RU2154088C1

RU2154088C1 - Gasoline production process

Info

Publication number: RU2154088C1
Application number: RU99102634A
Authority: RU
Inventors: В.В. Гайдукевич; Р.Р. Ахсанов
Original assignee: Гайдукевич Вадим Владиславович; Ахсанов Ренат Рахимович
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-10

Abstract

FIELD: gasoline production. SUBSTANCE: gasoline is prepared by combining gasoline fractions, in particular (i) product isolated by hydrocycloning of crude oil preheated to 60-90 C in hydrocyclone, wherein gas-vapor mixture releases from rotation center of stream and condensed at 15-20 C, or (ii) gas condensate separated upon transportation and cooling of gas with oxygen-containing additive, namely 5 to 10 vol.% of ether "head" in production of butyl alcohols boiling off between 62 and 130 C or 10-30 vol.% of bottom residue in production of butyl alcohols, or mixture thereof at ratio (2-10): (3-20), respectively. EFFECT: improved antiknock property of gasolines. 2 tbl

Description

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, а также в нефтяной и газовой промышленности непосредственно на промыслах при первичной подготовке и переработке нефти и конденсата. The invention can be used in the oil refining industry, as well as in the oil and gas industry directly in the fields during the initial preparation and processing of oil and condensate.

Известен способ /1/, в котором с целью получения широкой бензиновой фракции увеличения отбора и повышения производительности процесса, нагретую нефть подвергают однократному испарению в сепараторе высокого давления с последующей подачей образовавшейся паровой фазы в колонну ректификации. За счет того, что на ректификацию направляют только паровую фазу, уменьшаются нагрузки в колонне, что дает возможность повысить производительность способа. Как указывают авторы, этот способ позволяет увеличить отбор широкой бензиновой фракции на 0,4%, повысить качество готового продукта, а также повысить производительность способа путем снижения нагрузки на колонну ректификации /Маринин Н. С. и др. "Разгазирование и предварительное обезвоживание нефти в системе сбора", М., "Недра", с. 59/. The known method / 1 /, in which in order to obtain a wide gasoline fraction to increase the selection and increase the productivity of the process, the heated oil is subjected to a single evaporation in a high pressure separator with subsequent supply of the resulting vapor phase to the distillation column. Due to the fact that only the vapor phase is directed to rectification, the loads in the column are reduced, which makes it possible to increase the productivity of the method. As the authors indicate, this method allows to increase the selection of a wide gasoline fraction by 0.4%, to improve the quality of the finished product, and also to increase the productivity of the method by reducing the load on the distillation column / N. Marinin et al. "Degassing and preliminary dehydration of oil in collection system ", M.," Nedra ", p. 59 /.

Известен способ /2/ путем нагрева нефти, ректификации в колонне при повышенных давлении и температуре, конденсации полученной при ректификации газовой головки с получением газового конденсата, отвода части этого конденсата в виде готового продукта и подачи оставшейся части конденсата на орошение в ректификационную колонну, в которой нагретую нефть предварительно подвергают сепарации при повышенном давлении с получением парового потока, который направляют в ректификационную колонну в качестве исходного сырья, и жидкого потока, который подают на испарение в емкость и подачу сконденсированного парового потока в ректификационную колонну в виде холодного и горячего орошения, а кубовый остаток отводят в качестве бензина-растворителя или смешивают со стабильной нефтью /Троянов В.П. "Промышленная подготовка нефти", М., "Недра", 1977, с. 287/. The known method / 2 / by heating oil, distillation in a column at elevated pressure and temperature, condensation obtained by distillation of the gas head to obtain gas condensate, removal of part of this condensate in the form of a finished product and supplying the remaining part of the condensate for irrigation in a distillation column in which heated oil is preliminarily subjected to separation under elevated pressure to obtain a steam stream, which is sent to the distillation column as a feedstock, and a liquid stream, which fed to the tank for evaporation and the condensed steam flow to the distillation column in the form of cold and hot irrigation, and the bottom residue is removed as solvent gasoline or mixed with stable oil / V. Troyanov. "Industrial oil preparation", M., "Nedra", 1977, p. 287 /.

Основным недостатком этих способов получения широкой бензиновой фракции является громоздкость процесса, заключающаяся в осуществлении его с помощью ректификационных колонн энергоемкость, т.к. известно, что увеличение выхода легких углеводородов связано с повышением температуры в колонне (низа - 240-300^oC, верха - 140-160^oC). Кроме того, процесс осуществляется при повышенных давлениях в колонне. Все это приводит к низкой удельной производительности способа, а значит, и малой эффективности и интенсивности /Быков В. А. "Технологические методы предотвращения потерь углеводородов на промысле", М., "Недра", 1988, с. 37/.The main disadvantage of these methods of obtaining a wide gasoline fraction is the cumbersomeness of the process, which consists in the implementation of it using distillation columns energy intensity, because it is known that an increase in the yield of light hydrocarbons is associated with an increase in temperature in the column (bottom - 240-300 ^o C, top - 140-160 ^o C). In addition, the process is carried out at elevated pressures in the column. All this leads to low specific productivity of the method, and hence low efficiency and intensity / V. Bykov "Technological methods for preventing hydrocarbon losses in the field", M., "Nedra", 1988, p. 37 /.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ (см. Эфиры как компоненты моторных топлив. Ethers have good gasoline-blending attaibats Unzelman George H.//Oil and Gas -1989-87, N 5, p. 33-37), заключающийся в использовании эфиров с различными добавками нефтехимических производств. The closest technical solution to the alleged invention is a method (see Ethers as components of motor fuels. Ethers have good gasoline-blending attaibats Unzelman George H. // Oil and Gas -1989-87, N 5, p. 33-37), which in the use of esters with various additives of petrochemical industries.

Недостаток - низкое качество целевого продукта и повышенный расход добавок. The disadvantage is the low quality of the target product and the increased consumption of additives.

Цель изобретения - повышение эффективности способа путем интенсификации процесса получения бензина. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the method by intensifying the process of producing gasoline.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве бензиновых фракций используют или продукт, выделенный гидроциклонированием, предварительно нагретой до 60-90^oC нефти, в гидроциклоне с выделением парогазовой смеси из центра вращения потока и последующей ее конденсацией при температуре 15-20^oC, или газовый конденсат, выделенный при транспорте и охлаждении газа, а в качестве кислородсодержащей добавки используют эфирную "головку" производства бутиловых спиртов, выкипающую в интервале 62-130^oC в количестве 5-10% об., или кубовый остаток производства бутиловых спиртов в количестве 10-30% об. или их смесь в соотношении % об., эфирная головка - 2-10, кубовый остаток - 3-20.This goal is achieved by the fact that as a gasoline fraction use either a product isolated by hydrocyclone, preheated to 60-90 ^o C oil, in a hydrocyclone with the allocation of the vapor-gas mixture from the center of rotation of the stream and its subsequent condensation at a temperature of 15-20 ^o C, or gas condensate released during transport and cooling of the gas, and an ether-containing head of butyl alcohol production, boiling in the range of 62-130 ^o C in an amount of 5-10% by volume, or bottoms production is used as an oxygen-containing additive butyl alcohols in an amount of 10-30% vol. or a mixture thereof in a ratio of% vol., ether head - 2-10, VAT residue - 3-20.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Обезвоженную, обессоленную нефть подают в нагреватель и нагревают до 60-90^oC. Нагрев нефти свыше 90^oC экономически нецелесообразен и в промысловых условиях является пожароопасным мероприятием. Нагрев нефти ниже 60^oC не дает желаемых результатов по интенсификации процесса получения бензина. Далее эту нефть подвергают гидроциклонированию, заключающуюся в направлении в камеру распределения гидроциклона, в которой эту нефть равномерно распределяют по всем гидроциклонным элементам за счет тангенциального ввода в камеру распределения. В каждом гидроциклонном элементе поток нефти закручивают с помощью вводного устройства, выполненного в виде постепенно сужающегося винтового прямоугольного канала до скорости закрутки на каждом гидроциклонном элементе порядка 35 м/с путем подачи жидкости под давлением 4 кгс/см². Это позволит организовать внутри каждого гидроциклонного элемента такую гидродинамическую обстановку, когда в центре вращения потока в каждом элементе образуется парогазовый шнур, давление в котором заметно ниже давления жидкости при поступлении в аппарат. А это в свою очередь позволяет изменить коэффициент фазового равновесия "пар(газ) - жидкость" системы "нефть - газ" в сторону снижения температур. Поэтому в отличие от традиционных температур нагрева в 250-300^oC достаточно нагреть нефть до 60-90^oC, что заметно сокращает расход топлива. В то же время получение бензиновых фракций связано с методами ректификации в ректификационных колоннах. Предлагаемый метод получения бензиновых фракций по сравнению с этими методами позволяет сократить металлоемкость в 40-60 раз.Dehydrated, desalted oil is fed into the heater and heated to 60-90 ^o C. Heating oil above 90 ^o C is not economically feasible and is a fire hazard in field conditions. Heating oil below 60 ^o C does not give the desired results on the intensification of the process of producing gasoline. Further, this oil is subjected to hydrocyclone, consisting in the direction of the hydrocyclone in the distribution chamber, in which this oil is evenly distributed over all hydrocyclone elements due to the tangential entry into the distribution chamber. In each hydrocyclone element, the oil flow is twisted using an input device made in the form of a gradually narrowing screw rectangular channel to a twist speed on each hydrocyclone element of the order of 35 m / s by supplying a liquid under a pressure of 4 kgf / cm ² . This will make it possible to organize such a hydrodynamic situation inside each hydrocyclone element when a vapor-gas cord is formed in the center of rotation of the stream in each element, the pressure in which is noticeably lower than the liquid pressure when it enters the apparatus. And this, in turn, allows you to change the coefficient of phase equilibrium "steam (gas) - liquid" system "oil - gas" in the direction of lowering temperatures. Therefore, unlike traditional heating temperatures of 250-300 ^o C, it is enough to heat the oil to 60-90 ^o C, which significantly reduces fuel consumption. At the same time, the production of gasoline fractions is associated with the methods of distillation in distillation columns. The proposed method for producing gasoline fractions in comparison with these methods allows to reduce the metal consumption by 40-60 times.

В емкости, на которой устанавливается мультигидроциклон, не только собирают стабильную нефть, но и улавливают капельную жидкость, унесенную вместе с парогазовой смесью через сливную трубку каждого гидроциклонного элемента. Для этого емкость на выходе парогазовой смеси снабжена каплеотбойником, представляющим собой гильзу с линзообразными тарелками из регулярных проволочных насадок, навитых по спирали Архимеда. Вогнутая часть этих тарелок обращена к парогазовому потоку. Парогазовую смесь направляют в конденсатор-холодильник, где производят интенсивный отбор тепла и конденсацию паров светлых углеводородов. Для этого поддерживают температуру в конденсаторе-холодильнике в пределах 15-20^oC. Применение более низких температур экономически нецелесообразно, а более высокие температуры не дают ожидаемой интенсификации процесса. Далее смесь конденсата с газом подают в бензосепаратор, где отделяют под давлением не менее 1,3 кгс/см² сухой газ и жидкий бензиновый продукт. Пониженное давление в бензосепараторе приводит к обеднению бензинового продукта бутан-бутиленовыми фракциями. Увеличение давления влечет за собой частичное повышенное растворение пропановых фракций, а значит, и загазованность товарного парка. Сухой газ направляют на сжигание в топку нагревателя, а бензиновый продукт смешивают с кислородсодержащими компонентами, являющимися отходами нефтехимических производств.In the container on which the multi-hydrocyclone is installed, not only stable oil is collected, but also a dropping liquid is carried away, taken together with the vapor-gas mixture through the drain pipe of each hydrocyclone element. For this, the container at the outlet of the gas-vapor mixture is equipped with a droplet eliminator, which is a sleeve with lenticular plates made of regular wire nozzles wound in a spiral of Archimedes. The concave part of these plates faces the gas-vapor flow. The gas-vapor mixture is sent to a condenser-refrigerator, where intensive heat removal and condensation of light hydrocarbon vapors are performed. To do this, maintain the temperature in the condenser-refrigerator in the range of 15-20 ^o C. The use of lower temperatures is not economically feasible, and higher temperatures do not give the expected intensification of the process. Next, the mixture of condensate with gas is fed to a gas separator, where dry gas and liquid gasoline product are separated under pressure of at least 1.3 kgf / cm ² . Reduced pressure in the gas separator leads to depletion of the gasoline product by butane-butylene fractions. The increase in pressure entails a partial increased dissolution of propane fractions, and hence the gas contamination of the fleet. Dry gas is sent to combustion in the heater furnace, and the gasoline product is mixed with oxygen-containing components, which are waste products from petrochemical industries.

Использование предполагаемого изобретения позволит интенсифицировать процесс получения бензина из довольно-таки дешевых отходов нефтехимических производств. Using the proposed invention will allow to intensify the process of producing gasoline from fairly cheap waste from petrochemical industries.

Эфирная "головка" и кубовый остаток производства бутиловых спиртов приведены по данным производственного объединения "Салаватнефтеоргсинтез". Все эти продукты являются побочными продуктами предприятия и свободно реализуются. Пример увеличения октанового числа при добавлении кислородосодержащих соединений к базовому бензину показано в табл. 1
Кубовый остаток компаундируется с бензиновым продуктом без каких-либо осложнений.The ether "head" and the bottom residue of the production of butyl alcohols are given according to the Salavatnefteorgsintez production association. All these products are by-products of the enterprise and are freely sold. An example of an increase in octane number when adding oxygen-containing compounds to base gasoline is shown in Table. 1
The bottom residue is compounded with a gasoline product without any complications.

Эфирная "головка", как правило, содержит 2-7% растворенной воды. При добавлении к бензиновому продукту вода выпадает в мелкодисперсном состоянии с образованием устойчивой эмульсии. При этом двигатели внутреннего сгорания работают на такой эмульсии без каких-либо осложнений. Примеры конкретного исполнения и полученные физико-химические свойства бензиновых топлив показаны в табл. 2
Экспериментальные исследования показали, что снижение добавки эфирной "головки" менее 5% об. не приводили к заметному улучшению моторных качеств бензина по октановому числу (детонационным свойствам), а увеличение свыше 20% об. не только не приводит к улучшению моторных качеств бензина, но и экономически является нецелесообразным, т.к. применяют эфирную "головку" производства бутиловых спиртов, в то же самое время снижение добавки кубового остатка 10% об. не приводит к заметному улучшению моторных качеств бензина, а увеличение его добавки свыше 30% об. приводит к ухудшению качества бензина по содержанию смол. Снижение добавки эфирной "головки" до 2% об. выполняется добавкой кубового остатка до 3% об., что в сумме составит не менее 5% об; увеличение объема добавок свыще 10% об. эфирной "головки" и 20% об. кубового остатка экономически нецелесообразны из-за возрастания транспортных расходов этих добавок. Кроме того, экспериментами доказано явление синергизма (усиление) эффекта улучшения качества моторных бензинов в результате добавок эфирной "головки" и кубового остатка в бензиновый продукт, выделенной с помощью ступенчатого мультигидроциклона. Благодаря только добавке этих компонентов в последовательности: бензиновый продукт, полученный гидроциклонированием с помощью ступенчатого мультигидроциклона + эфирная "головка" + кубовый остаток, позволили получить бензин соответствующий марки АИ-93 по ГОСТ 2084-77 с необходимыми отклонениями (начало кипения было не 35^oC, а 29^oC, ДНП не 500 мм рт. ст., а 600-700 мм рт. ст. и даже больше).The ethereal “head” typically contains 2-7% dissolved water. When added to a gasoline product, water falls out in a finely divided state with the formation of a stable emulsion. At the same time, internal combustion engines operate on such an emulsion without any complications. Examples of specific performance and the obtained physicochemical properties of gasoline fuels are shown in table. 2
Experimental studies have shown that a decrease in the addition of the ethereal “head” is less than 5% vol. did not lead to a noticeable improvement in the motor qualities of gasoline in terms of octane number (detonation properties), and an increase of over 20% vol. not only does not lead to an improvement in the motor qualities of gasoline, but it is also economically inexpedient, because apply the ether "head" of the production of butyl alcohols, at the same time reducing the addition of bottoms 10% vol. does not lead to a noticeable improvement in the motor qualities of gasoline, and an increase in its additive over 30% vol. leads to deterioration in the quality of gasoline in terms of tar. Reducing the additives of the ethereal “head” to 2% vol. carried out by adding bottoms up to 3% vol., which in total will be at least 5% vol. increase in the amount of additives over 10% vol. ethereal "heads" and 20% vol. VAT residue economically impractical due to the increase in transportation costs of these additives. In addition, experiments have shown the phenomenon of synergism (strengthening) of the effect of improving the quality of motor gasolines as a result of the addition of the ether “head” and bottoms in a gasoline product isolated using a stepwise multi-hydrocyclone. Thanks only to the addition of these components in the sequence: a gasoline product obtained by hydrocyclone using a stepwise multi-hydrocyclone + ether "head" + bottoms residue, it was possible to obtain gasoline corresponding to AI-93 grade according to GOST 2084-77 with the necessary deviations (the beginning of boiling was not 35 ^o C and 29 ^o C, the DNP is not 500 mm Hg, but 600-700 mm Hg and even more).

Claims

A method of producing gasoline, comprising mixing gasoline fractions with oxygen-containing additives that improve its quality, characterized in that either the product isolated by hydrocyclone, preheated to 60 - 90 ^o C oil, is used as gasoline fractions in a hydrocyclone with the separation of the vapor-gas mixture from the center of rotation flow and its subsequent condensation at a temperature of 15 - 20 ^o C, or gas condensate released during transport and cooling of the gas, and an ether head is used as an oxygen-containing additive production of butyl alcohols, boiling in the range 62 - 130 ^o C in an amount of 5 to 10 vol.% or the still residue of the production of butyl alcohols in an amount of 10 to 30 vol.%, or a mixture thereof in a ratio of vol. %: ether head - 2 - 10, VAT residue 3 - 20.