RU17705U1 - Установка для получения моторных топлив из углеводородного сырья - Google Patents

Abstract

(54) Установка для получения моторных топлив из углеводородного сырья

(57) Использование: относится к нефтегазовой промышленности, а именно к установкам для получения моторных топлив из углеводородного сырья, и может бьггь использованы преимущественно на небольших или труднодоступных месторождениях нефти и газового конденсата, откуда вывоз сырья нерентабелен.

Задача: создание компактной и простой в обслуживании и эксплуатации установки, не требугош;ей во,ды и пара

Также задачей заявляемой комплексной полезной модели является увеличение производительности, за счет повышения интенсификации теплообмена, путем увеличения температурного напора через теплопередаюш;ие стенки печи, а также поверхности теплообмена при двух оборотном движении дымовых газов.

Кроме того, задачей заявляемой комплексной полезной модели является повышение надежности и пожаровзрывобезопасности трубчатой печи, за счет исключения из конструкции печи элементов, работающих под давлением и образующих гидравлические удары.

Сущность: заявляемая установка для получения моторных топлив из углеводородного сырья (смотри фиг. 1) содержит насос 1 для подачи сырья, регулирующий вентиль 2 для изменения расхода сырья, счетчик количества 3 для контроля расхода сырья, теплообменники 4, 5, 6, 7 8 для охлаждения отводимых жидких продуктов и подогрева сырья, трубчатую печь 9 для нагрева и испарения части сырья и отвода парожидкостной смеси, колонну 10 для отделения паров сырья от жидкой составляющей парожидкостной смеси.

Реферат

поступающей из печи, воздушные холодильники 11, 12, 13 для конденсирования

паров в определенном температурном диапазоне в зависимости от продукта, получаемого в данном холодильнике, вентилятор 14 для подачи воздуха в холодильники, воздуховод 15, емкости для хранения сырья и продуктов переработки 16 «маз5гг, 17 «дизельная фракция (отбензиненный остаток), 18 «дизельное топливо, 19 «бензин, 20 «промежуточные фракции (уайтспирт, нефрасы, керосин), 21 «легкие бензиновые фракции, 22 «углеводородное сырье, насос 23 для подачи топлива в трубчатую печь 9, емкость 24 для хранения топлива, предназначенного для нагрева углеводородного сырья, поступающего в трубчатую печь 9, термометры 25, 26, 27 для измерения температуры парожидкостной смеси на выходе из трубчатой печи, пара на выходе из колонны и на выходе из холодильника 11. Давление сырья, подаваемого в трубчатую печь, контролируется электроконтактным манометром 28.

Трубчатая печь 9 для нагрева углеводородного сырья (смотри фиг. 2) содержит топку 30, топочный агрегат 31, теплообменную камеру 32, размещенные в ней вертикальные нагревательные элементы 33, выполненные в виде трубных пакетов труба в трубе, дымовую трубу 34, отводящий патрубок 35.

2 н.п. формулы, 2 илл. Составитель: Федотов В.А.

Description

Установка для получения моторных тонлнв из углеводородного сырья

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к установкам для нолучения моторных топлив из углеводородного сырья, и может быть иснользована преимущественно на небольших или труднодоступных месторождениях нефти и газового конденсата, откуда вывоз сырья нерентабелен.

Известна установка для переработки нефтесырья (патент РФ №2092520 основной ршдекс МПК C10G7/00, дата нодачи заявки 22.12.1992г., дата публикации 10.10.1997г.), выбранная в качестве прототипа.

Установка для переработки нефтесырья содержит трубчатую печь, колонны (ректификационную и отпарную), теплообменники, воздушный холодильник и емкость для сбора продуктов.

Недостатками известной установки являются громоздкость, сложность изготовления и эксплуатации, так как ректификационная колонна, снабженная подвижными колпачковылш тарелками, монтирующими в блоки по три - четыре штуки, имеет большие размеры и высоту.

При этом технологический процесс с использованием данной ректификационной колонны сложен, так как при переработке нефти, газового конденсата, промышленных отходов ГСМ, нужно останавливать процесс

аоШШ

11|ШР1РЩ

МПК: C10G7IOO

переработки, для перенастройки блоков, входящих в ректификационную колонну.

Кроме того, в технологическом процессе используется вода и водяной пар, для производства которого требуется применение парогенераторов и обеспечение установки водой, что значительно усложняет ее эксплуатацию, особенно в условиях крайнего Севера.

Известна трубчатая печь, содержащая топку, теплообменную камеру и размещенные в ней вертикальные нагревательные элементы (авторское свидетельство СССР №711326, класс МКИ Кл.2 F27B5/00, C10G9/20, заявлено 26.05.76, опубликовано 25.01.79, бюллетень №3), выбранная в качестве прототипа.

Заявленная трубчатая печь имеет низкую надежность, производительность и высокую пожаровзрьгеоопасность.

Наличие змеевика из вертикальных труб, соединяемых сверху трубными переходами, ведет к образованию паровых пробок, так как сырье, испаряясь в печи, в змеевик поступает в виде смеси пара и неиспарившегося остатка.

Кроме того, из-за наличия дополнительной среды для передачи тепла, находящейся под давлением, возникают гидравлические удары, приводящие к механическому разрушению элементов печи и к повышению пожаровзрывоопасности трубчатой печи.

Задачей заявляемой комплексной полезной модели является устранение указанных недостатков, то есть создание компактной и простой в обслуживании и эксплуатации установки, не требующей воды и пара.

Также задачей заявляемой комплексной полезной модели является увеличение производительности, за счет повьппения интенсификации

теплообмена, путем увеличения температурного напора через теплопередающие стенки печи, а также поверхности теплообмена при оборотном движении дымовых газов.

Кроме того, задачей заявляемой комплексной полезной модели является повышение надежности и пожаровзрывобесопасности трубчатой печи, за счет исключения из конструкции печи элементов, работающих под давлением и образующих гидравлические удары.

Для решения указанной задачи в установке для получения моторных топлнв из углеводородного сырья, содержащей трубчатую печь, колонну, теплообменники, воздушные холодильники, емкости для хранения сырья и продуктов переработки, согласно полезной модели, колонна соединена трубопроводами последовательно с несколькими воздушными холодильниками, каждый из которых связан с емкостями для хранения сырья и продуктов переработки.

Кроме того, указанная задача решается за счет того, что трубчатая печь, содержащая топку, теплообменную камеру и размещенные в ней вертикальные нагревательные элементы, согласно полезной моделн, вертикальные нагревательные элементы выполнены в виде трубных пакетов труба в трубе, соединенные снизу и сверху коллекторами.

Решение указанной задачи обеспечивается, как видно из вышеизложенного, за счет колонны, в которой пар отделяется от жидкого остатка углеводородного сырья, неиспарившегося в трубчатой печи. При этом колонна соединена трубопроводами последовательно с несколькими воздушными холодильниками, каждый из которых связан с емкостями для хранения сырья и продуктов переработки. Воздушные холодильники имеют

определенную температуру для конденсирования паров необходимого продукта, за счет регулирования потока воздуха подаваемого для охлаждения.

Применение в трубчатой печи вертикальные: нагревательных элементов, выполненных в виде трубных пакетов труба в трубе, соединенных снизу и сверху коллекторами, уменьшает закоксовывание теплопередающих поверхностей нагревательных элементов углеводородным сырьем, за счет удаления паров углеводородного сырья естественным и кратчайшим путем из области нагрева, что в свою очередь приводит к повышению надежности и пожаровзрывобесопасности трубчатой печи. Кроме того, у вертикальных нагревательных элементов, выполненных в виде трубных пакетов труба в трубе, горячие газы омывают внутреннюю поверхность внутрегшей трубы и наружную поверхность наружной трубы. При этом, за счет двух оборотного движения дымовых газов увеличивается поверхность теплообмена, что приводит к увеличению производительности печи.

Заявляемая установка для получения моторных топлив нз углеводородного сырья имеет отличия от прототипа (патент РФ №2092520 и авторское свидетельство СССР №711326), следовательно, соответствует критерию новизна.

Предложенная полезная модель может быть изготовлена в необходимых количествах в условиях специальных производств, то есть она соответствует критерию промышленная применимость.

Сущность нредлагаемого технического решения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - изображена технологическая схема установки;

на фиг. 2 - схематически изображена трубчатая печь, общий вид.

Пример конкретного выполнення.

Заявляемая установка для получения моторных топлив из углеводородного сырья (смотри фиг. 1) содержит насос 1 для подачи сырья, регулирующий вентиль 2 для изменения расхода сырья, счетчик количества 3 для контроля расхода сырья, теплообменники 4, 5, 6, 7 8 для охлаждения отводимых жидких продуктов и подогрева сырья, трубчатую печь 9 для нагрева и испарения части сырья и отвода парожидкостной смеси, колонну 10 для отделения паров сырья от жидкой составляющей парожидкостной смеси, поступающей из печн, воздушные холодильники 11, 12, 13 для конденсирования паров в определенном температурном диапазоне в зависимости от продукта, получаемого в данном холодильнике, вентилятор 14 для подачи воздуха в холодильники, воздуховод 15, емкости для хранения сырья и продуктов переработки 16 «мазут, 17 «дизельная фракция (отбензиненный остаток), 18 «дизельное топливо, 19 «бензин, 20 «промежуточные фракции (уайтспирт, нефрасы, керосин), 21 «легкие бензиновые фракции, 22 «углеводородное сырье, насос 23 для подачи топлива в трубчатую печь 9, емкость 24 для хранения топлива, предназначенного для нагрева углеводородного сырья, поступающего в трубчатую печь 9, термометры 25, 26, 27 для измерения температуры парожидкостной смеси на выходе из трубчатой печи, пара на выходе из колонны и на выходе из холодильника 11. Давление сырья, подаваемого в трубчатую печь, контролируется электроконтактным манометром 28.

Трубчатая печь 9 для нагрева углеводородного сырья (смотри фиг 2) содержит топку 30, топочный агрегат 31, теплообменную камеру 32, размещенные в ней вертикальные нагревательные элементы 33, выполненные в виде трубных пакетов труба в трубе, дымовую трубу 34, отводящий патрубок 35.

Установка для получения моторных топлив нз углеводородного сырья работает следующим образом.

Вариант 1, при котором из газового конденсата выделяется бензиновая фракция.

Сырье насосом 1 из емкости 22 «углеводородное сырье через регулирующий вентиль 2 и счетчик количества 3 подается последовательно в теплообменники 4, 5, 6, 7, 8, в которых оно подогревается горячим продуктом, поступающим из колонны 10 и холодильников 11, 12, 13. Подогретое углеводородное сырье поступает в нижний коллектор печи 9 и поднимается по кольцевым пространствам между внутренних и наружных труб вертикальных нагревательных элементов 33, выполненных в виде трубных пакетов труба в трубе, расположенных в теплообменной камере 32 трубчатой печи 9. При этом подогретое углеводородное сырье нагревается до рабочей температуры 100°160°С, за счет горячих газов, получаемых при сгорании распыленного топлива и воздуха, подающего топочным агрегатом 31 в топку 30. Горячие газы омывают внутреннюю поверхность внутренней трубы вертикального нагревательного элемента 33, поднимаясь по ним вверх, а затем, омывая наружную поверхность наружных труб вертикального нагревательного элемента 33, опускаясь вниз, и выходят в дымовую трубу 34, по которой поднимаются и уходят в атмосферу.

Регулируя подачу топлива и воздуха регулировочными элементами (на фиг не показаны) топочного блока, добиваются полного сгорания топлива в топке 30. Получаемая парожидкостная смесь углеводородного сырья через отводящий патрубок 35 поступает в разбрызгиватель колонны 10, пары бензина через верх колонны 10 поступают в холодильник 11, а жидкость (дизельная фракция) с переливной тарелки колонны 10 через теплообмершик 7 и вентиль самотеком сливается в емкость 17. При этом дизельная фракция, проходя через теплообменник 7, охлаждается за счет углеводородного сырья, подаваемого в трубчатую печь 9. Пары бензина в холодильнике И, охлаждаются и частично конденсируются, за счет воздуха, подаваемого вентилятором 14 через воздуховод 15. Жидкость, получаемая в результате конденсации, из холодильника И, проходя через теплообменник 6, охлаждается и поступает в емкость 19. Несконденсированные в холодильник 11 пары поступают в холодильник 12, где они также охлаждаются и частично конденсируются. Жидкость, получаемая в результате конденсации, из холодильника 12, проходя через теплообменник 5, охлаждается и поступает в емкость 19. Легкие несконденсированные в холодильнике 12 пары поступают в холодильник 13, где окончательно конденсируются и жидкость, полученная в результате конденсации, из холодильника 13, проходя через теплообменник 4, охлаждается и поступает в емкость 21. Благодаря тому, что в холодильниках 11, 12, 13 температура поддерживается в заданном температурном диапазоне, за счет изменения расхода охлаждающего воздуха, путем открытия-прикрытия заслонок, можно выделить нефрасы, которые поступают в емкость 20.

Вариант 2 - получение дизельного топлива.

Отбензиненный остаток (дизельная фракция) из емкости 17 подается в трубчатую печь 9. Регулирующим вентилем 2 уменьшают количество сырья, подаваемого для нагрева в трубчатую печь 9, таким образом, чтобы температура парожидкостной смеси на выходе из печи находилась в рабочем диапазоне температур 240°-270°С При этом, изменяя температуру нагрева, получают летнее или зимнее дизельное топливо. Получаемая парожидкостная смесь углеводородного сырья через отводящий патрубок 35 поступает в разбрызгиватель колонны 10. Пары, поднимаясь к верху колонны 10, поступают в холодильник 11. Регулируя температуру в холодильниках, можно изменять такие характеристики дизельного топлива, как вязкость, плотность, температуру вспьипки в закрытом тигле. Дизельное топливо из холодильников 11, 12 самотеком сливается в емкость 18.

Тяжелая часть дизельной фракции, в виде котельного топлива (мазута), с нижней части колонны 10 через теплообменник 8 сливается в емкость 16.

Из выще изложенного видно, что заявляемая установка для получения моторных тонлив из углеводородного сырья компактна и проста в обслуживании и эксплуатации, не требует воды, сжатого воздуха, пара.

Кроме того, увеличивается производительность заявляемой установки, за счет повыщения интенсификации теплообмена, путем увеличения температурного напора через теплопередаюпще стенки печи, а также за счет увеличения поверхности теплообмена при двух оборотном движении дымовых газов.

Трубчатая печь, входящая в заявляемую установку, обладает повышенной надежностью и пожаровзрывобесопасностъю, за счет исключения из конструкции печи элементов, работающих под давлением и образующих гидравлические удары.

Заявляемая установка при использовании дизельгенератора может эксплуатртроваться автономно, преимущественно на небольщих или труднодоступных месторождениях нефти или газового конденсата, откуда вывоз сырья нерентабелен

Claims (2)

1. Установка для получения моторных топлив из углеводородного сырья, включающая трубчатую печь, колонну, теплообменники, воздушные холодильники и емкости для хранения сырья и продуктов переработки, отличающаяся тем, что колонна соединена трубопроводами с несколькими воздушными холодильниками, каждый из которых связан с емкостями для хранения сырья и продуктов переработки.

2. Трубчатая печь, содержащая топку, теплообменную камеру и размещенные в ней вертикальные нагревательные элементы, отличающаяся тем, что вертикальные нагревательные элементы выполнены в виде трубных пакетов "труба в трубе", соединенные снизу и сверху коллекторами.