SU1757443A3 - Способ переработки остатка вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени  остаток вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе подвергают тонкослойной молекул рной перегонке в услови х вакуума с остаточным дав/Гением (3,5-5)10 мбар причем остаток подают на поверхность испарени  имеющую температуру выше чем температура остатка, на 44-143°С Поверх ность испарени  нагревают за счет противо точной подачи теплоносител  Остаток подают на поверхность испарени  в виде пленки которой придают турбулентность с помощью щеток очистител  Осуществл ют отдельный вывод дистилл та и конце ри рованного остатка Благодар  повышению температуры поверхности нагрева относи тельно температуры остатка может быть увеличена скорость загрузки и улучшено (увеличено) соотношение дистилл т/остаток 1 з п ф-лы, 2 ил , 3 табл

Description

Изобретение касаетс  способа переработки остающегос  после вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе остатка.

После последней проведенной в вакууме операции фракционной перегонки нефти на нефтеперегонном заводе в остатке перегонки остаютс  те вещества которые не испар ютс  примерно до температуры 550°С (нормальное давление) Этот остаток перегонки соответствует в общем случае в зависимости от происхождени  нефти 25% загрузки сырой нефти Ее дальнейша  переработка на практике может осуществл тьс  путем обработки растворител ми например путем деасфальтировани  с помощью пропана Благодар  этому остаток раздел етс  на первую фракцию содержащую растворимые в растворителе смазочные масла и воски и вторую фракцию, содержащую нерастворимые в растворителе асфальты асфальтены и т д При этом получаетс  большее количество второй фракции Из полученной методом растворени  первой фракции могут быть получены ценные не- воспламен ющиес  вещества, например смазочные масла и воски, или эта фракци  может быть подана в крекинг-установку дл  получени  низкокип щи продуктов Нерастворима  в растворителе втора  фракци  или осадок может использоватьс  или дл  производства битума, или на месте в качестве топлива дл  нефтеперерабатывающего завода, или после подмешивани  более легкой фракции с целью сжижени , в качестве

N сл

,

ь

Јь СО

СО

более т желого топлива вне нефтеперегонного завода, например дл  электростанций,

Переработка остатка вакуумной перегонки с помощью растворител  имеет различные недостатки и ограничени . Остающа с  после обработки растворителем нерастворима  малоценна  фракци , содержаща  асфальт, соответствует часто более чем половине остатка вакуумной перегонки , который у т желых сортов природной нефти может составл ть 40% и более от количества нефти. Подобного рода больша  дол  превышает потребности нефтеперерабатывающего завода в топливе. При второй возможности использовани  нерастворимой фракции, при изготовлении битума, также возникают проблемы, так как при обработке растворителем существующие в природной нефти в коллоидной форме ас- фальтены и асфальты выпадают в осадок. Однако необходимое дл  производства Ои- тума полное повторное диспергирование часто больше невозможно, так что получаетс  малоценный продукт.

Кроме того, в результате обработки остатка растворителем смазочные масла и воска не полностью переход т в раствор, напротив, в раствор переход т высокомолекул рные компоненты и ввод тс  в первую фракцию, что  вл етс  вредным дл  получаемых затем конечных продуктов, так, например , это приводит к усиленному коксованию полученных смазочных масел.

Кроме того, использование низкокип щего растворител  требует специальных мер безопасности, в частности, дорогосто щей аппаратуры. Регенераци  растворител  требует больших энергетических затрат и, вследствие большого соотношени  растворитель/остаток , дорогосто ща .

Известен способ молекул рной перегонки остатка нефтеперерабатывающего завода, при котором снижают как давление при выпаривании, так и температуру конденсационных поверхностей. С целью улучшени  энергетического баланса остаток вакуумной перегонки без какого-либо подвода энергии подают дл  молекул рной перегонки , так что теплота испарени  загрузки, котора  имеет температуру остатка вакуумной перегонки, отводитс , что неизбежно ведет к охлаждению и, следовательно, к более низким температурам при молекул рной перегонке, чем при вышеупом нутой вакуумной.

Известен способ переработки остатка вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе с использованием молекул рной

перегонки.

Перегонку

осуществл ют в услови х вакуума от 1-10

-2

до 50 мбар, подава  сырье в виде тонкой пленки на поверхность испарени . Пленке придают турбулентность с помощью механических средств, например щеток очисти5 тел . Дл  испарени  используют тепло остатка от вакуумной перегонки, предшествующей молекул рной перегонке, так что молекул рна  перегонка осуществл етс  при более низкой температуре, чем предше10 ствующа  вакуумна  перегонка.

Как недостаток способа можно отметить образование большого количества малоценного остатка при молекул рной перегонке и недостаточного количества ди15 стилл та. При переработке ближневосточной нефти,  вл ющейс  ценным продуктом с высоким содержанием перегон емых компонентов , образуетс  17% остатка. Кроме того, в известном способе есть указание на

20 необходимость подавлени  реакций разложени , т.е. процесс следует проводить лишь при допустимых с точки зрени  продукта температурах, т.е. поддерживать температуру достаточно низкой, чтобы не просходи25 ло разложени  продукта и не образовывались отложени  на поверхности испарител , преп тствующие теплопередаче .

Целью изобретени   вл етс  повыше30 ние выхода дистилл та, а также повышение экономичности процесса путем повышени  скорости питани , св занной с тем, что образуетс  меньшее количество высоков зкого остатка, который из-за своей низкой

35 текучести уменьшает скорость питани .

Таким образом за счет образовани  меньшего количества материала, замедл ющего скорость питани , происходит ее возрастание .

40 Цель достигаетс  способом переработки остатка вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе путем тонкослойной молекул рной перегонки в услови х вакуума при посто нном остаточном давлении (3,5-5) мбар при подаче подле45 жащего перегонке материала на поверхность испарени  в форме пленки, которой придают с помощью щеток очистител  тур- булептностцс отдельным выводом получающегос  дистилл та и концентрированного

50 остатка, причем поверхность испарени  нагревают за счет противоточной подачи теплоносител  до температуры, превышающей на 44-143°С температуру, которую имеет остаток вакуумной перегонеки.

55 Предпочтительно проводить процесс так, чтобы температура поверхности испарени  была выше 350°С.

Неожиданно было обнаружено, что благодар  увеличению энергетических затрат

экономичность тонкослойной молекул рной перегонки остатка вакуумной перегонки значительно повышаетс , т,е. что ухудшившийс  энергетический баланс дает экономическое улучшение. Увеличение энергетических затрат происходит в соответствии с изобретением в результате повы- шени  температуры молекул рной перегонки по сравнению стемпературой остатка вакуумной перегонки.

В соответствии с экстракционным способом уровн  техники разделение осуществл лось с помощью непол рного растворител  на основании пол рности, т.е. химической структуры веществ. С помощью известных способов молекул рной перегонки отделение остатка вакуумной перегонки осуществл етс  на основании температуры кипени  имеющихс  веществ. В соответствии с изобретением благодар  высокой тем- пературе ценные продукты, которые в соответствии с уровнем техники остались бы в менее ценном остатке, получаютс  в виде дистилл та. Поэтому в соответствии с изобретением достигаетс  не только количественное преимущество благодар  большему количеству ценного продукта, но и получаетс  другого рода состав фракций и благодар  этому другие качественные преимущества . Более важно, чем улучшение соотношени  дистилл т/остаток, то, что, благодар  более высокой температуре в несколько раз может быть увеличена скорость загрузки в расчете на единицу времени и поверхность испарени . Благодар  этому чрезвычайно улучшаетс  экономичность способа.

Разность так называемых С/Н-соотно- шений, т.е. соотношени  углерода и водорода , между дистилл том и остатком резко повышаетс  с помощью способа в соответствии с изобретением

Кроме того, в соответствии с изобретением обеспечиваетс  резкое сокращение времени обработки с очень незначительным разбросом, т.е. обеспечиваетс  больша  равномерность.

Более высока  температура допускает одновременно отвод без вс ких проблем остатка, обогащенного высокомолекул рными веществами.

Полученные в соответствии с изобретением смазочные масла могут использоватьс  без присадок таким же образом, как и смазочные масла, которые получают в соответствии с т радиционными способами вакуумной перегонки, и довод тс  до желательной в зкости с помощью дорогосто щих присадок. Кроме того, дистилл т практически свободен от металлосодержащих компонентов, вследс твие чего не вызывает проблем крекинг с понощью чувствительных к примес м катализаторов с целью получени  нмзкокип щмх веществ. Кроме того, в соответствии с изобретением в остат- 5 ке остаютс  полиароматические вещестг з, что дополнительно улучшает качество дистилл та и стабилизирует коллоидные ас- фальтены в остатке.

В данном случае, по сравнению с упов0 нем техники, не только уменьшаетс  количество асфальтосодержащей фракции, т.е. остатка тонкослойной молекул рной перегонки , таким образом, что возможно ее полное использование в качестве топлива на

5 нефтеперерабатывающем заводе, но она измен етс  также качественно благодар  тому, что при производстве битума ее сразу можно вновь диспергировать. Это свойство среди прочего может быть св зано с повы0 содержанием пол рных компонентов . Кроме того, при переработке сортов природной нефти с большим содержанием воска остаток практически не содержит воска. Тонкослойна  молекул рна  перегонка

5 или ее аппаратурное оснащение в технологии производственных процессов известна и использовалась главным образом дл  получени  улучшенной очистки теплочуво ви- тельных веществ, чтобы избежать их

0 термического разложени . Напротив в соответствии с изобретением термическое разложение даже желательно, так как благодари этому получаетс  большее количество ценного дистилл та, и возможно в незначительной

5 мере, пока сохран етс  вакуум.

Благодар  способу в соответствии с изобретением до сих пор неперегон емь-й последний остаток перегонки на нефтеперерабатывающем заводе, который кипит

0 примерно при температуре 550°С (при нормальном давлении), доступен перегонке с ко- лмчественным и и качественными преимуществами. При этом получаютс  продукты нового состава с частично новыми свой5 ствами.

В дальнейшем в соответствии с изобретением из т желых Сортов природной нефти , которые имеют около 50% и более остатка вакуумной перегонки и поэтому с

0 коммерческой точки зрени  вр д ли применимы , могут быть получены дистилл ты в количестве, как и при перегонке обычных сортов природной нефти, так что они теперь также пригодны дл  использовани .

5 Способ в соответствии с изобретением может быть реализован с помощью известных устройств дл  тонкослойной молекул рной перегонки. Эти устройства расположены вслед за последней ступенью

вакуумной перегонкой, нефтеперерабатывающего завода. Температуры при тонкослойной молекул рной перегонке выше, а давление ниже примерно на коэффициент от до 1СГ3, чем при предшествующей вакуумной перегонке. Дл  предусмотренного вакуума, при котором образуетс  большой объем пара, поверхности испарени  и конденсации должны по возможности располагатьс  близко друг к другу, В общем случае это достигаетс  благодар  соосным зонам испарени  и конденсации. Предпочтительными  вл ютс  расположенные цилиндрически вертикально поверхности испарени  и конденсационные поверхности . Загруженный материал равномерно распредел етс  по верхней части нагревательной поверхности и переводитс  в турбулентное состо ние, которое сохран етс  до тех пор,пока материал под собственным весом т жести не покинет нагревательную поверхность и не переместитс  вниз. Благодар  этому нагретый на всей нагревательной поверхности материал немедленно поступает к поверхности жидкости, и низкокип ща  фракци  испар етс .

Последовательно или параллельно может быть расположено несколько установок дл  тонкослойной молекул рной перегонки.

Пример 1. Неперегон емый до температуры 530°С (указание температуры отнесено к нормальному давлению) остаток из ступени вакуумной перегонки подают в установку тонкослойной молекул рной перегонки . Рабочие параметры были следующие: температура вакуумного остатка 272°С, скорость загрузки 13,1 кг/ч, Давление 4,5- мбар, температура нагревани  351°С. температура охлаждени  103°С, скорость дистилл та 6,5 кг/ч, дол  дистилл та 40,6 мас.%.

Остаток непрерывно подают с помощью насоса на вход испарител  и с помощью распределительного кольца равномерно распредел ют по внутренней поверхности. Затем роторные щетки очистител , которые перемещаютс  вдоль поверхности испарени , захватывают материал и подают турбулентную пленку к поверхности нагревани . Перед роторными щетками очистител  образуетс  фронт волны (фронтальна  волна).

Пропускную способность и количество дистилл та удалось существенно увеличить благодар  повышению температуры нагревани , что в первую очередь можно объ снить испарением высокомолекул рных веществ.

В табл,1 и 2 сопоставлены данные других примеров. Испытани  в примерах 1-5

проводили, принима  во внимание увеличение доли дистилл та, а в примерах 6-10 - принима  во внимание увеличение скорости загрузки.

В табл.2 представлены результаты

анализа дл  примера 5. который рассматриваетс  как показательный.

При проведении этих испытаний вы снилось , что сразу удалось добитьс  скорости

0 прохождени  225 кг/ч-м , что гарантирует хоз йственное использование в масштабе нефтеперерабатывающего завода.

На фиг.1 показана упрощенна  технологическа  схема перегонки нефтеперераба5 тывающего завода; на фиг.2 - установка дл  реализации способа.

Согласно фиг.1 природную нефть 1 среднего качества подают к работающей при нормальном давлении ректификацион0 ной установке 2. После выпаривани  примерно 50% исходной природной нефти выводитс  из установки в виде разделенных фракций 3,4,5. Остаток 6 подаетс  к другой, работающей под вакуумом, ректификацион5 ной установке 7, из которой вывод т примерно 25% природной нефти в виде фракций 8, 9 и 11. Затем неперегон емый остаток 12 подаетс  дл  дальнейшей обработки в соответствии с изобретением, т.е.

0 дл  тонкослойной молекул рной перегонки 13. При этом получаетс  дистилл т 14 и перегон емый остаток 15. Дистилл т 14 может подаватьс  или в крекинг-установку дл  получени  низкомоле ул рных продуктов,

5 или раздел тьс  далее на смазочное масло и воск. Остаток 15 используетс  в качестве топлива на нефтеперерабатывающем заводе или перерабатываетс  в смолу.

Изображенна  на фиг.2 установка дл 

0 реализации способа имеет загрузочный резервуар 21 с мешалкой 22. Позицией М обоз- начены относ щиес  к отдельным устройствам электродвигатели. Загрузочный резервуар 21 с помощью оснащенного

5 питательным насосом 23 трубопровода 24 соединен с молекул рным испарителем 25, который в свою очередь соединен со сборником остатка 26 и сборником дистилл та 27. Далее к молекул рному испарителю 25

0 подключены две следующие одна за другой низкотемпературные ловушки 28 и 29. Междунизкотемпературными ловушками 28 и 29 расположен роторно-щелевой вакуумный насос 31, после второй низкотемпературной

5 ловушки расположен роторно-щелевой вакуумный насос 32 и затем установлен пластинчатый вакуумный насос 33.

Поданный в загрузочный резервуар 21 остаток ступени вакуумной перегонки с по мощью насоса 23 подаетс  по трубопроводу

24 в молекул рный испаритель 25 где он путем выпаривани  раздел етс  на дистилл т и остаток, и разделенные фракции улавливаютс  о сборниках 26 и 27 (имеющеес  при известны услови х небольшое количество легколетучих компонентов, которые могли бы образоватьс  в результате тертйи- ческого разложени  в молекул рном испарителе 25, улавливаетс  раздельно в низкотемпературных ловушках 28 и 29).

Температуры нагрева при тонкослойной молекул рной перегонке могут быть выше температур, указанных в примере исполнени . Предпочтительными  вл ютс  температуры 350°С или выше.

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Способ переработки остатка вакуумной перегонки на нефтеперерабатывающем заводе путем тонкослойной молекул рной

   перегонки в услови х вакуума при посто нном остаточном давлении (3,5-5)-10 мбар с подачей подлежащего перегонке материала на поверхность испарени , нагреваемую путем противоточной подачи теплоносител , в форме пленки, которой придают турбулентность с помощью щеток очистител , с от- дельным выводом получающегос  дистилл та и концентрированного остатка,

   отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода дистилл та и повыше ни  экономичности, процесс провод т при температуре поверхности испарени , превышающей температуру, которую имеет

   остаток вакуумной перегон й, на 44- 143°С.

   2 Способ по п1,отличаю щи и с   тем, что температура поверхности испарени  выше 350°С

   Таблица 1

   Таблица 2

   Фиг 2

   Таблица 3