EA030309B1

EA030309B1 - Hydrocarbon raw material distillation method

Info

Publication number: EA030309B1
Application number: EA201600361A
Authority: EA
Inventors: Игорь Иванович ГЛИНЯСТИКОВ; Владимир Александрович КАМЫШНИКОВ; Владимир Николаевич ПЕТРИКЕЕВ; Виталий Михайлович РАЧИНСКИЙ; Валентин Валентинович РОМАНЕНКОВ
Original assignee: Игорь Иванович ГЛИНЯСТИКОВ; Владимир Александрович КАМЫШНИКОВ; Владимир Николаевич ПЕТРИКЕЕВ; Виталий Михайлович РАЧИНСКИЙ; Валентин Валентинович РОМАНЕНКОВ
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2018-07-31
Also published as: EA201600361A1; WO2015084205A1

Abstract

The invention relates to the field of petroleum refining and petrochemistry, and is intended for producing petroleum products, primarily various fuels. A hydrocarbon raw material distillation method includes at least two distillation stages and involves heating hydrocarbon raw material, feeding the resulting vapour-liquid mixture to a first distillation stage, separating the vapour-liquid mixture, at each distillation stage, into a vapour phase and a liquid phase, discharging the liquid phase as a target product, and cooling the vapour phase that is fed to the following distillation stage. Separation into the vapour and liquid phases at each distillation stage is carried out in an ultrasonic catalytic synthesis reactor (10), where the vapour-liquid mixture at the inlet of and inside the ultrasonic catalytic synthesis reactor is subjected simultaneously to catalyst action and ultrasonic treatment. Feeding of the vapour-liquid mixture to the first stage and feeding of the vapour phase to further distillation stages is performed through the tube side of an appropriate evaporator apparatus, and the liquid phase of the produced mixture of hydrocarbons and synthesis products is completely discharged from the ultrasonic catalytic synthesis reactor to the inter-tube space of the evaporator apparatus of the same distillation stage. At the inlet of the evaporator apparatus, the liquid stage is subjected to ultrasonic treatment, the vapour phase from the evaporator apparatus is returned to the separation zone of the ultrasonic catalytic synthesis reactor of the same distillation stage, and the liquid phase from the evaporator apparatus is discharged as the target product.

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, предназначено для получения нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлив. Способ перегонки углеводородного сырья включает не менее двух ступеней перегонки, при котором углеводородное сырье подогревают, образовавшуюся парожидкостную смесь подают на первую ступень перегонки, на каждой из ступеней перегонки парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазы, отводят жидкую фракцию как целевой продукт, а паровую фазу охлаждают и подают на следующую ступень перегонки. При этом разделение на паровую и жидкую фазы на каждой ступени перегонки осуществляют в ультразвуковом каталитическом реакторе (10) синтеза, где парожидкостную смесь на входе и внутри ультразвукового каталитического реактора синтеза одновременно с катализатором подвергают ультразвуковой обработке. Подачу парожидкостной смеси на первую ступень и паровой фазы на последующие ступени перегонки осуществляют через трубное пространство соответствующего выпарного аппарата, жидкую фазу полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза полностью выводят из ультразвукового каталитического реактора синтеза в межтрубное пространство выпарного аппарата этой же ступени перегонки. На входе в выпарной аппарат жидкую фазу подвергают ультразвуковой обработке, паровую фазу из выпарного аппарата возвращают в зону сепарации ультразвукового каталитического реактора синтеза той же ступени перегонки, а жидкую фазу из выпарного аппарата отводят в качестве целевого продукта синтеза.The invention relates to the field of oil refining and petrochemistry, intended for the production of petroleum products, primarily various types of fuels. The method of distillation of hydrocarbons includes at least two stages of distillation, in which the hydrocarbon feedstock is heated, the resulting vapor-liquid mixture is fed to the first stage of distillation, the vapor-liquid mixture is separated into the vapor and liquid phases at each of the stages of distillation, and the vapor phase is withdrawn cooled and served on the next distillation stage. In this case, the separation into vapor and liquid phases at each stage of distillation is carried out in an ultrasonic catalytic synthesis reactor (10), where the vapor-liquid mixture at the inlet and inside the ultrasonic catalytic synthesis reactor is simultaneously subjected to an ultrasonic treatment with the catalyst. The supply of the vapor-liquid mixture to the first stage and the vapor phase to the subsequent stages of distillation is carried out through the tube space of the corresponding evaporator, the liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is completely removed from the ultrasonic catalytic synthesis reactor into the annular space of the evaporator of the same distillation stage. At the inlet to the evaporator, the liquid phase is subjected to ultrasonic treatment, the vapor phase from the evaporator is returned to the separation zone of the ultrasonic catalytic synthesis reactor of the same distillation stage, and the liquid phase is removed from the evaporator as a target synthesis product.

030309030309

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, предназначено для получения нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлив: автомобильного, авиационного, судового, котельного и других, сырья для последующей химической переработки и продуктов, используемых в химической промышленности.The invention relates to the field of oil refining and petrochemistry, intended for the production of petroleum products, primarily various types of fuels: automotive, aviation, marine, boiler and other, raw materials for subsequent chemical processing and products used in the chemical industry.

Уровень техникиThe level of technology

Известные способы переработки углеводородного сырья разделяются на первичные процессы, вторичные процессы и нефтехимический синтез и основаны на физико-химических методах разделения углеводородного сырья на фракции, т.е. перегонке, применяющейся в процессах нефтепереработки и нефтехимии.The known methods of processing hydrocarbon raw materials are divided into primary processes, secondary processes and petrochemical synthesis and are based on physicochemical methods for separating hydrocarbon raw materials into fractions, i.e. distillation used in the refining and petrochemical processes.

Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений углеводородного сырья и представляют собой ее физическое разделение на фракции.Primary processing processes do not imply chemical changes in the hydrocarbon feedstock and represent its physical separation into fractions.

Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.The purpose of secondary processes is to increase the amount of motor fuels produced; they are associated with chemical modification of hydrocarbon molecules that make up oil, as a rule, with their conversion to forms more convenient for oxidation.

Нефтехимический синтез - получение веществ из нефтепродуктов и углеводородов нефтяных и природных газов путем их химической переработки.Petrochemical synthesis - the production of substances from petroleum products and hydrocarbons of petroleum and natural gases through their chemical processing.

Существенными недостатками традиционных и нетрадиционных способов перегонки углеводородного сырья, являются:Significant disadvantages of traditional and non-traditional methods of distillation of hydrocarbons are:

недостаточная глубина первичной перегонки углеводородного сырья, т.е. количество выхода светлых фракций нефтепродуктов, присутствующих во фракционном составе исходного углеводородного сырья, при перегонке не увеличивается;insufficient depth of the primary distillation of hydrocarbons, i.e. the amount of yield of light fractions of petroleum products present in the fractional composition of the hydrocarbon feedstock does not increase during distillation;

неравномерный внутрифракционный состав целевого продукта, часто выходит за рамки технологического регламента;uneven intrafractional composition of the target product, often beyond the scope of the production schedules;

большая материалоемкость и габариты установок применяющихся в совокупности для получения товарных нефтепродуктов, соответственно большие капиталовложения на строительство;the large consumption of materials and the dimensions of the installations used in the aggregate for the production of marketable petroleum products, respectively, large investments in construction;

для получения товарных нефтепродуктов по традиционным и нетрадиционным способам перегонки углеводородного сырья требуется несколько установок, что приводит к большим трудозатратам на их обслуживание;for the production of commercial petroleum products using traditional and non-traditional methods of distillation of hydrocarbon raw materials, several installations are required, which leads to large labor costs for their maintenance;

большие энергозатраты на получение товарных нефтепродуктов;large energy consumption for the production of commodity oil;

чувствительность к колебаниям процентного состава перерабатываемого углеводородного сырья, что привязывает установки перегонки к определенному фракционному составу углеводородного сырья.sensitivity to variations in the percentage composition of the processed hydrocarbon feedstock, which links distillation plants to a specific fractional composition of the hydrocarbon feedstock.

Известен традиционный способ первичной перегонки углеводородного сырья в ректификационной колонне. Установка, реализующая этот способ (Лебедев П.Д., Теплообменные сушильные и холодильные установки, М., Энергия, 1966, с. 151, рис. 5-11), содержит конденсатор и две ступени разгонки, каждая из которых включает перегонный куб, ректификационную колонну, дефлегматор, сепаратор, подогреватели смеси и емкости для сбора компонентов смеси. В первой ступени установки в остатке получают смесь с большим содержанием высококипящего компонента, а часть дистиллята с более летучими компонентами поступает во вторую ступень. Во второй ступени в остатке получают другой компонент, а самый летучий из трех компонентов поступает в конденсатор.Known traditional method of primary distillation of hydrocarbons in a distillation column. The installation that implements this method (PD Lebedev, Heat exchange drying and refrigeration units, M., Energia, 1966, p. 151, Fig. 5-11) contains a condenser and two stages of distillation, each of which includes a distillation cube, distillation column, reflux condenser, separator, mixture preheaters and tanks for collecting mixture components. In the first stage of the installation, a mixture with a high content of a high-boiling component is obtained in the residue, and part of the distillate with more volatile components is fed to the second stage. In the second stage, another component is obtained in the residue, and the most volatile of the three components enters the condenser.

Недостатками данного известного способа перегонки углеводородного сырья являются большие материалоемкость и капиталовложения, большие энергозатраты, недостаточная глубина переработки, привязка способа перегонки к фракционному составу углеводородного сырья, что приводит к снижению производительности. Качество получаемых фракций при перегонке не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому полученные фракции необходимо подвергнуть дальнейшей вторичной перегонке, что приводит к увеличению себестоимости продукции. Причина заключается в том, что данным способом перегонки углеводородное сырье подвергается только первичным процессам перегонки и разделяется только по фракционному составу.The disadvantages of this known method of distillation of hydrocarbons are large consumption of materials and investment, high energy consumption, insufficient processing depth, binding distillation method to the fractional composition of hydrocarbons, which leads to poor performance. The quality of the obtained fractions during distillation does not meet the requirements for commercial petroleum products, therefore, the obtained fractions must be subjected to further secondary distillation, which leads to an increase in production costs. The reason is that this method of distillation of hydrocarbon raw materials is subjected only to the primary processes of distillation and is divided only by fractional composition.

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату к заявленному способу является известный нетрадиционный способ перегонки углеводородного сырья (патент КИ 2301250 С1, опубл. 20.06.2007). Данный способ перегонки углеводородного сырья основывается на однократном испарении и поэтапном охлаждении на каждой ступени перегонки, при котором перегонку углеводородного сырья осуществляют на нескольких ступенях разделения в циклонных испарителях с обогревом цилиндрической вертикальной стенки. Углеводородное сырье, подогретое до начальной температуры кипения первой высококипящей фракции, подают в испаритель первой ступени, из которого выводят жидкую фазу в виде товарного нефтепродукта. Отбираемую паровую фазу охлаждают до нижнего предела температуры кипения последующей фракции и направляют на разделение в следующий испаритель. В последнем испарителе получают целевой продукт в виде паровой фракции и остаток перегонки.The closest in essence and the achieved result to the claimed method is a well-known non-traditional method of distillation of hydrocarbon raw materials (patent KI 2301250 C1, publ. 20.06.2007). This method of distillation of hydrocarbons is based on a single evaporation and step-by-step cooling at each stage of distillation, in which the distillation of hydrocarbon raw materials is carried out at several separation steps in cyclone evaporators with heating of a cylindrical vertical wall. Hydrocarbons, heated to the initial boiling point of the first high-boiling fraction, are fed to the first stage evaporator, from which the liquid phase is discharged as a salable petroleum product. The selected vapor phase is cooled to the lower limit of the boiling point of the next fraction and sent for separation to the next evaporator. In the last evaporator, the desired product is obtained in the form of a vapor fraction and the distillation residue.

Достоинством данного известного способа является отсутствие чувствительности к колебаниям процентного состава перерабатываемого углеводородного сырья, что позволяет перерабатывать углеводородное сырье любого фракционного состава.The advantage of this known method is the lack of sensitivity to fluctuations in the percentage composition of the processed hydrocarbon feedstock, which allows processing of hydrocarbons of any fractional composition.

Недостатками данного известного способа являются недостаточная глубина переработки и невоз- 1 030309The disadvantages of this known method are the insufficient processing depth and unsuccessful

можность получить качественные товарные нефтепродукты. Причина заключается в том, что данным способом перегонки углеводородное сырье подвергается только первичным процессам перегонки и разделяется по фракционному составу методом однократного испарения, разделение углеводородного сырья на фракции способом перегонки с однократным испарением наихудшая по сравнению с другими способами. Чтобы увеличить глубину переработки и получить качественные нефтепродукты данным способом, требуется дальнейшая многостадийная вторичная переработка полученных фракций на дополнительных установках. Нерациональное использование энергоресурсов.the ability to get high-quality commodity oil products. The reason is that this method of distillation of hydrocarbon raw materials is subjected only to the primary processes of distillation and is divided by fractional composition by the method of single evaporation, the separation of hydrocarbon raw materials into fractions by means of distillation with single evaporation is the worst compared to other methods. To increase the depth of refining and to obtain high-quality petroleum products by this method, further multi-stage secondary processing of the fractions obtained at additional installations is required. Irrational use of energy.

Сущность изобретенияSummary of Invention

Задачей изобретения является создание эффективного и не требующего больших капиталовложений при реализации способа перегонки углеводородного сырья, позволяющего осуществить увеличенную глубину переработки исходного углеводородного сырья любого фракционного состава и качества, с получением на выходе товарных нефтепродуктов с равномерным внутрифракционным составом, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам.The objective of the invention is to create an effective and not requiring large investments in the implementation of the method of distillation of hydrocarbon raw materials, allowing for an increased processing depth of the original hydrocarbon raw materials of any fractional composition and quality, with the receipt at the output of commercial oil products with a uniform intrafraction composition that meet the requirements for commercial oil products .

Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе применен принцип комбинирования процессов первичной переработки, вторичной переработки и нефтехимического синтеза, сопровождающихся ультразвуковой обработкой. Одновременно с перегонкой углеводородного сырья предлагаемым способом, разделяющим углеводородное сырьё на фракции, идет процесс нефтехимического синтеза и другие каталитические процессы переработки, получая вещества, отсутствующие или находящиеся в недостаточном количестве в углеводородном сырье, при этом углеводородное сырьё и промежуточные продукты перегонки совместно с катализаторами обрабатывают ультразвуком для интенсификации процессов. Активация катализатора ультразвуком на всех ступенях перегонки значительно повышает скорость направленных химических реакций протекающих при невысоких температурах и давлении. Углеводородное сырье и промежуточные продукты на всех ступенях перегонки подвергают деструкции воздействием ультразвука определенной частоты и интенсивности колебаний, что обеспечивает управление избирательным процессом разрыва межатомных связей в молекулах углеводородов в нужном направлении. В результате происходит изменение фракционного состава углеводородного сырья в сторону увеличения в нем легких углеводородов, что обеспечивает увеличение глубины переработки. С целью получения равномерного внутрифракционного состава получаемой продукции в предлагаемом способе скомбинированы методы разделения углеводородного сырья с однократным и многократным испарением промежуточных продуктов на всех ступенях перегонки, при этом паровая фаза подвергается ректификации, а жидкая фаза обрабатывается в выпарных аппаратах.To solve the problem in the proposed method, the principle of combining the processes of primary processing, secondary processing and petrochemical synthesis, accompanied by ultrasonic treatment. Simultaneously with the distillation of hydrocarbon raw materials by the proposed method, dividing the hydrocarbon feedstock into fractions, the process of petrochemical synthesis and other catalytic processing processes are being carried out, obtaining substances that are absent or in insufficient quantities in the hydrocarbon feedstock, while the hydrocarbon feedstock and intermediate distillates together with the catalysts are sonicated to intensify processes. The activation of the catalyst by ultrasound at all distillation steps significantly increases the rate of the directed chemical reactions taking place at low temperatures and pressures. Hydrocarbon feedstocks and intermediate products at all stages of distillation are subjected to destruction by exposure to ultrasound of a certain frequency and intensity of vibrations, which provides control over the selective process of breaking interatomic bonds in hydrocarbon molecules in the right direction. As a result, there is a change in the fractional composition of hydrocarbons in the direction of increasing in it of light hydrocarbons, which provides an increase in the depth of processing. In order to obtain a uniform intrafractional composition of the products obtained, the proposed method combines methods for separating hydrocarbon raw materials with single and multiple evaporation of intermediate products at all distillation steps, while the vapor phase is subjected to rectification, and the liquid phase is processed in evaporators.

Результатом применения предлагаемого способа перегонки углеводородного сырья является получение увеличенного количества выхода светлых товарных нефтепродуктов с высоким качеством.The result of the application of the proposed method for the distillation of hydrocarbons is to obtain an increased amount of the output of light commercial oil products with high quality.

Решением указанной задачи является способ перегонки углеводородного сырья, включающий не менее двух ступеней перегонки, при котором углеводородное сырье подогревают, образовавшуюся парожидкостную смесь подают на первую ступень перегонки, на каждой из ступеней перегонки парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазы, отводят жидкую фракцию как целевой продукт, а паровую фазу охлаждают и подают на следующую ступень перегонки, при этом особенностью способа является то, что разделение на паровую и жидкую фазы на каждой ступени перегонки осуществляют в ультразвуковом каталитическом реакторе синтеза, где парожидкостную смесь на входе и внутри ультразвукового каталитического реактора синтеза одновременно с катализатором подвергают ультразвуковой обработке, подачу парожидкостной смеси на первую ступень и паровой фазы на последующие ступени перегонки осуществляют через трубное пространство соответствующего выпарного аппарата, жидкую фазу полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза полностью выводят из ультразвукового каталитического реактора синтеза в межтрубное пространство выпарного аппарата этой же ступени перегонки, на входе в выпарной аппарат жидкую фазу подвергают ультразвуковой обработке, паровую фазу из выпарного аппарата возвращают в зону сепарации ультразвукового каталитического реактора синтеза той же ступени перегонки, а жидкую фазу из выпарного аппарата отводят в качестве целевого продукта синтеза.The solution of this problem is the method of distillation of hydrocarbon feedstock, including at least two distillation steps, in which the hydrocarbon feedstock is heated, the resulting vapor-liquid mixture is fed to the first distillation stage, the vapor-liquid mixture is separated into the vapor and liquid phases at each of the distillation stages, the liquid fraction is removed as the target the product, and the vapor phase is cooled and fed to the next distillation stage, with the peculiarity of the method being that the separation into vapor and liquid phases at each step The distillations are carried out in an ultrasonic catalytic synthesis reactor, where the vapor-liquid mixture at the inlet and inside the ultrasonic catalytic synthesis reactor is simultaneously subjected to ultrasonic treatment, the vapor-liquid mixture is fed to the first stage and the vapor phase to the subsequent distillation stages through the pipe space of the corresponding evaporator, the liquid phase obtained mixtures of hydrocarbons and synthesis products are completely removed from the ultrasonic catalytic reactor and in the annular space of the evaporator of the same distillation stage, the liquid phase is subjected to ultrasonic treatment at the inlet of the evaporator, the vapor phase from the evaporator is returned to the separation zone of the ultrasonic catalytic synthesis reactor of the same distillation stage, and the liquid phase is removed from the evaporator as a target product synthesis.

Кроме того, на каждой ступени перегонки паровую фазу полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза выводят из ультразвукового каталитического реактора синтеза через зону ректификации.In addition, at each distillation stage, the vapor phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is removed from the ultrasonic catalytic synthesis reactor through the rectification zone.

Кроме того, подогрев углеводородного сырья перед подачей на первую ступень перегонки осуществляют выше нижнего предела температуры кипения первой фракции.In addition, the preheating of the hydrocarbon feedstock before serving at the first stage of distillation is carried out above the lower limit of the boiling point of the first fraction.

Кроме того, охлаждение паровой фазы до образования парожидкостной смеси углеводородов осуществляется в трубном пространстве выпарного аппарата последующей ступени перегонки, кроме последней, за счет подогрева жидкой фазы, выводимой из ультразвукового каталитического реактора синтеза соответствующей ступени перегонки.In addition, the vapor phase is cooled to the formation of a vapor-liquid mixture of hydrocarbons in the tube space of the evaporator of the subsequent distillation stage, except for the latter, by heating the liquid phase that is removed from the ultrasonic catalytic synthesis reactor of the corresponding distillation stage.

Перечень чертежейList of drawings

На чертеже изображена установка, реализующая предлагаемый способ.The drawing shows the installation that implements the proposed method.

- 2 030309- 2 030309

Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention

Установки, работающие по предлагаемому способу, позволяют перерабатывать в качестве сырья все типы нефти, газовых конденсатов и другие смеси жидких углеводородов. Мощность установок может составлять от 10 до 500 тыс. тонн в год по сырью.Installations operating on the proposed method, allow to process as a raw material all types of oil, gas condensates and other mixtures of liquid hydrocarbons. The capacity of the plants can be from 10 to 500 thousand tons per year in terms of raw materials.

Для переработки нефти и газового конденсата были разработаны установки, разделяющие сырьё от четырех до восьми фракций.For the processing of oil and gas condensate, plants have been developed that separate raw materials from four to eight fractions.

Получаемые фракции соответствует техническому регламенту на товарные нефтепродукты.The resulting fractions comply with the technical regulations for commercial petroleum products.

Установки, реализующие предлагаемый способ, характеризуются низкой материалоемкостью оборудования и небольшими габаритами, так, например, общая масса оборудования установки производительностью 25 тыс. тонн сырья в год, разделяющей сырьё на четыре фракции, составляет 40 тонн и имеет габариты 20000x14000x7000 мм. Тогда как для получения товарных продуктов того же качества и количества к установке реализующей нетрадиционный способ перегонки требуются дополнительные установки, и их общая масса составляет 110 т и соответственно занимают большую площадь.Installations that implement the proposed method, are characterized by low material consumption of equipment and small dimensions, for example, the total weight of the equipment installation capacity of 25 thousand tons of raw materials per year, dividing the raw materials into four fractions, is 40 tons and has dimensions of 20000x14000x7000 mm. Whereas, to obtain commercial products of the same quality and quantity for an installation that implements an unconventional distillation method, additional installations are required, and their total weight is 110 tons and, accordingly, occupy a large area.

Глубина переработки нефтепродуктов на установках, реализующих предлагаемый способ, достигает 87-92%.The depth of refining of petroleum products on installations that implement the proposed method reaches 87-92%.

Для примера рассматривается состав установки, реализующей предлагаемый способ перегонки углеводородного сырья, разделяющей углеводородное сырьё на четыре фракции производительностью 25 тыс. тонн в год по сырью.For example, consider the composition of the installation that implements the proposed method for the distillation of hydrocarbon raw materials, separating the hydrocarbon raw materials into four fractions with a capacity of 25 thousand tons per year for raw materials.

Установка (чертеж) состоит из соединенных последовательно трубопроводами первой второй и третьей ступеней 1, 2 и 3 перегонки углеводородного сырья, линии 4 подвода углеводородного сырья, сырьевого насоса 5 и печи 6 для подогрева углеводородного сырья, соединенную трубопроводом 44 с выпарным 25 аппаратом первой ступени 1 перегонки. Теплообменники 7, 8 и 9 установлены последовательно на линии 4 подвода углеводородного сырья.The installation (drawing) consists of pipelines of the first second and third stages 1, 2 and 3 of hydrocarbon feedstock connected in series, a hydrocarbon feed line 4, a raw material pump 5 and a furnace 6 for heating the hydrocarbon feedstock, connected by a pipeline 44 with an evaporator 25 first stage apparatus 1 distillation. The heat exchangers 7, 8 and 9 are installed in series on the line 4 for the supply of hydrocarbons.

Каждая ступень 1, 2, 3 перегонки углеводородного сырья включает ультразвуковой каталитический реактор 10, 11, 12 синтеза и выпарной аппарат 25, 26, 27.Each stage 1, 2, 3 distillation of hydrocarbons includes an ultrasonic catalytic synthesis reactor 10, 11, 12 and an evaporator 25, 26, 27.

Каждый ультразвуковой каталитический реактор 10, 11, 12 синтеза содержит внутри: зону сепарации с сепарационными 13, 14, 15 устройствами; реакционную зону с устройствами для размещения 16, 17, 18 катализаторов; и зону ректификации, состоящую из ректификационных 19, 20, 21 тарелок и дефлегматоров 34, 35, 36. На входе в каждый ультразвуковой каталитический реактор 10, 11, 12 синтеза и на входе в каждый выпарной аппарат 25, 26, 27 установлен ультразвуковой аппарат 22, 23, 24, 28, 29, 30 с возможностью подачи в зону ультразвуковой обработки аппаратов 22, 23, 24, 28, 29, 30 реагентов по трубопроводам 31, 32, 33. Целевой продукт выводится из выпарного аппарата 25, 26, 27 по трубопроводу 54, 55, 56 через теплообменник 7, 8, 9 в соответствующую промежуточную емкость 38, 39, 40 для сбора целевого продукта - мазута, дизельного топлива и керосина соответственно. Паровая фаза смеси углеводородов выходит из ультразвуковых каталитических реакторов 10, 11, 12 синтеза, проходя через их ректификационные 19, 34; 20, 35; 21, 36 зоны. Паровая фаза смеси углеводородов, выходящая из ультразвуковых каталитических реакторов 10, 11 синтеза, по трубопроводу 45, 47 подается в трубное пространство выпарных 26, 27 аппаратов второй 2 и третьей 3 ступеней перегонки. Паровая фракция бензина, выходящая из ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза, по трубопроводу 49, подается в конденсатор 37, конденсат бензиновой фракции подается в сепаратор 41, где от него отделяется газовая фаза 43, а жидкая фаза бензиновой фракции по трубопроводу 57 отводится в промежуточную емкость 42 для сбора бензина. Жидкая фаза смеси углеводородов выводится из ультразвуковых каталитических реакторов 10, 11, 12 синтеза, через ультразвуковые аппараты 28, 29, 30 по трубопроводам 51, 52, 53 в выпарные 25, 26 и 27 аппараты. Паровая фаза смеси углеводородов из парового пространства выпарных 25, 26, 27 аппаратов первой второй и третей ступеней 1, 2 и 3 перегонки выводится по трубопроводам 46, 48, 50 в зону сепарации 13, 14, 15 ультразвуковых каталитических реакторов 10, 11, 12 синтеза, первой второй и третей ступеней 1, 2 и 3 перегонки. В рассматриваемой установке в качестве ультразвуковых аппаратов применены аппараты с частотой воздействия ультразвуком 22 кГц. В ультразвуковых каталитических реакторах 10, 11 синтеза первой 1 и второй 2 ступени перегонки в качестве катализатора используются сероустойчивые гидрирующие катализаторы гидроочистки алюмокобальтмолибденовый и алюмоникельмолибденовый. В ультразвуковом каталитическом реакторе 12 синтеза третьей 3 ступени перегонки используются бифункциональный катализатор гидроизомеризации - платинированный диоксид циркония модифицированный сульфат- и вольфрамат-анионами. В качестве реагента по трубопроводам 31, 32, 33 подается водородосодержащий газ.Each synthesis ultrasonic catalytic reactor 10, 11, 12 contains inside: a separation zone with separation, 13, 14, 15 devices; reaction zone with devices for placing 16, 17, 18 catalysts; and a rectification zone consisting of rectifying plates 19, 20, 21 and reflux condensers 34, 35, 36. At the entrance to each ultrasonic catalytic reactor 10, 11, 12 synthesis and at the entrance to each evaporator 25, 26, 27 an ultrasonic device 22 is installed , 23, 24, 28, 29, 30 with the ability to feed reagents 22, 23, 24, 28, 29, 30 into the ultrasonic treatment zone via pipelines 31, 32, 33. The target product is removed from the evaporator 25, 26, 27 according to the pipeline 54, 55, 56 through the heat exchanger 7, 8, 9 in the appropriate intermediate tank 38, 39, 40 to collect the target product - ma uta, diesel fuel and kerosine, respectively. The vapor phase of the mixture of hydrocarbons exits the ultrasonic catalytic reactors 10, 11, 12 of the synthesis, passing through their distillation 19, 34; 20, 35; 21, 36 zones. The vapor phase of the mixture of hydrocarbons, leaving the ultrasonic catalytic reactors 10, 11 synthesis, through the pipeline 45, 47 is fed into the tube space evaporating 26, 27 devices of the second 2 and third 3 stages of distillation. The vapor fraction of gasoline coming out of the ultrasonic catalytic synthesis reactor 12, via line 49, is fed to condenser 37, the gasoline fraction condensate is fed to separator 41, where gas phase 43 is separated from it, and the liquid phase of gasoline fraction is diverted through line 57 to intermediate tank 42 to collect gasoline. The liquid phase of the mixture of hydrocarbons is removed from the ultrasonic catalytic reactors 10, 11, 12 synthesis, through ultrasonic devices 28, 29, 30 through pipelines 51, 52, 53 in the evaporators 25, 26 and 27 devices. The vapor phase of a mixture of hydrocarbons from the vapor space of the evaporator 25, 26, 27 apparatus of the first second and third stages 1, 2 and 3 of the distillation is discharged via pipelines 46, 48, 50 to the separation zone 13, 14, 15 of the ultrasonic catalytic reactors 10, 11, 12 , the first second and third stages 1, 2 and 3 distillation. In the installation under consideration, devices with an ultrasound frequency of 22 kHz were used as ultrasonic devices. In the ultrasonic catalytic reactors 10, 11 of the synthesis of the first 1 and second 2 stages of distillation, sulfur-resistant hydrogenating catalysts for hydrotreating alumino-cobalt-molybdenum and alum-nickel-molybdenum are used as catalysts. In the ultrasonic catalytic reactor 12 for the synthesis of the third distillation stage, a bifunctional hydroisomerization catalyst, platinized zirconia modified with sulphate and tungstate anions, is used. Hydrogen-containing gas is fed as reagent through pipelines 31, 32, 33.

Работа установки, реализующей предлагаемый способ перегонки углеводородного сырья, осуществляется следующим образом.The operation of the plant that implements the proposed method for the distillation of hydrocarbons, as follows.

Углеводородное сырье, например среднестатистическая нефть, с помощью насоса 5 по трубопроводу 4 через теплообменники 9, 8, 7 с давлением 1,0-1,2 МПа подается в печь 6 для подогрева, где нагревается выше нижнего предела температуры кипения первой фракции, до температуры 380°С. Из печи 6 по трубопроводу 44 образовавшуюся парожидкостную смесь, нагретую до температуры 380°С, подают в трубное пространство выпарного 25 аппарата первой ступени перегонки. Парожидкостная смесь углево- 3 030309Hydrocarbon feedstock, for example, average oil, is pumped through pipeline 4 through heat exchangers 9, 8, 7 with a pressure of 1.0-1.2 MPa to furnace 6 for heating, where it heats up above the lower boiling point of the first fraction to temperature 380 ° C. From the furnace 6 through the pipeline 44 the resulting vapor-liquid mixture, heated to a temperature of 380 ° C, is fed into the tube space of the evaporator 25 of the apparatus of the first distillation stage. Vapor-liquid mixture of carbon-3 030309

дородов, пройдя трубное пространство выпарного 25 аппарата, подается по трубопроводу 44 в зону 13 сепарации первого ультразвукового каталитического реактора 10 синтеза 1-й ступени перегонки через ультразвуковой аппарат 22. Парожидкостная смесь углеводородов, проходя трубное пространство выпарного 25 аппарата 1-й ступени перегонки, подогревает жидкую фазу смеси углеводородов, выходящую из ультразвукового каталитического реактора 10 синтеза через ультразвуковой 28 аппарат в межтрубное пространство выпарного 25 аппарата, охлаждаясь при этом на 20-30°С. Проходя через ультразвуковой аппарат 22, парожидкостная смесь подвергается ультразвуковой обработке воздействием энергии интенсивностью 100-140 Вт/см². Одновременно по трубопроводу 31 в зону ультразвуковой обработки подается реагент - водородосодержащий газ. В сепарационной 13 зоне ультразвукового каталитического реактора 10 синтеза 1-й ступени перегонки происходит разделение на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза, полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза, выходит из ультразвукового каталитического реактора 10 синтеза через реакционную 16 и ректификационную зону 19, 34. Температура паровой фазы, полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза на выходе из ультразвукового каталитического реактора 10 синтеза 310°С, давление 0,1-0,12 МПа. Жидкая фаза полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза полностью выводится снизу ультразвукового каталитического реактора 10 синтеза по трубопроводу 51 в межтрубное пространство выпарного 25 аппарата через ультразвуковой 28 аппарат, где подвергается ультразвуковой обработке воздействием энергии интенсивностью 100-140 Вт/см². Температура жидкой фазы полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза на входе в выпарной 25 аппарат 330°С. Ультразвуковая обработка жидкой фазы полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза с дополнительным вводом реагента - водородосодержащего газа в зону ультразвуковой обработки по трубопроводу 31, позволяет получить готовый продукт в выпарном аппарате 25. Жидкая фаза полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза в выпарном аппарате 25 дополнительно подогревается до температуры 350°С для выпарки из неё легких фракций. В выпарном 25 аппарате поддерживается уровень жидкой фазы полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза. Из выпарного аппарата 25 по трубопроводу 46 паровая фаза легких фракций углеводородов возвращается в зону сепарации 13 ультразвукового каталитического реактора 10 синтеза 1-й ступени перегонки. Жидкая фракция мазута из выпарного аппарата 25 по трубопроводу 54 поступает в теплообменник 7, где охлаждается и отводится в промежуточную емкость 38 для сбора мазута.After passing through the tube space of the evaporator 25 of the apparatus, the pipeline 44 is supplied to the separation zone 13 of the first ultrasonic catalytic reactor 10 for the synthesis of the 1st stage of distillation through the ultrasonic device 22. The vapor-liquid mixture of hydrocarbons, passing through the tube space of the evaporator 25 of the 1st stage distillation apparatus, heats the liquid phase of the mixture of hydrocarbons emerging from the ultrasonic catalytic synthesis reactor 10 through the ultrasonic 28 apparatus into the annular space of the evaporator 25 apparatus, while cooling to 2 0-30 ° C. Passing through the ultrasonic device 22, the vapor-liquid mixture is subjected to ultrasonic treatment by exposure to an energy intensity of 100-140 W / cm ² . At the same time, a reagent, a hydrogen-containing gas, is fed through the pipeline 31 to the ultrasonic treatment zone. In the separation zone 13 of the ultrasonic catalytic reactor 10 for the synthesis of the 1st stage of distillation, the vapor and liquid phases are separated. The vapor phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products leaves the ultrasonic catalytic synthesis reactor 10 through reaction 16 and distillation zone 19, 34. The temperature of the vapor phase, the mixture of hydrocarbons obtained and synthesis products leaving the ultrasonic catalytic synthesis reactor 10 ° C, pressure 0.1-0.12 MPa. The liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is completely removed from the bottom of the ultrasonic catalytic synthesis reactor 10 through conduit 51 to the annular space of the evaporator 25 apparatus through the ultrasonic 28 apparatus, where it is subjected to ultrasonic treatment with an energy intensity of 100-140 W / cm ² . The temperature of the liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products at the inlet to the evaporator 25 is 330 ° C. Ultrasonic treatment of the liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products with an additional input of a hydrogen-containing gas into the ultrasonic treatment zone via pipeline 31 allows the finished product to be obtained in the evaporator 25. The liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products in the evaporator 25 is further heated to temperature 350 ° C for evaporation of light fractions from it. In the evaporator 25 apparatus, the level of the liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is maintained. From the evaporator 25, through the pipeline 46, the vapor phase of the light hydrocarbon fractions is returned to the separation zone 13 of the ultrasonic catalytic reactor 10 for the synthesis of the 1st distillation stage. The liquid fraction of fuel oil from the evaporator 25 through the pipeline 54 enters the heat exchanger 7, where it is cooled and drained into the intermediate tank 38 for collecting fuel oil.

Паровая фаза с 1-й ступени перегонки по трубопроводу 45 подается в трубное пространство выпарного 26 аппарата 2-й ступени перегонки. Образовавшаяся парожидкостная смесь углеводородов, пройдя трубное пространство выпарного 26 аппарата, подается по трубопроводу 45 в зону 14 сепарации второго ультразвукового каталитического реактора 11 синтеза 2-й ступени перегонки через ультразвуковой аппарат 23. Парожидкостная смесь углеводородов, проходя трубное пространство выпарного 26 аппарата 2-й ступени перегонки, подогревает жидкую фазу смеси углеводородов, выходящую из ультразвукового каталитического реактора 11 синтеза через ультразвуковой 29 аппарат в межтрубное пространство выпарного 26 аппарата, охлаждаясь при этом на 20-25°С. Проходя через ультразвуковой аппарат 23, парожидкостная смесь подвергается ультразвуковой обработке воздействием энергии интенсивностью 80-100 Вт/см². Одновременно по трубопроводу 32 в зону ультразвуковой обработки подается реагент водородосодержащий газ. В сепарационной 14 зоне ультразвукового каталитического реактора 11 синтеза 2-й ступени перегонки происходит разделение на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза, полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза, выходит из ультразвукового каталитического реактора 11 синтеза через реакционную 17 и ректификационную зону 20, 35. Температура паровой фазы, полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза на выходе из ультразвукового каталитического реактора 11 синтеза 220°С, давление 0,07-0,09 МПа. Жидкая фаза полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза полностью выводится снизу ультразвукового каталитического реактора 11 синтеза по трубопроводу 52 в межтрубное пространство выпарного 26 аппарата через ультразвуковой 29 аппарат, где подвергается ультразвуковой обработке воздействием энергии интенсивностью 80-100 Вт/см². Температура жидкой фазы полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза на входе в выпарной 26 аппарат 270°С. Ультразвуковая обработка жидкой фазы в полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза с дополнительным вводом реагента - водородосодержащий газ в зону ультразвуковой обработки по трубопроводу 32, позволяет получить готовый продукт в выпарном аппарате 26. Жидкая фаза полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза в выпарном аппарате 26 дополнительно подогревается до температуры 290°С для выпарки из неё легких фракций. В выпарном 26 аппарате поддерживается уровень жидкой фазы полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза. Из выпарного аппарата 26 по трубопроводу 48 паровая фаза легких фракций углеводородов возвращается в зону сепарации 14 ультразвукового каталитического реактора 11 синтеза 2-й ступени перегонки. Жидкая фракция дизельного топлива из выпарного аппарата 26 по трубопроводу 55 поступает в теплообменник 8, где охлаждается и отводится в промежуточную емкость 39 для сбора дизельного топлива.The vapor phase from the 1st distillation stage through the pipeline 45 is fed into the tube space of the evaporator 26 of the apparatus of the 2nd distillation stage. The resulting vapor-liquid mixture of hydrocarbons, having passed through the tube space of the evaporator 26 of the apparatus, is fed through conduit 45 to the separation zone 14 of the second ultrasonic catalytic reactor 11 for the synthesis of the 2nd stage of distillation through the ultrasonic apparatus 23. distillation, preheats the liquid phase of the mixture of hydrocarbons leaving the ultrasonic catalytic synthesis reactor 11 through the ultrasonic 29 apparatus into the annular space in steam device 26, while cooling at 20-25 ° C. Passing through the ultrasonic device 23, the vapor-liquid mixture is subjected to ultrasonic treatment by exposure to energy of 80-100 W / cm ² . At the same time, a hydrogen-containing gas reagent is supplied via pipeline 32 to the ultrasonic treatment zone. In the separation zone 14 of the ultrasonic catalytic reactor 11 for the synthesis of the 2nd stage of distillation, the vapor and liquid phases are separated. The vapor phase, the resulting mixture of hydrocarbons and synthesis products, leaves the ultrasonic catalytic synthesis reactor 11 through the reaction 17 and distillation zone 20, 35. The vapor phase temperature, the mixture of hydrocarbons and synthesis products at the exit of the ultrasonic catalytic synthesis reactor 11 is 220 ° C, pressure 0.07-0.09 MPa. The liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is completely removed from the bottom of the ultrasonic catalytic synthesis reactor 11 via pipeline 52 into the annular space of the evaporator 26 apparatus through the ultrasonic 29 apparatus, where it is subjected to ultrasonic treatment with an energy intensity of 80-100 W / cm ² . The temperature of the liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products at the inlet to the evaporating apparatus 26 is 270 ° C. Ultrasonic treatment of the liquid phase in the resulting mixture of hydrocarbons and synthesis products with an additional reagent input - hydrogen-containing gas into the ultrasonic treatment zone via pipeline 32, allows to obtain the finished product in the evaporator 26. The liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products in the evaporator 26 is further heated to temperature 290 ° C for evaporation of light fractions from it. In the evaporator 26 apparatus maintained the level of the liquid phase of the mixture of hydrocarbons and products of synthesis. From the evaporator 26 through the pipeline 48, the vapor phase of the light hydrocarbon fractions is returned to the separation zone 14 of the ultrasonic catalytic reactor 11 for the synthesis of the 2nd stage of distillation. The liquid fraction of diesel fuel from the evaporator 26 through the pipeline 55 enters the heat exchanger 8, where it is cooled and drained into the intermediate tank 39 to collect diesel fuel.

Паровая фаза со 2-й ступени перегонки по трубопроводу 47 подается в трубное пространство выпарного 27 аппарата 3-й ступени перегонки. Образовавшаяся парожидкостная смесь углеводородов, пройдя трубное пространство выпарного 27 аппарата, подается по трубопроводу 47 в зону 15 сепарацииThe vapor phase from the 2nd distillation stage through line 47 is supplied to the pipe space of the evaporator 27 of the 3rd distillation stage apparatus. The resulting vapor-liquid mixture of hydrocarbons, passing through the tube space of the evaporator 27 of the apparatus, is fed via pipeline 47 to the separation zone 15

- 4 030309- 4 030309

второго ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза 3-ей ступени перегонки через ультразвуковой аппарат 24. Парожидкостная смесь углеводородов, проходя трубное пространство выпарного 27 аппарата 3-ей ступени перегонки, подогревает жидкую фазу смеси углеводородов, выходящую из ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза через ультразвуковой 30 аппарат в межтрубное пространство выпарного 27 аппарата, охлаждаясь при этом на 15-20°С. Проходя через ультразвуковой аппарат 24, парожидкостная смесь подвергается ультразвуковой обработке воздействием энергии интенсивностью 60-80 Вт/см². Одновременно по трубопроводу 33 в зону ультразвуковой обработки подается реагент - водородосодержащий газ. В сепарационной 15 зоне ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза 3-й ступени перегонки происходит разделение на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза выходит из ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза через реакционную 18 и ректификационную зону 21, 36. Температура паровой фазы, полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза на выходе из ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза 130°С, давление 0,03-0,05 МПа. Жидкая фаза полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза полностью выводится снизу ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза по трубопроводу 53 в межтрубное пространство выпарного 27 аппарата через ультразвуковой 30 аппарат, где подвергается ультразвуковой обработке воздействием энергии интенсивностью 60-80 Вт/см². Температура жидкой фазы полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза на входе в выпарной 27 аппарат 180°С. Ультразвуковая обработка жидкой фазы в полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза с дополнительным вводом реагента - водородосодержащий газ в зону ультразвуковой обработки по трубопроводу 33, позволяет получить готовый продукт в выпарном аппарате 27. Жидкая фаза полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза в выпарном аппарате 27 дополнительно подогревается до температуры 200°С для выпарки из неё легких фракций. В выпарном 27 аппарате поддерживается уровень жидкой фазы полученной смеси углеводородов и продуктов синтеза. Из выпарного аппарата 27 по трубопроводу 50 паровая фаза легких фракций углеводородов возвращается в зону сепарации 15 ультразвукового каталитического реактора 12 синтеза 3-й ступени перегонки. Жидкая фракция керосина из выпарного аппарата 27 по трубопроводу 56 поступает в теплообменник 9, где охлаждается и отводится в промежуточную емкость 40 для сбора керосина.second ultrasonic catalytic reactor 12 synthesis of the 3rd stage of distillation through an ultrasonic apparatus 24. A vapor-liquid mixture of hydrocarbons, passing through the tube space of an evaporator 27 of the apparatus of the 3rd stage of distillation, heats the liquid phase of the mixture of hydrocarbons leaving the ultrasonic catalytic reactor 12 annulus evaporator 27 apparatus, while cooling at 15-20 ° C. Passing through the ultrasonic apparatus 24, the vapor-liquid mixture is subjected to ultrasonic treatment by exposure to an energy intensity of 60-80 W / cm ² . At the same time, a reagent, hydrogen-containing gas, is supplied to the ultrasonic treatment zone via pipeline 33. In the separation zone 15 ultrasonic catalytic reactor 12 synthesis of the 3rd stage of distillation occurs separation into vapor and liquid phases. The vapor phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products leaves the ultrasonic catalytic synthesis reactor 12 through the reaction 18 and distillation zone 21, 36. The temperature of the vapor phase, the resulting mixture of hydrocarbons and synthesis products at the outlet of the ultrasonic catalytic synthesis reactor 12 ° C, pressure 0, 03-0.05 MPa. The liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is completely removed from the bottom of the ultrasonic catalytic synthesis reactor 12 via pipeline 53 into the annular space of the evaporator 27 apparatus through the ultrasonic 30 apparatus, where it is subjected to ultrasonic treatment with an energy intensity of 60-80 W / cm ² . The temperature of the liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products at the inlet to the evaporator 27 is 180 ° C. Ultrasonic treatment of the liquid phase in the resulting mixture of hydrocarbons and synthesis products with an additional reagent input - hydrogen-containing gas into the ultrasonic treatment zone via pipeline 33, allows to obtain the finished product in the evaporator 27. The liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products in the evaporator 27 is additionally heated to temperature 200 ° C for evaporation of light fractions from it. In the evaporator 27 apparatus the level of the liquid phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is maintained. From the evaporator 27, via the pipeline 50, the vapor phase of the light hydrocarbon fractions is returned to the separation zone 15 of the ultrasonic catalytic reactor 12 for the synthesis of the 3rd distillation stage. The liquid fraction of kerosene from the evaporator 27 through the pipeline 56 enters the heat exchanger 9, where it is cooled and drained into the intermediate tank 40 to collect the kerosene.

Паровая фракция бензина с третьей ступени 3 перегонки по трубопроводу 49 поступает в конденсатор 37, где её охлаждают и полностью конденсируют, полученный конденсат бензиновой фракции подается в сепаратор 41, где от него отделяется газовая фаза 43, а жидкая фаза бензиновой фракции по трубопроводу 57 отводится в промежуточную емкость 42 для сбора бензина.The gasoline vapor fraction from the third stage 3 distillation through line 49 enters the condenser 37, where it is cooled and fully condensed, the resulting gasoline fraction condensate is fed to the separator 41, where the gas phase 43 is separated from it, and the liquid phase of the gasoline fraction is diverted through line 57 to intermediate tank 42 to collect gasoline.

Основными особенностями предложенного способа являются:The main features of the proposed method are:

применение на каждой ступени перегонки ультразвукового воздействия на углеводородное сырье и на смеси углеводородов позволяет увеличить глубину их переработки; ультразвуковое воздействие на катализаторы и на подаваемые реагенты интенсифицирует химические реакции, проходящие во время перегонки;the use of ultrasonic action on hydrocarbon raw materials and hydrocarbon mixtures at each stage of distillation makes it possible to increase the depth of their processing; the ultrasonic effect on the catalysts and on the fed reagents intensifies the chemical reactions that take place during the distillation;

применение в установке на 1-й и 2-й ступени перегонки сероустойчивых гидрирующих катализаторов, обладающих высокой активностью в реакциях с сернистыми, азотными и кислородными соединениями, позволяет значительно снижать содержание серы, азота и других ухудшающих качество веществ в товарных нефтепродуктах. Так же эти катализаторы обладают приемлемой активностью в реакциях насыщения непредельных соединений, образующихся при деструкции углеводородов в ультразвуковых аппаратах на входе и внутри ультразвуковых каталитических реакторов синтеза и входе в выпарной аппарат;The use of sulfur-resistant hydrogenating catalysts in the 1st and 2nd stages of the distillation, which are highly active in reactions with sulfur, nitrogen and oxygen compounds, can significantly reduce the content of sulfur, nitrogen and other deteriorating substances in commercial oil products. Also, these catalysts have acceptable activity in saturation reactions of unsaturated compounds formed during the destruction of hydrocarbons in ultrasonic devices at the inlet and inside of ultrasonic catalytic synthesis reactors and inlet to the evaporator;

применение перегрева углеводородного сырья в печи перед подачей на первую ступень перегонки обеспечивает разложение серосодержащих соединений, таких как тиофеновые которые труднее всего поддаются гидрированию, на меркаптановые и сульфидные, которые легче всего гидрируются, что в процессе перегонки приводит к удалению серы из углеводородного сырья до 95%;The use of overheating of hydrocarbon feedstock in a furnace before being fed to the first distillation stage provides for the decomposition of sulfur-containing compounds, such as thiophene, which are most difficult to hydrogenate, to mercaptan and sulfide, which are most easily hydrogenated, which during distillation removes sulfur from hydrocarbon feedstock to 95% ;

применение в установке на 3-ей ступени перегонки бифункционального катализатора гидроизомеризации активированного ультразвуком запускает и ускоряет реакции изомеризации алканов С₄-С₇+ и гидроизомеризации бензолсодержащих фракций, удаляется бензол для улучшения экологических характеристик получаемых нефтепродуктов;application of a bifunctional hydroisomerization catalyst activated by ultrasound at the 3rd distillation unit triggers and accelerates isomerization reactions of С ₄ -C ₇ + alkanes and hydroisomerization of benzene-containing fractions; benzene is removed to improve the environmental characteristics of the petroleum products obtained;

в процессе гидроочистки и гидроизомеризации в присутствии водорода на активированных ультразвуком катализаторах, с высокой скоростью при невысоких температурах и давлении протекают многочисленные реакции углеводородов, такие как: изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов; гидрокрекинг; гидрирование ароматических углеводородов и другие. Тем самым обеспечивается синтез заданных веществ, отсутствующих или находящихся в недостаточном количестве в углеводородном сырье, которые повышают такие показатели в товарных нефтепродуктах как октановое и цетановое число;in the process of hydrotreating and hydroisomerization in the presence of hydrogen on activated ultrasound catalysts, numerous reactions of hydrocarbons, such as: isomerization of paraffinic and naphthenic hydrocarbons, proceed with high speed at low temperatures and pressure; hydrocracking; hydrogenation of aromatic hydrocarbons and others. This ensures the synthesis of specified substances that are absent or in insufficient quantities in the hydrocarbon feedstock, which increase such indicators in commercial petroleum products as the octane and cetane number;

применение ректификационных устройств, и выпарных аппаратов на каждой ступени перегонки, обеспечивает получение на выходе товарных нефтепродуктов с равномерным внутрифракционным составом.the use of distillation devices, and evaporators at each stage of distillation, ensures the receipt at the exit of commercial oil products with a uniform intra-fractional composition.

Таким образом, техническим результатом использования предлагаемого способа является эффек- 5 030309Thus, the technical result of the use of the proposed method is the effective 5 030309

тивная перегонка углеводородного сырья, позволяющая осуществить увеличенную глубину переработки исходного углеводородного сырья любого фракционного состава и качества, с получением на выходе товарных нефтепродуктов с равномерным внутрифракционным составом, которые соответствуют высокому качеству предъявляемым к товарным нефтепродуктам. В таблице сравниваются результаты работы установок производительностью 25 тыс. тонн по сырью в год реализующих нетрадиционный способ перегонки и предлагаемый способ перегонки углеводородного сырья. Как видно из таблицы, глубина перегонки углеводородного сырья по предлагаемому способу на 30% выше, чем по нетрадиционному. Массовая доля серы в бензиновой и в дизельных фракциях на порядок ниже, октановые и цетановые числа в бензиновой и в дизельных фракциях значительно выше по предлагаемому способу, чем по нетрадиционному способу перегонки соответственно. Качество получаемых нефтепродуктов по остальным показателям по предлагаемому способу перегонки также значительно выше, чем по сравниваемому нетрадиционному способу. При равной установленной электрической мощности качество полученных товарных продуктов на установке реализующей предлагаемый способ значительно выше, чем на установке, реализующей нетрадиционной способ без дополнительных установок вторичной переработки. Затраты на нагрев сырья меньше на 26%, т.е. установка реализующая предлагаемый способ значительно экономичнее, чем установка реализующей нетрадиционной способ даже без дополнительных установок вторичной переработки.tivnaya distillation of hydrocarbons, allowing for an increased processing depth of the original hydrocarbon raw materials of any fractional composition and quality, with the receipt at the output of commercial petroleum products with a uniform intrafractional composition, which correspond to the high quality shown to commercial petroleum products. The table compares the results of operation of plants with a capacity of 25 thousand tons of raw materials per year implementing an unconventional method of distillation and the proposed method of distillation of hydrocarbon raw materials. As can be seen from the table, the depth of distillation of hydrocarbons in the proposed method is 30% higher than in unconventional. The mass fraction of sulfur in the gasoline and diesel fractions is much lower, the octane and cetane numbers in the gasoline and diesel fractions are significantly higher in the proposed method than in the non-traditional distillation method, respectively. The quality of petroleum products for the rest of the indicators for the proposed method of distillation is also significantly higher than for the compared non-traditional method. With an equal installed electric power, the quality of the resulting commercial products at the facility implements the proposed method is significantly higher than at the installation implementing the unconventional method without additional recycling plants. The cost of heating the raw material is less by 26%, i.e. A plant that implements the proposed method is much more economical than a plant that implements an unconventional method, even without additional recycling plants.

Промышленная применимостьIndustrial Applicability

Установки, реализующие предлагаемый способ перегонки углеводородного сырья, в котором применен принцип комбинирования процессов первичной переработки, вторичной переработки и нефтехимического синтеза, отличаются небольшой материалоёмкостью и габаритами, не требуют больших капиталовложений и энергозатрат на получение товарных нефтепродуктов, что снижает их себестоимость.Installations that implement the proposed method for the distillation of hydrocarbon raw materials, which used the principle of combining the processes of primary processing, secondary processing and petrochemical synthesis, have a small consumption of materials and dimensions, do not require large capital investments and energy costs for the production of commodity petroleum products, which reduces their cost.

Установки, реализующие предлагаемый способ перегонки углеводородного сырья, позволяют быстро перенастроиться на различные виды углеводородного сырья и оперативно изменять режимы переработки углеводородного сырья для получения заданных товарных нефтепродуктов.Installations that implement the proposed method for the distillation of hydrocarbons, allow you to quickly reconfigure for various types of hydrocarbons and quickly change the modes of processing of hydrocarbons to obtain the specified commodity oil products.

Показатели Indicators Нетрадиционный способ Ки 2301250 Unconventional the way Ki 2301250 Предлагаемый способ Proposed the way Производительность установок, тыс. тонн в год Plant capacity, thousand tons per year 25 25 25 25 Материальный баланс перегонки: Distillation material balance: - нефть, % масс. - oil,% of the mass. 100 100 100 100 - бензин, % масс, зимний/летний - gasoline, mass%, winter / summer 22 22 35/33 35/33 - керосин % масс. - kerosene% mass. - - 8/12 8/12 - дизельное топливо, %масс. зимнее/летнее - diesel fuel,% of the mass. winter / summer 32/38 32/38 42/45 42/45 - мазут, % масс, зимой/летом - fuel oil, mass%, in winter / summer 44/38 44/38 13/8 13/8 - потерн, % масс. - lost,% of the mass. 2 2 2 2 Бензиновой фракции: Gasoline fraction: -объемная доля бензола, % -volume of benzene,% 3,5 3.5 1,0 1.0 -плотность при 20 "С, кг/м⁵ - density at 20 "C, kg / m ⁵ 714,0 714.0 723,0 723.0 -октановое число по моторному методу - octane number by motor method 67 67 76 76 -массовая доля серы, % - mass fraction of sulfur,% 0,015 0.015 0,001 0.001 Фракции дизельного топлива: Diesel fuel fractions: -цетановое число -cetan number 49 49 55 55 -плотность при 20°С, кг/м³ зимнее/летнее- density at 20 ° С, kg / m ³ winter / summer 823/842 823/842 839/858 839/858 -температура вспышки, "С зимнее/летнее - flash temperature, "C winter / summer 33/45 33/45 42/60 42/60 -температура помутнения, °С зимнее/летнее cloud point, ° C winter / summer -28/-11 -28 / -11 -30/-9 -30 / -9 -температура застывания, °С зимнее/летнее - freezing temperature, ° C winter / summer -35/-10 -35 / -10 -40/-11 -40 / -11 -массовая доля серы, % - mass fraction of sulfur,% 0,05 0.05 0,005 0,005 Фракция мазута: «М100» Fuel oil fraction: “M100” -плотность при 20 °С, кг/м³ - density at 20 ° С, kg / m ³ 925 925 940 940 -температура вспышки в открытом тигле, °С - flashpoint in open crucible, ° С более 110 more than 110 более 110 more than 110 -температура застывания “С - freezing temperature “С 10 ten 4 four -массовая доля серы, % - mass fraction of sulfur,% 1,25 1.25 0,65 0.65 Глубина перегонки: зимой/легом Distillation Depth: Winter / Light 54/60 54/60 85/90 85/90 Установленная электрическая мощность, кВт Installed electric power, kW 81 (без доп. уст.) 81 (without additional set.) 80 80 Расход топлива для нагрева сырья (мазут), не более тонн в сутки Fuel consumption for heating raw materials (fuel oil), no more than tons per day 2,3 2.3 1.7 1.7

- 6 030309- 6 030309

Claims

CLAIM

1. The method of distillation of hydrocarbon raw materials, including at least two stages of distillation, in which the hydrocarbon feedstock is heated, the resulting vapor-liquid mixture is fed to the first stage of distillation, the vapor-liquid mixture is separated into the vapor and liquid phases at each of the stages of distillation, and the vapor phase is cooled and fed to the next distillation stage, characterized in that the separation into vapor and liquid phases at each distillation stage is carried out in an ultrasonic catalytic reaction The synthesis torus, where the vapor-liquid mixture at the inlet and inside the ultrasonic catalytic synthesis reactor simultaneously with the catalyst is subjected to ultrasonic treatment, the vapor-liquid mixture is fed to the first stage and the vapor phase to the next stages of distillation through the tubular space of the corresponding evaporator completely removed from the ultrasonic catalytic synthesis reactor in the annular space of the evaporator of the same st fines, at the inlet to the evaporator, the liquid phase is subjected to ultrasonic treatment, the vapor phase from the evaporator is returned to the separation zone of the ultrasonic catalytic synthesis reactor of the same distillation stage, and the liquid phase is removed from the evaporator as a target synthesis product.

2. The method according to claim 1, characterized in that at each stage of the distillation, the vapor phase of the obtained mixture of hydrocarbons and synthesis products is removed from the ultrasonic catalytic synthesis reactor through the rectification zone.

3. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the hydrocarbon feedstock before submission to the first stage of distillation is carried out above the lower limit of the boiling point of the first fraction.

4. The method according to claim 1, characterized in that the vapor phase is cooled to the formation of a vapor-liquid mixture of hydrocarbons in the tube space of the evaporator of the subsequent distillation stage, except for the latter, by heating the liquid phase removed from the ultrasonic catalytic synthesis reactor of the corresponding distillation stage.