Спосіб коксування нафтових залишків, Банк патентів
Винахід відноситься до нафтопереробки, зокрема способів виробництва нафтового коксу з нафтових залишків. Спосіб включає нагрівання сировини, змішування його з рідкою фазою продуктів коксування в кубовій частині колони ректифікації, нагрівання отриманої суміші і коксування її в реакторі. Парогазові продукти коксування з верху реактора направляють у циклонний сепаратор, з верху якого парова фаза, що відокремилася, надходить у концентраційну секцію ректифікаційної колони. З низу циклонного сепаратора рідка фаза, що відокремилася, разом з коксовою дрібницею, що міститься в ній, надходить в один з двох працюючих по черзі відстійників. Рідина, що відстоялася, з відстійника через регулятор рівня надходить у кубову частину ректифікаційної колони, де змішується з вихідною сировиною. У міру заповнення коксовою дрібницею відстійник відключають від схеми і після пропарювання пором і охолодження коксову дрібницю вивантажують через нижній люк. Перед відключенням заповненого відстійника у схему підключають другий підготовлений відстійник. Регулятор тиску на лінії виведення парової фази з циклонного сепаратора в колону дозволяє підтримувати значення тиску в циклонному сепараторі і реакторі коксування незалежно від тиску в ректифікаційній колоні. 2 з.п.ф-ли, 1 табл., 1 іл.
Винахід відноситься до нафтопереробки та нафтохімії, зокрема способів переробки важких нафтових залишків з метою отримання нафтового коксу на установках уповільненого коксування (УЗК).
Відомий спосіб отримання коксу на УЗК шляхом нагрівання первинної сировини в печі, змішування його з парогазовими продуктами коксування у відгінній частині колони ректифікації, наступного нагріву отриманої суміші - вторинної сировини - в печі і подачі його вреактор (Oil and Gas Journal, 1980, 78, № 50, c.71-76).
При подачі парогазових продуктів коксування в колону ректифікації часто відбувається винесення коксових частинок, які закоксовують нижню частину колони, а також змійовик печі, що знижує тривалість пробігу установки. Для запобігання виносу частинок з колони ректифікації у відомому способі передбачено відділення коксових частинок шляхом установки фільтра в нижній частині колони. Забивання фільтра призводить до аварійної зупинки УЗК.
Найбільш близьким до пропонованого є спосіб коксування нафтових залишків, що включає попередній підігрів первинної сировини в печі, змішування його з парогазовими продуктами коксування у відгінній частині колони ректифікації, нагрівання отриманої суміші - вторинної сировини - до температури коксування, подача нагрітого вторинної сировини в реактор коксування. Парогазові продукти коксування з верху реактора проходять через відбійник коксової дрібниці, що запобігає попаданню коксової дрібниці в низ колони ректифікації і далі на прийом пічного насоса (Сюняев З.І. "Виробництво, облагороджування і застосування нафтового коксу" М., Изд. , 19973, стор.105, 106). Відбійник коксової дрібниці є пустотілою вертикальною циліндричною ємністю. Коксова дрібниця, що носиться з реактора потоком парогазових продуктів коксування, накопичується в низу відбійника і вивантажується в періоди зупинки на ремонт.
Відомий спосіб має такі недоліки:
- відбійник коксової дрібниці не забезпечує необхідну повноту уловлювання коксової дрібниці, тобто. не вловлює дрібнодисперсну коксову дрібницю, що може призвести до забивання фільтра та аварійної зупинки УЗК;
- вивантаження накопиченої коксової дрібниці з відбійника вимагає зупинкиустановки;
- відбійник коксової дрібниці не може відокремлювати крапельки рідкої фази, які можуть бути присутніми в парогазовому потоці, що виходить з реактора, що погіршує якість дистилятів, одержуваних у колоні ректифікації.
Крім того, у відомому способі відсутня можливість регулювання, зокрема підвищення тиску в реакторі коксування, що, як відомо, сприяє прискоренню процесу коксування, збільшення виходу коксу, а також зниження піноутворення коксівної маси. Це зумовлено тим, що парогазові продукти коксування з верху реактора надходять у низ колони ректифікації, що працює під тиском 0,2-0,22 МПа, що обмежує тиск в реакторі. Підвищувати тиск у колоні ректифікації недоцільно через підвищення енерговитрат на процес фракціонування. Установка регулятора тиску на лінії пар з реактора неприпустима через небезпеку швидкого його забивання частинками коксу, присутніми в парогазовому потоці.
Таким чином, існує проблема запобігання аварійній зупинці УЗК з одного боку та поліпшення технологічних показників роботи установки (прискорення процесу коксування, підвищення виходу коксу), з іншого боку.
Технічний результат, на досягнення якого спрямовано винахід, полягає у підвищенні надійності процесу уловлювання коксової дрібниці з парогазового потоку продуктів коксування.
Зазначений технічний результат досягається тим, що у відомому способі коксування нафтових залишків, що включає нагрівання первинної сировини, змішання його з рідкою фазою продуктів коксування в кубовій частині колони ректифікації, нагрівання отриманої вторинної сировини до температури коксування і коксування його в реакторі з виведенням парогазових продуктів коксування їх поділом,згідно винаходу поділ парогазових продуктів коксування проводять у циклонному сепараторі, при цьому парову фазу з циклонного сепаратора подають у концентраційну частину ректифікаційної колони, а рідку фазу після відділення від коксової дрібниці подають у кубову частину ректифікаційної колони, причому тиск парової фази з циклон , за допомогою регулятора тиску.
Відділення рідкої фази від коксової дрібниці проводять у відстійниках щонайменше у двох з регуляторами рівня.
Рідку фазу перед подачею в кубову частину колони ректифікації піддають фільтрації.
Поділ парогазових продуктів коксування в циклонному сепараторі дозволяє надійно відокремити парову фазу від рідкої фази та коксової дрібниці та встановити на лінії виведення парової фази з циклонного сепаратора регулятор тиску, за допомогою якого можна підвищити тиск у реакторах коксування в межах 0,3-0,8 МПа і цим поліпшити технологічні показники роботи установки.
Відділення рідкої частини від коксової дрібниці у відстійниках дозволяє запобігти попаданню останньої в колону ректифікації.
Наявність двох відстійників коксової дрібниці, які експлуатуються по черзі, дозволяє проводити вивантаження накопиченої коксової дрібниці без зупинки УЗК.
На кресленні наведено принципову схему здійснення запропонованого способу.
Первинне сировину 1 насосом 2 прокачують через конвекційний змійовик печі 3 і з температурою 360-390°С подають у кубову частину колони ректифікації 4, де воно змішується з рідкою фазою 5 продуктів коксування з відстійників 6 і 7 і стає вторинною сировиною 8, 9 прокачують через радіантний змійовик печі 3 і з температурою 490-510°С подають в один зпідготовлених реакторів 10, 11, 12. З верху реакторів парогазова суміш продуктів коксування по лінії 13 надходить у циклонний сепаратор 14, де від неї відокремлюють суміш 15 рідкої фази та коксової дрібниці. Парова фаза 16 з верху циклонного сепаратора 14 через регулятор тиску 17 надходить в концентраційну частину ректифікаційної колони 4. З низу циклонного сепаратора 14 суміш 15 рідкої фази з коксовою дрібницею надходить в один з двох відстійників 6, 7, де коксову мело фази. Рівень рідкої фази у відстійниках регулюють регулятором рівня 18. У міру заповнення коксову дрібницю з відстійників 6 та 7 вивантажують через люки 19 та 20.
Продукти коксування в колоні ректифікації 4 поділяють на газ і бензин 21, легкий коксовий газойль 22 і важкий коксовий газойль 23.
Товарний кокс видаляють з реакторів 10, 11, 12 гідравлічним способом у міру його заповнення та охолодження.
Для запобігання закоксовування пічного змійовика вторинної сировини 8 як турбулізатор подають воду по лінії 24.
Для уловлювання коксового пилу, що відноситься з відстійників 6, 7, на потоці рідкої фази 5 перед регулятором рівня 18 встановлений фільтр 25.
У таблиці представлені порівняльні показники роботи з запропонованого способу та прототипу.
Як випливає з наведених у таблиці даних, запропонований спосіб має такі переваги:
- прискорення процесу коксування (3,3 год замість 3,7 год);
- збільшення виходу коксу (36 мас.% замість 32 мас.%);
- збільшення тривалості міжремонтного пробігу в 10 разів.
Таким чином, пропонований спосіб дозволяє покращити технологічні показники роботи установки та умови її експлуатації.
| Порівняльні показники роботи установок коксування | |||
| Найменування показників | Од. змін. | Значення показників | |
| Спосіб з прототипу | Пропонований спосіб | ||
| 1. Природа вихідної сировини | залишок крекування гудрону західно-сибірської нафти | ||
| 2. Витрата первинної сировини | кг/година | 20,0 | 20,0 |
| 3. Витрата вторинної сировини | кг/година | 25,0 | 22,0 |
| 4. Температура нагріву первинної сировини | °С | 370 | 380 |
| 5. Температура нагріву вторинної сировини | °С | 500 | 500 |
| 6. Тиск у реакторах коксування | МПа | 0,33 | 0,60 |
| 7. Тиск у сепараторі (цикл. сепаратор, відбійник коксової дрібниці) | МПа | 0,30 | 0,56 |
| 8. Тиск у колоні ректифікації | МПа | 0,25 | 0,25 |
| 9. Час заповнення реактора коксом (V=25 л) | год | 3,7 | 3,3 |
| 10. Вихід коксу від вихідної сировини | мас.% | 32,0 | 36,0 |
| 11. Вихід газу коксування | мас.% | 7,0 | 7,0 |
| 12. Вихід фракції бензину від вихідної сировини | мас.% | 7,0 | 8,0 |
| 13. Вихід фракції легкого газойлю | мас.% | 22,0 | 19,0 |
| 14. Вихід фракції важкого газойлю | мас.% | 32,0 | 30,0 |
| 15. Тривалість міжремонтного пробігу установки | доба | 30-40 | 330-360 |
формула винаходу
1. Спосіб коксування нафтових залишків, що включає нагрівання первинної сировини, змішання його з рідкою фазою продуктів коксування в кубовій частині колони ректифікації, нагріванняотриманої вторинної сировини до температури коксування та коксування його в реакторі з виведенням парогазових продуктів коксування та їх поділом, який відрізняється тим, що поділ парогазових продуктів коксування проводять у циклонному сепараторі, при цьому парову фазу з циклонного сепаратора подають у концентраційну частину ректифікаційної колони, а жид після відокремлення від коксової дрібниці - кубову частину ректифікаційної колони, причому тиск парової фази з циклонного сепаратора регулюють, наприклад, за допомогою регулятора тиску.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що відділення рідкої фази від коксової дрібниці проводять у відстійниках щонайменше у двох, оснащених регуляторами рівня.
3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що рідку фазу перед подачею в кубову частину колони ректифікації піддають фільтрації.