
Flüssiggas (LPG) und leichtem Naphtha bestehende leichte Fraktion sowie in
die weiteren, jeweils höhere Siedetemperaturen aufweisenden Fraktionen
schweres Naphtha, Lösungsmittel, Kerosin, Gasöl und gegebenenfalls in feiner
unterteilte Teilfraktionen dieser Produkte sowie in Restöl, wobei die leichte
Fraktion in einer Vorfraktionierung aus dem Einsatzmaterial abgetrennt und das
restliche Einsatzmaterial anschließend einer Hauptfraktionierung zugeführt wird,
aus der als Kopfprodukt schweres Naphtha, als Seitenprodukte die separaten
Fraktionen Lösungsmittel, Kerosin und Gasöl und gegebenenfalls deren
Teilfraktionen sowie als Bodenprodukt das Restöl abgezogen werden, wobei die
gewonnenen Fraktionen durch indirekten Wärmetausch gekühlt und die dabei
abgeführte Wärme zumindest zu einem Teil für die Vorwärmung des
Einsatzmaterials verwendet wird, indem das Einsatzmaterial als Kühlmittel
eingesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß bereits bei der Vorfraktionierung ein Teil des schweren Naphthas
abgetrennt und als Seitenprodukt aus dem Verfahren herausgeführt wird, wobei
zur Vermeidung einer Vermischung des abgetrennten Teils des schweren
Naphthas der Strom des zugeführten Einsatzmaterials durch eine Trennwand
von dem abgetrennten schweren Naphtha abgeschottet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kerosin und das Gasöl durch Seitenstromdampfstrippen und die
Lösungsmittel-Fraktion ohne Seitenstromdampfstrippen als reine Fraktionen
gewonnen werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in der Vorfraktionierung abgetrennte schwere Naphtha und das
restliche, als Kopfprodukt in der Hauptfraktionierung abgetrennte schwere
Naphtha zusammengeführt und gemeinsam gekühlt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus der Vorfraktionierung abgeführte leichte Fraktion in einem
Stabilisierer in Flüssiggas und leichtes Naphtha getrennt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 50% und besonders bevorzugt
mindestens 60% des schweren Naphtha in der Vorfraktionierung vom
Einsatzmaterial abgetrennt werden.
6. Anlage zur Fraktionierung eines aus Gaskondensaten und/oder leichtem Rohöl
bestehenden Einsatzmaterials in Fraktionen mit unterschiedlichem Siedepunkt
durch thermische Destillation,
mit einer Hauptfraktionierkolonne (35) und einer vorgeschalteten
Vorfraktionierkolonne (10), aus deren oberem Teil eine im wesentlichen aus
Flüssiggas und leichtem Naphtha bestehende leichte Fraktion abgetrennt wird
und aus deren unterem Teil eine schwere Fraktion abgezogen und der
Hauptfraktionierkolonne (35) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Mittelbereich der Vorfraktionierkolonne (10) eine sich über einen Teil der
Höhe der Vorfraktionierkolonne (10) erstreckende Zwischenwand (21b)
angeordnet ist und daß die Zuleitung (9) für das Einsatzmaterial auf einer Seite
der Zwischenwand (21b) oberhalb des Kolonnenzwischenbodens (21a)
angeordnet ist und auf der gegenüberliegenden Seite der Zwischenwand (21b)
oberhalb des Kolonnenzwischenbodens (21a) eine Abzugsleitung (22)
vorgesehen ist, durch die ein Teil des schweren Naphtha abführbar ist, das auf
der der Zuleitung (9) gegenüberliegenden Seite der Zwischenwand (21b) über
dem Kolonnenzwischenboden (21a) abscheidbar ist.
7. Anlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich am unteren Ende der Zwischenwand (21b) ein über den gesamten
Querschnitt der Vorfraktionierkolonne (10) erstreckender Zwischenboden (21a)
anschließt.
8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das untere Ende der Zwischenwand (21b) im Bereich von 15 bis 35%,
besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 30% der Höhe der
Vorfraktionierkolonne (10) angeordnet ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das obere Ende der Zwischenwand (21b) im Bereich von 60 bis 85%,
besonders bevorzugt im Bereich von 70 bis 80% der Höhe der
Vorfraktionierkolonne (10) angeordnet ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenwand (21b) durch die Mittelachse der Vorfraktionierkolonne
(10) verläuft.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenwand (21b) um bis zu 30% des Durchmessers der
Vorfraktionierkolonne (10) versetzt zur Mittelachse der Vorfraktionierkolonne
(10) verläuft.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß im oberen Teil der Hauptfraktionierkolonne (35) eine Abzugsleitung (45) für
Lösungsmittel vorgesehen ist, in die keine Stripperkolonne zur Entfernung
niedrigersiedender Bestandteile eingeschaltet ist.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptfraktionierkolonne (35) mit Kühleinrichtungen (Kühler 25, 44, 48,
57, 59, 67, 73, 88; Kondensator 37) versehen ist, die als indirekte
Wärmetauscher (4, 8) zur Vorwärmung des Einsatzmaterials ausgebildet sind.
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