Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ПЕРЕГОНКИ НЕФТЯНОГО ПРОДУКТА

Изобретение относится к области нефтехимии, преимущественно к установкам для перегонки жидких продуктов, преимущественно нефтепродуктов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка перегонки жидкого продукта, содержащая вакуумную ректификационную колонну и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый струйный аппарат, сепаратор и насос, причем газовый вход струйного аппарата подключен к верху вакуумной ректификационной колонны, выход струйного аппарата подключен к сепаратору и жидкостной вход струйного аппарата подключен к нагнетательной стороне насоса, всасывающая сторона которого подключена к выходу жидкости из сепаратора с формированием таким образом контура циркуляции жидкой рабочей среды, к которому подключен источник дистиллята, а из контура циркуляции отводится часть отработанной жидкой рабочей среды (см. патент RU 2125665 С1, кл. F 04 F 5/54, 27.01.99).

Данная установка позволяет осуществлять перегонку нефтяного продукта, например мазута, создавая вакуум в вакуммной ректификационной колонне с помощью вакуумсоздающего устройства на базе жидкостно-газового струйного аппарата. Однако в жидкой рабочей среде, циркулирующей по замкнутому контуру, в процессе взаимодействия с откачиваемым из колонны парогазовым потоком (газами разложения) накапливается сероводород и другие примеси. Поэтому для сохранения работоспособности вакуумсоздающего устройства осуществляют подпитку контура циркуляции свежим дистиллятом и отвод из контура части отработанной жидкой рабочей среды.

Отводимый из контура циркуляции дистиллят с растворенным в нем сероводородом и рядом других примесей не обладает товарными свойствами и нуждается в утилизации. Поэтому расход подпитки дистиллятом циркуляционного контура по возможности стремятся уменьшить. Однако при этом увеличивается содержание сероводорода и других экологически вредных примесей в сжатых газах, выходящих из сепаратора, как правило, в печь.

Все это обусловлено тем, что в рассматриваемой выше установке не предусмотрена возможность очистки отработанного в вакуумсоздающем устройстве дистиллята от сероводорода и других примесей и придание ему товарных свойств.

Таким образом, отсутствие системы очистки отработанного в вакуумсоздающем устройстве дистиллята требует, с одной стороны, его утилизацию, что уменьшает количество товарного продукта, вырабатываемого ректификационной колонной, а с другой стороны не позволяет в полной мере очищать сжатый газ от сероводорода и других примесей. Это приводит к ухудшению экологической обстановки при сжигании газа в печах и выбросе в окружающую среду или требует использования специальной установки для очистки сжатого газа, например моноэтаноловый абсорбер.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение экологической безопасности перегонки нефтяного продукта, повышение количества и качества продуктов перегонки путем очистки отработанного в вакуумсоздающем устройстве дистиллята от сероводорода и других примесей, уменьшение содержания сероводорода и других вредных примесей в сжатом газе и предотвращение, таким образом, выбросов экологически вредных компонентов в окружающую среду.

Указанная задача решается за счет того, что установка перегонки нефтяного продукта содержит вакуумную ректификационную колонну и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый струйный аппарат, сепаратор и насос, причем газовый вход струйного аппарата подключен к верху вакуумной ректификационной колонны, выход струйного аппарата подключен к сепаратору и жидкостной вход струйного аппарата подключен к нагнетательной стороне насоса, всасывающая сторона которого подключена к выходу жидкости из сепаратора с формированием, таким образом, контура циркуляции жидкой рабочей среды, к которому подключен источник дистиллята, а из контура циркуляции отводится часть отработанной жидкой рабочей среды, при этом установка снабжена системой гидроочистки дистиллята с магистралью отвода очищенного дистиллята потребителю, а система гидроочистки дистиллята со стороны входа в нее подключена к контуру циркуляции жидкой рабочей среды и к источнику дистиллята.

В качестве источника дистиллята может быть использована вакуумная ректификационная колонна для перегонки нефтепродуктов и/или атмосферная ректификационная колонна для перегонки нефтяного сырья, магистраль отвода очищенного дистиллята может быть подключена к контуру циркуляции жидкой рабочей среды, а установка может быть снабжена системой отделения воды от жидкой рабочей среды, установленной на магистрали отвода жидкой рабочей среды из контура циркуляции в систему гидроочистки дистиллята. Установка может быть снабжена дополнительно параллельно установленными жидкостно-газовым струйным аппаратом, сепаратором, насосом, последовательно соединенными между собой с образованием таким образом дополнительного контура циркуляции жидкой рабочей среды и резервуарным парком, при этом система гидроочистки дистиллята со стороны входа в нее подключена к контурам циркуляции жидкой рабочей среды и к источнику дистиллята через резервуарный парк.

В контурах циркуляции могут быть установлены клапаны для регулирования расхода жидкой рабочей среды в зависимости от давления в вакуумной ректификационной колонне.

Было установлено, что в процессе создания вакуума в вакуумной ректификационной колонне и сжатия откачиваемой газообразной среды представляется возможность производить очистку сжимаемой газообразной среды от примесей, в первую очередь, от сероводорода. Было установлено, что дистиллят атмосферной и вакуумной колонн, например дизельная фракция, может сорбировать вредные примеси. Однако накопление в жидкой рабочей среде абсорбированных ею примесей приводит к изменению физико-химических свойств рабочей среды, что может привести к нестабильной работе жидкостно-газового струйного аппарата. Кроме того, накопление в жидкой рабочей среде вакуумсоздающего устройства таких примесей, как сероводород, приводит к повышению коррозионной активности рабочей среды, что ведет к снижению срока службы оборудования. Выполнение установки перегонки нефтяного продукта совместно с системой гидроочистки позволяет решить ряд задач: обеспечить стабильный состав жидкой рабочей среды вакуумсоздающего устройства за счет удаления из нее абсорбированных примесей, обеспечить подачу потребителю сжатой газообразной среды, очищенной от ряда экологически вредных компонентов, придать товарные свойства отработанному в вакуумсоздающем устройстве дистилляту и за счет этого увеличить количество товарного продукта установки перегонки нефтепродукта. Очистка сжатого газа, выходящего из сепаратора от ряда компонентов, повышает экологическую безопасность его использования для нужд производства и позволяет применять сжатый газ без предварительной очистки, например, в печах нефтеперерабатывающего завода, что сокращает потребление природного газа.

Представляется возможность использования дистиллята атмосферной и вакуумной ректификационных колонн в качестве подпитки жидкой рабочей среды вакуумсоздающего устройства. Для этого в контур циркуляции подается дистиллят из ректификационных колонн или из какой-либо одной из колонн, а из сепаратора отводится рабочая среда с абсорбированными ею примесями. Учитывая тот факт, что дистиллят, как правило, на нефтезаводе проходит очистку от серы и сернистых соединений, представляется возможность совместить процесс очистки дистиллята от серы и сернистых примесей с очисткой отработанного в вакуумсоздающем устройстве дистиллята от абсорбированного им сероводорода и других вредных примесей, т.е. по существу без дополнительных затрат энергии произвести очистку откаченного из вакуумной ректификационной колонны и сжатого в вакуумсоздающем устройстве газа от экологически грязных примесей.

Дополнительные возможности по повышению степени очистки выводимого из сепаратора вакуумсоздающего устройства сжатого газа от сероводорода и других примесей и по повышению производительности вакуумсоздающего устройства представляются при подключении магистрали отвода очищенного дистиллята к контуру циркуляции жидкой рабочей среды. Это связано с тем, что очищенный дистиллят свободен от примесей и поэтому обладает большей сорбционной способностью, чем циркулирующая в контуре рабочая среда. Чем больше углеводородного дистиллята, особенно очищенного от серы и ее соединений, поступает в качестве подпитки в контур циркуляции жидкой рабочей среды вакуумсоздающего устройства, тем больше абсорбируется из откачиваемой парогазовой среды сероводорода и других вредных примесей и тем более очищенный от этих примесей сжатый газ отводится из сепаратора вакуумсоздающего устройства потребителю. Одновременно, за счет повышения сорбционной способности жидкой рабочей среды повышается производительность вакуумсоздающего устройства без увеличения затрат энергии на создание вакуума.

Таким образом, снабжение установки системой гидроочистки и подача дистиллята сначала в контур циркуляции рабочей среды с последующим отводом из контура циркуляции жидкой рабочей среды с абсорбированными примесями в систему гидроочистки позволяет решить поставленную в изобретении задачу - расширить функциональные возможности и повысить экологическую безопасность установки перегонки нефтяного продукта.

На фиг.1 представлена принципиальная схема установки перегонки нефтяного продукта, на фиг.2 представлен вариант выполнения установки перегонки нефтяного продукта с возможностью регулирования режима работы при изменении загрузки вакуумной ректификационной колонны.

Установка перегонки нефтяного продукта (см. фиг.1) содержит вакуумную ректификационную колонну 1 и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый струйный аппарат 2, сепаратор 3 и насос 4, причем газовый вход струйного аппарата 2 подключен к верху вакуумной ректификационной колонны 1, выход струйного аппарата 2 подключен к сепаратору 3 и жидкостной вход струйного аппарата 2 подключен к нагнетательной стороне насоса 4, всасывающая сторона которого подключена к выходу жидкости 5 из сепаратора 3 с формированием, таким образом, контура циркуляции жидкой рабочей среды, к которому магистралями 14 и/или 15 подключен источник дистиллята. Установка снабжена системой гидроочистки дистиллята 6 с магистралью 7 отвода очищенного дистиллята потребителю, при этом система гидроочистки дистиллята 6 со стороны входа в нее подключена магистралью 10 к контуру циркуляции жидкой рабочей среды и магистралями 11, 12 к источнику дистиллята. В контуре циркуляции жидкой рабочей среды может быть установлен холодильник 19, позволяющий поддерживать заданную температуру жидкой рабочей среды, а со стороны входа в струйный аппарат 2 или струйные аппараты 2, 18 (фиг.2) парогазовой фазы может быть установлен конденсатор 21 паров парогазовой фазы.

В качестве источника дистиллята может быть использована вакуумная ректификационная колонна 1 и/или атмосферная ректификационная колонна 8. Магистраль отвода очищенного дистиллята 7 может быть подключена к контуру циркуляции жидкой рабочей среды магистралью 13, а установка может быть снабжена системой 9 отделения воды от углеводородов, установленной на магистрали 10 отвода жидкой рабочей среды из контура циркуляции в систему гидроочистки дистиллята 6.

При значительных изменениях загрузки вакуумной ректификационной колонны 1 целесообразно выполнение установки с двумя и более параллельно работающими жидкостно-газовыми струйными аппаратами, например 2 и 18 (см. фиг.2), подключенными со стороны выхода из них газожидкостной смеси к одному, двум и более сепараторам, например 3 и 17, что позволяет образовать дополнительный контур циркуляции жидкой рабочей среды. При этом уровень вакуума в вакуумной ректификационной колонне 1 поддерживается при изменении, например, загрузки колонны 1 за счет изменения расхода жидкой рабочей среды в струйный аппарат 2 и/или струйный аппарат 18, например, с помощью задвижек 22 и 23, установленных за насосом или насосами 4, или путем отключения одного из насосов 4, что снижает непроизводительную потерю электроэнергии, потребляемую насосами 4. Кроме того, установка может быть снабжена резервуарным парком 16, что позволяет обеспечить более равномерную подачу дистиллята в систему гидроочистки 6, повышающую качество конечного продукта - очищенного от примесей дистиллята.

Установка перегонки нефтяного продукта работает следующим образом.

Жидкая рабочая среда из сепаратора 3 подается под напором насосом 4 в жидкостно-газовый струйный аппарат (эжектор) 2. Истекая из сопла струйного аппарата 2, жидкая рабочая среда откачивает из вакуумной ректификационной колонны 1 парогазовую фазу, создавая в ней вакуум. В струйном аппарате 2 парогазовая фаза в процессе смешения с жидкой рабочей средой сжимается и частично конденсируется, при этом часть газовой составляющей смеси, в том числе и сероводород (одна из основных вредных примесей), абсорбируется жидкой рабочей средой. Из струйного аппарата 2 газожидкостная смесь поступает в сепаратор 3, где сжатый газ отделяется от жидкой составляющей смеси, состоящей из жидкой рабочей среды с абсорбированными ею примесями и конденсата парогазовой фазы. Сжатый газ по магистрали 20 направляется потребителю, например в печь, а жидкая среда из сепаратора 3 подается на вход насоса 4 Таким образом, жидкая рабочая среда движется по контуру циркуляции: сепаратор 3 - насос 4 - жидкостно-газовый струйный аппарат 2 - сепаратор 3. В связи с тем что жидкая среда абсорбирует часть газообразной составляющей парогазовой фазы, из контура циркуляции по магистрали 10 часть жидкой рабочей среды отводится в систему гидроочистки дистиллята 6, где от нее отделяются вредные примеси, в первую очередь сера, ее соединения и абсорбированные ею примеси (в большей степени сероводород). Вместо отведенной жидкой среды в контур циркуляции по магистралям 14 и/или 15 подается дистиллят (например, дизельная фракция или газойлевая фракция) вакуумной ректификационной колонны 1 и/или атмосферной ректификационной колонны 8. Часть дистиллята из ректификационных колонн может поступать по магистралям 11 и/или 12 в систему гидроочистки дистиллята 6. В системе гидроочистки улучшается качество дистиллята, в том числе прошедшего через контур циркуляции жидкой рабочей среды, путем удаления серы, непредельных и других соединений в среде водорода. При необходимости возможна подача в контур циркуляции очищенного дистиллята из магистрали 7 системы гидроочистки дистиллята 6. Таким образом, подача дистиллята из ректификационных колонн 1, 8 сначала в контур циркуляции жидкой рабочей среды и только затем, после абсорбирования им примесей из парогазовой фазы, отвод его из контура циркуляции в систему гидроочистки дистиллята 6 позволяет подавать из сепаратора 3 сжатый газ, свободный от многих примесей и, что самое важное, очищенный от экологически вредной примеси сероводорода, что позволяет использовать этот газ вместо природного газа в различном технологическом оборудовании нефтеперерабатывающего завода.

При необходимости, например, в случае, когда парогазовая фаза содержит много паров воды, которые конденсируются в жидкостно-газовом струйном аппарате 2, с помощью системы 9 из жидкой рабочей среды вначале удаляют воду, а затем жидкую рабочую среду подают в систему 6 гидроочистки дистиллята.

Настоящее изобретение может быть использовано на нефтехимических предприятия для организации процессов создания и поддержания вакуума в технологическом оборудовании с одновременной очисткой сжимаемого и подаваемого потребителю газа.