RU2199572C1

RU2199572C1 - Petroleum distillation

Info

Publication number: RU2199572C1
Application number: RU2001122746A
Authority: RU
Inventors: Б.Е. Сельский; Е.С. Вязовкин; Ч.Ф. Зайнагабдинов
Original assignee: Сельский Борис Евсеевич; Вязовкин Евгений Степанович; Зайнагабдинов Чингиз Фахреевич
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2003-02-27

Abstract

FIELD: petroleum processing. SUBSTANCE: petroleum is heated to be separated into residual fraction and vapor fraction and the latter is taken off, condensed, and collected. Fractionation is carried out by way of producing high-developed evaporation surface in vortex film evaporator in the form of thin twisted film of petroleum followed by intensive evaporation thereof upon additional steam-heating of evaporation surface. Vortical tube are provided with twisting device in the form of screw with double rectangular thread and conical narrowing of screw passage for feeding petroleum by two thin flows tangentially to inside surface of vortical tube. EFFECT: simplified process enabling its application directly under oil-field conditions. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к первичным методам переработки нефти с разделением ее на фракции, т.е. перегонке. The invention relates to the refining industry, in particular to primary methods of oil refining with its separation into fractions, i.e. distillation.

В основе промышленных способов по перегонке нефти находится ее нагрев до температуры, позволяющей отгонять постепенно от самых легких до более тяжелых фракций. Образующиеся при этом паровую и жидкую фазы подвергают ректификации в колонках (И. Л. Гуревич, "Технологии переработки нефти и газа", часть 1, М., Химия, 1972 г., с. 202-203). The basis of industrial methods for the distillation of oil is its heating to a temperature that allows you to gradually drive away from the lightest to heaviest fractions. The resulting vapor and liquid phases are subjected to rectification in columns (I. L. Gurevich, "Oil and Gas Processing Technologies", part 1, M., Chemistry, 1972, p. 202-203).

Известные способы являются сложными и трудоемкими, требующими специального оборудования, работающего в заводских условиях. Known methods are complex and time-consuming, requiring special equipment operating in the factory.

Известна перегонка нефти с однократным испарением (там же, с. 199-202), который является более простым в реализации, требует меньшего количества тепла. Его недостаток заключается в плохой четкости разделения нефти на фракции, малой эффективности процесса. Known distillation of oil with a single evaporation (ibid., Pp. 199-202), which is simpler to implement, requires less heat. Its disadvantage is the poor clarity of the separation of oil into fractions, the low efficiency of the process.

Наиболее близким к предложенному является способ переработки нефти ( 1372922, МПК С 10 G 7/00, опубл. 20.02.2000 г.) путем ее нагрева и разделения во фракционирующей колонке с получением стабильной нефти и низкокипящих фракций, последующего компремирования этих фракций, отведение паровой фазы и конденсации ее с получением газа и конденсата, содержащего широкую фракцию легких углеводородов. Closest to the proposed one is a method of oil refining (1372922, IPC C 10 G 7/00, publ. 02/20/2000) by heating and separating it in a fractionating column to obtain stable oil and low boiling fractions, then compressing these fractions, removing steam phase and condensing it to produce gas and condensate containing a wide fraction of light hydrocarbons.

Известный способ является сложным и дорогостоящим. The known method is complex and expensive.

Задача изобретения - упрощение способа получения фракций легких углеводородов с реализацией его непосредственно на нефтяных месторождениях при использовании промысловой нефти. The objective of the invention is to simplify the method of obtaining fractions of light hydrocarbons with its implementation directly in oil fields using commercial oil.

Поставленная задача достигается способом получения фракций легких углеводородов из нефти, включающим нагрев исходной нефти, ее разделение на остаточную фракцию и паровую фазу, отведение последней с последующей конденсацией и сбором нефтепродукта, в котором в отличие от прототипа исходную нефть нагревают до температуры 80-140^oС, а разделение нефти на фракции осуществляют путем получения высокоразвитой поверхности испарения в виде тонкой закрученной пленки нефти и последующего интенсивного испарения при дополнительном подогреве поверхности испарения.The problem is achieved by a method of producing light hydrocarbon fractions from oil, including heating the original oil, its separation into the residual fraction and the vapor phase, the discharge of the latter with subsequent condensation and collection of the oil product, in which, unlike the prototype, the initial oil is heated to a temperature of 80-140 ^o C and the separation of oil into fractions is carried out by obtaining a highly developed evaporation surface in the form of a thin swirling film of oil and subsequent intensive evaporation with additional heating over evaporation.

Высокоразвитая поверхность испарения обеспечивается вихревым пленочным испарителем, который представляет собой вертикальный цилиндрический кожух с размещенными в нем трубками, на внутренних стенках которых образуют путем закрученной подачи струй горячей нефти высокоскоростные пленочные поверхности испарения. The highly developed evaporation surface is provided by a vortex film evaporator, which is a vertical cylindrical casing with tubes placed in it, on the inner walls of which they form high-speed film evaporation surfaces by means of a swirling supply of jets of hot oil.

По аналогичному принципу построены пленочные теплообменные аппараты (а. с. СССР 1615528, МПК F 28 D 3/04, опубл. 23.12.90 г.), которые однако не используются для получения легких углеводородных фракций из нефти ввиду невозможности их четкого отделения из массы горячей смеси. Только в предложенной совокупности существенных признаков возможно достижение указанного технического результата. Film heat exchangers (a.s. USSR 1615528, IPC F 28 D 3/04, publ. 23.12.90) were constructed according to a similar principle, which, however, are not used to obtain light hydrocarbon fractions from oil due to the impossibility of their clear separation from the mass hot mix. Only in the proposed set of essential features is it possible to achieve the specified technical result.

Существо предложенного способа поясняется чертежами. The essence of the proposed method is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена принципиальная схема установки для получения фракций легких углеводородов из нефти; на фиг.2 представлен вихревой пленочный испаритель. Figure 1 presents a schematic diagram of an installation for producing light hydrocarbon fractions from oil; figure 2 presents a vortex film evaporator.

Установка (фиг. 1) содержит теплообменник 1, вихревой пленочный испаритель 2, нагревательную печь 3, воздушный конденсатор 4, накопительные емкости 5 и 6, насосы 7 и 8. The installation (Fig. 1) contains a heat exchanger 1, a vortex film evaporator 2, a heating furnace 3, an air condenser 4, storage tanks 5 and 6, pumps 7 and 8.

Вихревой пленочный испаритель (фиг.2) состоит из цилиндрического кожуха 9, в котором между двумя трубными решетками 10 размещены вихревые трубки 11. В верхней части каждой вихревой трубки расположено закручивающее устройство 12, выполненное в виде винта с двухзаходной прямоугольной резьбой и коническим сужением винтового канала для подачи нефти двумя тонкими струями тангенциально к внутренней поверхности вихревой трубки и образования на ней тонкой закрученной пленки нефти. В центре винтового закручивающего устройства выполнено отверстие, сообщающееся посредством выводной трубки 13 с паровой камерой 14, имеющей штуцер 15 для выхода паров легких фракций. В нижней части кожуха имеется штуцер 16 для вывода остаточной фракции нефти. Для дополнительного подогрева поверхности испарения вихревых трубок предусмотрены патрубки ввода 17 и вывода 18 водяного пара в межтрубное пространство 19 вихревого пленочного испарителя. Горячая нефть подается на испарение в вихревой пленочный испаритель через патрубок 20. The vortex film evaporator (Fig. 2) consists of a cylindrical casing 9, in which vortex tubes 11 are placed between two tube sheets 10. At the top of each vortex tube there is a twisting device 12 made in the form of a screw with a double-entry rectangular thread and a tapered narrowing of the helical channel for supplying oil with two thin jets tangentially to the inner surface of the vortex tube and the formation of a thin swirling film of oil on it. A hole is made in the center of the screw twisting device, which communicates via a lead-out tube 13 with a steam chamber 14 having a fitting 15 for the exit of light fraction vapors. In the lower part of the casing there is a fitting 16 for outputting the residual oil fraction. For additional heating of the evaporation surface of the vortex tubes, there are provided nozzles for inputting 17 and outputting 18 water vapor into the annulus 19 of the vortex film evaporator. Hot oil is fed to the vortex film evaporator through the pipe 20 for evaporation.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Промысловую нефть насосом 7 подают для предварительного нагрева в теплообменник 1 с последующей подачей в нагревательную печь 3 для нагрева до температуры испарения легких фракций. Field oil pump 7 serves for pre-heating in the heat exchanger 1, followed by feeding into the heating furnace 3 to heat to the temperature of evaporation of light fractions.

Из печи горячая нефть поступает в вихревой пленочный испаритель 2, где через винтовые закручивающие устройства 12 с большой скоростью движется по внутренней поверхности вихревых трубок 11, образуя высокоразвитую пленочную поверхность испарения и соответственно - парожидкостный поток кипящей нефти. После того, как установка входит в технологический режим теплообменник 1 функционирует от тепла отработанной (остаточной) нефти, поступающей из вихревого пленочного испарителя через штуцер 16. From the furnace, hot oil enters the vortex film evaporator 2, where through screw twists 12 moves at high speed along the inner surface of the vortex tubes 11, forming a highly developed film evaporation surface and, accordingly, a vapor-liquid stream of boiling oil. After the installation enters into technological mode, the heat exchanger 1 operates from the heat of the spent (residual) oil coming from the vortex film evaporator through the fitting 16.

Пары легких углеводородов через отводные трубки 13 вихревого пленочного испарителя 2 направляются в паровую камеру 14 и далее через штуцер 15 в воздушный конденсатор 4 установки. Продукт конденсации собирается в накопительной емкости 5. Несконденсировавшийся газ направляется на горелки печи 3. Vapors of light hydrocarbons through the outlet tubes 13 of the vortex film evaporator 2 are sent to the steam chamber 14 and then through the fitting 15 into the air condenser 4 of the installation. The condensation product is collected in the storage tank 5. Non-condensed gas is sent to the burners of the furnace 3.

На начальном этапе работы установки газ на горелки печи подается из магистрального трубопровода II. At the initial stage of the installation, gas is supplied to the furnace burners from the main pipeline II.

Отработанная горячая нефть из вихревого пленочного испарителя, отдав тепло в теплообменнике 1, набирается в товарной емкости 6 и по мере накопления насосом 8 откачивается в товарный парк по магистрали III. The spent hot oil from the vortex film evaporator, having given off heat in the heat exchanger 1, is collected in the tank 6 and, as accumulated by the pump 8, is pumped out to the fleet along line III.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет наиболее эффективно осуществлять получение фракций легких углеводородов из нефти, снижая аппаратурные затраты, энергоемкость, обеспечивая возможность реализации способа непосредственно на нефтяных месторождениях при использовании промысловой нефти. Thus, the proposed invention allows the most efficient implementation of obtaining fractions of light hydrocarbons from oil, reducing hardware costs, energy intensity, providing the possibility of implementing the method directly in oil fields using field oil.

Claims

The method of oil distillation, including heating the original oil, its separation into the residual fraction and the vapor phase, the removal of the latter with subsequent condensation and collection of the oil product, characterized in that the initial oil is heated to a temperature of 80-140 ^o C, and the separation of oil into fractions is carried out by obtaining highly developed evaporation surface due to the use of a vortex film evaporator, which through the vortex tubes contained in it with a twisting device in each in the form of a screw with a double-entry rectangular thread and second conical narrowing helical passage for supplying oil two thin jets tangentially to the inner surface of the vortex tube provides a thin swirling them in the oil film and subsequent evaporation due to intensive additional heating evaporation surface supplying steam to the shell space of the vortex film evaporator.