CC BY
80TECHNICAL SCIENCES
ЭФФЕКТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫХОДА
ДИСТИЛЛЯТОВ
Базаров Г.Р.
доктор технических наук, доцент кафедры технология переработки нефти Бухарского инженерно-технологического института
Икромов Ш.Ш. магистр направления технология нефте-газохимической промышленности Бухарского инженерно-технологического института
EFFECTIVE OPTIONS OF OIL REFINING TO INCREASE THE OUTPUT OF DISSILLATE
Bazarov G.,
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of the Department
oil refining technology Bukhara Engineering Technological Institute
Ikromov Sh. master of direction petrochemical industry technology Bukhara Engineering Technological Institute
Аннотация
В данной статье с целью увеличения выхода дистиллятов рассмотрены варианты схем переработки. Они позволяют повысить эффективность разделения сложных углеводородных смесей, пропускную способность колонн, повысить производительность колонны и улучшить качество дистиллятных фракций.
Abstract
In this article, in order to increase the yield of distillates, options for processing schemes are considered. They make it possible to increase the efficiency of separation of complex hydrocarbon mixtures, the throughput of the columns, to increase the productivity of the column and to improve the quality of the distillate fractions.
Ключевые слова: дистиллятные фракции, ректификация, светлые нефтепродукты, ректификационная колонна, орошение колонны, атмосферная колонна, отпарная колонна, вакуумная колонна, перегонки нефти, отбензиненная нефть, керосин, фракции дизельного топлива, мазут.
Keywords: distillate fractions, rectification, light oil products, rectification column, column reflux, atmospheric column, stripping column, vacuum column, oil distillation, stripped oil, kerosene, diesel fuel fractions, fuel oil.
Дистилляты процессов нефтепереработки могут использоваться для производства различных товарных нефтепродуктов. В современной экономической ситуации к потребительским свойствам нефтепродуктов конъюнктура рынка предъявляет высокие требования. В свою очередь, возрастают требования к стабильности показателей качества дистиллятов. Управление качеством дистиллятов в условиях воздействия возмущений по линии подачи питания в колонну осуществляется путём незначительных изменений значений температур в секциях колонны в зависимости от результата лабораторного анализа качества дистиллятов, управляющими воздействиями являются расходы соответствующих орошений. Интенсификация прямой перегонки нефти направлена, прежде всего, на повышение отбора дистиллятных фракций, а также на обеспечение четкости ректификации, то есть уменьшение наложения температур конца кипения предыдущей и начала кипения последующей фракции [1].
Для реализации этих задач на протяжении многих лет совершенствуются технология процессов и схемы отдельных узлов установок первичной переработки нефти.
Вариант первый, включающий разделение нефти в двух колоннах, ввод нагретого потока первой колонны в зону питания второй колонны, подачу водяного пара в низ второй колонны. С целью увеличения отбора «светлых» нефтепродуктов из середины первой колонны выводят 5-15% на нефть паровой фазы и вводят её в середину отгонной секции второй колонны (паровую фазу перед вводом во вторую колонну можно подогреть до 400 оС) [2].
Вариант второй. С целью выхода «светлых» (рис. 1) и повышения их качества часть верхнего бокового погона вакуумной колонны подают на орошение этой же колонны, а оставшуюся часть направляют в колонну К-2, в её сечение между выводами дистиллятов: в нижнюю и вышерасположенную отпарные секции. Следующий боковой погон вакуумной колонны подают в верхнюю часть
нижней отпарной секции К-2. Пары верха нижней отпарной секции направляют в вакуумную колонну между отбираемыми боковыми погонами [3].
Вариант третий: с целью улучшения технологического режима работы атмосферной колонны выводимую из неё жидкую часть охлаждают и подают в поток нефтяных паров до поступления их в зону питания [4].
Вариант четвертый. Способ перегонки нефти заключается в подачи нефти в колонну К-1, работающую с орошением в верхней части колонны и обогревом куба с помощью циркуляционной части кубового остатка. С верха колонны отбирается лёгкая бензиновая фракция, с низа выводится частично от-бензиненная нефть. Далее нефть нагревается в печи
и разгоняется в сложной атмосферной колонне К-2 с применением ВЦО, СЦО, НЦО. В низ колонны К-2 подают водяной пар. С верха колонны К-2 отбирается бензиновая фракция, частично возвращаемая в колонну в виде флегмы; в качестве боковых погонов отбираются керосин и фракции дизельного топлива; мазут выводится из куба колонны.
С целью увеличения выхода дистиллятных фракций и сокращения энергозатрат пары бензина из К-1 направляют в промежуточное сечение колонны К-2 между точками отбора бензиновой и керосиновой фракций, а в качестве орошения К-1 используют часть ВЦО колонны К-2 в количестве 1417 % его общей массы [5].
Рис. 1. Схема переработки нефти: 1 - атмосферная колонна; 2 - отпарная колонна; 3 - вакуумная колонна; 4 - вакуумная печь; 5 - теплообменник; I - отбензиненная нефть; II - пары бензина; III - флегма; IV, V, VI - боковые погоны атмосферной колонны; VII - керосин; VIII - легкое дизельное топливо; IX- тяжелое дизельное топливо; X-мазут; XI - пары к ВСС; XII, XIII - боковые погоны вакуумной колонны; XIV- гудрон; XV- водяной пар;
XVI - циркуляционное орошение; XVII - пары отпарной секции
Вариант пятый. Данный метод относится к фракционированию мазута. Способ включает перегонку нагретого мазута в сложной вакуумной колонне, снабженной укрепляющей, отгонной и от-парными секциями, а также контактными устройствами (рис. 2.).
Из выводимых боковых погонов отпаривают в отпарных секциях лёгкие фракции. В колонне отбирают лёгкую, среднюю, тяжёлые дистиллятные фракции и остаток. Лёгкую дистиллятную фракцию отбирают верхним боковым погоном колонны, охлаждают и часть её подают на верх колонны в качестве циркуляционного орошения. С нижней тарелки укрепляющей секции выводят затемнённую
фракцию. Среднюю дистиллятную фракцию получают без отпарки из неё легких фракций. Нижний боковой погон охлаждают в теплообменниках и подают одновременно на тарелки выше и ниже его выхода из колонны, а также на верх нижней отпар-ной секции. Тяжелые дистиллятные фракции получают в качестве жидкой фазы после нагрева и испарения остатков в отпарных секциях. Паровые фазы нагретых остатков подают под нижние контактные устройства тех же самых отпарных секций. Технический результат - повышение производительности колонны и улучшение качества дистиллятных фракций [6].
Рис. 2. Фракционирование мазута: 1 - вакуумная колонна; 2 - отпарная колонна; 3 - теплообменник; I - мазут; II - пары к ВСС; III - легкая дистиллятная фракция; IV- циркуляционное орошение; V- средняя дистиллятная фракция; VI -утяжеленный дистиллят; VII - затемненный продукт; VIII - погон тяжелого дистиллята; IX- охлажденный погон тяжелого дистиллята; X - пары нижней отпарной секции; XI - тяжелый дистиллят;
XII - гудрон; XIII - водяной пар
Вариант шестой. Способ получения нефтяных фракций заключается в перегонке нефтяного сырья в ректификационной колонне с выделением кубового остатка, паров дистиллята и, по крайней мере, одного бокового погона (рис.3). Из ректификационной колонны ниже уровня вывода бокового погона осуществляют вывод и жидкого циркуляционного орошения (ЦО), которое охлаждают и возвращают в ректификационную колонну выше уровня его вывода. Отбираемый боковой погон направляют в от-парную колонну. Из нижней части отпарной колонны осуществляют вывод жидкой фракции, а из
верхней - пары бокового погона с последующим их эжектированием и конденсацией в жидкосто-га-зоструйном аппарате. В качестве эжектирующей среды в жидкостно-газовый струйный аппарат подают циркуляционное орошение. Образованную в жидкостно-газовом струйном аппарате смесь направляют в ректификационную колонну в качестве жидкости циркуляционного орошения ниже уровня отвода бокового погона. Технический результат - снижение энергетических затрат и повышение качества нефтепродуктов из боковых пого-нов ректификационной колонны [7].
Рис. 3. Способ получения нефтяных фракций: 1 - ректификационная колонна; 2 - отпарная колонна; 3 - насос; 4 - теплообменник; 5 - струйный аппарат; I - нефть на разгонку; II - пары верхнего продукта; III - кубовый остаток; IV- вывод ЦО; V -возврат ЦО; VI - вывод бокового погона; VII - боковой дистиллят; VIII - пары отпарной колонны на
эжекцию
Вариант седьмой. С целью увеличения выхода дизельного топлива и вакуумных дистиллятных фракций, а также повышения их качества, из зоны атмосферной колонны, расположенной выше ввода сырья, отводят паровую фазу, смешивают с некон-денсируемой паровой фазой верха колонны. Далее
смесь паров направляют в отгонную секцию вакуумной колонны [8].
Вариант восьмой. Целью изобретения является увеличение отбора дистиллятных фракций в атмосферной колонне и улучшение качества вакуумных погонов. Схема приведена на рис. 4.
Рис.4. Способ первичной переработки нефти: 1 - колонна К-1; 2 - колонна К-2; 3 - вакуумная колонна;4 - теплообменник; 5 - конденсатор смешения; 6 - печь; I - нефть обессоленная и обезвоженная; II - пары легкого бензина; III - флегма; IV- частично отбензиненная нефть; V- пары тяжелого бензина; VI - керосин; VII - легкое дизельное топливо; VIII -тяжелое дизельное топливо; IX - мазут; X - смешенное дизельное топливо; XI - газойль; XII - гудрон;
XIII - водяной пар; XIV - газы к ВСС
Отличия от классической схемы переработки нефти в следующем: с верха вакуумной колонны выводятся пары легкой дизельной фракции, которые конденсируются за счет их смешения в конденсаторе с охлажденной тяжелой дизельной фракцией, отбираемой нижним или боковым погоном из сложной атмосферной колонны. В качестве верхнего бокового погона вакуумной колонны выводят тяжелую дизельную фракцию, которую разделяют на два потока: один направляют в атмосферную колонну вместе с нижним циркуляционным орошением, а другой вводят в низ колонны частичного от-бензинивания нефти после его смешения с нагретым потоком горячей струи [9].
Вариант девятый отличается от предыдущего тем, что не требует значительных капитальных вложений и модернизации оборудования, позволяет увеличить эффективность процесса первичной переработки нефти за счёт незначительного изменения технологической схемы. Сущность изобретения заключается в отборе из вакуумной колонны фракции 260-380 оС, часть которой подают в виде жидкого потока в линию циркуляционного орошения атмосферной колонны, в зону ниже вывода бокового погона средней дизельной фракции в стрип-пинг-секцию. Результаты показывают изменение материального баланса в сторону отбора «светлых», выкипающих до 360оС, с понижением их содержания в мазуте и утяжеления вакуумных дистиллятов [10].
Вариант десятый. Способ перегонки нефти путём подачи её в атмосферную колонну К-2 и отбора
сверху бензиновой фракции, вывода боковых фракций из отпарных секций при дросселировании (до давления 0,05-0,12 МПа) дизельной фракции с последующим использованием её паров в качестве испаряющего агента в нижней части вакуумной колонны, а жидкой части - в качестве готового продукта. Технический результат - увеличение качества конечных продуктов [11].
Вариант одиннадцатый применим в территориально отдаленных районах для получения бензина и моторных топлив на малогабаритной установке. Способ заключается в том, что нагретую в печи нефть разделяют на три потока. Первый поток подают в зону питания основной колонны, которая связана с двумя стриппинг-колоннами. Два других потока нефти используют для подачи тепла с помощью косвенного теплообмена в низ стриппинг-ко-лонн; после рекуперации тепла каждый из потоков нефти направляют на разделение в основную колонну [12].
В данной статье проведён анализ технологических схем переработки нефти, которые позволяют увеличить эффективность процесса первичной переработки нефти с целью увеличения выхода бензина, моторного топлива и вакуумных ди-стиллятных фракций, а также повышения их качества увеличением качества конечных продуктов. Экономически целесообразным вариантом работы установки первичной перегонки нефти является выпуск светлых продуктов, участвующих в технологических процессах получения товарных продуктов. В этом случае к качеству дистиллятов предъявляются жесткие требования. Проблема управления
качеством дистиллятов заключается в том, что блок ректификации постоянно находится под воздействием неконтролируемых возмущений в виде изменения количества и состава паров. В условиях воздействия возмущений его работа характеризуется длительными переходными процессами со значительными колебаниями выхода и качества дистиллятов.
Список литературы
1. Глаголева, О.Ф. Технология переработки нефти. Ч.1: Первичная переработка нефти / О.Ф. Глаголева [и др.]. - М.: Химия, Колос, 2006. - 400с.
2. Пат. № 1414399, кл. B01D3/10. Способ ректификации нефти / Б.К. Марушкин; заявитель и патентообладатель Уфим. нефтяной ин-т. -Заявл. 15.04.86; опубл.07.08.89.
3. Пат. № 1525191, кл. C10G7/00. Способ переработки нефти / В.Н. Деменков [и др.]; заявитель и патентообладатель Уфим. нефтяной ин-т. Заявл. 10.03.88; опубл. 30.11.89.
4. Пат.№ 1724299, кл. B01D3/00. Способ фракционирования продуктов нефтепереработки / Г.Г. Теляшев [и др.]; заявитель и патентообладатель Уфим. нефтяной ин-т. Заявл. 11.12.89; опубл. 09.03.92.
5. Пат.№ 1685973, кл. C10G7/00. Способ перегонки нефти / А.А. Кондратьев [и др.]; заявитель и патентообладатель Уфим. нефтяной ин-т. Заявл. 19.06.89; опубл. 23.10.91.
6. Пат. 2205856 РФ, МПК7 C10G7/06. Способ фракционирования мазута / В.Н. Кириленко; заявитель и патентообладатель Ин-т проблем нефтехим-переработки АН РБ. - № 2001129259/04; заявл.
30.11.01; опубл. 10.06.03.
7. Пат. 2277575 РФ, МПК7 C10G7/06. Способ получения нефтяных фракций путем ректификации нефтяного сырья в ректификационной колонне и установка для осуществления способа (варианты) / В.Г. Цегельский; заявитель и патентообладатель В.Г. Цегельский. - № 2004131136/04; заявл. 26.10.01; опубл. 10.06.06.
8. Пат. № 1437383, кл. C10G7/06. Способ переработки нефти / А.А. Кондратьев [и др.]; заявитель и патентообладатель Уфим. нефтяной ин-т. Заявл. 18.08.86; опубл. 07.11.88.
9. Пат. 2063999 РФ, МПК6 C10G7/06. Способ перегонки нефти / В.Н. Деменков [и др.]; заявитель и патентообладатель В.Н. Деменков. - № 93047520/04; заявл. 12.10.93; опубл. 20.07.96.
10. Пат. 2098453 РФ, МПК6 C10G7/06. Способ получения дистиллятных фракций при первичной перегонке нефти / Д.В. Борисанов [и др.]; заявитель и патентообладатель АО открытого типа "Ярослав-нефтеоргсинтез". - № 93045440/04; заявл. 13.09.93; опубл. 10.12.97.
11. Пат. № 1685974, кл. C10G7/02. Способ перегонки нефти / Ю.А. Брускин [и др.]; заявитель и патентообладатель Нижегор. филиал Ленинград. науч.-производ. объединения по разработке и внедрению нефтехим. процессов. Заявл. 11.07.89; опубл. 23.11.91.
12. Пат. 2269372 РФ, МПК7 B01D3/14. Способ прямой перегонки нефти на малогабаритной установке / Д.Ю. Репкин; заявитель и патентообладатель ООО Строительная Компания "СпецСтрой Инжиринг". - № 2004137020/15; заявл. 17.12.04; опубл. 10.02.2006.
