Способ крэкирования нефтепродуктов

Способ крэкирования нефтепродуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 23Ь, ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа крэкирования нефтепродуктов.

К патенту ин-цев P. Э. Вильсон (R. Е. WiIson), в г. Чикаго и

P. Д. Дирборн. R. 3. Dearborn), в r. Нью-Иорке, США, заявленному

16 июля 1929 года (заяв. свид. № 51253).

0 выдаче патента опубккковано 31 декабрк 1934 года.

Действие патеата распространяется ка 15 кет от 31 декабра 1934 года.

Предлагаемое изобретение вообще касается превращения нефтемасел с относительно высокими точками кипения в более легко кипящие масла, как например, газолин, с применением нагрева и давления при некоторых новых условиях. Первая цель изобретения— осуществить простую и относительно недорогую систему для выполнения превращения указанного характера. В то же время изобретение имеет в виду разработку системы, которая служила бы для получения главной массы продукта крэкннга в виде газолина (бензина) хорошего качества, устраняя таким образом необходимость в обычно требующейся теперь повторной перегонке получаеиого двстиллята. Для этой цели имеется в виду осуществлять, в результате непрерывного процесса, получение всего двух отдельных погонов, представляющих предпочтительно желатвльныв сорта легкого газолина и тяжелого топливного масла.

Установка в основном состоит из обогреваемого змеевика, соединенного с котлами, в которых происходит испарение части масла.

Пары направляются в одну ректификационную колонку, а жидкий остаток из котлов— во вторую, орошаемую свежим маслом, подлежащим крэкированию. Сущность настоящего изобретения заключается в том, что вышеуказанные рвктификационныв колонки соединены между собой таким образом, что часть или весь конденсат первой колонки поступает на орошение второй колонки, что дает ряд преимуществ, указанных в дальнейшем изложении.

Нижеследующее описание и приложенный чертеж, изображающий схему расположения, поясняют сущность изобретения.

Согласно этому чертежу в установке пре1 дусмотрен нагревательный змеевик 10, по которому может проходить непрерывным по-! током масса обрабатываемого масла, черпае1 мого из источника, указанного ниже. Этот змеевик помещается в печи, в которой он може нагреваться горелкой 10а или теплом нз иного источника. Бри своем прохождении по змеевику масло подвергается значительному давлению, могущему достигать и высокой цифры в 70 кг/см - и спускаться до 18 кг/см .

При выходе из змеевика температура масла. должна быть уже поднята до 425 — 510. По оставлении змеевика масло проходит через редукционный клапан 11 и трубу 12 в один или несколько элементов батарей реторт или котлов 13. Эти реторты, в целях поддержания требуемой температуры, могут быть просто снабжены термоизоляцивй или же, если желательно, подвергаемы умеренному наружному нагреву. При прохождении масла через клапан 11 может достигаться значительное снижение давления, такчтоподдерживаемов внутри реторт давление может приближаться к

25кв/см., Если желательно, во всем агреГате, 2 составленном из нагревательного змеевика и реторт, можно поддерживать равномерноее давление, достигающее любого подходящего значения, преимущественно в пределах

18 — 70 кс/ см . Лучше всего над и под линией уровня жидкости в ретортах 13 поместить трубчатые перемычки 14, .осуществляющие сообщение не только между жидкостным содержимым реторт, но и между их паровыми пространствами. Паропровод 15, приключенный к паровому пространству последней из реторт, служит для отвода всего количества получаемых паров в донную часть дефлегматора или ректификационной (фракцпонировочной) колонки 16 любой формы. В трубе 15 следует иметь редукционный клапан 151, если давление в реторте превышает 25 или

28 m/см, поскольку для хорошей фракционировки давление в промывной кодонке не должно превышать 28 кг/см и предпочтительно не превосходит 23 — 25 m/слР. Предпочтительно . фракционировочный аппарат устраивается как дефлегматорная колонка барботажного типа. Более легкие составные части паров проходят сквозь колонку и выходят из ее верха в обратный холодильник 17, служащий для улавливания части этих паров в виде обратного конденсата, пропуская остатки в трубу 18 и оттуда в последний конденсатор 19 и сборник 20. Вообще получаемый продукт доджен иметь достаточно низкую конечную точку кипения. так чтобы для получения из него торговых сортов бен. зина не требовалась какая-либо обработка или повторная перегонка, Из донной части колонки более тяжелые сконденсировавшиеся составные части могут быть отводимы трубой 21 к насосу 22, нагнетающему конденсат по трубе 23 в крэкингаппарат, в надлежащем месте нагреваемого змеевика 10. Это должно происходить в такой промежуточной точке, где температура масла в змеевике равна или несколько выше температуры возвращающегося конденсата.

Далев установдена камера, в которой поддерживается значительно более низкое давление, порядка, например 1,4 — 2,8 ю/см- или, если желательно, приблизительно атмосферное.

Верхняя часть этой камеры имеет устройство ректификационной .колонки и она снабжена перегородками (или промывательнымп тарелками). В нижней части камеры оставляется свободное пространство, лишенное перегоро. док. В это нижнее отделение камеры впускается тяжвлое остаточное масло, собирающееся в ретортах 13. Нижняя часть камеры может быть снабжена, пониже места, на уровне которого входит остаточное масло, некоторым количеством перегородок, В таком случае со стороны днища камеры могут быть вводпмы газ или пар для облегчения отделения от остатка всех его сравнительнолегких компонентов. Впуск в камеру остаточного масла может быть совершаем при помощи трубопровода 25, сообщенного с днищем каждой из реторт батареи и снабженного клапаном 26 для понижения давления. Последний надлежит помещать преимущественно близко от камеры 24, причем он должен быть незасаривающегося типа. Этот соединительный трубопровод должен работать непрерывно и при довольно постоянной температуре. Для контроля операции выпуска гудрона могут служить краны 25а и 25b в отводных па1 трубках реторт. Нормально кран 25а должен оставаться широко открытым, а кран 256 закрытым, так что остатки спускаются лишь из последней реторты батареи и благодаря этому между ретортами поддерживается более хорошая циркуляция. Однако, может быть найдено желательным иногда выдавать некоторое количество гудрона непосредственно из первой реторты и для этого кран 250 должен быть открыт один или вместе с краном 25а.

При входе остаточного масла под значительно уменьшенным давлением в камеру 24 значительная доля его испаряется за счет содержимого в нем самом тепла, и разви ваемые такпи путем пары подымаются в ре ктификационную (фракционировочную) часть камеры. У верха последней пли в промежу точном месте, близком к верху, предусмотрен . впуск свежего масла, служащего средой, охлаждающей камеру и регулирующей в ней температуру. 3ro может быть соверш аемо при посредстве насоса 27, который служит для перекачки масла из какого-либо соотi ветственного хранилища, при сравнительно

t низком давлении, по трубе 28 и теплообменному змеевику 29, помещенному в обратном холодильнике 17. Здесь температура масла повышается до некоторого предела, причем одновременно осуществляется частичная регулировка температуры конденсатора и колонки, Слегка нагретое свежее масло отвоI дится по служащей для этой цели трубе 35 в верхнюю ректификационную часть камеры 24, где она стекает в противотоке паров, выделяющихся из остатка из реторт, и при этом поглощает добавочное тепло, Очевидно, что если масло содержит некоторое количество легких „концов", желательных в бензиновом продукте, то эти последние будут выгоняться в камере 24 и уноситься из нее с более легкими парами, улетучившимися из остаточного масла.

Полученные таким образом, как из свежего масла, так и из остатков пары отводятся через трубопровод 31 в конденсатор 32 и сборник 33. Продукт, собираемый в сборнике 33, вообще будет отличаться более высокой конечной точкой кипения, нежели собираемый в приемнике 20, и у него может быть наклонность K ухудшеиию окраски. Бго можно целиком или частично накачивать насосом 36 по трубе 37 и патрубку 37а обратно в головки колонкии 16 камеры 24, регулируя в них температуру, или пары могут быть очищаемы пропусканием в паровой фазе, частью или целиком, через сосуд 371, наполненный Фуллеровской землей или иным адсорбирующим или фильтрационным веществом, или же, наконец, конденсат может быть из сборника 33 отбираем и подвергаем обработке кислотой и повторной перегонке для полутяжелого смешанного бензина и керосина или тому подобного нефтемасла для осветительных целей и использования в обыкновенных горелках.

Вместо того, чтобы свежее масло вводить в ректификационную часть камеры 24, можно направлять его в нижнюю испарительную часть ее. Это особенно выгодно, когда вводится тяжелая сырая нефть, поскольку в таком случае более тяжелые компоненты, по большей части склонные вызывать неисправности в работе из-за коксования, удаляются вместе с остатками из камеры, тогда как легкие пары выносятся вверх в конденсатор 32 и лишь промежуточные составные части, возвращаемые обратно во фракционировочное отделение камеры, направляются затем в нагреваемый змеевик 10 для крэкирования.;

При таком способе работы желательно подо- гревать нефть в более высокой мере по- j мощью надлежащих теплообменников или иным путем.

Хотя считается предпочтительным так упра-, влять камерой 24, чтобы в сборник 33 направлялся несколько тяжелый погон, заключающий фракции керосиновую и топливного масла, процесс, при желании, можно вести и так, чтобы в данном пункте получался продукт с пониженной конечной точкой кипения, такой, который относился бы к бензииовым сортам, !

При известных рабочих условиях для осуществления надлежащего температурного контроля камеры 24 может оказаться необходимым отводить часть свежего масла помимо обратного холодильника, так что в камеру она попадает в сравнительно холодном состоянии. Для этой цели служит обводный трубопровод 28а и краны 286 для дозирования порции масла, подлежащей пропуску через змеевки 29 конденсатора. Надлежащая регулировка крана в ответвлении 37а также помогает в осуществлении желательной регулировки температуры как в камере, так и в колонке. Точное местанахождение вводасвежего заряда по трубе 30 в камеру зависит от температуры масла и природы перегнанного продукта, который желательно из камеры получить.

Согласно настоящему изобретению между колонной 16 и камерой 24 предусматривается еще трубчатое соединение 38. Патрубок 38 предназначен для отъема конденсатов, скопляющихся в одной из тарелок промывательной колонки, если применен этот тип фракционировочного аппарата, или в надлежащем кармане колонки любого иного типа, и выпуска их на перегородки, тарелки или т. и. в камере 24, расположенные выше свободного в ней места, в которое выпускаются остатки.

При известных условиях может быть сочтено желательным вводить эти конденсаты в камеру в болев высоко расположенной точке, и для этой цели может быть сделано ответвление 38а от соединительной трубы 38.

В целях достижения некоторого понижения давления, между колонкой и камерой, в коммуникацию 38 может быть включен надлежащим образом редукционный клапан 39 давления и однородный же клапан 39а помещен в ветви 38а Очевидно, что пропускание конденсатов вышеуказанным путем дает в результате ряд выгод. Прежде всего он дает возможность отбирать из головы колонки продукт желательно хороших качеств с определенной высшей точкой кипения без необходимости возвращать сколько-либо газолина по трубе 21 обратно в цикл крэкинг-системы, затем он представляет подходящий пункт для выхода керосиновых или топливных масел, равно как и тяжелых хвостов бензина. Ероме того, таким образом получается добавочное тепло в камере расширения, облегчающее испарение болев легких погонов свежего масла. Еще одно назначение упомянутого соединения заключается в увеличении емкости колонки благодаря устранению фракции, дающей кбросиновые погоны, склонные заносить колонку, перегоняясь вверх нли вниз между более горячими и более холодными тарелками колонки. Более того, то из более легких хвостов, которые не подлежат возвращению в колонку 16 с прочим конденсатом и скопляются близ ев среднего пояса, подвергаются повторной перегонке в камере расширения и отводятся через конденсатор 32, твм самым давая более совершенную разгонку, Если требуется, вместо пропуска, согласно вышесказанному, лишь одной части конденсата, в камеру может быть впускаем весь конденсат, собирающийся на днв колонки и выгоняемый по трубе 21. Для этой цели между трубами 21 и,38 может быть предусмотрено ответвление

21а. Надлежащим манипулированием над кранами 21 с весь онденсат из колонки 16 может быть направляем по трубе 21а и через редукционный клапан 39 или 39а в камеру 24.

При таком способе работы может быть используем кран 38с для запора трубопровода 38 повыше. ответвления 38а. Выгоды от такого способа работы должны, вероятно, превысить ущерб от потерь тепла н добавочной нагрузки, которая в таком случае возлагается на насос, служащий для подачп масла и остальных компонентов в нагревательный змеевик.

В месте камеры, находящемся ниже ввода соединения 38 и выше свободной зоны, в которую заходит остаточное масло, помещается карман 40 для сбора конденсата, равно как неиспарившейся части свежего заряда. Если верхняя часть камеры расширения барботажного типа, то функцию кармана 40 может нести самая нижняя тарелка. По мере накопления в этом кармане масло вытесняется в горячий аккумулятор 400 и проходит по трубе 41 в насос 42, который, в свою очередь, гонит его по трубе 43 в нагревательный змеевик 10. Оно тогда служит основой питания нагревательного змеевика, как вкратце упомянуто в начале подробного описания.

От днища камеры расширения отходит спускная труба 44 для периодического или, лучше, непрерывного отвода тяжелых остатков, посылаемых в надлежащего типа теплообмвнный аппарат или холодильник и затем— в сборник. Если в данном месте применяется твплообменник, он может служить для добавочного нагрева свежего масла до его впуска в камеру 24. Понятно, что опускаемые таким путем остатки должны иметь природу тяжелых топливных-масел с надлежаще высокой точкой вспышки, В отношении предпочтительного варианта процесса, в целом, ясно, что при определенном способе работы получается лишь два ко-. нечных продукта, из коих один является желательным легким товаром, в роде газолина, а другой — остатками-тяжелым топливным маслом. В то же время система отличается гибкостью, допускающей производить керосин и топливное масло, которые всегда можно отдельно собирать у сборника 33, увеличивая количество продукта, посылаемого по трубопроводу 38, и повышая температуру вверху камеры 24.

Хотя выше изобретение подробно описано в отношении специальной комбинации аппаратуры и приведены некоторые определенные . условия давления и температуры, понятно, что таковые включены исключительно для пояснения и ни в коем виде нельзя ограничивать изобретение этой примерной формЫ осуществления. Здесь представлена конверсионная установка типа обычно известного под названием змеевик и котел, как особенно хорошо подходящая для выявления отличий изобретения, но само собой разумеется, что змеевик 10 и реторты 13 могут .. быть легко заменены иным крэкировочным оборудованием, Предмет патента, 1. Способ крэкирования нефтепродуктов под давлением пропусканием материала крэкинга, полученного в результате перегонки сырья на ректификационных звеньях установки через нагревательный змеевик и резкционные камеры, с направлением паров и газов в первую ректификационную колонну, работающую под давлением, а жидкого остатка реакционной камеры во вторую колонну, работающую под давлением, меньшим, чем первая колонна с подачей свежего предварительно подогретого сырья во вторую колонну, с отводом паров из обеих колонн после конденсации в конечные приемники, с применением рецикла, материалом которого являются флегмы обеих колонн и орошением обеих колонн дестиллятом из второй колонны, отличающийся тем, что образованный в первой фракционно" колонне промежуточный конденсат вводят в промежуточную зону второй колонны.

2. Форма выполнения способа по и. 1, отличающанся тем, что конденсаты из обеих колонн вводят в нагревательный крэкирующий змеевик в разных его точках, Епатеитуин-цев P. Э, Вильсон и P. Д. Дирборн № 4О834

Зкснерт М. Б. Марйевич

Редактор Ф. Ф. Рыбкин

Типография .Советский Печатник», Ленинград, Моковая, 40.