RU2779848C1 - Installation of primary oil refining with its purification from sulfur and reservoir water - Google Patents
Installation of primary oil refining with its purification from sulfur and reservoir water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779848C1 RU2779848C1 RU2021127178A RU2021127178A RU2779848C1 RU 2779848 C1 RU2779848 C1 RU 2779848C1 RU 2021127178 A RU2021127178 A RU 2021127178A RU 2021127178 A RU2021127178 A RU 2021127178A RU 2779848 C1 RU2779848 C1 RU 2779848C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outlet
- heat exchanger
- tank
- separator
- distillation column
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title abstract description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title abstract description 10
- 238000007670 refining Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 claims abstract 2
- 239000008398 formation water Substances 0.000 claims description 4
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 28
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 102200035591 MAP6D1 C10G Human genes 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229940120693 copper naphthenate Drugs 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N Dimethylbenzylamine Chemical compound CN(C)CC1=CC=CC=C1 XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N Hexamethylenediamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000000969 Verbascum thapsus Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N al2o3 Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N ethanolamine Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 125000005608 naphthenic acid group Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано в технологии очистки нефти от соединений серы и ее первичной переработки, а также может быть использовано в цикле подготовки сырой нефти перед ее последующей транспортировкой потребителю.The invention relates to the oil and gas processing industry and can be used in the technology of oil purification from sulfur compounds and its primary processing, and can also be used in the crude oil preparation cycle before its subsequent transportation to the consumer.
Известны установки по перегонке углеводородного сырья с использованием ректификационных колонн (И.Л. Гуревич, «Технология переработки нефти и газа», часть 1, Издательство «Химия», Москва, 1972, с. 202-203). Эти установки являются сложными и дорогостоящими, требуют специального оборудования для обезвоживания и последующей сероочистки получаемой продукции.Known installations for the distillation of hydrocarbons using distillation columns (I.L. Gurevich, "Technology of oil and gas processing", part 1, Publishing house "Chemistry", Moscow, 1972, pp. 202-203). These plants are complex and expensive, require special equipment for dehydration and subsequent desulphurization of the products obtained.
Известна установка для переработки углеводородного сырья (патент РФ №34530, МПК C10G 7/00, опубл. 10.12.2003 г.), содержащая последовательно соединенные печь, первую и вторую ректификационные колонны, первый, второй и третий теплообменники, первый, второй, третий и четвертый аппараты воздушного охлаждения, испаритель и сепаратор, вход которого соединен с выходом второго теплообменника, а выход легких фракций которого соединен с выходом бензиновой фракции второй ректификационной колонны, а выход конденсата - через трубное пространство третьего теплообменника подается в печь, выход тяжелого остатка с низа первой колонны подается через испаритель для рекуперации тепла и подогрева низа второй колонны на третий аппарат воздушного охлаждения для охлаждения котельного топлива, выход нижнего продукта второй колонны направляется через испаритель и второй теплообменник во второй аппарат воздушного охлаждения для охлаждения дизельного топлива, а четвертый аппарат воздушного охлаждения соединен с выводом промежуточной керосиновой фракции второй колонны, причем ректификационные колонны установлены таким образом, что их низ поднят на высоту от нулевой отметки не менее четырех диаметров корпуса колонны, второй теплообменник по средней образующей его диаметра установлен на высоте от нулевой отметки не менее четырех диаметров корпуса теплообменника, а третий теплообменник расположен не ниже входного штуцера сырья во вторую колонну, причем первый теплообменник по выходному патрубку из трубного пространства расположен на 0,3 м выше входных штуцеров в первый аппарат воздушного охлаждения.A known installation for the processing of hydrocarbon raw materials (RF patent No. 34530, IPC C10G 7/00, publ. 12/10/2003), containing a series-connected furnace, first and second distillation columns, first, second and third heat exchangers, first, second, third and the fourth air-cooling apparatus, an evaporator and a separator, the inlet of which is connected to the outlet of the second heat exchanger, and the outlet of light fractions of which is connected to the outlet of the gasoline fraction of the second distillation column, and the condensate outlet is fed into the furnace through the pipe space of the third heat exchanger, the outlet of the heavy residue from the bottom of the first column is fed through the evaporator for heat recovery and preheating of the bottom of the second column to the third air cooler for cooling boiler fuel, the bottom product of the second column is sent through the evaporator and the second heat exchanger to the second air cooler for cooling diesel fuel, and the fourth air cooler is connected With the output of the intermediate kerosene fraction of the second column, and the distillation columns are installed in such a way that their bottom is raised to a height from the zero mark of at least four diameters of the column body, the second heat exchanger along the middle generatrix of its diameter is installed at a height from the zero mark of at least four diameters of the heat exchanger body, and the third heat exchanger is located not lower than the inlet fitting of the raw material into the second column, and the first heat exchanger along the outlet pipe from the pipe space is located 0.3 m above the inlet fittings to the first air cooler.
Однако, известная установка является неэффективной при работе на сырье с первоначально высоким содержанием в нем серы, наличие которой приводят к интенсивной коррозии применяемого оборудования, а выпускаемая продукция требует дальнейшей дополнительной обработки по удалению из нее сернистых соединений для снижения вредного воздействия на окружающую среду.However, the known plant is inefficient when operating on raw materials with an initially high sulfur content, the presence of which leads to intense corrosion of the equipment used, and the manufactured products require further additional processing to remove sulfur compounds from it to reduce the harmful effects on the environment.
Известен способ очистки нефти, нефтепродуктов и газоконденсата от меркаптанов (патент РФ №2087520, C10G 17/02; C10G 29/20; C10G 29/22; 21.09.1994 г.) путем обработки их при температуре 0-90°С смесью азотной кислоты и соединений, выбранных из ряда: моноэтаноламин, диметилбензиламин, гексаметилендиамин, диметилформамид, карбамид, диоксан и этиленгликоль. Соотношение азотной кислоты и соединений (образующих с ней соли), выбранных из вышеуказанного ряда, варьируют в пределах: 1:(0,5-2,0) Азотную кислоту используют в количестве (0,05-1,0) моль на 1 моль меркаптановой серы.A known method of cleaning oil, oil products and gas condensate from mercaptans (RF patent No. 2087520, C10G 17/02; C10G 29/20; C10G 29/22; 09/21/1994) by treating them at a temperature of 0-90 ° C with a mixture of nitric acid and compounds selected from the series: monoethanolamine, dimethylbenzylamine, hexamethylenediamine, dimethylformamide, urea, dioxane and ethylene glycol. The ratio of nitric acid and compounds (forming salts with it) selected from the above range varies within: 1: (0.5-2.0) Nitric acid is used in an amount of (0.05-1.0) mol per 1 mol mercaptan sulfur.
В качестве недостатков данного способа следует отметить:The disadvantages of this method should be noted:
- безвозвратные потери дорогой азотной кислоты (восстанавливается до азота и воды);- irretrievable losses of expensive nitric acid (recovered to nitrogen and water);
- низкие скорости демеркаптанизации (от 10 минут до нескольких суток - 7-10);- low rates of demercaptanization (from 10 minutes to several days - 7-10);
- позволяет очищать нефтепродукты только с низким содержанием серы (от 0,4 до 1,0%).- allows you to clean oil products only with a low sulfur content (from 0.4 to 1.0%).
Известен также способ очистки нефтепродуктов (керосиновой и дизельной фракций) от серосодержащих соединений (патент РФ №2171826; C10G 25/00, C10G 25/05; 09.08.2000 г.) посредством адсорбции в центробежном поле (во вращающемся барабане). Массовое соотношение «адсорбент: нефтепродукт» поддерживают в пределах (1,5-2,0):1. Число оборотов вращения ротора барабана 2000-2500 об. /мин. Время вращения 30-40 минут. В качестве адсорбента используют: силикагель марки АСК или окись алюминия марки К-6.There is also known a method of purification of petroleum products (kerosene and diesel fractions) from sulfur-containing compounds (RF patent No. 2171826; C10G 25/00, C10G 25/05; 08/09/2000) by adsorption in a centrifugal field (in a rotating drum). The mass ratio "adsorbent: oil product" is maintained within the range of (1.5-2.0):1. The number of revolutions of the drum rotor 2000-2500 rpm. /min Rotation time 30-40 minutes. As an adsorbent use: silica gel brand ASK or aluminum oxide brand K-6.
В качестве недостатков данного способа следует отметить:The disadvantages of this method should be noted:
- переработка только нефтепродуктов, а не самой нефти;- processing only oil products, not oil itself;
- относительно низкие значения исходного содержания серы в нефтепродуктах (не более 2,0%);- relatively low values of the initial sulfur content in oil products (not more than 2.0%);
- длительное время сорбции;- long sorption time;
- сложная аппаратурная реализация;- complex hardware implementation;
- использование дорогих сорбентов, а также сложных методов их регенерации.- the use of expensive sorbents, as well as complex methods of their regeneration.
Задачей изобретения является разработка оптимальной технологической установки для переработки нефти, отвечающей современным требованиям по качеству выпускаемой продукции и экологическим требованиям по остаточному содержанию в ней сернистых соединений.The objective of the invention is to develop an optimal technological plant for oil refining that meets modern requirements for the quality of products and environmental requirements for the residual content of sulfur compounds in it.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности производства, качества получаемой продукции.The technical result of the invention is to increase the efficiency of production, the quality of the products obtained.
Поставленная задача решается установкой первичной переработки нефти с очисткой ее от серы и пластовой воды, содержащей сырьевой резервуар, соединенный через технологический трубопровод последовательно с первым и вторым смесителями, первым и вторым плазмохимическими реакторами, снабженными ультразвуковыми излучателями, третьим смесителем, механическим фильтром, первым аппаратом воздушного охлаждения, трехфазным сепаратором с ультразвуковым излучателем, один выход которого соединен с накопительным резервуаром, другой выход - с третьим плазмохимическим реактором, кроме того с выхода сепаратора отводится вода, и сепаратор связан через линию рециркуляции с сырьевым резервуаром, а третий плазмохимический реактор соединен с двухфазным вертикальным сепаратором выделения элементной серы и водорода, выход которого через газовый мембранный компрессор соединен со вторым смесителем и блоком рекуперации паров, выход накопительного резервуара соединен последовательно с первым, вторым, третьим теплообменниками, печью, ректификационной колонной, верх которой соединен со входом в трубное пространство первого теплообменника, выход которого соединен со вторым аппаратом воздушного охлаждения, выход которого соединен с боковым входом эжектора, выход которого соединен с рефлюксной емкостью для сбора бензиновой фракции, причем выход межтрубного пространства первого теплообменника соединен со входом в трубное пространство второго теплообменника, выход которого соединен со входом в трубное пространство третьего теплообменника, а выход трубного пространства третьего теплообменника соединен со входом в печь, в нижней части ректификационной колонны расположены ультразвуковой излучатель и линия отвода мазута, сообщенная с межтрубным пространством третьего теплообменника, выход которого соединен через третий аппарат воздушного охлаждения с емкостью для сбора мазута, средняя часть ректификационной колонны связана со входом в стриппинг-секцию, в нижней части которой расположен ультразвуковой излучатель и линия выхода дизельной фракции в межтрубное пространство второго теплообменника, выход которого соединен через четвертый аппарат воздушного охлаждения с емкостью для сбора дизельной фракции, верхняя часть стрипинг-секции по парам легких фракций соединена через газовый компрессор с входом ректификационной колонны, расположенным выше средней ее части.The problem is solved by the installation of primary oil processing with its purification from sulfur and formation water, containing a raw material reservoir connected through a process pipeline in series with the first and second mixers, the first and second plasma-chemical reactors equipped with ultrasonic emitters, the third mixer, a mechanical filter, the first air cooling, a three-phase separator with an ultrasonic emitter, one outlet of which is connected to the storage tank, the other outlet - to the third plasma-chemical reactor, in addition, water is removed from the separator outlet, and the separator is connected through the recirculation line with the raw material reservoir, and the third plasma-chemical reactor is connected to a two-phase vertical elemental sulfur and hydrogen separation separator, the outlet of which is connected through a gas membrane compressor to the second mixer and a vapor recovery unit, the outlet of the storage tank is connected in series with the first, second, third heat exchangers exchangers, a furnace, a distillation column, the top of which is connected to the inlet to the tube space of the first heat exchanger, the outlet of which is connected to the second air cooler, the outlet of which is connected to the side inlet of the ejector, the outlet of which is connected to the reflux tank for collecting the gasoline fraction, and the outlet of the annular space of the first heat exchanger is connected to the inlet to the tube space of the second heat exchanger, the outlet of which is connected to the inlet to the tube space of the third heat exchanger, and the outlet of the tube space of the third heat exchanger is connected to the inlet to the furnace; space of the third heat exchanger, the outlet of which is connected through the third air cooler with a tank for collecting fuel oil, the middle part of the distillation column is connected to the inlet to the stripping section, in the lower part of which there is an ultrasonic emitter the outlet and the line for the exit of the diesel fraction into the annular space of the second heat exchanger, the outlet of which is connected through the fourth air cooler to a container for collecting the diesel fraction, the upper part of the stripping section for light fraction vapors is connected through a gas compressor to the inlet of the distillation column, located above its middle part .
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема установки для переработки углеводородного сырья.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of a plant for processing hydrocarbon raw materials.
Установка содержит сырьевой резервуар 1, соединенный через технологический трубопровод последовательно с первым 2 и вторым 3 смесителями, первым 4 и вторым 5 плазмохимическими реакторами, снабженными первым и вторым ультразвуковыми излучателями 6 и 7, третьим смесителем 8, механическим фильтром 9, первым аппаратом воздушного охлаждения 10, горизонтальным трехфазным сепаратором 11 с третьим ультразвуковым излучателем 12. Один выход горизонтального сепаратора 11 соединен с накопительным резервуаром 13, другой выход - с третьим плазмохимическим реактором 14, кроме того с выхода сепаратора отводится вода, и сепаратор 11 связан через линию рециркуляции с сырьевым резервуаром 1. Третий плазмохимический реактор 14 соединен своим выходом с вертикальным двухфазным сепаратором 15, выход которого через газовый компрессор 16 соединен со вторым смесителем 3 и блоком рекуперации пара 17. Выход накопительного резервуара 13 соединен последовательно с первым 18, вторым 19, третьим 20 рекуперативными теплообменниками, печью 21, ректификационной колонной 22, верх которой соединен со входом в трубное пространство первого теплообменника, выход которого соединен со вторым аппаратом воздушного охлаждения 23, выход которого соединен с боковым входом эжектора 24, соединенного своим выходом с рефлюксной емкостью 25 для сбора бензиновой фракции. Выход межтрубного пространства первого теплообменника 18 соединен со входом в трубное пространство второго теплообменника 19, выход которого соединен со входом в трубное пространство третьего теплообменника 20, а выход трубного пространства третьего теплообменника 20 соединен со входом печи 21, выход которой соединен со входом в ректификационную колонну 22. В нижней части колонны расположен четвертый ультразвуковой излучатель 26 и линия отвода мазута, сообщенная с межтрубным пространством третьего теплообменника 20, выход которого соединен через третий аппарат воздушного охлаждения 27 с резервуарным парком. Часть мазута отводится в накопительную емкость 13. Средняя часть ректификационной колонны 22 связана со входом стриппинг-секции 28, в нижней части которой расположен пятый ультразвуковой излучатель 29 и линия выхода дизельной фракции в межтрубное пространство второго теплообменника 19, выход которого соединен через четвертый аппарат воздушного охлаждения 30 с емкостью 31 для сбора дизельной фракции. Часть дизельной фракции из емкости отводится в среднюю часть ректификационной колонны 22. Верхняя часть стриппинг- секции 28 по парам легких фракций соединена через газовый компрессор 32 с входом ректификационной колонны 22, расположенным выше средней ее части.The installation contains a raw material tank 1 connected through a process pipeline in series with the first 2 and second 3 mixers, the first 4 and second 5 plasma-chemical reactors, equipped with the first and second ultrasonic emitters 6 and 7, the third mixer 8, the mechanical filter 9, the first air cooler 10 , a horizontal three-
Установка работает следующим образом.The installation works as follows.
В сырьевом резервуаре 1 происходит накопление сырой нефти для последующей переработки, далее из резервуара 1 сырье направляется в первый смеситель 2, в котором смешивается с катализатором - медной солью нафтеновых кислот (нафтенат меди) для последующей окислительной очистки сырой нефти от меркаптанов и сероводорода. Затем сырая нефть с нафтенатом меди направляется во второй смеситель 3, где смешивается с газообразным водородом, поступающим с газового компрессора 16, водород в присутствии катализатора также участвует в превращении сернистых соединений в сероводород.Crude oil is accumulated in the raw material tank 1 for further processing, then from the tank 1 the raw material is sent to the
Газожидкостная смесь, состоящая из углеводородного сырья, катализатора и водорода из смесителя 3 далее направляется в первый плазмохимический реактор 4, где происходит активация катализатора и частичное гидрирование органических сернистых соединений, содержащихся в углеводородном сырье, до сероводорода, далее газожидкостная смесь направляется во второй плазмохимический реактор 5, в котором происходит окончательное выделение серы из углеводородного сырья в сероводород.The gas-liquid mixture consisting of hydrocarbon feedstock, catalyst and hydrogen from the mixer 3 is then sent to the first plasma-chemical reactor 4, where the catalyst is activated and the organic sulfur compounds contained in the hydrocarbon feedstock are partially hydrogenated to hydrogen sulfide, then the gas-liquid mixture is sent to the second plasma-chemical reactor 5 , in which the final separation of sulfur from hydrocarbon feedstock into hydrogen sulfide occurs.
Плазмохимический реактор - это стационарно работающий аппарат, выполненный из углеродистой стали, внутри которого с помощью плазмотрона (электродная пара) создается высокотемпературная среда, куда поступает сырье, смешанное с химическим реагентом для взаимодействия с высокотемпературной средой с целью получения необходимых продуктов. Место размещения внутри реактора плазмотрона называется разрядной камерой, за которой сразу следует реакционная зона и зона выхода целевого продукта (обработанного сырья). При необходимости с наружной стороны реактора может устанавливаться магнитопровод для создания магнитного поля внутри реактора, что усиливает тепловое взаимодействие дуги с реагентами.A plasma-chemical reactor is a stationary operating apparatus made of carbon steel, inside which a high-temperature environment is created using a plasma torch (electrode pair), where raw materials are supplied mixed with a chemical reagent to interact with a high-temperature environment in order to obtain the necessary products. The location inside the plasma torch reactor is called the discharge chamber, which is immediately followed by the reaction zone and the exit zone of the target product (processed raw materials). If necessary, a magnetic circuit can be installed on the outside of the reactor to create a magnetic field inside the reactor, which enhances the thermal interaction of the arc with the reagents.
Конструктивно плазмохимический реактор представляет из себя цилиндрическую стальную камеру с крышкой для входа и выхода обрабатываемого сырья, к которой крепятся один или несколько плазмотронов, что позволяет регулировать мощность реактора. При необходимости реактор внутри может иметь футеровку из жаростойкого материала для увеличения теплового КПД за счет снижения тепловых потерь через стенку реактора. Электроды плазмотрона выполняются из медного сплава.Structurally, the plasma-chemical reactor is a cylindrical steel chamber with a lid for the input and output of the processed raw materials, to which one or more plasma torches are attached, which allows you to adjust the reactor power. If necessary, the reactor inside can be lined with a heat-resistant material to increase thermal efficiency by reducing heat losses through the reactor wall. Plasma torch electrodes are made of copper alloy.
Во внутренней части реактора размещены безынерционные нагревательные элементы, работающие на постоянном токе, с целью создания электрической дуги большой мощности и высокой плотности тепловой энергии, что позволяет создать в дуге область (зону) высоких температур. Локально созданная реакционная зона с высокой температурой позволяет вести химические процессы с высокой скоростью, что влияет на время проведения процесса, а соответственно и производительность технологической установки. Безинерционность электрической дуги позволяет быстро перестраивать режим работы реактора под меняющийся физико-химический состав исходного сырья.In the inner part of the reactor, inertia-free heating elements operating on direct current are placed in order to create an electric arc of high power and high thermal energy density, which makes it possible to create a region (zone) of high temperatures in the arc. A locally created reaction zone with a high temperature allows chemical processes to be carried out at a high speed, which affects the time of the process, and, accordingly, the productivity of the process unit. The inertia of the electric arc allows you to quickly change the operating mode of the reactor to the changing physical and chemical composition of the feedstock.
На входе в реактор устанавливается аэродинамический уступ, который турбулизирует сырьевой поток, поступающий в зону смешения реактора. При этих условиях в реакторе непосредственно за срезом сопла создается рециркуляционная зона с вихревыми течениями, что резко ускоряет процессы смешения сырья с катализатором и их последующего взаимодействия в локальной зоне высоких температур.An aerodynamic ledge is installed at the reactor inlet, which turbulizes the feed stream entering the reactor mixing zone. Under these conditions, a recirculation zone with vortex flows is created in the reactor directly behind the nozzle exit, which sharply accelerates the processes of mixing the feedstock with the catalyst and their subsequent interaction in the local zone of high temperatures.
Запуск реактора осуществляется за счет подачи напряжения на медные электроды и одновременной подачи высоковольтного импульса на металлические пластины - электродные вставки, расположенные рядом с рабочими медными электродами. Высоковольтный импульс инициирует возникновение дугового электрического разряда Создание электрического коронного разряда в плазмохимическом реакторе, через который проходит углеводородное сырье, приводит к ускорению химических реакций по превращению сернистых соединений, находящихся в углеводородном сырье, в сероводород, разделению смеси углеводородов и пластовой воды, находящихся в мелкодисперсном состоянии.The reactor is started by applying voltage to copper electrodes and simultaneously applying a high-voltage pulse to metal plates - electrode inserts located next to the working copper electrodes. A high-voltage pulse initiates the occurrence of an electric arc discharge. The creation of an electric corona discharge in a plasma-chemical reactor through which hydrocarbon feedstock passes leads to an acceleration of chemical reactions to convert sulfur compounds found in hydrocarbon feedstock into hydrogen sulfide, to separate a mixture of hydrocarbons and formation water that are in a finely dispersed state. .
В процессе работы плазмохимических реакторов 4 и 5 в них происходят интенсивные тепловые процессы, что приводит к образованию отложений на стенках реакторов из тяжелых углеводородов и накипи из солей пластовой воды, поэтому для их удаления на плазмохимических реакторах установлены ультразвуковые излучатели 6 и 7.During the operation of plasma-chemical reactors 4 and 5, intense thermal processes occur in them, which leads to the formation of deposits on the walls of the reactors from heavy hydrocarbons and scale from formation water salts, therefore, ultrasonic emitters 6 and 7 are installed on the plasma-chemical reactors to remove them.
Обработанная газожидкостная смесь, состоящая из углеводородной жидкости, сероводорода, воды, углеводородного газа из плазмохимического реактора 5 проходит через третий смеситель 8, где смешивается с ингибитором коррозии ИК-5МПС для предотвращения коррозионных процессов на оборудовании при последующем охлаждении обработанного углеводородного сырья. Из смесителя 8 газожидкостная смесь направляется на механический сетчатый фильтр 9, который улавливает и накапливает все твердые частицы, поступающие из плазмохимического реактора 5, размеры которых превышают размеры ячеек фильтрующего элемента. Твердые механические примеси из фильтра периодически выводятся на утилизацию.The treated gas-liquid mixture consisting of hydrocarbon liquid, hydrogen sulfide, water, hydrocarbon gas from the plasma-chemical reactor 5 passes through the third mixer 8, where it is mixed with corrosion inhibitor IK-5MPS to prevent corrosion processes on the equipment during subsequent cooling of the treated hydrocarbon feedstock. From the mixer 8, the gas-liquid mixture is directed to a mechanical mesh filter 9, which captures and accumulates all solid particles coming from the plasma-chemical reactor 5, the size of which exceeds the size of the cells of the filter element. Solid mechanical impurities from the filter are periodically removed for disposal.
После фильтра газожидкостная смесь подается на первый аппарат воздушного охлаждения 10, где она охлаждается до первоначальной температуры, с которой углеводородное сырье находилось в сырьевом резервуаре 1. Охлажденная газожидкостная смесь из аппарата воздушного охлаждения 10 направляется на горизонтальный трехфазный сепаратор 11, назначение которого - разделение сырой обработанной нефти на три фазы: нефтяную, водную и газовую. В нем для ускорения выделения из обработанной сырой нефти растворенного газа установлен ультразвуковой излучатель 12. Из горизонтального сепаратора 11 выделенная вода выводится на дальнейшую очистку. Горизонтальный трехфазный сепаратор 11 связан через линию рециркуляции с сырьевым резервуаром 1. По линии рециркуляции вся сырая обработанная нефть возвращается с горизонтального сепаратора 11 в сырьевой резервуар 1 до момента выхода на рабочий режим плазмохимических реакторов 4 и 5.After the filter, the gas-liquid mixture is fed to the first air cooler 10, where it is cooled to the initial temperature at which the hydrocarbon feedstock was in the raw material tank 1. The cooled gas-liquid mixture from the air cooler 10 is sent to a horizontal three-
Газовая фаза, выделяемая в горизонтальном сепараторе 11, в основном состоит из сероводорода и некоторой части несконденсированных углеводородов, которые затем направляются в третий плазмохимический реактор 14 для последующего разложения под воздействием электрического коронного разряда сероводорода на элементную серу в виде тумана высокой дисперсности и газообразного водорода. Таким образом, из плазмохимического реактора 14 выходит следующий состав продуктов - элементная сера, водород, углеводородные газы и остатки неразложившегося сероводорода, которые затем направляются в двухфазный вертикальный сепаратор 15. Смесь водородосодержащего газа из сепаратора 15 направляется на газовый мембранный компрессор 16, после которого основная часть водородосодержащего газа возвращается во второй смеситель 3, а балансовый избыток направляется на блок рекуперации пара 17 для улавливания летучих углеводородов. Несконденсированные пары из блока рекуперациит направляются в качестве дополнительного топлива в печь нагрева нефти 21.The gas phase released in the
Выделенная обессеренная и обезвоженная нефть из горизонтального сепаратора 11 поступает в накопительный резервуар 13, а оттуда подается в межтрубное пространство первого рекуперативного теплообменника 18, где нагревается парами бензиновой фракции, поступающей с верха ректификационной колонны 22, после которой она направляется в трубное пространство второго рекуперативного теплообменника 19, в котором нагревается горячей дизельной фракцией, отходящей из стриппинг-колонны 28, далее углеводородный продукт подается в трубное пространство третьего рекуперативного теплообменника 20, в котором нагревается горячим мазутом, поступающим с низа ректификационной колонны 22. После третьего рекуперативного теплообменника 20 нагретая нефть подается в печь нагрева 21, в которой продолжает нагреваться до заданной температуры, и далее из печи направляется в ректификационную колонну 22 для разделения на фракции. В нижней части колонны 22 установлен четвертый ультразвуковой излучатель 26 для дополнительного разгазирования мазута от легких фракций. Мазут с низа ректификационной колонны 22, предварительно охладившись в межтрубном пространстве третьего рекуперативного теплообменника 20 за счет углеводородного продукта, подается на третий аппарат воздушного охлаждения 27 для окончательного охлаждения и далее может направляться в товарный резервуарный парк или в накопительный резервуар 13 в случае выхода ректификационной колонны 22 на рабочий режим во время операций пуска или остановки работы оборудования.The separated sweet and dehydrated oil from the
Из бокового отбора ректификационной колонны 22 отбирается дизельная фракция и частично более легкая бензиновая фракция, которая направляется в стриппинг-секцию 28, верхом которой выводятся пары легких углеводородных фракций, которые затем направляются в газовый компрессор 32, а из него пары легких углеводородных фракций возвращаются в ректификационную колонну 22 на вход, расположенный выше бокового отбора. Задача газового компрессора 32 - создание пониженного давления в стриппинг-секции для создания движущей силы по удалению легких углеводородных фракций из нее. Дополнительно в нижней части стриппинг-секции 28 установлен пятый ультразвуковой излучатель 29 для ускорения разгазирования дизельной фракции.A diesel fraction and a partially lighter gasoline fraction are taken from the side extraction of the distillation column 22, which is sent to the stripping section 28, at the top of which the vapors of light hydrocarbon fractions are removed, which are then sent to the
Дизельная фракция с низа стриппинг-секции 28 направляется в межтрубное пространство второго рекуперативного теплообменника 19, в котором отдает тепло углеводородному продукту, поступающему из первого рекуперативного теплообменника 18, далее дизельная фракция подается на окончательное охлаждение в четвертый аппарат воздушного охлаждения 30, после которого дизельная фракция собирается в технологической емкости 31. Часть дизельной фракции из технологической емкости 31 подается на промежуточное орошение в ректификационную колонну 22 ниже бокового отбора дизельной фракции, а балансовый избыток из технологической емкости 31 направляется в товарный парк.The diesel fraction from the bottom of the stripping section 28 is sent to the annular space of the second recuperative heat exchanger 19, in which it gives off heat to the hydrocarbon product coming from the first
Верхом колонны 22 удаляются пары бензиновой фракции, которые направляются в трубное пространство первого рекуперативного теплообменника 18, где отдают тепло углеводородному продукту, поступающему из накопительного резервуара 13, после рекуперативного теплообменника 18 бензиновая фракция направляется для окончательного охлаждения во второй аппарат воздушного охлаждения 23, из которого жидкая бензиновая фракция и несконденсированные углеводородные газы поступают в эжектор 24, после которого они собираются в рефлюксной емкости 25. Одна часть бензиновой фракции из рефлюксной емкости 25 постоянно подается на эжектор 24 с целью создания дополнительного разряжения для увеличения отбора легких фракций по линии верха ректификационной колонны 22, трубного пространства первого рекуперативного теплообменника 18 и второго аппарата воздушного охлаждения 29. Другая часть бензиновой фракции из рефлюксной емкости 25 подается на орошение верха ректификационной колонны 22, а балансовый избыток бензиновой фракции из двухфазного сепаратора 25 направляется в товарный парк.At the top of the column 22, gasoline fraction vapors are removed, which are sent to the pipe space of the first
Несконденсированные углеводородные газы из двухфазного сепаратора 25 направляются на блок рекуперации паров 17, где за счет более глубокого охлаждения дополнительно из углеводородного несконденсированного газа отбирается легкая бензиновая фракция. Несконденсированные углеводородные газы из него направляются в качестве дополнительного технологического топлива в печь нагрева 21.Non-condensed hydrocarbon gases from the two-
Технический результат изобретения достигается благодаря объединению в один технологический процесс обезвоживание нефти, удаление из нее серосодержащих соединений и первичную ее переработку. Причем, благодаря применению плазмохимических реакторов изобретение позволяет перерабатывать обводненную нефть с любым содержанием серы и понижением ее концентрации до 0,005% в готовом продукте.The technical result of the invention is achieved by combining in one technological process the dehydration of oil, the removal of sulfur-containing compounds from it and its primary processing. Moreover, thanks to the use of plasma-chemical reactors, the invention allows processing flooded oil with any sulfur content and lowering its concentration to 0.005% in the finished product.
Предложенная установка исключает применение перегретого пара в технологическом процессе, используя «сухую» перегонку, с максимальным выходом светлых фракций за счет применения ультразвуковых излучателей, создающих волновые колебания для удаления легких фракций из жидкости, а также за счет применения таких блоков, как компрессор, эжектор, создающих пониженное давление в технологических аппаратах. Это повышает эффективность производства и качество получаемой продукции.The proposed installation excludes the use of superheated steam in the technological process, using "dry" distillation, with a maximum yield of light fractions through the use of ultrasonic emitters that create wave vibrations to remove light fractions from the liquid, as well as through the use of such units as a compressor, ejector, creating low pressure in technological devices. This improves production efficiency and product quality.
Таким образом, изобретение реализует оптимальную технологическую установку для переработки нефти, обеспечивающую эффективность производства, качество готовой продукции и экологические требования по остаточному содержанию в ней сернистых соединений. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет уменьшить энергетические затраты, а, следовательно, и финансовые затраты на выпуск продукции, отвечающей современным экологическим требованиям.Thus, the invention implements an optimal process unit for oil refining, which ensures production efficiency, the quality of the finished product and environmental requirements for the residual content of sulfur compounds in it. In addition, the proposed technical solution makes it possible to reduce energy costs, and, consequently, financial costs for the production of products that meet modern environmental requirements.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779848C1 true RU2779848C1 (en) | 2022-09-14 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001009031A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | David Systems Technology, S.L. | Plasma transformer for the transformation of fossil fuels into hydrogen-rich gas |
| RU2171826C1 (en) * | 2000-08-09 | 2001-08-10 | ООО "Мембрана" | Method for isolation of organosulfur compounds from petroleum and petroleum products |
| RU34530U1 (en) * | 2003-07-21 | 2003-12-10 | Сельский Борис Евсеевич | Installation for hydrocarbon processing |
| RU91337U1 (en) * | 2009-09-29 | 2010-02-10 | Борис Евсеевич Сельский | HYDROCARBON RAW MATERIAL PROCESSING PLANT |
| RU2408656C1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. Баумана" | Procedure for combined processing oil containing raw material and installation for implementation of this procedure |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001009031A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | David Systems Technology, S.L. | Plasma transformer for the transformation of fossil fuels into hydrogen-rich gas |
| RU2171826C1 (en) * | 2000-08-09 | 2001-08-10 | ООО "Мембрана" | Method for isolation of organosulfur compounds from petroleum and petroleum products |
| RU34530U1 (en) * | 2003-07-21 | 2003-12-10 | Сельский Борис Евсеевич | Installation for hydrocarbon processing |
| RU2408656C1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. Баумана" | Procedure for combined processing oil containing raw material and installation for implementation of this procedure |
| RU91337U1 (en) * | 2009-09-29 | 2010-02-10 | Борис Евсеевич Сельский | HYDROCARBON RAW MATERIAL PROCESSING PLANT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102408942B (en) | Device and preparation method for hydrorefining basic oil from waste internal-combustion engine oil | |
| SA95150447B1 (en) | Method for re-refining used oils | |
| US4241722A (en) | Pollutant-free low temperature combustion process having carbonaceous fuel suspended in alkaline aqueous solution | |
| EP3311969A1 (en) | Device for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste | |
| WO2002051964A2 (en) | System for thermal and catalytic cracking of crude oil | |
| TW201708525A (en) | Demetallization of hydrocarbons | |
| JPS5827961B2 (en) | Method for rectifying distillable mixtures | |
| CN105793220A (en) | Process for removal of sulphur from raw methanol | |
| RU86948U1 (en) | INSTALLATION OF OIL PRODUCT COVERAGE FROM COBING REACTORS | |
| RU2779848C1 (en) | Installation of primary oil refining with its purification from sulfur and reservoir water | |
| CN202297548U (en) | Device for producing base oil by hydrofining waste internal combustion engine oil | |
| CN103215089A (en) | Device and method for cold-state separation of gas and solid in pulverized coal pyrolysis | |
| EP3312223B1 (en) | Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste | |
| RU2470064C2 (en) | Method of decelerated carbonisation of oil residues | |
| CN102010733B (en) | Method and device for condensing and recovering shale oil in collecting tube section of oil shale retorting system | |
| WO2020064001A1 (en) | Method for separating oil, mud and water phases from tank bottom oily sludge and efficiently recovering oil from oily sludge | |
| RU2648327C2 (en) | Process for the production of acetylene and synthesis gas | |
| CN115820296A (en) | Waste mineral oil recovery processing system | |
| CN106318430B (en) | A kind of system and method using low-order coal | |
| CN101954198A (en) | High-pressure dehydrating tower in process of continuously producing trimellitate | |
| RU2359992C2 (en) | Preparation method of liquid hydrocarbon raw materials | |
| RU2683267C1 (en) | Installation for processing liquid hydrocarbons | |
| RU2539656C1 (en) | Method for producing liquid hydrocarbons of hydrocarbon gas and plant for implementing it | |
| CN115676781A (en) | System and method for treating sulfur foam | |
| RU2426715C2 (en) | Method and apparatus for homogeneous oxidation of methane-containing gas |