WO2007086774A1 - Method for distilling a hydrocarbon material and a plant for carrying out said method - Google Patents

Method for distilling a hydrocarbon material and a plant for carrying out said method Download PDF

Info

Publication number
WO2007086774A1
WO2007086774A1 PCT/RU2006/000370 RU2006000370W WO2007086774A1 WO 2007086774 A1 WO2007086774 A1 WO 2007086774A1 RU 2006000370 W RU2006000370 W RU 2006000370W WO 2007086774 A1 WO2007086774 A1 WO 2007086774A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
evaporator
distillation
cyclone
vapor
fraction
Prior art date
Application number
PCT/RU2006/000370
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Yuri Vladimirovich Feschenko
Original Assignee
Yuri Vladimirovich Feschenko
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 Yuri Vladimirovich Feschenko filed Critical Yuri Vladimirovich Feschenko
Priority to CN200680051680.3A priority Critical patent/CN101360807B/en
Priority to EA200801088A priority patent/EA010729B1/en
Publication of WO2007086774A1 publication Critical patent/WO2007086774A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/26Multiple-effect evaporating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/30Fractionating columns with movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00Distillation of hydrocarbon oils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/02Gasoline

Definitions

  • the invention relates to the processing of oil in small-tonnage modular units (mini refineries (oil refineries) to produce motor and boiler fuel oils (gasoline, diesel fuel, fuel oil).
  • Modern large-tonnage hydrocarbon distillation methods in their hardware design include pumps, heat exchangers, tube furnaces, distillation columns.
  • Small-scale primary distillation plants repeat the fundamental technological solutions of similar large-scale distillation plants.
  • the hardware design of the distillation process is characterized by high metal consumption and requires significant capital investments.
  • a known method for the primary distillation of hydrocarbon feedstock (RF patent Zh2200182, publ. 2003.03.10), in which the separation of oil into fractions is carried out using a cyclone phase separator and a contact evaporator.
  • a gasoline fraction and a stripped heavy residue are obtained in a continuous mode, or a gasoline fraction, diesel fuel and boiler oil are selected during periodic operation of the installation.
  • Raw materials are heated in recuperative heat exchangers and separated in a phase separator into liquid and vapor phases. The liquid phase in the dispersed state flows countercurrently into the vapor space of the contact evaporator.
  • the vapor phase is additionally heated to 30-50 C above the temperature of the liquid phase and is supplied as a stripping agent through a bubbler distributor to the volume of the liquid phase located in the lower zone of the contact evaporator.
  • the gasoline fraction is obtained by condensation of the vapor phase from the evaporator.
  • the topped residue is circulated through steam a heater and a phase separator, as a result of which superheated vapors of diesel fuel in a contact evaporator at 250-300 C are used for steaming boiler-furnace fuel (residues of raw material processing).
  • a disadvantage of the known method is that the use of centrifugal force in the phase separator serves only to intensively separate the vapor and liquid phases, but instead of the declared accuracy of separation into fuel fractions, triple enrichment of the light fraction will occur by triple vaporization of the liquid phase by superheated vapors of the selected light fraction heavy fraction vapors. In this case, the liquid (heavy fraction) will be enriched in light fractions.
  • This follows from the classical laws of Dalton and Raul (P. Lebedev, Heat exchangers, drying and refrigeration units, M., Energia, 1966, p.
  • centrifugal phase separator has another significant drawback that reduces the clarity of the separation of hydrocarbon feeds into fractions - this is the cooling of the vapor-liquid mixture as a result of the expansion work.
  • part of the light fractions of the molset condense and go into the liquid phase to heavy fractions.
  • the width of this range of condensed fractions on the boiling point scale is about 2 ° C.
  • twice as much loss of light fractions due to condensation and escape into the liquid phase occurs due to heat loss to the environment, even for a well insulated centrifugal phase separator - cyclone.
  • the resulting losses and impact on quality indicators can reach 5-10%, and this is very significant for the oil industry.
  • the closest in technical essence and the achieved result to the claim is the method described in certificate Ne 17004 of 03/10/2001 for a utility model Oil refining station for dispersal of multicomponent mixtures ”.
  • the known method includes several stages of distillation, in in which the feed is heated to the lower boiling point of the first fraction, the resulting vapor-liquid mixture is fed to the distillation stage, in each of which the vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases, the liquid fraction is taken as the target product, and the vapor phase is cooled to the lower boiling point of the next fraction .
  • the vapor phase of the last stage of distillation is condensed and discharged as the target product.
  • a disadvantage of the known method is the impossibility of obtaining a clear separation of the components into fractions, and therefore obtaining high-quality motor fuels.
  • the reason is that there is a large volume of liquid with heavy fractions in the evaporator, and there are very few light fractions entering the vapor-liquid mixture.
  • the concentration of heavy fraction vapors above the surface of the liquid in the evaporator will be higher than that of light fractions, and hence in the cooler will go along with light fractions a significant amount of heavy fractions. In this case, part of the light fractions according to the same laws of Dalton and Raul will remain in the liquid phase in the evaporator.
  • the installation contains a condenser and two stages of acceleration, each of which includes a distillation cube, distillation column, reflux condenser, separator, mixture heaters and containers for collecting mixture components.
  • a residue with a high content of a high boiling component is obtained, and part of the distillate with more volatile components enters the second stage.
  • the remainder produces another component, and the most volatile of the three components enters the capacitor.
  • distillation column is a vertical cylinder made of steel, cast iron or ceramics, the height of which reaches 30 m, diameter 5 m.
  • distillation column is a vertical cylinder made of steel, cast iron or ceramics, the height of which reaches 30 m, diameter 5 m.
  • Such an installation cannot be moved to the processing site, it can only work stationary.
  • the known installation requires the use of water vapor at high pressures, which complicates its operation and maintenance.
  • a refinery for distillation of multicomponent mixtures containing a line for supplying the oil mixture and lines for removing liquid fractions, connected in series by pipelines to several stages for dispersing the oil mixture, each of which includes a condenser and oil mixture heater, and heat exchangers, which are combined recuperative heaters, sequentially installed on the oil mixture supply line and oil mixture and coolers, as well as pump and oven for heating the oil mixture.
  • Each stage of the oil mixture distillation is equipped with an evaporator with an integrated oil mixture heater made in the form of a furnace device for burning liquid or gaseous fuels.
  • the main objective of the proposed group of inventions is to create a method for the distillation of hydrocarbons and plants for its implementation, allowing to obtain high quality petroleum products in a compact and small-sized installation.
  • the problem is solved in that in the method of distillation of hydrocarbon feedstock, comprising several stages of distillation, the feedstock is heated to the lower limit of the boiling point of the first fraction, the vapor the liquid mixture is fed to the distillation stage, in each of which the vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases, the liquid fraction is taken as the target product, and the vapor phase is cooled to the lower limit of the boiling temperature of the next fraction.
  • New is that the separation into the vapor and liquid phases at all stages of distillation is carried out in cyclone evaporators with a cylindrical vertical wall, while the vertical wall of each evaporator is heated.
  • the level of output of the target product from the cyclone evaporator relative to the surface of the earth should not be lower than the maximum possible level of the target product in the intermediate storage tank, and the input of the target product into the intermediate storage tank should be below the minimum possible level of the target product.
  • each cyclone evaporator It is advisable to adjust the heating power of the vertical cylindrical wall of each cyclone evaporator so that the temperature of the vapor-liquid mixture at the inlet of the cyclone evaporator is equal to the temperature of the vapor phase at its outlet.
  • the number of obtained fractions of the target product by boiling point is n + 1, where n is the number of cyclone evaporators.
  • the installation for distillation of hydrocarbon feedstock contains a feed line and a target product removal line, heat exchangers installed in series on a feed line, a pump and a furnace for heating the feed, and at least one pipe connected in series or several stages of distillation of raw materials, each of which includes an evaporator and a cooler connected in series by pipelines, the evaporator of each stage being connected by a pipeline with a corresponding it is a heat exchanger, the New one is that the installation additionally contains intermediate storage tanks for the target products installed on the removal lines of the target products after the heat exchangers, and the evaporator is made in the form of a cyclone evaporator that is heated from, for example, a vertical cylindrical wall, heated, for example, by electric heaters. It is advisable to install temperature sensors at the inlet and outlet of the cyclone evaporator of each distillation stage.
  • the cooler of each stage of distillation is made in the form of an air-air heater.
  • the claimed method for the distillation of hydrocarbon raw materials and the installation for its implementation are different from the closest analogues, therefore, the claimed solutions satisfy the condition of patentability of the invention of “new”.
  • a cyclone evaporator with a cylindrical vertical wall is used for separation into a vapor and liquid phase, which is heated to the lower boiling limit of the fraction intended for removal as the target product .
  • the velocity (about 20 m / s) of the vapor-liquid mixture at the inlet to the cyclone and the velocity diagrams in the cyclone are such that only a small part of the heavy fraction vapors can escape from the pairs of light fractions due to turbulence at the boundary between the regions with pairs of light and heavy fractions .
  • FIG. 1 shows the technological scheme of the installation for the distillation of hydrocarbons
  • FIG. 2 sectional cyclone evaporator
  • FIG. 3 diagrams of vapor velocities of light and heavy fractions in a cyclone evaporator
  • FIG. 4 is a connection diagram of a cyclone evaporator with an intermediate storage tank.
  • FIG. 1 Installation for the distillation of hydrocarbon raw materials (Fig. 1) contains connected in series pipelines 1st, 2nd and 3rd stages of distillation of raw materials, a line 4 for supplying raw materials, a pump 5 and a furnace 6 for heating raw materials, connected by a pipeline to the 1st stage distillation. Heat exchangers 7, 8 and 9 are installed in series on line 4 of the supply of raw materials.
  • the 1st stage of raw material distillation contains a cyclone evaporator 10, a cooler 11, the 2nd stage of raw material distillation - a cyclone evaporator 12, a cooler 13, the 3rd stage of raw material distillation - a cyclone evaporator 14, a cooler 15.
  • Each cyclone evaporators 10, 12, 14 of each distillation stages are communicated by pipelines respectively to coolers 11, 13, 15.
  • Heat exchangers 7, 8, 9 are connected respectively to cyclone evaporators 10, 12, 14 of the 1st, 2nd, 3rd distillation stages.
  • intermediate storage tanks 16, 17, 18 are installed for collecting fuel oil, diesel fuel and naphtha, respectively.
  • the installation contains a container 19 for collecting the target gasoline product.
  • temperature sensors 20, 21, 22, 23, 24, 25 and 26 are installed at the inlet and outlet of the cyclone evaporator of each distillation stage.
  • the cyclone evaporator (Fig. 2) of each distillation stage consists of a cylindrical and conical parts and contains a casing 27, a heater 28, electric heaters 29, an inlet pipe 30, an outlet pipe 31, an outlet channel 32 for the vapor phase, an outlet 33 for the liquid phase.
  • the installation uses the classical design of the cyclone evaporator, which is expressed in the proportions of the ratios of the geometric dimensions of the inlet pipe, the diameters and length of the cylindrical part of the cyclone, as well as the length of its conical part. ⁇
  • Heat exchangers 7, 8, 9 are combined recuperative heaters and coolers, chillers 11, 13, 15 are water-air heaters, in which the vapor is cooled by a controlled air flow from the fans, the pump is used gear, and the tube furnace.
  • temperature sensors for example, thermocouples can be used.
  • the hydrocarbon feed is pumped to the furnace 6 for heating, where it is heated to the lower boiling point of the first fraction (fuel oil), for example 360 ° C.
  • the heated raw materials enter the cyclone evaporator 10 of the 1st distillation stage, which maintains a temperature of 360 ° C, due to the heating of the vertical cylindrical wall by electric heaters 29, and in which the resulting vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases. Centrifugal force is used to separate the vapor-liquid mixture.
  • the liquid phase (fuel oil) from the cyclone evaporator 10 enters the tubular heat exchanger 7, where it is cooled and then poured into the intermediate storage tank 16.
  • the vapor phase is cooled in the cooler 11 to the lower boiling point of the second fraction, for example 200 ° C, and fed to cyclone evaporator 12 of the 2nd stage of distillation, in which the vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases.
  • the liquid phase (diesel fuel) is fed into the tubular heat exchanger 8, where it is cooled and then poured into the intermediate storage tank 17.
  • the vapor phase from the cyclone evaporator 12 of the 2nd distillation stage enters the cooler 13, where it is cooled to the lower boiling point of the third fractions, for example 17O 0 C, and fed to the cyclone evaporator 14 of the 3rd stage of distillation, in which the vapor-liquid mixture is separated into vapor and liquid phases.
  • Liquid phase (naphtha) is fed into a tubular heat exchanger 9, where it is cooled and then poured into an intermediate storage tank 18.
  • the vapor phase from the cyclone evaporator 14 enters the cooler 15, after which the resulting gasoline is poured into the tank 19.
  • the power of the vertical cylindrical wall cylinders of the cyclone evaporators is regulated temperature sensors 20-26 at the inlet and outlet of the cyclone evaporators 10, 12, 14, and the readings of the temperature sensor at the outlet should match the readings of the temperature sensor at the entrance to the cyclone evaporator.
  • the movement of the liquid phase from cyclone evaporators into storage tanks through heat exchangers is due to the action of gravitational forces and excessive vapor pressure of hydrocarbons.
  • the proposed method for the distillation of hydrocarbon feedstocks and a plant based on it allow one to build an efficient small-sized plant with a clear separation of hydrocarbon feedstocks into fractions and produce high-quality products, including motor fuels without the use of distillation columns. This allows to significantly reduce the material consumption of the oil refinery, which means to reduce construction costs and reduce the time of commissioning of the oil refinery. As a result, the efficiency of invested funds is significantly increased, especially when developing new oil fields. No less effective may be the proposed method and device for the separation of other liquid mixtures (for example, the production of alcohol, etc.).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

The inventive method for distilling a hydrocarbon material is carried out on several dividing stages in cyclone evaporators with a heated cylindrical vertical wall. The inventive method consists in supplying the raw material heated to the initial boiling point of a first high-boiling fraction to the first stage evaporator, in removing a liquid phase therefrom in the form of a marketable product, in cooling a withdrawn vapour fraction to the lower boiling point of a subsequent phase, in directing said fraction for separation to a next evaporator and in obtaining therein a gasoline in the form of a vapour fraction and a distillation residue. The inventive plant for carrying out said method comprises in series connected by pipelines heat exchangers , a raw material heating stove and equipment for one or several distillation stages each of which comprises an evaporator, a cooler, heat exchangers and intermediate collecting containers for target products. Each evaporator is embodied in the form of a heat-insulated cyclone evaporator provided with a heated vertical cylindric wall. The cooler of each stage is embodied in the form of an air-and-water heater.

Description

СПОСОБ ПЕРЕГОНКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ METHOD FOR REMOVING HYDROCARBON RAW MATERIALS AND INSTALLATION FOR
ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.ITS IMPLEMENTATION.
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к переработке нефти на малотоннажных модульных установках (мини нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) для получения моторных и котельно-печных топлив (бензин, дизельное топливо, мазут).The invention relates to the processing of oil in small-tonnage modular units (mini refineries (oil refineries) to produce motor and boiler fuel oils (gasoline, diesel fuel, fuel oil).
Предшествующий уровень техникиState of the art
Современные крупнотоннажные способы перегонки углеводородного сырья в своем аппаратурном оформлении включают насосы, теплообменники, трубчатые печи, ректификационные колонны. Малотоннажные установки первичной перегонки повторяют принципиальные технологические решения аналогичных круп- нотоннажных установок. При этом аппаратурное оформление процесса перегонки отличается высокой металлоемкостью и требует значительных капитальных вложений.Modern large-tonnage hydrocarbon distillation methods in their hardware design include pumps, heat exchangers, tube furnaces, distillation columns. Small-scale primary distillation plants repeat the fundamental technological solutions of similar large-scale distillation plants. At the same time, the hardware design of the distillation process is characterized by high metal consumption and requires significant capital investments.
Учитывая высокую стоимость и сложность эксплуатации малотоннажных установок, выполненных по схеме крупнотоннажных НПЗ, постоянно разрабатыва- ются нетрадиционные технологические решения перегонки углеводородного сырья с отказом, прежде всего от ректификационных колонн.Given the high cost and complexity of operation of small-tonnage plants made according to the scheme of large-tonnage oil refineries, unconventional technological solutions for the distillation of hydrocarbons with refusal, primarily from distillation columns, are constantly being developed.
Известен способ первичной перегонки углеводородного сырья (патент РФ Ж2200182, опубл. 2003.03.10), при котором разделение нефти на фракции осуществляют с использованием циклонного фазового разделителя и контактного испа- рителя. При этом получают либо бензиновую фракцию и отбензиненный тяжелый остаток в непрерывном режиме, либо отбирают бензиновую фракцию, дизельное топливо и котельно-печное топливо при периодическом режиме работы установки. Сырье нагревают в рекуперативных теплообменниках и разделяют в фазораз- делителе на жидкую и паровую фазы. Жидкая фаза в дисперсном состоянии про- тивотоком поступает в паровое пространство контактного испарителя. Паровая фаза дополнительно подогревается на 30-50 С выше температуры жидкой фазы и подается в качестве отпаривающего агента через барботажный распределитель в объем жидкой фазы, находящейся в нижней зоне контактного испарителя. Бензиновую фракцию получают при конденсации паровой фазы из испарителя. Для по- лучения дизельного топлива отбензиненный остаток циркулируют через паровой подогреватель и фазовый разделитель, в результате чего перегретые пары дизельного топлива в контактном испарителе при 250-300 С используются для отпарки котельно-печного топлива (остатки обработки сырья).A known method for the primary distillation of hydrocarbon feedstock (RF patent Zh2200182, publ. 2003.03.10), in which the separation of oil into fractions is carried out using a cyclone phase separator and a contact evaporator. In this case, either a gasoline fraction and a stripped heavy residue are obtained in a continuous mode, or a gasoline fraction, diesel fuel and boiler oil are selected during periodic operation of the installation. Raw materials are heated in recuperative heat exchangers and separated in a phase separator into liquid and vapor phases. The liquid phase in the dispersed state flows countercurrently into the vapor space of the contact evaporator. The vapor phase is additionally heated to 30-50 C above the temperature of the liquid phase and is supplied as a stripping agent through a bubbler distributor to the volume of the liquid phase located in the lower zone of the contact evaporator. The gasoline fraction is obtained by condensation of the vapor phase from the evaporator. To obtain diesel fuel, the topped residue is circulated through steam a heater and a phase separator, as a result of which superheated vapors of diesel fuel in a contact evaporator at 250-300 C are used for steaming boiler-furnace fuel (residues of raw material processing).
Недостатком известного способа является то, что применение центробеж- ной силы в фазовом разделителе служит лишь интенсивному разделению паровой и жидкой фазы, но при этом вместо декларируемой четкости разделения на топливные фракции за счет трехкратного отпаривания жидкой фазы перегретыми парами отбираемой легкой фракции произойдет трехкратное обогащение легкой фракции парами тяжелой фракции. При этом жидкость (тяжелая фракция) будет обогащена легкими фракциями. Это следует из классических законов Дальтона и Рауля (Лебедев П. Д., Теплообменные, сушильные и холодильные установки, M., Энергия, 1966, с. 138-140) применительно к используемым конструкциям фазового разделителя и испарителя, в которых концентрация паров тяжелых фракций всегда больше концентрации легких фракций (в силу значительного постоянного объема жидкой фазы тяжелой фракции в этих емкостях), а значит, при конденсации этих паров получатся: вместо бензина — смесь бензина и солярки; вместо дизельного топлива — смесь бензиновых, керосиновых и масляных фракций. И эти смеси будут неприменимы в качестве моторных топлив.A disadvantage of the known method is that the use of centrifugal force in the phase separator serves only to intensively separate the vapor and liquid phases, but instead of the declared accuracy of separation into fuel fractions, triple enrichment of the light fraction will occur by triple vaporization of the liquid phase by superheated vapors of the selected light fraction heavy fraction vapors. In this case, the liquid (heavy fraction) will be enriched in light fractions. This follows from the classical laws of Dalton and Raul (P. Lebedev, Heat exchangers, drying and refrigeration units, M., Energia, 1966, p. 138-140) as applied to the used phase separator and evaporator designs, in which the concentration of vapor of heavy fractions there is always a higher concentration of light fractions (due to the significant constant volume of the liquid phase of the heavy fraction in these containers), which means that upon condensation of these vapors you get: instead of gasoline, a mixture of gasoline and diesel fuel; instead of diesel fuel - a mixture of gasoline, kerosene and oil fractions. And these mixtures will not be applicable as motor fuels.
Кроме того, подобное применение центробежного разделителя фаз имеет еще один существенный недостаток, снижающий четкость разделения углеводородного сырья на фракции - это охлаждение парожидкостной смеси в результате работы расширения. При этом часть легких фракций молсет сконденсироваться и перейти в жидкую фазу к тяжелым фракциям. Расчеты показывают, что ширина этого диапазона сконденсировавшихся фракций на шкале температур кипения со- ставляет около 20C. Кроме того, вдвое большие потери легких фракций на конденсацию и уход в жидкую фазу происходят из-за теплопотерь в окружающую среду, даже для хорошо теплоизолированного центробежного разделителя фаз — циклона. В зависимости от состава сырья итоговые потери и воздействие на качественные показатели могут достигать 5-10%, а это для нефтяной промышленно- сти весьма существенно.In addition, such an application of a centrifugal phase separator has another significant drawback that reduces the clarity of the separation of hydrocarbon feeds into fractions - this is the cooling of the vapor-liquid mixture as a result of the expansion work. In this case, part of the light fractions of the molset condense and go into the liquid phase to heavy fractions. Calculations show that the width of this range of condensed fractions on the boiling point scale is about 2 ° C. In addition, twice as much loss of light fractions due to condensation and escape into the liquid phase occurs due to heat loss to the environment, even for a well insulated centrifugal phase separator - cyclone. Depending on the composition of the raw materials, the resulting losses and impact on quality indicators can reach 5-10%, and this is very significant for the oil industry.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к за- являмому является способ, описанный в свидетельстве Ne 17004 от 10.03.2001 на полезную модель Нефтеперерабатывающая станция для разгонки многокомпонентных cмeceй». Известный способ включает несколько ступеней перегонки, в котором сырье подогревают до температуры нижнего предела кипения первой фракции, образовавшуюся парожидкостную смесь подают на ступени перегонки, в каждой из которых парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазы, отводят жидкую фракцию как целевой продукт, а паровую фазу охлаждают до температуры нижнего предела кипения следующей фракции. Паровую фазу последней ступени перегонки конденсируют и отводят как целевой продукт.The closest in technical essence and the achieved result to the claim is the method described in certificate Ne 17004 of 03/10/2001 for a utility model Oil refining station for dispersal of multicomponent mixtures ”. The known method includes several stages of distillation, in in which the feed is heated to the lower boiling point of the first fraction, the resulting vapor-liquid mixture is fed to the distillation stage, in each of which the vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases, the liquid fraction is taken as the target product, and the vapor phase is cooled to the lower boiling point of the next fraction . The vapor phase of the last stage of distillation is condensed and discharged as the target product.
Недостатком известного способа является невозможность получения четкого разделения компонентов на фракции, а значит получения качественных мо- торных топлив. Причина заключается в том, что в испарителе находится большой объем жидкости с тяжелыми фракциями, а поступающих в парожидкостной смеси легких фракций очень мало. Но согласно законам Дальтона и Рауля (Лебедев П.Д., Теплообменные, сушильные и холодильные установки, M., Энергия, 1966, с. 138-140) концентрация паров тяжелых фракций над поверхностью жидкости в ис- парителе будет выше, чем паров легких фракций, а значит и в охладитель пойдет наряду с легкими фракциями значительное количество тяжелых фракций. При этом часть легких фракций по тем же законам Дальтона и Рауля останется в жидкой фазе в испарителе.A disadvantage of the known method is the impossibility of obtaining a clear separation of the components into fractions, and therefore obtaining high-quality motor fuels. The reason is that there is a large volume of liquid with heavy fractions in the evaporator, and there are very few light fractions entering the vapor-liquid mixture. But according to the laws of Dalton and Raul (PD Lebedev, Heat exchangers, drying and refrigeration units, M., Energia, 1966, p. 138-140), the concentration of heavy fraction vapors above the surface of the liquid in the evaporator will be higher than that of light fractions, and hence in the cooler will go along with light fractions a significant amount of heavy fractions. In this case, part of the light fractions according to the same laws of Dalton and Raul will remain in the liquid phase in the evaporator.
Известна установка для разгонки тройной смеси (Лебедев П.Д., Теплооб- менные сушильные и холодильные установки, M., Энергия, 1966, с. 151, рис. 5- 11). Установка содержит конденсатор и две ступени разгонки, каждая из которых включает перегонный куб, ректификационную колонну, дефлегматор, сепаратор, подогреватели смеси и емкости для сбора компонентов смеси. В первой ступени установки в остатке получается смесь с большим содержанием высококипящего компонента, а часть дистиллята с более летучими компонентами поступает во вторую ступень. Во второй ступени в остатке получается другой компонент, а самый летучий из трех компонентов поступает в конденсатор.There is a known installation for distillation of a ternary mixture (PD Lebedev, Heat-exchange drying and refrigeration units, M., Energia, 1966, p. 151, Fig. 5-11). The installation contains a condenser and two stages of acceleration, each of which includes a distillation cube, distillation column, reflux condenser, separator, mixture heaters and containers for collecting mixture components. In the first stage of the installation, a residue with a high content of a high boiling component is obtained, and part of the distillate with more volatile components enters the second stage. In the second stage, the remainder produces another component, and the most volatile of the three components enters the capacitor.
Недостатком известной установки являются большие масса и габариты, т.к. ректификационная колонна представляет собой вертикальный цилиндр, изго- товленный из стали, чугуна или керамики, высота которой достигает 30 м, диаметр 5 м. Такую установку невозможно переместить к месту переработки, она может работать только стационарно. Известная установка требует использования водяного пара при высоких давлениях, что усложняет ее эксплуатацию и обслуживание. Наиболее близкой к заявляемой является нефтеперерабатывающая станция для разгонки многокомпонентных смесей (свидетельство РФ 342.17004 от 10.03.2001 на полезную модель), содержащая линию подвода нефтяной смеси и линии отвода жидких фракций, последовательно соединенные трубопроводами несколько ступеней разгонки нефтяной смеси, каждая из которых включает конденсатор и подогреватель нефтяной смеси, и последовательно установленные на линии подвода нефтяной смеси теплообменники, представляющие собой комбинированные рекуперативные подогреватели нефтяной смеси и охладители, а также насос и печь для подогрева нефтяной смеси. Каждая ступень разгонки нефтя- ной смеси снабжена испарителем со встроенным подогревателем нефтяной смеси, выполненным в виде топочного устройства для сжигания жидкого или газообразного топлива.A disadvantage of the known installation is the large mass and dimensions, because distillation column is a vertical cylinder made of steel, cast iron or ceramics, the height of which reaches 30 m, diameter 5 m. Such an installation cannot be moved to the processing site, it can only work stationary. The known installation requires the use of water vapor at high pressures, which complicates its operation and maintenance. Closest to the claimed one is a refinery for distillation of multicomponent mixtures (RF certificate 342.17004 dated 03/10/2001 for a utility model), containing a line for supplying the oil mixture and lines for removing liquid fractions, connected in series by pipelines to several stages for dispersing the oil mixture, each of which includes a condenser and oil mixture heater, and heat exchangers, which are combined recuperative heaters, sequentially installed on the oil mixture supply line and oil mixture and coolers, as well as pump and oven for heating the oil mixture. Each stage of the oil mixture distillation is equipped with an evaporator with an integrated oil mixture heater made in the form of a furnace device for burning liquid or gaseous fuels.
Недостатком такой установки является то, что в ней невозможно получить четкое разделение компонентов на фракции, а значит, и получить качественные моторные топлива (бензин и дизельное топливо). Причина заключается в том, что в испарителе находится большой объем жидкости с тяжелыми фракциями, а поступающих в парожидкостной смеси легких фракций очень мало. Но согласно законам Дальтона и Рауля концентрация паров тяжелых фракций над поверхностью жидкости в испарителе будет выше, чем паров легких фракций, а значит и в охла- дитель пойдет наряду с легкими фракциями значительное количество тяжелых фракций. При этом часть легких фракций по тем же законам Дальтона и Рауля останется в жидкой фазе в испарителе. Определенный уровень жидкости в испарителе поддерживается работой клапанного устройства, через которое отводятся излишки образовавшейся жидкости. Очевидно, что в результате работы такой уста- новки будут получены бензин, дизельное топливо и мазут очень низкого качества.The disadvantage of this installation is that it is impossible to obtain a clear separation of the components into fractions, and therefore, to obtain high-quality motor fuels (gasoline and diesel fuel). The reason is that there is a large volume of liquid with heavy fractions in the evaporator, and there are very few light fractions entering the vapor-liquid mixture. But according to the laws of Dalton and Raul, the concentration of vapors of heavy fractions above the surface of the liquid in the evaporator will be higher than the vapors of light fractions, which means that a significant amount of heavy fractions will go to the cooler along with light fractions. In this case, part of the light fractions according to the same laws of Dalton and Raul will remain in the liquid phase in the evaporator. A certain level of liquid in the evaporator is supported by the operation of a valve device through which excess liquid is discharged. Obviously, as a result of the operation of such an installation, gasoline, diesel fuel and very low quality fuel oil will be obtained.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Основной задачей предлагаемой группы изобретений является создание способа перегонки углеводородного сырья и установки для его осуществления, позволяющих получать нефтепродукты высокого качества на компактной и малогабаритной установке.The main objective of the proposed group of inventions is to create a method for the distillation of hydrocarbons and plants for its implementation, allowing to obtain high quality petroleum products in a compact and small-sized installation.
Поставленная задача решается тем, что в способе перегонки углеводородного сырья, включающем несколько ступеней перегонки, сырье подогревают до нижнего предела температуры кипения первой фракции, образовавшуюся паро- жидкостную смесь подают на ступени перегонки, в каждой из которых парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазы, отводят жидкую фракцию как целевой продукт, а паровую фазу охлаждают до нижнего предела температуры кипения следующей фракции. Новым является то, что разделение на паровую и жидкую фазу на всех ступенях перегонки проводят в циклонных испарителях с цилиндрической вертикальной стенкой, при этом осуществляют подогрев вертикальной стенки каждого испарителя.The problem is solved in that in the method of distillation of hydrocarbon feedstock, comprising several stages of distillation, the feedstock is heated to the lower limit of the boiling point of the first fraction, the vapor the liquid mixture is fed to the distillation stage, in each of which the vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases, the liquid fraction is taken as the target product, and the vapor phase is cooled to the lower limit of the boiling temperature of the next fraction. New is that the separation into the vapor and liquid phases at all stages of distillation is carried out in cyclone evaporators with a cylindrical vertical wall, while the vertical wall of each evaporator is heated.
Оптимальным является то, что уровень вывода целевого продукта из ци- клонного испарителя относительно поверхности земли должен находиться не ниже максимально возможного уровня целевого продукта в промежуточной емкости-накопителе, а ввод целевого продукта в промежуточную емкость-накопитель должен находиться ниже минимально возможного уровня целевого продукта.It is optimal that the level of output of the target product from the cyclone evaporator relative to the surface of the earth should not be lower than the maximum possible level of the target product in the intermediate storage tank, and the input of the target product into the intermediate storage tank should be below the minimum possible level of the target product.
Целесообразно мощность подогрева вертикальной цилиндрической стенки каждого циклонного испарителя регулировать, таким образом, чтобы температура парожидкостной смеси на входе циклонного испарителя была равна температуре паровой фазы на его выходе.It is advisable to adjust the heating power of the vertical cylindrical wall of each cyclone evaporator so that the temperature of the vapor-liquid mixture at the inlet of the cyclone evaporator is equal to the temperature of the vapor phase at its outlet.
Оптимально осуществлять охлаждение паровой фазы регулируемым потоком воздуха. Количество получаемых фракций целевого продукта по температурам кипения равно n+1, где п - количество циклонных испарителей.It is optimal to cool the vapor phase with an adjustable air flow. The number of obtained fractions of the target product by boiling point is n + 1, where n is the number of cyclone evaporators.
Поставленная задача решается также тем, что установка для перегонки углеводородного сырья содержит линию подвода сырья и линии отвода целевых продуктов, последовательно установленные на линии подвода сырья теплообмен- ники, насос и печь для подогрева сырья, а также последовательно соединенные трубопроводами, по меньшей мере, одну или несколько ступеней перегонки сырья, каждая из которых включает последовательно соединенные трубопроводами испаритель и охладитель, причем испаритель каждой ступени сообщен трубопроводом с соответствующим теплообменником, Новым является то, что установка дополнительно содержит промежуточные емкости-накопители для целевых продуктов, установленные на линиях отвода целевых продуктов после теплообменников, а испаритель выполнен в виде теплоизолированного от внешней среды циклонного испарителя с подогреваемой, например, электронагревателями, вертикальной цилиндрической стенкой. Целесообразно на входе и на выходе из циклонного испарителя каждой ступени перегонки установить датчики температуры.The problem is also solved by the fact that the installation for distillation of hydrocarbon feedstock contains a feed line and a target product removal line, heat exchangers installed in series on a feed line, a pump and a furnace for heating the feed, and at least one pipe connected in series or several stages of distillation of raw materials, each of which includes an evaporator and a cooler connected in series by pipelines, the evaporator of each stage being connected by a pipeline with a corresponding it is a heat exchanger, the New one is that the installation additionally contains intermediate storage tanks for the target products installed on the removal lines of the target products after the heat exchangers, and the evaporator is made in the form of a cyclone evaporator that is heated from, for example, a vertical cylindrical wall, heated, for example, by electric heaters. It is advisable to install temperature sensors at the inlet and outlet of the cyclone evaporator of each distillation stage.
Оптимально охладитель каждой ступени перегонки выполнить в виде во- довоздушного калорифера. Заявленные способ перегонки углеводородного сырья и установка для его осуществления имеют отличия от наиболее близких аналогов, следовательно, заявленные решения удовлетворяют условию патентоспособности изобретения «нoвизнa».Optimally, the cooler of each stage of distillation is made in the form of an air-air heater. The claimed method for the distillation of hydrocarbon raw materials and the installation for its implementation are different from the closest analogues, therefore, the claimed solutions satisfy the condition of patentability of the invention of “new”.
Анализ уровня техники на соответствие заявленных решений условию па- тентоспособности изобретения «изoбpeтaтeльcкий уровень)) показал следующее.An analysis of the prior art for compliance of the claimed solutions with the patentability condition of the invention “inventive step)) showed the following.
В представленном способе перегонки углеводородного сырья и установке, работающей на его основе, в отличие от известных, для разделения на паровую и жидкую фазу используется циклонный испаритель с цилиндрической вертикальной стенкой, которую подогревают до нижнего предела кипения фракции, пред- назначенной для отвода как целевого продукта. Скорость (около 20м/с) парожид- костной смеси на входе в циклон и эпюры скоростей в циклоне таковы, что с парами легких фракций из циклонного испарителя может уйти лишь небольшая часть паров тяжелых фракций за счет турбулентности на границе областей с парами легких и тяжелых фракций. Сочетание этого эффекта с дополнительно воз- можностью компенсации теплопотерь, вызванных работой расширения паров на входе в циклонный испаритель, и теплоотдачей в окружающую среду с помощью подогрева вертикальной цилиндрической стенки позволяет получить четкое разделение углеводородного сырья на фракции и получение качественных целевых продуктов. Вследствие свободного истечения жидкой фазы по стенкам циклонного испарителя в трубопровод, в теплообменники и промежуточные емкости- накопители за счет гравитационных сил и избыточного давления паров в циклонных испарителях, в них не происходит образования стационарного уровня жидкости тяжелых фракций, а значит, не происходит накопления паров тяжелых фрак- ций и прорыва заметного количества паров тяжелых фракций в продукцию с легкими фракциями. Это также способствует получению качественных целевых продуктов.In the presented method for the distillation of hydrocarbon feedstock and a plant operating on its basis, in contrast to the known ones, a cyclone evaporator with a cylindrical vertical wall is used for separation into a vapor and liquid phase, which is heated to the lower boiling limit of the fraction intended for removal as the target product . The velocity (about 20 m / s) of the vapor-liquid mixture at the inlet to the cyclone and the velocity diagrams in the cyclone are such that only a small part of the heavy fraction vapors can escape from the pairs of light fractions due to turbulence at the boundary between the regions with pairs of light and heavy fractions . The combination of this effect with the additional possibility of compensating for heat losses caused by the expansion of vapors at the inlet of the cyclone evaporator and heat transfer to the environment by heating the vertical cylindrical wall makes it possible to obtain a clear separation of hydrocarbon materials into fractions and obtain high-quality target products. Due to the free flow of the liquid phase along the walls of the cyclone evaporator into the pipeline, into heat exchangers and intermediate storage tanks due to gravitational forces and excessive vapor pressure in cyclone evaporators, they do not form a stationary liquid level of heavy fractions, which means that heavy vapor does not accumulate fractions and breakthrough of a noticeable amount of vapors of heavy fractions into products with light fractions. It also contributes to obtaining quality targeted products.
Заявленные изобретения взаимосвязаны настолько, что образуют единый изобретательский замысел, так как одно из них предназначено для осуществле- ния другого, поэтому данная группа изобретений удовлетворяет требованию единства изобретения.The claimed inventions are so interconnected that they form a single inventive concept, since one of them is intended to implement another, therefore, this group of inventions satisfies the requirement of unity of invention.
Краткое описание фигур чертежей Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена технологическая схема установки для перегонки углеводородного сырья; на фиг. 2 - циклонный испаритель в разрезе; на фиг. 3 - эпюры скоростей паров легких и тяжелых фракций в циклонном испарителе; на фиг. 4 - схема соединения циклонного испарителя с промежуточной емкостью-накопителем.Brief Description of the Drawings The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the technological scheme of the installation for the distillation of hydrocarbons; in FIG. 2 - sectional cyclone evaporator; in FIG. 3 - diagrams of vapor velocities of light and heavy fractions in a cyclone evaporator; in FIG. 4 is a connection diagram of a cyclone evaporator with an intermediate storage tank.
Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention
Установка для перегонки углеводородного сырья (фиг. 1) содержит соединенные последовательно трубопроводами 1-ю, 2-ю и 3-ю ступени перегонки сырья, линию 4 подвода сырья, насос 5 и печь 6 для подогрева сырья, соединенную трубопроводом с 1-й ступенью перегонки. Теплообменники 7, 8 и 9 установлены последовательно на линии 4 подвода сырья. 1-я ступень перегонки сырья содержит циклонный испаритель 10, охладитель 11, 2-я ступень перегонки сырья - циклонный испаритель 12, охладитель 13, 3-я ступень перегонки сырья - циклонный испаритель 14, охладитель 15. Циклонные испарители 10, 12, 14 каждой ступени перегонки сообщены трубопроводами соответственно с охладителями 11, 13, 15. Теплообменники 7, 8, 9 соединены соответственно с циклонными испарителями 10, 12, 14 1-й, 2-й, 3-й ступеней перегонки. На линииях отвода целевых продуктов после теплообменников 7, 8, 9 установлены промежуточные емкости-накопители 16, 17, 18 для сбора мазута, дизельного топлива и лигроина соответственно. Уста- новка содержит емкость 19 для сбора целевого продукта бензина. На входе и выходе циклонного испарителя каждой ступени перегонки установлены датчики температуры 20, 21, 22, 23, 24, 25 и 26.Installation for the distillation of hydrocarbon raw materials (Fig. 1) contains connected in series pipelines 1st, 2nd and 3rd stages of distillation of raw materials, a line 4 for supplying raw materials, a pump 5 and a furnace 6 for heating raw materials, connected by a pipeline to the 1st stage distillation. Heat exchangers 7, 8 and 9 are installed in series on line 4 of the supply of raw materials. The 1st stage of raw material distillation contains a cyclone evaporator 10, a cooler 11, the 2nd stage of raw material distillation - a cyclone evaporator 12, a cooler 13, the 3rd stage of raw material distillation - a cyclone evaporator 14, a cooler 15. Each cyclone evaporators 10, 12, 14 of each distillation stages are communicated by pipelines respectively to coolers 11, 13, 15. Heat exchangers 7, 8, 9 are connected respectively to cyclone evaporators 10, 12, 14 of the 1st, 2nd, 3rd distillation stages. On the removal lines of the target products after heat exchangers 7, 8, 9, intermediate storage tanks 16, 17, 18 are installed for collecting fuel oil, diesel fuel and naphtha, respectively. The installation contains a container 19 for collecting the target gasoline product. At the inlet and outlet of the cyclone evaporator of each distillation stage, temperature sensors 20, 21, 22, 23, 24, 25 and 26 are installed.
Циклонный испаритель (фиг. 2) каждой ступени перегонки состоит из цилиндрической и конической частей и содержит кожух 27, утеплитель 28, электро- нагреватели 29, входной патрубок 30, выходной патрубок 31, выходной канал 32 для паровой фазы, выход 33 для жидкой фазы. В установке используется классическая конструкция циклонного испарителя, которая выражается в пропорциях соотношений геометрических размеров входного патрубка, диаметров и длины цилин- дрической части циклона, а также длины его конической части. δThe cyclone evaporator (Fig. 2) of each distillation stage consists of a cylindrical and conical parts and contains a casing 27, a heater 28, electric heaters 29, an inlet pipe 30, an outlet pipe 31, an outlet channel 32 for the vapor phase, an outlet 33 for the liquid phase. The installation uses the classical design of the cyclone evaporator, which is expressed in the proportions of the ratios of the geometric dimensions of the inlet pipe, the diameters and length of the cylindrical part of the cyclone, as well as the length of its conical part. δ
Теплообменники 7, 8, 9 представляют собой комбинированные рекуперативные подогреватели и охладители, охладители 11, 13, 15 представляют собой водовоздушные калориферы, в которых охлаждение паров осуществляется регулируемым потоком воздуха от вентиляторов, насос ис- пользован шестеренчатый, а печь трубчатая. В качестве датчиков температуры можно использовать, например, термопары.Heat exchangers 7, 8, 9 are combined recuperative heaters and coolers, chillers 11, 13, 15 are water-air heaters, in which the vapor is cooled by a controlled air flow from the fans, the pump is used gear, and the tube furnace. As temperature sensors, for example, thermocouples can be used.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Углеводородное сырье с помощью насоса 5 подается в печь 6 для подогрева, где нагревается до температуры нижнего предела кипения первой фракции (ма- зута), например 3600C. Из печи 6 подогретое сырье поступает в циклонный испаритель 10 1-й ступени перегонки, в котором поддерживается температура 360°C, за счет подогрева вертикальной цилиндрической стенки электронагревателями 29, и в котором образовавшуюся парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазу. Для разделения парожидкостной смеси используется центробежная сила. Так, например, при подаче предварительно диспергированного нагревом потока парожидкостной смеси на криволинейную поверхность при скорости 10 м/с и радиусе кривизны 5 см создается искусственное поле тяжести, примерно в 200 раз превышающее земное тяготение. При этом быстрая коагуляция жидкости с резким уменьшением поверхности разделения фаз препятствует обратному поглощению углеводородных компонентов из паровой фазы. По подогреваемой вертикальной цилиндрической стенке циклонного испарителя в виде тонкой пленки стекает жидкая фаза перерабатываемого сырья.The hydrocarbon feed is pumped to the furnace 6 for heating, where it is heated to the lower boiling point of the first fraction (fuel oil), for example 360 ° C. From the furnace 6, the heated raw materials enter the cyclone evaporator 10 of the 1st distillation stage, which maintains a temperature of 360 ° C, due to the heating of the vertical cylindrical wall by electric heaters 29, and in which the resulting vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases. Centrifugal force is used to separate the vapor-liquid mixture. So, for example, when a steam-liquid mixture stream preliminarily dispersed by heating is supplied to a curved surface at a speed of 10 m / s and a radius of curvature of 5 cm, an artificial gravity field is created, which is approximately 200 times greater than Earth's gravity. In this case, rapid coagulation of the liquid with a sharp decrease in the phase separation surface prevents the reverse absorption of hydrocarbon components from the vapor phase. On the heated vertical cylindrical wall of the cyclone evaporator in the form of a thin film flows the liquid phase of the processed raw materials.
Жидкая фаза (мазут) из циклонного испарителя 10 поступает в трубчатый теплообменник 7, где его охлаждают и затем сливают в промежуточную емкость- накопитель 16. Паровую фазу охлаждают в охладителе 11 до температуры нижнего предела кипения второй фракции, например 200°C, и подают в циклонный испаритель 12 2-й ступени перегонки, в котором парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазы. Жидкую фазу (дизельное топливо) подают в трубчатый теплообменник 8, где ее охлаждают и затем сливают в промежуточную емкость-накопитель 17. Паровая фаза из циклонного испарителя 12 2-й ступени перегонки поступает в охладитель 13, где ее охлаждают до температуры нижнего предела кипения третьей фракции, например 17O0C, и подают в циклонный испаритель 14 3-й ступени перегонки, в котором парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазу. Жидкую фазу (лигроин) подают в трубчатый теплообменник 9, где ее охлаждают и затем сливают в промежуточную емкость-накопитель 18. Паровая фаза из циклонного испарителя 14 поступает в охладитель 15, после чего образовавшийся бензин сливают в емкость 19. Мощность электронагревателей вертикальной цилиндрической стенки циклонных испарителей регулируется датчиками температуры 20-26 на входе и выходе в циклонные испарители 10, 12, 14, причем показания термодатчика на выходе должны совпадать с показаниями термодатчика на входе в циклонный испаритель. Движение жидкой фазы из циклонных испарителей в емкости-накопители через теплообменники осуществляется за счет действия гравитационных сил и избыточного давления паров углеводородов.The liquid phase (fuel oil) from the cyclone evaporator 10 enters the tubular heat exchanger 7, where it is cooled and then poured into the intermediate storage tank 16. The vapor phase is cooled in the cooler 11 to the lower boiling point of the second fraction, for example 200 ° C, and fed to cyclone evaporator 12 of the 2nd stage of distillation, in which the vapor-liquid mixture is divided into vapor and liquid phases. The liquid phase (diesel fuel) is fed into the tubular heat exchanger 8, where it is cooled and then poured into the intermediate storage tank 17. The vapor phase from the cyclone evaporator 12 of the 2nd distillation stage enters the cooler 13, where it is cooled to the lower boiling point of the third fractions, for example 17O 0 C, and fed to the cyclone evaporator 14 of the 3rd stage of distillation, in which the vapor-liquid mixture is separated into vapor and liquid phases. Liquid phase (naphtha) is fed into a tubular heat exchanger 9, where it is cooled and then poured into an intermediate storage tank 18. The vapor phase from the cyclone evaporator 14 enters the cooler 15, after which the resulting gasoline is poured into the tank 19. The power of the vertical cylindrical wall cylinders of the cyclone evaporators is regulated temperature sensors 20-26 at the inlet and outlet of the cyclone evaporators 10, 12, 14, and the readings of the temperature sensor at the outlet should match the readings of the temperature sensor at the entrance to the cyclone evaporator. The movement of the liquid phase from cyclone evaporators into storage tanks through heat exchangers is due to the action of gravitational forces and excessive vapor pressure of hydrocarbons.
Промышленная применимость Предлагаемые способ перегонки углеводородного сырья и установка, ра- ботающая на его основе, позволяют построить эффективную малогабаритную установку с четким разделением углеводородного сырья на фракции и получением качественных продуктов, в том числе моторных топлив без применения ректификационных колонн. Это позволяет значительно снизить материалоемкость нефтеперерабатывающей установки, а значит снизить затраты на строительство и со- кратить время ввода в эксплуатацию нефтеперерабатывающего завода. В результате чего значительно увеличивается эффективность вложенных средств, особенно при освоении новых нефтяных месторождений. Не менее эффективными могут оказаться предлагаемые способ и устройство при разделении других жидких смесей (например, получение спирта и т.д.). Industrial applicability The proposed method for the distillation of hydrocarbon feedstocks and a plant based on it allow one to build an efficient small-sized plant with a clear separation of hydrocarbon feedstocks into fractions and produce high-quality products, including motor fuels without the use of distillation columns. This allows to significantly reduce the material consumption of the oil refinery, which means to reduce construction costs and reduce the time of commissioning of the oil refinery. As a result, the efficiency of invested funds is significantly increased, especially when developing new oil fields. No less effective may be the proposed method and device for the separation of other liquid mixtures (for example, the production of alcohol, etc.).

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ перегонки углеводородного сырья, включающий несколько ступеней перегонки, в котором сырье подогревают до нижнего предела температуры кипения первой фракции, образовавшуюся парожидкостную смесь подают на ступени перегонки, в каждой из которых парожидкостную смесь разделяют на паровую и жидкую фазы, отводят жидкую фракцию как целевой продукт, а паровую фазу охлаждают до нижнего предела температуры кипения следующей фракции, отличающийся тем, что разделение на паровую и жидкую фазу на всех ступенях перегонки проводят в циклонных испарителях с цилиндрической вертикальной стенкой, при этом осуществляют подогрев вертикальной стенки каждого циклонного испарителя.1. A method of distillation of hydrocarbon feedstock, comprising several distillation stages, in which the feedstock is heated to the lower limit of the boiling point of the first fraction, the resulting vapor-liquid mixture is fed to the distillation stages, in each of which the vapor-liquid mixture is separated into vapor and liquid phases, the liquid fraction is withdrawn as the target product, and the vapor phase is cooled to the lower limit of the boiling point of the next fraction, characterized in that the separation into the vapor and liquid phase at all stages of distillation is carried out in cyclone evaporators with the cylindrical vertical wall, the rear vertical wall is carried out each cyclone evaporator.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уровень вывода целевого продукта из циклонного испарителя относительно поверхности земли должен находиться не ниже максимально возможного уровня целевого продукта в промежуточной емкости-накопителе, а ввод целевого продукта в промежуточную емкость- накопитель должен находиться ниже минимально возможного уровня целевого продукта.2. The method according to p. 1, characterized in that the level of output of the target product from the cyclone evaporator relative to the earth's surface should not be lower than the maximum possible level of the target product in the intermediate storage tank, and the input of the target product into the intermediate storage tank should be below the minimum possible level of the target product.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мощность подогрева вертикальной цилиндрической стенки каждого циклонного испарителя регулируют, таким образом, чтобы температура парожидкостной смеси на входе циклонного испарителя была равна температуре паровой фазы на его выходе.3. The method according to p. 1, characterized in that the heating power of the vertical cylindrical wall of each cyclone evaporator is controlled so that the temperature of the vapor-liquid mixture at the inlet of the cyclone evaporator is equal to the temperature of the vapor phase at its outlet.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение паровой фазы осуществляют регулируемым потоком воздуха. 4. The method according to p. 1, characterized in that the cooling of the vapor phase is carried out by an adjustable air flow.
5. Способ по п.l, отличающийся тем, что количество получаемых фракций целевого продукта по температурам кипения равно n+1, где п - количество циклонных испарителей.5. The method according to claim 1, characterized in that the number of obtained fractions of the target product according to boiling points is n + 1, where n is the number of cyclone evaporators.
6. Установка для перегонки углеводородного сырья, содержащая линию подвода сырья и линии отвода целевых продуктов, последовательно установленные на линии подвода сырья теплообменники, насос и печь для подогрева сырья, а также последовательно соединенные трубопроводами, по меньшей мере, одну или несколько ступеней перегонки сырья, каждая из которых включает последовательно соединенные трубопроводами испаритель и охладитель, причем испаритель каждой ступени сообщен трубопроводом с соответствующим теплообменником, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит промежуточные емкости-накопители для целевых продуктов, установленные на линиях отвода целевых продуктов после теплообменников, а испаритель выполнен в виде теплоизолированного от внешней среды циклонного испарителя с подогреваемой, например, электронагревателями, вертикальной цилиндрической стенкой.6. Installation for the distillation of hydrocarbons, containing a feed line and a target product removal line, heat exchangers, a pump and a furnace for heating the feed, and at least one or more feed distillation stages connected in series to the feed line, each of which includes an evaporator and a cooler connected in series by pipelines, and the evaporator of each stage is connected by a pipeline with a corresponding heat exchanger, characterized in that it additionally contains intermediate storage tanks for the target products, installed on the exhaust lines of the target products after the heat exchangers, and the evaporator is made in the form of a cyclone evaporator, heated, for example, by electric heaters, with a vertical cylindrical wall.
7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что на входе и на выходе из циклонного испарителя каждой ступени перегонки установлены датчики температуры.7. Installation according to claim 6, characterized in that temperature sensors are installed at the inlet and outlet of the cyclone evaporator of each distillation stage.
8. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что охладитель каждой ступени перегонки выполнен в виде водовоздушного калорифера. 8. Installation according to claim 6, characterized in that the cooler of each stage of distillation is made in the form of a water-air heater.
PCT/RU2006/000370 2006-01-24 2006-07-12 Method for distilling a hydrocarbon material and a plant for carrying out said method WO2007086774A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200680051680.3A CN101360807B (en) 2006-01-24 2006-07-12 Method for distilling a hydrocarbon material and a plant for carrying out the method
EA200801088A EA010729B1 (en) 2006-01-24 2006-07-12 Method for distilling a hydrocarbon material and a plant for carrying out said method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006101935 2006-01-24
RU2006101935/04A RU2301250C1 (en) 2006-01-24 2006-01-24 Hydrocarbon feedstock distillation process and plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007086774A1 true WO2007086774A1 (en) 2007-08-02

Family

ID=38309476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000370 WO2007086774A1 (en) 2006-01-24 2006-07-12 Method for distilling a hydrocarbon material and a plant for carrying out said method

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN101360807B (en)
EA (1) EA010729B1 (en)
RU (1) RU2301250C1 (en)
WO (1) WO2007086774A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103436283A (en) * 2013-09-12 2013-12-11 扬中市金元化工电力设备厂 Distillation kettle
CN103768818A (en) * 2012-10-24 2014-05-07 母会军 Negative pressure type hydrocarbon solvent rectification machine
RU2607089C2 (en) * 2013-12-18 2017-01-10 Надежда Васильевна Копыл Method of controlling process control and list of produced oil products during oil refining (versions)
RU2628508C1 (en) * 2015-04-29 2017-08-17 Надежда Васильевна Копыл Processing method of heavy vacuum gasoil

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458298C1 (en) * 2011-03-10 2012-08-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аэрогаз" Gas mixture separation method
RU2458297C1 (en) * 2011-03-10 2012-08-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аэрогаз" Gas mixture separation method
EA030309B1 (en) * 2013-12-02 2018-07-31 Игорь Иванович ГЛИНЯСТИКОВ Hydrocarbon raw material distillation method
RU2683267C1 (en) * 2018-10-01 2019-03-27 Александр Владимирович Данилов Installation for processing liquid hydrocarbons
RU2701860C1 (en) * 2019-03-19 2019-10-02 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЭТН-Циклон" Pyrolysis method of liquid and gaseous hydrocarbons and device for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2043779C1 (en) * 1994-02-28 1995-09-20 Александр Васильевич Пушмынцев Installation for refining of crude oil and oil products
RU2091432C1 (en) * 1995-05-26 1997-09-27 Научно-производственная фирма "Южуралнеруд" Method of producing stable long fraction of light hydrocarbons from oil-gas condensate
RU2186085C2 (en) * 1998-07-20 2002-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Интербизнеспроект" Method of producing motor fuels from hydrocarbon raw materials
RU2211853C2 (en) * 2001-07-23 2003-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Интербизнеспроект" Atmospheric-and-vacuum distillation unit for producing fuel fractions from hydrocarbon feedstock

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2043779C1 (en) * 1994-02-28 1995-09-20 Александр Васильевич Пушмынцев Installation for refining of crude oil and oil products
RU2091432C1 (en) * 1995-05-26 1997-09-27 Научно-производственная фирма "Южуралнеруд" Method of producing stable long fraction of light hydrocarbons from oil-gas condensate
RU2186085C2 (en) * 1998-07-20 2002-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Интербизнеспроект" Method of producing motor fuels from hydrocarbon raw materials
RU2211853C2 (en) * 2001-07-23 2003-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Интербизнеспроект" Atmospheric-and-vacuum distillation unit for producing fuel fractions from hydrocarbon feedstock

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103768818A (en) * 2012-10-24 2014-05-07 母会军 Negative pressure type hydrocarbon solvent rectification machine
CN103436283A (en) * 2013-09-12 2013-12-11 扬中市金元化工电力设备厂 Distillation kettle
CN103436283B (en) * 2013-09-12 2015-05-13 扬中市金元化工电力设备厂 Distillation kettle
RU2607089C2 (en) * 2013-12-18 2017-01-10 Надежда Васильевна Копыл Method of controlling process control and list of produced oil products during oil refining (versions)
RU2628508C1 (en) * 2015-04-29 2017-08-17 Надежда Васильевна Копыл Processing method of heavy vacuum gasoil

Also Published As

Publication number Publication date
RU2301250C1 (en) 2007-06-20
CN101360807B (en) 2012-12-12
EA010729B1 (en) 2008-10-30
CN101360807A (en) 2009-02-04
EA200801088A1 (en) 2008-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007086774A1 (en) Method for distilling a hydrocarbon material and a plant for carrying out said method
CA2476204C (en) A compact rectifying unit for separation of mixed fluids and rectifying process for separation of such mixed fluids
RU2544994C1 (en) Method and unit for oil preliminary distillation
RU2694771C1 (en) Method of heat recovery of waste process fluids
RU2683267C1 (en) Installation for processing liquid hydrocarbons
RU2290244C1 (en) Method of separation of the liquid components mixture
RU2086603C1 (en) Method for separation into fractions of petroleum oils, mazut, or asphalt; methods and apparatus for creating vacuum and condensing distillate vapor from the top of vacuum column
RU2446854C1 (en) Method of de-ethanising of unstable gas condensate and plant to this end
RU2211853C2 (en) Atmospheric-and-vacuum distillation unit for producing fuel fractions from hydrocarbon feedstock
RU2191800C2 (en) Method of primary distillation of hydrocarbon raw material (gas condensate and oil)
RU2463097C1 (en) Heat exchanger
RU2548038C1 (en) Oil refining method
RU2199572C1 (en) Petroleum distillation
SU1648961A1 (en) Process for petroleum refining
RU2740200C1 (en) Heat and mass transfer apparatus
CN102491368A (en) Coke oven flue gas waste heat ammonia distillation reboiler
RU17004U1 (en) OIL REFINING STATION FOR DISPERSION OF MULTICOMPONENT MIXTURES
RU2106388C1 (en) Crude oil treatment installation
RU24197U1 (en) PRIMARY PROCESSING INSTALLATION RECTIFICATION UNIT FOR CARBOHYDRATE-CONTAINING RAW MATERIALS
RU2002791C1 (en) Method for petroleum refining
RU2581360C2 (en) Primary oil refining plant
RU2533591C1 (en) Liquid heating method and liquid heater on its basis
US1166375A (en) Apparatus for refining petroleum.
US2060338A (en) Heating of fluid
RU2200182C2 (en) Hydrocarbon feedstock preliminary distillation process

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200801088

Country of ref document: EA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680051680.3

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06784065

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1