RU67088U1 - UNIT AND EVAPORATION UNIT FOR PREPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA - Google Patents

UNIT AND EVAPORATION UNIT FOR PREPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA Download PDF

Info

Publication number
RU67088U1
RU67088U1 RU2006145468/22U RU2006145468U RU67088U1 RU 67088 U1 RU67088 U1 RU 67088U1 RU 2006145468/22 U RU2006145468/22 U RU 2006145468/22U RU 2006145468 U RU2006145468 U RU 2006145468U RU 67088 U1 RU67088 U1 RU 67088U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
coolant
evaporation
preparation
block
Prior art date
Application number
RU2006145468/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Андреевич Золотухин
Вера Владимировна Короткова
Original Assignee
Вера Владимировна Короткова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вера Владимировна Короткова filed Critical Вера Владимировна Короткова
Priority to RU2006145468/22U priority Critical patent/RU67088U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU67088U1 publication Critical patent/RU67088U1/en

Links

Abstract

Изобретение относится к области подготовки жидкого углеводородного сырья для дальнейшей переработки и может быть использовано в производстве углеводородного топлива.The invention relates to the field of preparation of liquid hydrocarbon raw materials for further processing and can be used in the production of hydrocarbon fuels.

Изобретение позволяет увеличить выход светлых продуктов при дальнейшей переработке, снизить затраты энергии на единицу продукции и уменьшить количество и стоимость сложного технологического оборудования.The invention allows to increase the yield of light products during further processing, reduce energy costs per unit of production and reduce the quantity and cost of complex processing equipment.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении интенсификации процесса испарения фракций нефти с сохранением простоты конструкции в изготовлении и в эксплуатации. Технический результат достигается тем, что в блоке и аппарате подготовки используются высокотемпературные теплоносители. При использовании высокотемпературного теплоносителя становится целесообразным организовать контур его циркуляции, т.е. блок подготовки. В качестве теплоносителя возможно использование сред, несмешивающихся с нефтью, например, жидких металлов, расплавленных солей, высокотемпературных органических и газовых теплоносителей.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to increase the intensification of the process of evaporation of oil fractions while maintaining the simplicity of the design in manufacture and operation. The technical result is achieved by the fact that in the block and the preparation apparatus high-temperature coolants are used. When using a high-temperature coolant, it becomes expedient to organize its circulation circuit, i.e. training unit. As a coolant, it is possible to use media immiscible with oil, for example, liquid metals, molten salts, high-temperature organic and gas coolants.

Поставленная цель достигается тем, что использование высокотемпературных теплоносителей позволяет значительно интенсифицировать теплообменные процессы, происходящие в блоке и аппарате подготовки, увеличить температуру проведения процесса испарения и увеличить выход светлых продуктов. 10 з.п. ф-л, 5 илл.This goal is achieved in that the use of high-temperature coolants can significantly intensify the heat transfer processes occurring in the unit and the preparation apparatus, increase the temperature of the evaporation process and increase the yield of light products. 10 s.p. f, 5 ill.

Description

Полезная модель относится к области подготовки нефти (в том числе тяжелой), мазута, нефтешламов, отработанных масел и других жидких углеводородных сред для дальнейшей переработки и может быть использована в производстве углеводородного топлива.The utility model relates to the preparation of oil (including heavy), fuel oil, oil sludge, waste oils and other liquid hydrocarbon media for further processing and can be used in the production of hydrocarbon fuels.

Технологические схемы переработки нефти имеют несколько вариантов. Существует полный технологический цикл, включающий в себя следующие основные производства: производство топлив, производство нефтехимической продукции, производство смазочных и специальных масел, производство присадок. Возможны специализированные варианты технологических схем: только топливная или только топливно-масляная (Дехтерман А.Ш. Переработка нефти по топливному варианту. М., "Химия", 1988, с.13). Во всех вариантах в начале технологического процесса используются аппараты для предварительного испарения нефти. Предварительное испарение газа и основной массы бензина позволяет снизить давление на входе сырьевого насоса, разгрузить печь от нагрева легких фракций, снизить скорость паров и уменьшить диаметр основной ректификационной колонны. На крупных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) для этой цели используют ректификационные колонные аппараты.Technological schemes for oil refining have several options. There is a full technological cycle, which includes the following main industries: production of fuels, production of petrochemical products, production of lubricants and special oils, production of additives. Specialized variants of technological schemes are possible: only fuel or oil-only (Dekhterman A.Sh. Oil refining according to the fuel option. M., "Chemistry", 1988, p.13). In all cases, devices for preliminary evaporation of oil are used at the beginning of the technological process. The preliminary evaporation of gas and the bulk of gasoline allows to reduce the pressure at the inlet of the feed pump, relieve the furnace from heating of light fractions, reduce the vapor velocity and reduce the diameter of the main distillation column. At large oil refineries (refineries), distillation column apparatuses are used for this purpose.

В последнее время, в связи с тенденцией переработки нефти в месте ее добычи, возрастает спрос на НПЗ сравнительно малой производительности - 5-500 тыс. тонн по нефти в год и более. Используемые на крупных НПЗ колонные ректификационные аппараты достаточно дороги в изготовлении и эксплуатации. Поэтому, на стадии предварительного разделения нефти, целесообразно использовать более простые аппараты, например испарители (Дехтерман А.Ш. Переработка нефти по топливному варианту. М., "Химия", 1988, с.23). Испаритель представляет собой цилиндрический емкостной аппарат. В нижней части его корпуса расположен встроенный трубчатый теплообменник. Во внутрь трубок теплообменника подают теплоноситель для нагрева продукта (нефти). Обычно в качестве теплоносителя используют водяной пар. Легкая часть нефти (бензиновая фракция) испаряется и отводится через верхний штуцер. Остаток нефти переливается через сливную пластину и выводится через соответствующий штуцер. Количество испарившейся части нефти зависит от температуры в аппарате, то есть от поверхности теплообменника и температуры теплоносителя. Поверхность теплообменника во время работы покрывается отложениями из нефти и условия теплообмена значительно ухудшаются. Этот процесс значительно ускоряется при повышении температуры теплоносителя. Поэтому аппараты такого типа имеют Recently, in connection with the trend of oil refining at the place of its production, the demand for oil refineries of relatively low productivity is growing - 5-500 thousand tons of oil per year or more. Column distillation apparatuses used at large refineries are quite expensive to manufacture and operate. Therefore, at the stage of preliminary oil separation, it is advisable to use simpler devices, such as evaporators (A. Dekhterman, Oil refining according to the fuel version. M., "Chemistry", 1988, p.23). The evaporator is a cylindrical tank. At the bottom of its housing is an integrated tubular heat exchanger. A coolant is supplied inside the tubes of the heat exchanger to heat the product (oil). Typically, water vapor is used as a heat transfer medium. The light part of the oil (gasoline fraction) evaporates and is discharged through the upper fitting. The remaining oil is poured through the drain plate and is discharged through the corresponding fitting. The amount of evaporated part of the oil depends on the temperature in the apparatus, that is, on the surface of the heat exchanger and the temperature of the coolant. The surface of the heat exchanger during operation is covered by deposits of oil and the heat transfer conditions are significantly worsened. This process is significantly accelerated with increasing temperature of the coolant. Therefore, devices of this type have

ограничения с точки зрения интенсификации процесса испарения фракций нефти. Температура проведения процесса составляет 200-230°С. Этой температуре соответствует определенная испаряемая часть нефти.restrictions in terms of intensification of the process of evaporation of oil fractions. The temperature of the process is 200-230 ° C. This temperature corresponds to a certain evaporated part of the oil.

В процессе кипения нефти и испарения фракций в удаляемой паровой фазе присутствуют капли жидкости. Для отделения их от газовой фазы предназначены сепараторы различной конструкции. Сепаратор располагают рядом с аппаратом испарения или для упрощения конструкции и эксплуатации его не используют.During the boiling process of oil and evaporation of fractions, droplets of liquid are present in the removed vapor phase. Separators of various designs are designed to separate them from the gas phase. The separator is located next to the evaporation apparatus or is not used to simplify the design and operation.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении интенсификации процесса испарения фракций нефти с сохранением простоты конструкции в изготовлении и в эксплуатации, а также в увеличении глубины переработки жидкого углеводородного сырья и увеличении выхода светлых топливных фракций и продуктов нефтехимии. Под интенсификацией понимается увеличение производительности аппарата по нефти. Кроме того, в зависимости от дальнейшей технологической схемы переработки сырья в топливо, может появиться необходимость увеличить количественно испаряемой части нефти, то есть увеличить температуру процесса. Увеличение температуры проведения процесса также возможно с помощью заявляемой полезной модели.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to increase the intensification of the process of evaporation of oil fractions while maintaining the simplicity of the design in the manufacture and operation, as well as to increase the depth of processing of liquid hydrocarbon raw materials and increase the yield of light fuel fractions and petrochemical products. By intensification is meant an increase in the apparatus’s productivity in oil. In addition, depending on the further technological scheme of processing raw materials into fuel, it may be necessary to increase the amount of oil that is evaporated quantitatively, that is, to increase the temperature of the process. An increase in the temperature of the process is also possible using the claimed utility model.

Технический результат достигается тем, что в аппарате разделения, содержащем корпус, теплообменные устройства для испарения нефти и штуцеры ввода-вывода рабочих и продуктовых сред, теплообменные устройства сконструированы таким образом, что передача тепла от теплоносителя осуществляется не через разделительную стенку, а при непосредственном контакте теплоносителя и нефти. Это позволяет повысить эффективность теплообмена и, соответственно, скорость испарения низкокипящих фракций нефти. То есть повысить производительность аппарата. Кроме того, непосредственный контакт сред обуславливает интенсивный теплообмен. Результатом этого является: значительное увеличение скорости испарения и переход в паровую фазу углеводородов с температурой кипения выше, чем средняя температура общего потока обеих сред. Непосредственный контакт теплоносителя и нефти исключает образование отложений на поверхности теплообменника при повышенной температуре проведения процесса. Соответственно, температура проведения процесса испарения может быть повышена, при необходимости, с 200-230°С до 400-450°С и более, что позволяет проводить термический и термомеханический (с применением в аппарате кавитационной, звуковой и ультразвуковой обработки сырья на специальных устройствах, например гидродинамического типа) крекинг одновременно с испарением (разделением) нефти или другого углеводородного сырья. Это, в свою очередь, позволяет увеличить глубину переработки сырья и выход светлых (топливных) фракций и продуктов нефтехимии, снизить затраты энергии на единицу продукции и уменьшить количество и стоимость сложного технологического оборудования.The technical result is achieved by the fact that in the separation apparatus comprising a housing, heat exchange devices for oil evaporation and input / output fittings for working and product media, heat exchange devices are designed in such a way that heat is transferred from the heat carrier not through the dividing wall, but when the heat carrier is in direct contact and oil. This allows you to increase the efficiency of heat transfer and, accordingly, the evaporation rate of low-boiling oil fractions. That is, to increase the performance of the device. In addition, direct contact of the media leads to intense heat transfer. The result of this is: a significant increase in the rate of evaporation and the transition to the vapor phase of hydrocarbons with a boiling point higher than the average temperature of the total flow of both media. Direct contact of the heat carrier and oil eliminates the formation of deposits on the surface of the heat exchanger at an elevated temperature of the process. Accordingly, the temperature of the evaporation process can be increased, if necessary, from 200-230 ° C to 400-450 ° C and more, which allows thermal and thermomechanical (using cavitation, sound and ultrasonic processing of raw materials in special devices, for example, hydrodynamic type) cracking simultaneously with the evaporation (separation) of oil or other hydrocarbon feedstocks. This, in turn, allows you to increase the depth of processing of raw materials and the yield of light (fuel) fractions and petrochemical products, reduce energy costs per unit of production and reduce the quantity and cost of complex technological equipment.

При использовании высокотемпературного теплоносителя становится целесообразным организовать контур его циркуляции, т.е. блок подготовки. Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру: аппарат разделения (испарения) - печь нагрева теплоносителя - аппарат разделения (испарения). То есть теплоноситель выводят из аппарата через соответствующие штуцеры, подогревают в печи до необходимой температуры и через штуцер ввода подают опять в теплообменные устройства прямого нагрева, в которые подают и исходное сырье. В качестве теплоносителя возможно использование сред, несмешивающихся с нефтью, например, жидких металлов, высокотемпературных органических и газовых теплоносителей.When using a high-temperature coolant, it becomes expedient to organize its circulation circuit, i.e. training unit. The coolant circulates in a closed circuit: separation apparatus (evaporation) - heating medium heating furnace - separation apparatus (evaporation). That is, the heat carrier is removed from the apparatus through the corresponding fittings, heated in the furnace to the required temperature, and again fed into the heat exchangers of direct heating through the input fitting, to which the feedstock is also fed. As a coolant, it is possible to use media immiscible with oil, for example, liquid metals, high-temperature organic and gas coolants.

Схема блока подготовки показана на фиг.1. Обессоленная и обезвоженная (хотя бы частично) нефть или другое жидкое углеводородное сырье насосом 3 подается через теплообменники различной конструкции 5 и 6, например аппараты воздушного охлаждения АВО или рекуперативные теплообменники, через штуцер ввода в аппарат подготовки 2. Также в аппарат подготовки через штуцер ввода подается теплоноситель, циркулирующий по контуру с помощью насоса 4: аппарат подготовки 2, печь нагрева 1, в которой теплоноситель подогревается до нужной температуры, аппарат подготовки 2. В аппарате подготовки 2 происходит прямой нагрев исходного сырья теплоносителем за счет их непосредственного контакта в теплообменных устройствах прямого нагрева. Испарившиеся в аппарате разделения (испарения) легкие фракции нефти (полупродукты) подаются в парогазовом виде в рекуперативный теплообменник 6, в котором частично подогревается исходное сырье, затем в аппарат воздушного охлаждения 7 и в конденсатор 8, в котором окончательно охлаждаются до жидкого состояния и выходят из блока подготовки в виде широкой фракции дистиллятов, которая представляет собой в основном смесь бензиновых, керосиновых и дизельных фракций. Жидкая часть разделения (полупродукты), т.е. неиспарившаяся часть, которая по составу близка к гудрону, подается на рекуперативный теплообменник или АВО 5 и выходит из блока подготовки для дальнейшего использования.The block diagram of the preparation is shown in figure 1. Desalted and dehydrated (at least partially) oil or other liquid hydrocarbon feeds are pumped through pump 3 through heat exchangers of various designs 5 and 6, for example, air cooling units ABO or recuperative heat exchangers, through the inlet to the preparation apparatus 2. Also into the preparation apparatus through the inlet coolant circulating through the circuit using pump 4: preparation apparatus 2, heating furnace 1, in which the coolant is heated to the desired temperature, preparation apparatus 2. In the preparation apparatus 2, coming direct heating of the feedstock heating medium due to their direct contact heat exchange devices in direct heating. Light oil fractions (intermediates) evaporated in a separation (evaporation) apparatus are supplied in a gas-vapor form to a recuperative heat exchanger 6, in which the feedstock is partially heated, then to an air cooling apparatus 7 and to a condenser 8, in which it is finally cooled to a liquid state and exited the preparation unit in the form of a wide fraction of distillates, which is basically a mixture of gasoline, kerosene and diesel fractions. The liquid part of the separation (intermediates), i.e. the non-evaporated part, which is close in composition to the tar, is fed to a recuperative heat exchanger or ABO 5 and leaves the preparation unit for further use.

Широкую фракцию дистиллятов (ШФД) можно реализовывать для дальнейшей переработки как высокопотенциальную дорогую нефть (содержание светлых топливных композиций - бензиновых, керосиновых и дизельных фракций примерно 90%), по составу близкую к газовому конденсату, или, достроив блок подготовки блоком получения товарных продуктов, фактически стандартным нефтеперерабатывающим заводом НПЗ (фиг.2, фиг.3, позиция 9) - блоками атмосферной или атмосферно-вакуумной трубчатки, блоком получения товарного бензина и дизельного топлива (гидроочистка, блок риформинга и т.д.) перерабатывать ее на месте подготовки. Причем блок подготовки может располагаться как непосредственно перед блоками атмосферной или атмосферно-вакуумной трубчатки (фиг.2), так и непосредственно после них (фиг.3). Если блок A wide fraction of distillates (SHF) can be sold for processing as high-potential expensive oil (the content of light fuel compositions - gasoline, kerosene and diesel fractions is about 90%), similar in composition to gas condensate, or, by completing the preparation unit with a unit for the production of commercial products, standard refinery refinery (figure 2, figure 3, position 9) - blocks of atmospheric or atmospheric vacuum tubes, a unit for the production of commercial gasoline and diesel fuel (hydrotreatment, bl to reforming, etc.) to process it on-site training. Moreover, the preparation unit can be located both directly in front of the atmospheric or atmospheric vacuum tube blocks (Fig. 2), and immediately after them (Fig. 3). If block

подготовки располагается после атмосферной или атмосферно-вакуумной трубчатки (фиг.3) и на него подается горячий кубовый остаток (мазут), то его нагрев в печи может не применяться и мазут, минуя нагревательную печь, сразу подается в аппарат подготовки.of preparation is located after an atmospheric or atmospheric vacuum tube (Fig. 3) and hot bottoms (fuel oil) are fed to it, then its heating in the furnace may not be used and fuel oil, bypassing the heating furnace, is immediately fed to the preparation apparatus.

Жидкую часть, или остаток разделения (ОР), обедненный легкокипящими фракциями, можно реализовывать как сырье для производства битума, битумных эмульсий, покрытий и т.д., или, достроив блок битумным блоком (фиг.2, фиг.3, позиция 10), получать товарный битум на месте подготовки.The liquid part, or separation residue (OR), depleted in low boiling fractions, can be sold as raw materials for the production of bitumen, bitumen emulsions, coatings, etc., or, by completing the block with a bitumen block (figure 2, figure 3, position 10) getting commodity bitumen at the training site.

Перспективным является такой вариант блока, при котором полученные после аппарата разделения парогазовая часть и жидкая часть (полупродукты), при необходимости частично охлажденные, снова смешиваются на блоке смешивания (фиг.4, позиция 11). Полученная в результате «синтетическая» нефть содержит примерно в два и более раз больше топливных фракций, чем исходный продукт. Кроме того, если плотность исходной нефти 950 кг/м3 (API=17), то плотность "синтетической" нефти уменьшается до 850 кг/м3 (API=35), а кинематическая вязкость соответственно с 83 сСт до 6 сСт. В результате такой операции стоимость "синтетической" нефти значительно возрастает, ее легче транспортировать и перерабатывать. Особенно перспективен такой подход для удаленных от НПЗ и добывающих тяжелую и вязкую нефть предприятий, как, например, в Южной Америке, Канаде и в некоторых регионах России. Таким же образом можно переработать сравнительно дешевый мазут и еще более дешевые кубовые остатки в значительно более дорогую высокопотенциальную нефть. Возможны и другие варианты схем нефтеперерабатывающих производств с аппаратом разделения.A promising option is a block in which the vapor-gas part and the liquid part (intermediates) obtained after the separation apparatus, if necessary partially cooled, are mixed again on the mixing block (Fig. 4, position 11). The resulting “synthetic” oil contains about two or more times more fuel fractions than the original product. In addition, if the density of the initial oil is 950 kg / m 3 (API = 17), then the density of the “synthetic” oil decreases to 850 kg / m 3 (API = 35), and the kinematic viscosity, respectively, from 83 cSt to 6 cSt. As a result of such an operation, the cost of “synthetic” oil increases significantly; it is easier to transport and process. This approach is especially promising for enterprises remote from refineries and producing heavy and viscous oil, such as, for example, in South America, Canada, and in some regions of Russia. In the same way, relatively cheap fuel oil and still cheaper bottoms can be processed into significantly more expensive high-potential oil. There are other options for schemes of oil refineries with a separation apparatus.

В случае, если тяжелый остаток и широкая фракция дистиллятов перерабатываются на месте, рекуперативные теплообменники 5 и 6, аппарат воздушного охлаждения 7 и конденсатор 8 могут в схеме блока подготовки не использоваться полностью или частично.If the heavy residue and a wide fraction of distillates are processed on site, the recuperative heat exchangers 5 and 6, the air cooler 7 and the condenser 8 may not be used in whole or in part in the preparation unit circuit.

Аппарат испарения (разделения) для подготовки нефти, в том числе тяжелой, остатков нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, нефтешламов и других жидких органических сред (сырья) для дальнейшей переработки и получения товарных продуктов является основным аппаратом блока подготовки, без которого блок подготовки не может быть работоспособным.The evaporation (separation) apparatus for the preparation of oil, including heavy oil, residues of oil refining and petrochemical industries, oil sludge and other liquid organic media (raw materials) for further processing and obtaining marketable products is the main apparatus of the preparation unit, without which the preparation unit cannot be operational .

Сущность работы аппарата разделения поясняется на фиг.5.The essence of the separation apparatus is illustrated in Fig.5.

На этой фигуре приведена схема аппарата разделения. В аппарат через соответствующие штуцеры в теплообменные устройства - турбулентные динамические испарители (фиг.5, позиция 1) - непрерывно подают нефть и теплоноситель, где происходит их непосредственный контакт и смешивание. Из аппарата также через соответствующие штуцеры выводят: легкокипящие фракции нефти в виде парогазовой фазы (широкая фракция дистиллятов), остаток разделения нефти в виде жидкой фазы This figure shows a diagram of the separation apparatus. Into the apparatus, through appropriate fittings, into heat-exchange devices — turbulent dynamic evaporators (FIG. 5, position 1) — oil and coolant are continuously supplied, where they are in direct contact and mixing. From the apparatus also through the appropriate fittings output: low-boiling oil fractions in the form of a vapor-gas phase (a wide fraction of distillates), the remainder of the oil separation in the form of a liquid phase

(высококипящие фракции) и теплоноситель. Из сепаратора (фиг.5, позиция 2) уловленная жидкость сливается в нижнюю часть аппарата. Для улучшения каплеотделения из паровой фазы при ее отводе из корпуса аппарата сепаратор паровой фазы размещен в объеме корпуса аппарата. Уловленные капли коагулируют и жидкость стекает в нижнюю часть аппарата. Кроме того, размещение сепаратора в объеме аппарата разделения приводит к значительному уменьшению потерь тепла.(high boiling fractions) and coolant. From the separator (figure 5, position 2), the captured liquid is drained into the lower part of the apparatus. To improve droplet separation from the vapor phase during its removal from the apparatus body, the vapor phase separator is placed in the volume of the apparatus body. The trapped drops coagulate and the liquid flows into the lower part of the apparatus. In addition, the placement of the separator in the volume of the separation apparatus leads to a significant reduction in heat loss.

Теплоноситель из аппарата подается в печь нагрева и затем опять направляется в теплообменные устройства. Разделитель - отстойник (фиг.5, позиция 3) внизу аппарата разделения служит для отделения жидкой фазы разделения нефти от теплоносителя.The coolant from the apparatus is fed into the heating furnace and then again sent to heat exchangers. The separator - sump (figure 5, position 3) at the bottom of the separation apparatus serves to separate the liquid phase of the separation of oil from the coolant.

В качестве теплоносителя возможно использование сред, несмешивающихся с нефтью, например, жидких металлов, например, жидкого натрия, расплавленных солей, высокотемпературных органических и газовых теплоносителей, например, водяного пара, азота, гелия (Петухов Б.С., Генин Л.Г., С.А. Ковалев. Теплообмен в ядерных энергетических установках. М., «Энергоатомиздат», 1986, с.22-23). Например, температура кипения натрия - 883°С при атмосферном давлении, т.е. натрий можно нагревать до 500-700°С при давлениях, близких к атмосферному, что превышает температуру, необходимую для проведения термического или термомеханического крекинга исходного сырья при углубленной его переработке, а низкое давление позволяет уменьшить стоимость оборудования и капитальные затраты.As a heat carrier it is possible to use media immiscible with oil, for example, liquid metals, for example, liquid sodium, molten salts, high-temperature organic and gas coolants, for example, water vapor, nitrogen, helium (Petukhov B.S., Genin L.G. , SA Kovalev. Heat transfer in nuclear power plants. M., "Energoatomizdat", 1986, p.22-23). For example, the boiling point of sodium is 883 ° С at atmospheric pressure, i.e. sodium can be heated to 500-700 ° C at pressures close to atmospheric, which exceeds the temperature required for thermal or thermomechanical cracking of the feedstock during its in-depth processing, and low pressure allows you to reduce the cost of equipment and capital costs.

Использование в качестве теплоносителя водяного пара, например как в способе термокрекинга гудронов с перегретым водяным паром (Конь М.Я., Шершун В.Г. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом. Справочник. М., "Химия", 1986, с.124), имеет массу недостатков и широко в промышленности не используется. Для получения хороших результатов по разделению жидкого углеводородного сырья, массовое соотношение пара и смеси должно быть не ниже, чем 4:1, а лучше 5:1 и более. При промышленных расходах углеводородной смеси необходим большой паровой котел и перегреватель пара до 600-650°С, а при условии, что вода имеет аномально большую теплоту парообразования, это ведет к неоправданно большим затратам и потерям энергии. После разделения углеводородная парогазовая фаза содержит огромное количество водяных паров, в несколько раз превышающее количество углеводородной паровой фазы. Парогазовую фазу разделения с огромным количеством водяных паров нельзя сразу направить на ректификационную колонну. Приходится весь поток сконденсировать, при этом из-за большого наличия воды требования к теплообменному оборудованию резко возрастают, естественно увеличиваются тепловые потери. Затем охлажденную парогазовую фазу приходится отделять от воды. При этом возникает большое количество сточных вод, загрязненных органикой.The use of water vapor as a heat carrier, for example, as in the method of thermal cracking of tar with superheated water vapor (Kon M.Ya., Shershun VG Oil refining and petrochemical industry abroad. Handbook. M., "Chemistry", 1986, p.124 ), has a lot of disadvantages and is not widely used in industry. To obtain good results on the separation of liquid hydrocarbon feedstocks, the mass ratio of steam and mixture should be no lower than 4: 1, and preferably 5: 1 or more. At industrial costs of the hydrocarbon mixture, a large steam boiler and a steam superheater up to 600-650 ° C are required, and provided that the water has an abnormally high heat of vaporization, this leads to unreasonably large costs and energy losses. After separation, the hydrocarbon-gas phase contains a huge amount of water vapor, several times higher than the amount of hydrocarbon vapor phase. The vapor-gas phase of separation with a huge amount of water vapor cannot immediately be directed to a distillation column. It is necessary to condense the entire stream, while due to the large availability of water, the requirements for heat exchange equipment increase sharply, and heat losses naturally increase. Then the cooled vapor-gas phase has to be separated from the water. This causes a large amount of wastewater contaminated with organic matter.

Использование в качестве газообразного теплоносителя азота, метана и других газов (в частности органических газов, получаемых, например, непосредственно в процессе реализации данного способа) с температурами до 650°С и высоким давлением имеет свои серьезные недостатки, хотя использование таких теплоносителей гораздо выгоднее, чем использование парового теплоносителя и дает хорошие результаты, особенно, если в качестве теплоносителя используется газ, получаемый непосредственно при разделении сырья по данному способу. При использовании газовых теплоносителей необходимы высокотемпературные и высоконапорные компрессоры, а это очень энергоемкое, дорогостоящее и недолговечное в эксплуатации оборудование. Кроме того, массовое соотношение газа и нефти для получения хорошего результата разделения должно быть 5:1. При таком соотношении возрастают требования к теплообменному оборудованию для конденсации парогазовой фазы разделения смеси углеводородов, увеличиваются его габариты и стоимость.The use of nitrogen, methane and other gases as a gaseous heat carrier (in particular, organic gases obtained, for example, directly during the implementation of this method) with temperatures up to 650 ° C and high pressure has its serious drawbacks, although the use of such coolants is much more advantageous than the use of steam heat carrier and gives good results, especially if gas is used as the heat carrier, obtained directly during the separation of raw materials by this method. When using gas coolants, high-temperature and high-pressure compressors are necessary, and this is very energy-intensive, expensive and short-lived equipment. In addition, the mass ratio of gas to oil to obtain a good separation result should be 5: 1. With this ratio, the requirements for heat exchange equipment for condensation of the vapor-gas phase of the separation of a mixture of hydrocarbons increase, its dimensions and cost increase.

При работе с жидкими металлами и расплавленными солями имеются некоторые недостатки, например связанные с использованием насосного оборудования, проблем пусковых работ (перевод теплоносителя в жидкое расплавленное состояние) и т.д., хотя использование таких теплоносителей и позволяет получать хорошие результаты. Поэтому наиболее удобные и практичные в работе теплоносители - это высокотемпературные органические жидкости с высокой температурой начала кипения - остатки нефтеперерабатывающих производств, терфенильные и фторуглеродные смеси, перфторбензол и др. (Ю.М.Бабиков, Д.С.Рассказов. Органические и кремний-органические теплоносители. М., «Энергия», 1975, с.62-72).When working with liquid metals and molten salts, there are some drawbacks, for example, associated with the use of pumping equipment, problems of starting-up operations (transferring the coolant to the molten molten state), etc., although the use of such coolants allows one to obtain good results. Therefore, the most convenient and practical heat transfer media are high-temperature organic liquids with a high boiling point - the remains of oil refineries, terphenyl and fluorocarbon mixtures, perfluorobenzene, etc. (Yu.M. Babikov, D. S. Rasskazov. Organic and silicon-organic heat carriers. M., "Energy", 1975, S. 62-72).

С целью избежания вышеперечисленных недостатков, в данном способе предлагается, как основной и наиболее простой и оптимальный вариант, в качестве органического теплоносителя использовать тяжелый остаток разделения жидкого углеводородного сырья (жидкую фазу разделения), необходимая часть которого возвращается в начало процесса. Использование в качестве теплоносителя тяжелого остатка разделения (его не надо специально готовить или приобретать, он появляется в процессе реализации способа), который является высокотемпературным теплоносителем, позволяет увеличить рабочую температуру в аппарате разделения, интенсифицировать термический или термомеханический крекинг и, соответственно, увеличить глубину переработки и выход светлых продуктов выше их потенциального содержания в исходном сырье.In order to avoid the above disadvantages, this method proposes, as the main, most simple and optimal option, to use a heavy separation residue of a liquid hydrocarbon feedstock (liquid separation phase), the necessary part of which returns to the beginning of the process, as an organic coolant. The use of a heavy separation residue as a coolant (it does not need to be specially prepared or purchased, it appears during the implementation of the method), which is a high-temperature coolant, makes it possible to increase the operating temperature in the separation apparatus, intensify thermal or thermomechanical cracking and, accordingly, increase the processing depth and the yield of light products is higher than their potential content in the feedstock.

Перед началом процесса разделения нефти или другой смеси углеводородов готовят теплоноситель. Теплоноситель, который по существу является тяжелым остатком разделения, можно приготовить разными способами, например с помощью простого процесса однократного испарения смеси углеводородов. Наиболее простой способ, который и используется при работе блока и аппарата разделения (испарения), заключается в следующем. Необходимое количество смеси Before starting the process of separating oil or another mixture of hydrocarbons, a coolant is prepared. The heat transfer medium, which is essentially a heavy separation residue, can be prepared in various ways, for example, using a simple process of single evaporation of a mixture of hydrocarbons. The simplest method, which is used during operation of the unit and the separation (evaporation) apparatus, is as follows. The required amount of mixture

углеводородов заливают в аппарат разделения. Из аппарата разделения смесь подают на нагреватель (печь) и возвращают обратно. При этом непрерывно отводят легкие фракции, накапливая тяжелый остаток разделения. При непрерывной циркуляции и определенной температуре тяжелый остаток через определенное время (параметры процесса зависят от состава исходного сырья) приобретает все свойства высокотемпературного теплоносителя. Контроль окончания процесса подготовки теплоносителя осуществляют путем определения физико-химических свойств и состава тяжелого остатка разделения. (При использовании других теплоносителей (газовых, жидкометаллических), этот предпусковой этап не нужен. Готовый теплоноситель нагревают при его циркуляции по контуру печь - аппарат разделения - печь, и при достижении необходимой температуры теплоносителя в аппарат вместе с теплоносителем подают сырье и начинают процесс, как указано ниже.)hydrocarbons are poured into the separation apparatus. From the separation apparatus, the mixture is fed to the heater (furnace) and returned back. In this case, light fractions are continuously removed, accumulating a heavy separation residue. With continuous circulation and a certain temperature, a heavy residue after a certain time (process parameters depend on the composition of the feedstock) acquires all the properties of a high-temperature coolant. Control of the end of the preparation of the coolant is carried out by determining the physico-chemical properties and composition of the heavy separation residue. (When using other coolants (gas, liquid metal), this pre-start step is not needed. The finished coolant is heated when it circulates along the circuit of the furnace - separation apparatus - furnace, and when the required temperature of the coolant is reached, the raw material is supplied to the apparatus and the process begins, as indicated below.)

Затем нефть (или другое сырье) и теплоноситель подают в турбулентный динамический испаритель (фиг.5, позиция 1), где происходит их непосредственный контакт и нагрев сырья. На выходе испарителя возникает парожидкостная смесь. Парогазовую фазу, содержащую в основном светлые (топливные продукты и продукты нефтехимии) фракции испарения и разделения нефти или другого углеводородного сырья, выводят из верхней части аппарата разделения на дальнейшую переработку, например по топливному варианту, или для другого использования. Часть жидкой фазы - остаток разделения выводят из штуцера внизу аппарата и направляют также для дальнейшей переработки, например для получения товарного битума, или для другого использования. Оставшуюся часть жидкой фазы - высокотемпературный органический теплоноситель - выводят из аппарата разделения и подают в печь на подогрев до нужной температуры, затем возвращают в начало процесса - в турбулентный динамический испаритель (фиг.5, позиция 1). Турбулентных динамических испарителей в одном аппарате может быть несколько. Сущность работы блока и аппарата разделения поясняется также на фиг.1-5. В случае использования в качестве теплоносителя высокотемпературных органических жидкостей, в частности тяжелого остатка разделения, разделитель - отстойник (фиг.5, позиция 3) внизу аппарата разделения используется для очистки теплоносителя от коксообразных частиц, которые могут возникать в процессе испарения и разделения нефти при высоких температурах, и других механических примесей.Then the oil (or other raw materials) and the coolant are fed into a turbulent dynamic evaporator (figure 5, position 1), where they are in direct contact and the raw materials are heated. A vapor-liquid mixture arises at the outlet of the evaporator. The vapor-gas phase, which contains mainly light (fuel products and petrochemicals) fractions of evaporation and separation of oil or other hydrocarbon feeds, is removed from the upper part of the separation apparatus for further processing, for example according to the fuel version, or for other use. Part of the liquid phase - the separation residue is removed from the nozzle at the bottom of the apparatus and sent also for further processing, for example, to obtain marketable bitumen, or for other use. The remainder of the liquid phase — high-temperature organic coolant — is removed from the separation apparatus and fed to the furnace to be heated to the desired temperature, then returned to the beginning of the process — to a turbulent dynamic evaporator (Fig. 5, position 1). There can be several turbulent dynamic evaporators in one device. The essence of the operation of the unit and the separation apparatus is also illustrated in figures 1-5. In the case of using high-temperature organic liquids as a coolant, in particular, a heavy separation residue, a separator-settler (Fig. 5, position 3) at the bottom of the separation apparatus is used to clean the coolant from coke-like particles that may occur during the evaporation and separation of oil at high temperatures , and other mechanical impurities.

Полезная модель реализована на стендовой установке. Далее представлены некоторые результаты процесса разделения (испарения), полученные на стендовой установке. Исходное сырье - нефть месторождений Ульяновской области. Эффект разделения: ШФД - 74% масс., ОР - 23% масс., выход газа - 3% масс. Укрупненный фракционный состав нефти и ШФД (в пересчете на исходную нефть с учетом коэффициента разделения) приведен в таблице.The utility model is implemented on a bench installation. The following are some of the results of the separation (evaporation) process obtained on a bench installation. Feedstock - oil deposits of the Ulyanovsk region. Separation effect: SHF - 74% of the mass., OR - 23% of the mass., Gas yield - 3% of the mass. The enlarged fractional composition of oil and HFD (in terms of initial oil, taking into account the separation coefficient) is shown in the table.

Таблица
Разгонка нефти и ШФД по ГОСТ 2177 (% объемные)
Table
Acceleration of oil and HF according to GOST 2177 (% volume)
ПараметрыOptions н.к. °Сn.k. ° C Отгоняется (в % об.) до температуры, °СIt is distilled off (in% vol.) To a temperature, ° С 120120 140140 150150 160160 180180 200200 220220 240240 250250 280280 300300 Исходная нефтьSource oil 7171 6,56.5 8,58.5 9,59.5 1010 1313 1616 18eighteen 2222 2424 30thirty 3333 ШФД разделения нефтиShFD oil separation 5757 1616 2424 2929th 3434 4242 5151 6060 6767 7070 7878 8484

С целью значительной интенсификации процесса испарения и разделения жидкой и парогазовой фазы поток углеводородов и высокотемпературного теплоносителя направляют на устройства разделения и увеличения межфазной поверхности потоков в аппарате разделения.In order to significantly intensify the process of evaporation and separation of the liquid and vapor-gas phases, the flow of hydrocarbons and high-temperature coolant is directed to devices for separating and increasing the interfacial surface of the flows in the separation apparatus.

С целью оптимизации парогазовых и жидкостных потоков в аппарате разделения (испарения), более четкого отделения жидкой фазы от парогазовой и ректификации последней, в аппарат разделения встроены внутренние устройства типа ректификационных тарелок различной конструкции, колец Рашига, сеток и др.In order to optimize gas-vapor and liquid flows in the separation (evaporation) apparatus, to more clearly separate the liquid phase from the gas-vapor and rectification of the latter, internal devices such as distillation plates of various designs, Rashig rings, nets, etc. are built into the separation apparatus.

Таким образом, конструкция блока и аппарата испарения (разделения) позволяет организовать его работу в длительном непрерывном режиме с увеличенной производительностью по нефти, в том числе тяжелой, остатков нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, нефтешламов и других жидких органических сред (сырья) при температуре проведения процесса в диапазоне до 400-450°С и выше, при этом происходит увеличение глубины дальнейшей, после блока подготовки, переработки в 1,5÷2 раза и более (в зависимости от состава исходного сырья). Соответственно увеличивается и выход наиболее ценных топливных композиций - бензиновых, керосиновых и дизельных фракций, а также продуктов нефтехимии.Thus, the design of the unit and the evaporation (separation) apparatus allows you to organize its operation in a continuous continuous mode with increased oil productivity, including heavy oil, residues of oil refining and petrochemical industries, oil sludge and other liquid organic media (raw materials) at a process temperature of in the range up to 400-450 ° С and higher, while there is an increase in the depth of the further, after the preparation unit, processing by 1.5 ÷ 2 times or more (depending on the composition of the feedstock). Accordingly, the yield of the most valuable fuel compositions — gasoline, kerosene and diesel fractions, as well as petrochemical products — also increases.

Claims (10)

1. Блок испарения для подготовки нефти и других жидких углеводородных сред, содержащий нагревательную печь, насосное и теплообменное оборудование, отличающийся тем, что в блок подготовки добавлен аппарат испарения, а теплоноситель размещен в замкнутом контуре аппарат испарения - нагревательная печь - аппарат испарения, причем в качестве теплоносителя используется высокотемпературный газообразный или неорганический теплоноситель, или высокотемпературный органический теплоноситель, в частности тяжелый остаток испарения, получаемый непосредственно в аппарате, а также в качестве теплоносителя используют среду, не смешивающуюся с нефтью и не растворяющуюся в ней.1. The evaporation unit for the preparation of oil and other liquid hydrocarbon media, containing a heating furnace, pumping and heat transfer equipment, characterized in that the preparation unit is added an evaporation apparatus, and the coolant is placed in a closed circuit evaporation apparatus - heating furnace - evaporation apparatus, and in as a heat carrier, a high-temperature gaseous or inorganic coolant, or a high-temperature organic coolant, in particular a heavy evaporation residue, obtained not Directly in the apparatus, and also as a coolant, a medium is used that is not miscible with oil and does not dissolve in it. 2. Блок по п.1, отличающийся тем, что для переработки на месте получаемых в блоке подготовки полупродуктов, в блок подготовки добавлены блоки получения товарных продуктов - блок атмосферной или атмосферно-вакуумной трубчатки, блок гидроочистки, блок риформинга, блок производства битума и др., причем блок подготовки может находиться как непосредственно перед блоком атмосферной или атмосферно-вакуумной трубчатки, так и непосредственно после них.2. The block according to claim 1, characterized in that for on-site processing of the semi-products obtained in the preparation block, the blocks for the preparation of marketable products are added to the preparation block - an atmospheric or atmospheric vacuum tube block, a hydrotreating block, a reforming block, a bitumen production block, etc. ., and the preparation unit can be located immediately before the atmospheric or atmospheric vacuum tube unit, and immediately after them. 3. Блок по п.1, отличающийся тем, что для получения высокопотенциальной и обедненной вредными примесями синтетической нефти, в блок подготовки добавлен блок смешивания выходящих из блока полупродуктов.3. The block according to claim 1, characterized in that in order to obtain a high-potential and synthetic oil depleted in harmful impurities, a mixing block is added to the preparation block for mixing the semi-products leaving the block. 4. Аппарат испарения для подготовки нефти и других жидких углеводородных сред, содержащий корпус, теплообменные устройства для испарения нефти, сепаратор парогазовой смеси и штуцеры для ввода-вывода рабочих и продуктовых сред, отличающийся тем, что для подачи необходимого тепла в зону испарения низкокипящих фракций нефти используют такие теплообменные устройства, в которых теплоноситель непосредственно контактирует с нефтью, причем в качестве теплоносителя используется высокотемпературный газообразный или неорганический теплоноситель, или высокотемпературный органический теплоноситель, в частности тяжелый остаток испарения, получаемый непосредственно в аппарате, а также в качестве теплоносителя используют среду, не смешивающуюся с нефтью и не растворяющуюся в ней.4. The evaporation apparatus for the preparation of oil and other liquid hydrocarbon media, comprising a housing, heat exchangers for oil evaporation, a gas-vapor mixture separator and fittings for input-output of working and product media, characterized in that for supplying the necessary heat to the evaporation zone of low-boiling oil fractions heat exchange devices are used in which the coolant is in direct contact with oil, and a high-temperature gaseous or inorganic coolant is used as the coolant spruce, or a high-temperature organic coolant, in particular a heavy evaporation residue obtained directly in the apparatus, and also a medium that is not miscible with oil and does not dissolve in it is used as a coolant. 5. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что внизу корпуса аппарата разделения встроен разделитель-отстойник для отделения жидкой фазы разделения от теплоносителя.5. The apparatus according to claim 3, characterized in that a separator-settler is integrated at the bottom of the separation apparatus to separate the liquid separation phase from the coolant. 6. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что в корпус аппарата разделения встроен разделитель-отстойник для очистки теплоносителя от коксообразных частиц и других механических примесей.6. The apparatus according to claim 3, characterized in that a separator-settler is integrated in the separation apparatus body for cleaning the heat carrier from coke-like particles and other mechanical impurities. 7. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что сепаратор парогазовой смеси встроен непосредственно в корпус аппарата разделения.7. The apparatus according to claim 3, characterized in that the gas-vapor mixture separator is built directly into the housing of the separation apparatus. 8. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что для увеличения выхода светлых топливных продуктов углеводородное сырье в аппарате подвергают кавитационному, звуковому и ультразвуковому воздействию на специальных устройствах, например гидродинамических.8. The apparatus according to claim 3, characterized in that in order to increase the yield of light fuel products, the hydrocarbon feed in the apparatus is subjected to cavitation, sound and ultrasound effects on special devices, for example, hydrodynamic ones. 9. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что в аппарат встроены устройства разделения жидкой и парогазовой фазы испарения.9. The apparatus according to claim 3, characterized in that devices for separating the liquid and vapor-gas phase of evaporation are integrated in the apparatus. 10. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что с целью оптимизации парогазовых и жидкостных потоков в аппарате, более четкого отделения жидкой фазы от парогазовой и ректификации последней, в аппарат встроены внутренние устройства типа ректификационных тарелок различной конструкции, колец Рашига, сеток и др.
Figure 00000001
10. The apparatus according to claim 3, characterized in that in order to optimize the gas-vapor and liquid flows in the apparatus, to more clearly separate the liquid phase from the gas-vapor and rectification of the latter, internal devices are built into the apparatus, such as distillation plates of various designs, Rashig rings, nets, etc. .
Figure 00000001
RU2006145468/22U 2006-12-20 2006-12-20 UNIT AND EVAPORATION UNIT FOR PREPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA RU67088U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145468/22U RU67088U1 (en) 2006-12-20 2006-12-20 UNIT AND EVAPORATION UNIT FOR PREPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145468/22U RU67088U1 (en) 2006-12-20 2006-12-20 UNIT AND EVAPORATION UNIT FOR PREPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU67088U1 true RU67088U1 (en) 2007-10-10

Family

ID=38953283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006145468/22U RU67088U1 (en) 2006-12-20 2006-12-20 UNIT AND EVAPORATION UNIT FOR PREPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU67088U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110669549A (en) Waste mineral oil regeneration and recovery treatment method
NO314042B1 (en) Process and plant for refining spent oil and cyclone vacuum evaporator for treating the oil
RU2544994C1 (en) Method and unit for oil preliminary distillation
US9714388B1 (en) Method for recycling liquid waste
RU2470064C2 (en) Method of decelerated carbonisation of oil residues
RU67088U1 (en) UNIT AND EVAPORATION UNIT FOR PREPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA
UA102510U (en) METHOD OF SLOW COOKING OF OIL RESIDUES
RU2359992C2 (en) Preparation method of liquid hydrocarbon raw materials
RU41306U1 (en) DEVICE FOR SEPARATION OF OIL AND OTHER HYDROCARBON MEDIA
RU2363721C1 (en) Method for preparation of liquid hydrocarbon raw materials
RU2683267C1 (en) Installation for processing liquid hydrocarbons
RU2694771C1 (en) Method of heat recovery of waste process fluids
US1877811A (en) Process for treating crude oil
RU2546677C1 (en) Method and installation of hydrocracking with obtaining motor fuels
US2028340A (en) Method for the distillation of easily decomposable materials
EP1452576B1 (en) Method for recycling mixed oil waste and device for carrying out said method
RU2420559C1 (en) Procedure for crude oil refining
RU2206596C2 (en) Hydrocarbon feedstock distillation process to produce fuel fractions
US2065619A (en) Oil purification and fractionation and apparatus for same
RU2759496C1 (en) Installation for stabilization, topping and dehydration of oil
RU2548038C1 (en) Oil refining method
RU2263702C1 (en) Liquid hydrocarbon medium distillation process
RU2749262C1 (en) Installation for deep processing of fuel oil
RU2433162C1 (en) Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof
US1917895A (en) Method and apparatus for condensing and purifying vapors and gases

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131221