Способ фракционирования продуктов термического крекинга

Способ фракционирования продуктов термического крекинга

Реферат

Изобретение относится к способам фракционирования продуктов термического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией, с подачей первичного сырья и выделением жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка с низа вакуумной колонны, в низ которой подается водяной пар, с отбором в вакуумной колонне термического газойля (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.226, рис.IV-15б).

Недостатками известного способа являются высокие энергетические и капитальные затраты в связи с использованием вакуумной колонны с подачей в низ ее водяного пара.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор (И.А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981, с.226, рис.IV-15а).

Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты, недостаточный отбор и низкое качество легких продуктов разделения, сложность схемы выделения продуктов термического крекинга и возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.

Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат, увеличение отбора и повышение качества легких продуктов разделения, упрощение схемы выделения продуктов термического крекинга и снижение возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.

Указанная задача решается тем, что в способе фракционирования продуктов термического крекинга, включающем сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор, согласно изобретению процесс разделения проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, из колонны выводят сверху газ и пары бензина, сбоку - боковой погон, который затем подают тремя потоками: первый поток - на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, второй поток охлаждают и подают на смешение с продуктами после реактора, третий поток охлаждают и возвращают в колонну выше вывода бокового погона из нее, а с низа колонны выводят крекинг-остаток, при этом сепарацию продуктов после реактора проводят в ректификационной колонне после смешения их со вторым потоком бокового погона.

Целесообразно бензин после ректификации направить на стабилизацию с получением газа и стабильного бензина.

За счет проведения процесса разделения в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, обладающей большей простотой и экономичностью по сравнению с разделением в простых колоннах, подачи первичного сырья двумя потоками: первого потока - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второго потока - выше ввода первого потока, позволяющей регулировать количество вторичного сырья, вывода из колонны бокового погона и подачи его тремя потоками: первого потока на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, охлаждения второго потока и подачи на смешение с продуктами после реактора, позволяющей существенно снизить температуру на тарелках колонны и термическое разложение продуктов на них, охлаждение третьего потока и возврат выше вывода бокового погона из колонны, позволяющее использовать тепло его охлаждения для нагрева первичного сырья, появляется возможность снижения энергозатрат, увеличения отбора и повышения качества легких продуктов разделения, упрощения схемы выделения продуктов термического крекинга и снижения возможности термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Вторичное сырье, выводимое из сложной ректификационной колонны 1 по линии 2, нагревают в печи 3 и по линии 4 подают в реактор 5. Продукты после реактора выводят по линии 6.

С верха колонны 1 по линии 7 выводят пары и частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике воздушного охлаждения 8, а затем по линии 9 вводят в газосепаратор 10. С верха газосепаратора 10 по линии 11 выводят газ. С низа газосепаратора 10 по линии 12 отводят жидкость. Часть жидкости по линии 13 возвращают на верх колонны 1, а балансовый избыток отводят по линии 14 в качестве нестабильного бензина. С низа газосепаратора по линии 15 отводят воду.

Боковой погон колонны 1 по линии 16 (первый поток бокового погона) подают на верх отпарной секции 17. С низа отпарной секции 17 по линии 18 выводят термический газойль, охлаждают в теплообменнике 19 и воздушном холодильнике 20 и по линии 21 выводят с установки. Пары с верха отпарной секции 17 по линии 22 возвращают в колонну 1. В низ отпарной секции 17 и колонны 1 соответственно по линиям 23 и 24 подают водяной пар. С низа колонны 1 по линии 25 отводят крекинг-остаток, охлаждают в теплообменнике 26 и в воздушном холодильнике 27, а затем по линии 28 выводят с установки.

Первичное сырье (мазут) по линии 29 подают в теплообменники 19, 30 и 26, нагревают и вводят в колонну 1 двумя потоками: первый поток по линии 31 - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток по линии 32 - выше ввода первого потока. Из колонны 1 по линии 33 выводят боковой погон, охлаждают в теплообменнике 30, воздушном холодильнике 34 и подают по линии 35 (второй поток бокового погона) на смешение с продуктами после реактора, после чего смесь поступает в колонну 1, и по линии 36 (третий поток бокового погона) - выше места вывода бокового погона из колонны по линии 33, при этом сепарацию продуктов после реактора (поток 6) проводят в ректификационной колонне 1 после смешения их со вторым потоком бокового погона, подаваемого по линии 35.

Нестабильный бензин по линии 14 подают в теплообменник 37, где нагревают, и далее в колонну стабилизации 38. С верха колонны 38 по линии 39 выводят пары и частично конденсируют в конденсаторе-холодильнике воздушного охлаждения 40, а затем по линии 41 вводят в газосепаратор 42. С верха газосепаратора 42 по линии 43 выводят сухой газ. С низа газосепаратора 42 по линии 44 отводят жидкость и возвращают на верх колонны 38 в качестве орошения. С низа колонны 38 по линии 45 отводят жидкость и подают в кипятильник 46. Пары с верха кипятильника 46 по линии 47 возвращают в низ колонны 38. С низа кипятильника 46 по линии 48 выводят жидкость, охлаждают в теплообменнике 37, воздушном холодильнике 49 и по линии 50 выводят с установки в качестве стабильного бензина.

Сравнительные показатели работы схем фракционирования продуктов термического крекинга приведены в прилагаемой таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить энергозатраты. Тепловая нагрузка печи снижается с 18,210 до 12,171 Гкал/ч, то есть в 1,5 раза. При этом увеличивается отбор легких продуктов: суммарного газа с 4,18 до 4,63 т/ч, то есть на 10,8%; стабильного бензина - с 8,83 до 9,18 т/ч, то есть на 4%; термического газойля (дизельной фракции) с 25,59 до 26,63%, то есть на 4,1%. Упрощается схема в связи с уменьшением числа колонн с 4 до 3 и снижается возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. Так, максимальная температура нагрева продуктов в колоннах снижается с 432 до 393°C.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты, увеличить отбор и повысить качество легких продуктов разделения, упростить схему выделения продуктов термического крекинга и снизить возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса.

Таблица
Основные показатели работы колонн
Показатели	Вариант 1 (прототип)	Вариант 2 (предлагаемый способ)
1	2	3
Расход, т/час
первичного сырья:	75,00	75,00
первого потока	70,00	70,00
второго потока	5,00	5,00
газа суммарного	4,18	4,63
стабильного бензина	8,83	9,18
термического газойля (дизельной фракции)	25,59	26,63
крекинг-остатка	36,40	34,56
воды в сырье	0,40	0,40
паров с верха K-1	42,56	61,39
газа из E-1	2,34	3,81
дистиллята K-1	33,25	10,00
острого орошения K-1	6,57	45,18
циркуляционного орошения (ЦО) K-1 (третьего потока бокового погона)	7,00	75,00
квенчинга (второго потока бокового погона)	-	10,00
бокового погона K-1 в K-2 (первого потока бокового погона)	-	37,47
паров с верха K-2	3,57	11,84
вторичного сырья в P-1, в т.ч.	90,00	90,00
бокового погона K-1	5,92	90,00
остатка K-1	84,08	-
газосырьевой смеси после реактора P-1	90,40	90,40

Продолжение таблицы
1	2	3
паров в низ K-1	47,97	1,00
питания K-1 (паровой фазы)	47,97	66,84
питания K-1 (жидкой фазы)	-	33,56
питания K-2	42,43	-
газа из E-2	0,02	-
дистиллята K-2	3,00	-
острого орошения K-2	0,45	-
первичного сырья в K-1	70,00	75,00
первичного сырья в K-2	5,00	-
бокового погона K-2 в K-1	8,02	-
паров с верха K-3	5,33	2,58
газа из E-3	1,17	0,82
острого орошения K-3	4,17	1,77
остатка с низа K-3	16,03	16,51
питания K-3	10,00	10,00
паров в низ K-3	7,19	7,33
питания K-4	36,25	-
паров с верха K-4	31,11	-
газа из E-4	0,66	-
дистиллята K-4	10,00	-
острого орошения K-4	18,55	-
водяного пара, в т.ч.	2,00	2,00
в низ K-1	-	1,00
в низ K-2	0,10	1,00
в низ K-4	1,90	-

Продолжение таблицы
1	2	3
Температура, °C
ввода первичного сырья	270	270
газосырьевой смеси после P-1	440	440
ввода острых орошений	40	40
ввода водяного пара	350	350
верха K-1	322	140
Вывода ЦО (бокового погона K-1)	357	238
ввода ЦО	150	150
ввода квенчинга	-	150
верха K-2	318	230
низа K-2	432	206
бокового погона K-1 в P-1	380	295
низа K-1	321	393
бокового погона K-2 в K-1	385	-
питания K-1	440	440
питания K-2	440	-
верха K-3	53	52
низа K-3	168	173
в кипятильнике K-3	181	185
верха K-4	140	-
низа K-4	198	-
Давление, ата
в E-1	5,00	4,00
верха K-1	5,50	4,50
низа K-1	5,58	4,58
в E-2	3,00	-
верха K-2	3,65	4,76
низа K-2	3,75	4,83

Продолжение таблицы
1	2	3
в E-3	7,00	7,00
верха K-3	7,50	7,50
низа K-3	7,70	7,70
в E-4	4,00	-
верха K-4	4,77	-
низа K-4	4,88	-
Тепло, Гкал/ч
отводимое с верха K-1	9,430	9,176
отводимое ЦО	0,904	3,899
отводимое квенчингом	-	0,520
вводимое с газосырьевой смесью	26,010	25,693
отводимое с верха K-2	0,830	-
вводимое с сырьем в K-3	0,570	0,570
отводимое с верха K-3	0,384	0,165
подводимое в низ K-3	0,600	0,600
отводимое с верха K-4	5,287	-
вводимое с сырьем в K-4	5,465	-
вводимое с водяным паром
в K-1	-	1,025
в K-2	0,103	1,025
в K-4	1,947	-
Тепловая нагрузка печи	18,210	12,171
Число теоретических тарелок (двухсливных клапанных)
в 1 секции K-1	2	5
во 2 секции K-1	3	2
в 3 секции K-1	-	5
в 4 секции K-1	-	1

Продолжение таблицы
1	2	3
в 5 секции K-1	-	3
в 1 секции K-2	5	7
во 2 секции K-2	2	-
в 3 секции K-2	3	-
в 1 секции K-3	9	9
во 2 секции K-3	10	10
в 1 секции K-4	5	-
во 2 секции K-4	3	-
расстояние между тарелками, мм	500	500
Диаметр, м
K-1	2,0	2,6
K-2	0,8	1,0
K-3	0,8	0,8
K-4	1,8	-
Линейная / максимально-
допустимая линейная скорость
пара, м/с
в K-1	0,25-0,45/0,45-0,54	0,04-0,49/0,48-0,96
в K-2	0,05-0,37/0,53-0,64	0,27-0,50/0,54-0,70
в K-3	0,24-0,48/0,34-0,43	0,09-0,22/0,34-0,41
в K-4	0,08-0,27/0,34-0,41	-
Высота подпора слива, мм
в K-1	6-32	11-48
в K-2	2-36	25-31
в K-3	11-28	5-24
в K-4	15-21	-

Продолжение таблицы
1	2	3
Содержание фракций, % масс.
>C4 в суммарном газе	5,79	5,80
<C5 в стабильном бензине	0,28	0,08
>170°C в стабильном бензине	1,79	0,85
<140°C в дизельной фракции	1,68	0,43
>350°C в дизельной фракции	6,57	3,75
<350°C в остатке	6,33	3,22

1. Способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий сепарацию продуктов после реактора, подачу полученных паровой и жидкой фаз и первичного сырья термического крекинга на ректификацию с выделением газа, бензина, термического газойля, крекинг-остатка и вторичного сырья, направляемого после нагрева в печи в реактор, отличающийся тем, что процесс разделения проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией, при этом первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продуктов после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, из колонны выводят сверху газ и пары бензина, сбоку - боковой погон, который затем подают тремя потоками: первый поток - на верх отпарной секции, с низа которой после отпарки водяным паром выводят термический газойль, второй поток охлаждают и подают на смешение с продуктами после реактора, третий поток охлаждают и возвращают в колонну выше вывода бокового погона из нее, а с низа колонны выводят крекинг-остаток, при этом сепарацию продуктов после реактора проводят в ректификационной колонне после смешения их со вторым потоком бокового погона.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что бензин после ректификации направляют на стабилизацию с получением газа и стабильного бензина.