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 подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны, и разделение полученных паровой и жидкой фаз ректификацией с выделением жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля, вторичного сырья термического крекинга и крекинг-остатка (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 подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны и направляемого в печь, а затем в реактор термического крекинга с выделением после ректификации жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля и крекинг-остатка, отличающемся тем, что процесс ректификации проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продукта после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, при этом ниже места вывода первого бокового погона термического газойля из колонны выводят второй боковой погон, охлаждают и частично подают на смешение с продуктом после реактора, частично возвращают в колонну, а остальное количество после охлаждения (38) подают на верх абсорбера, в низ которого подают жирный газ, с верха абсорбера выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера возвращают в сложную колонну в сечение между выводами боковых погонов из нее в качестве циркуляционного орошения, нестабильный бензин нагревают в теплообменнике парами с верха сложной колонны и подают на верх отпарной секции (8), пары с верха отпарной секции (8) подают на смешение с парами, выводимыми с верха сложной колонны, а с низа отпарной секции (8) выводят жидкость, которую нагревают и испаряют в кипятильнике, пар с верха кипятильника возвращают в низ отпарной секции(8), а с низа кипятильника выводят стабильный бензин.

За счет проведения процесса разделения в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), 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, отбора из колонны второго бокового погона, ниже места вывода из нее бокового погона термического газойля, охлаждения и подачи на смешение с продуктами после реактора и на верх абсорбера, удается существенно снизить температуру на тарелках колонны и термическое разложение продуктов на них и использовать тепло его охлаждения для нагрева первичного сырья с осуществлением нагрева нестабильного бензина парами с верха сложной колонны и подачи на верх отпарной секции (8), работающей при более низком давлении, с выводом с низа отпарной секции (8) после кипятильника стабильного бензина, появляется возможность снижения энергозатрат, увеличения отбора и повышения качества легких продуктов разделения, упрощения схемы выделения продуктов термического крекинга и снижения термического разложения продуктов в колоннах с образованием кокса.

На прилагаемом чертеже представлена схема осуществления способа.

Вторичное сырье из аккумулятора сложной колонны 1 по линии 2 подают в печь 3, а затем по линии 4 в реактор термического крекинга 5, из которого по линии 6 выводят продукты реакции. Пары, выводимые с верха колонны 1 по линии 7, смешиваются с парами, выводимыми с верха отпарной секции 8 по линии 9 и, частично, по линии 10, направляют в теплообменник 11, оттуда по линии 12 подают на смешение с основной массой паров, после чего по линии 13 направляют в конденсатор-холодильник воздушного охлаждения 14. Парожидкостную смесь после конденсатора-холодильника 14 подают в емкость орошения 15. Жирный газ с верха емкости орошения 15 по линии 16 направляют в низ абсорбера 17. С низа емкости орошения 15 по линии 18 выводят жидкость-нестабильный бензин и частично по линии 19 возвращают на орошение колонны 1. Балансовый избыток нестабильного бензина по линии 20 направляют в теплообменник 11 и по линии 21 подают на верх отпарной секции 8. С низа емкости орошения 15 по линии 22 отводят воду. Из колонны 1 по линии 23 выводят первый боковой погон термического газойля и подают на верх отпарной секции 24. С низа отпарной секции 24 по линии 25 выводят термический газойль, охлаждают в теплообменнике 26 и по линии 27 направляют в холодильник воздушного охлаждения 28, откуда после доохлаждения выводят с установки по линии 29. Пары с верха отпарной секции 24 по линии 30 возвращают в колонну 1. В низ отпарной секции 24 и колонны 1 соответственно по линиям 31 и 32 подают водяной пар. Из колонны 1 по линии 33 выводят второй боковой погон, охлаждают в теплообменнике 34 и холодильнике 35 и по линии 36 подают частично на смешение с продуктами, поступающими по линии 6 из реактора 5, частично возвращают в колонну 1 в качестве циркуляционного орошения выше вывода второго бокового погона, а остальное количество по линии 37- в воздушный холодильник 38 и после охлаждения по линии 39 направляют на верх абсорбера 17. С верха абсорбера 17 по линии 40 выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера 17 по линии 41 возвращают в колонну 1 в качестве циркуляционного орошения. Жидкость, выводимую с низа отпарной секции 8, нагревают и испаряют в кипятильнике 42. Пар с верха кипятильника 42 по линии 43 возвращают в низ отпарной секции 8. С низа кипятильника 42 по линии 44 выводят жидкость - стабильный бензин, охлаждают в холодильнике воздушного охлаждения 45 и по линии 46 выводят с установки. Первичное сырье (мазут) по линии 47 направляют в теплообменник 26, затем, после нагрева, по линии 48 в теплообменник 34, где также нагревают, и далее по линии 49 в теплообменник 50, откуда после нагрева выводят по линии 51 и подают двумя потоками по линиям 52 и 53 в колонну 1. С низа колонны 1 по линии 54 выводят крекинг-остаток, охлаждают в теплообменнике 50, после охлаждения по линии 55 подают в холодильник воздушного охлаждения 56, а затем после охлаждения по линии 57 выводят с установки. Смесь продуктов, поступающих по линии 6 из реактора 5, с охлажденным вторым боковым погоном колонны 1, поступающим по линии 36, по линии 58 подают в колонну 1.

Сравнительные показатели работы схем фракционирования продуктов термического крекинга приведены в прилагаемой таблице. Цифровая нумерация колонн и потоков соответствует предлагаемому способу, в скобках даны номера потоков, словесная нумерация (например, первая колонна) соответствует прототипу.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить энергозатраты. Тепловая нагрузка печи снижается с 18,210 до 12,651 Гкал/час, то есть в 1,44 раза. При этом увеличивается отбор легких продуктов: стабильного бензина с 8,83 до 9,56 т/час (на 8,3%), термического газойля (дизельной фракции) с 25,59 до 25,80 т/час, то есть на 0,8%. Упрощается схема в связи с уменьшением числа единиц оборудования. Снижается возможность термического разложения продуктов разделения в колоннах с образованием кокса. Так, максимальная температура нагрева в колоннах снижается с 432 до 393°С.

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 1
Основные показатели работы колонн
Показатели	Вариант 1 (прототип)	Вариант 2 (предлагаемый способ)
1	2	3
Расход, т/час
первичного сырья (51):	75,00	75,00
верхнего потока (52)	5,00	5,00
нижнего потока (53)	70,00	70,00
газа суммарного (40)	4,18	4,05
стабильного бензина (46)	8,83	9,56
термического газойля (дизельной фракции) (29)	25,59	25,80
крекинг-остатка (57)	36,40	35,59
воды в сырье	0,40	0,40
паров с верха первой колонны 1 (7)	42,56	58,13
газа из емкости орошения 15 первой колонны 1 (16)	2,34	6,30
дистиллята первой колонны 1 (20)	33,25	15,70
острого орошения первой колонны 1 (19)	6,57	39,87
циркуляционного орошения (ЦО) первой колонны	7,00	27,75
квенчинга (часть второго бокового погона) (36)	-	10,00
бокового погона колонны 1 в колонну 24 (23)	-	33,50
паров с верха второй колонны 24 (30)	3,57	8,70
вторичного сырья (в.с.) в реактор 5 (4)	90,00	90,00
бокового погона в.с. первой колонны 1 (2)	5,92	90,00
остатка первой колонны 1 (54)	84,08	35,59
продукта после реактора 5 (6)	90,40	90,40

Продолжение таблицы 1
1	2	3
паров в низ первой колонны 1 (32)	47,97	1,00
питания первой колонны 1 (58)	47,97	100,40
питания второй колонны	42,43	-
газа из емкости орошения второй колонны	0,02	-
дистиллята второй колонны	3,00	-
острого орошения второй колонны	0,45	-
первичного сырья в первую колонну 1 (50)	70,00	75,00
первичного сырья во вторую колонну	5,00	-
бокового погона из второй колонны в первую	8,02	-
паров с верха третьей колонны 17 (40)	5,33	4,05
газа из емкости орошения третьей колонны	1,17	-
острого орошения третьей колонны	4,17	-
остатка с низа третьей колонны 17 (41)	16,03	25,75
питания третьей колонны 17 (39)	10,00	23,50
паров в низ третьей колонны 17 (16)	7,19	6,30
питания четвертой колонны 8 (21)	36,25	15,70
паров с верха четвертой колонны 8 (9)	31,11	5,95
газа из емкости орошения четвертой колонны	0,66	-
дистиллята четвертой колонны	10,00	-
острого орошения четвертой колонны	18,55	-
водяного пара, в т.ч.
в низ первой колонны 1 (32)	0,10	1,00
в низ колонны 24 (31)	-	1,00
в низ четвертой колонны	1,90	-

Продолжение таблицы 1
1	2	3
Температура, °C
ввода первичного сырья	270	270
газосырьевой смеси после реактора 5	440	440
ввода острых орошений	40	40
ввода водяного пара	350	350
верха первой колонны 1	322	126
вывода ЦО (бокового погона первой колонны 1)	357	340
ввода ЦО	150	54
ввода квенчинга	-	150
вывода бокового погона колонны 24	-	222
верха второй колонны 24	318	216
низа второй колонны 24	432	198
бокового погона первой колонны 1 в реактор 5	380	296
низа первой колонны 1	321	393
бокового погона второй колонны в первую	385	-
питания первой колонны 1	440	440
питания второй колонны	440	-
верха третьей колонны 17	53	48
низа третьей колонны 17	168	54
в кипятильнике третьей колонны	181	-
верха четвертой колонны 8	140	98
низа четвертой колонны 8	198	137
в кипятильнике 42 колонны 8	-	148

Продолжение таблицы 1

1	2	3
Давление, ата
в емкости орошения первой колонны 1	5,00	4,00
верха первой колонны 1	5,50	4,50
низа первой колонны 1	5,58	4,58
в емкости орошения второй колонны	3,00	-
верха второй колонны 24	3,65	4,76
низа второй колонны 24	3,75	4,83
в емкости орошения третьей колонны	7,00	-
верха третьей колонны 17	7,50	3,62
низа третьей колонны 17	7,70	3,68
в емкости орошения четвертой колонны	4,00	-
верха четвертой колонны 8	4,77	4,70
низа четвертой колонны 8	4,88	4,79
Тепло, Гкал/ч
отводимое с верха первой колонны 1	9,430	8,905
отводимое ЦО	0,904	2,764
отводимое квенчингом	-	1,176
вводимое с продуктом после реактора	26,010	25,693
отводимое с верха второй колонны	0,830	-
вводимое с сырьем в третью колонну	0,570	-
отводимое с верха третьей колонны 17	0,384	-
подводимое в низ третьей колонны	0,600	-
отводимое с верха четвертой колонны	5,287	-
вводимое с сырьем в четвертую колонну 8	5,465	0,700
подводимое в низ четвертой колонны 8	-	0,500
вводимое с водяным паром
в первую колонну 1	-	1,025
во вторую колонну 24	0,103	1,025
в четвертую колонну	1,947	-
Тепловая нагрузка печи 3	18,210	12,651

Продолжение таблицы 1
1	2	3
Число теоретических тарелок (двухсливных клапанных)
в 1 секции первой колонны 1	2	5
во 2 секции первой колонны 1	3	2
в 3 секции первой колонны 1	-	5
в 4 секции первой колонны 1	-	1
в 5 секции первой колонны 1	-	3
в 1 секции второй колонны 24	5	7
во 2 секции второй колонны	2	-
в 3 секции второй колонны	3	-
в 1 секции третьей колонны 17	9	5
во 2 секции третьей колонны	10	-
в 1 секции четвертой колонны 8	5	7
во 2 секции четвертой колонны	3
Расстояние между тарелками, мм	500	500
Диаметр, м
первой колонны 1	2,0	2,6
второй колонны 24	0,8	1,0
третьей колонны 17	0,8	0,8
четвертой колонны 8	1,8	0,8
Линейная/максимально-допустимая линейная скорость пара, м/с
в первой колонне 1	0,25-0,45/0,45-0,54	0,05-0,45/0,47-0,90
во второй колонне 24	0,05-0,37/0,53-0,64	0,26-0,41/0,57-0,72
в третьей колонне 17	0,24-0,48/0,34-0,43	0,62-0,76/0,84-0,91
в четвертой колонне 8	0,08-0,27/0,34-0,41	0,18-0,26/0,42-0,48

Продолжение таблицы 1
1	2	3
Высота подпора слива, мм
в первой колонне 1	6-32	11-25
во второй колонне 24	2-36	24-29
в третьей колонне 17	11-28	25-26
в четвертой колонне 8	15-21	19-22
Содержание фракций, % масс.
>C4 в суммарном газе	5,79	0,89
<C5 в стабильном бензине	0,28	0,16
>170°C в стабильном бензине	1,79	0,70
<140°C в дизельной фракции	1,68	0,76
>350°C в дизельной фракции	6,57	2,85
<350°C в крекинг-остатке	6,33	4,30

Способ фракционирования продуктов термического крекинга, включающий подачу в сложную ректификационную колонну первичного сырья и продукта после реактора термического крекинга, получаемого из вторичного сырья, выводимого с глухой тарелки сложной колонны и направляемого в печь, а затем в реактор термического крекинга с выделением после ректификации жирного газа, нестабильного бензина, термического газойля и крекинг-остатка, отличающийся тем, что процесс ректификации проводят в одной сложной ректификационной колонне с отпарной секцией (24), первичное сырье подают двумя потоками: первый поток - в зону вывода вторичного сырья с глухой тарелки, расположенной выше ввода в колонну продукта после реактора, а второй поток - выше ввода первого потока, при этом ниже места вывода первого бокового погона термического газойля из колонны выводят второй боковой погон, охлаждают и частично подают на смешение с продуктом после реактора, частично возвращают в колонну, а остальное количество после охлаждения (38) подают на верх абсорбера, в низ которого подают жирный газ, с верха абсорбера выводят сухой газ, а жидкость с низа абсорбера возвращают в сложную колонну в сечение между выводами боковых погонов из нее в качестве циркуляционного орошения, нестабильный бензин нагревают в теплообменнике парами с верха сложной колонны и подают на верх отпарной секции (8), пары с верха отпарной секции (8) подают на смешение с парами, выводимыми с верха сложной колонны, а с низа отпарной секции (8) выводят жидкость, которую нагревают и испаряют в кипятильнике, пар с верха кипятильника возвращают в низ отпарной секции(8), а с низа кипятильника выводят стабильный бензин.