Способ получения масляных фракций

) С 10 С 7/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЧЭ О ТВУ 4 Ъ. ,ко,и нении схе ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ТОРСКОМУСВИДЕТ(71) Уфимский нефтяной институт"Химия", 1981, с. 186,2.Там же, с. 196,З.Корис А.Ф. Об измеработы отпарных колонн установо(54)(57)ФРАКЦИИ п СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛЯНЫХутем ректификации мазута в вакуумной колонне с получениембоковых погонов и остатка, направлением их в вакуум-приемники с получением в них жидкой и паровой фаз,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества целевыхпродуктов, или боковой погон передвводом в вакуум-приемник подвергаютоднократному нагреву, или жидкую фазу в вакуум-приемнике подвергают однократному или многократному нагреву, полученные при нагреве паровыефазы направляют в ректификационныеколонны, которые орошают охлажденной масляной фракцией в количестве7-16,5 мас.% от ее отбора, и с верха этих колонн отводят пары, конденсируют их и смешивают с исходным.Ш фракцияГудрон Материальный баланс колонны Входит в колонну, Я на мазут Уходит из колонны, Х на мазут Таблица 7 Вариант 4известный способ11424974 ьг Ф ИИПИ. Закаа 4 25 Тираж 546 Повчисн ал ППП тент , г. Увгород, ул.ПроектнаяИзобретение относится к химическойтехнологии, в частности к неАтелерерабатывающей промышленности,и можетбыть использовано для разделения маэута на масляные Аракции.Известен способ получения масляных фракций путем разделения мазута в вакуумных колоннах Ласляные Аракции выводят в вйде боковых погонов 1 О с промежуточных тарелок, которые направляют в отпарные стриппинг-секции, Для испарения из масляных Аракций и из остатка-гудрона загрязняющих низкокипящих компонентов н низ отпарных 15 секций вводят водяной пар 11 .Недостатком данного способа является то, что помимо затрат на технологический пар, увеличивается расход водяного пара.,в эжекторах, снижается 20 производительность колонны и увеличивается загрязнение окружающей среды. Для конденсации водяного пара необходима .установка конденсатора. Кроме того, использование водяного пара 25 не позволяет поддерживать в колонне глубокий вакуум, так как это затруд няет его конденсацию.Известен также способ разделения мазута, заключающийся в том, что 30 масляные Аракции получают в виде боковых погонов без включения в схему отпарных стриппингов с использованием водяного пара (сухой вакуум). Это связано с необходимостью поддер- З 5 жания более глубокого вакуума в колонне, а также с целью снижения энергозатрат и загрязнения окружающей среды 12.Недостаток данного способа заключается в том, что из-за отсутствия отпарных секций масляные Аракции получают в широких пределах, выкипания (90-100 С) с большим содержанием за 0грязняющих низкокипящих компонентов. 45 Кроме того, значительное содержание дизельных компонентов в самой легкой масляной фракции приводит к снижению отбора светлых, а повышенное содержание масляных компонентов в гудроне 50 снижает отбор высоковязкой масляной фракции. Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является, способ 55 получения масляных Аракций путем ректификации мазута, заключающийся в том, что мазут подвергают ректиАикации с получением боковых погонов и остатка, которые направляют в вакуум.приемники для самоиспарения загрязняющих компонентов за счет снижениядавления, Образовавшиеся пары конденсируют и возвращают в исходноесырье.Недостатком известного способаявляется низкая Аракционирующая способность метода однократного испарения, на котором основано использование вакуум-приемников. Это приводитк тому, что в масляных Аракциях, атакже в гудроне и после вакуум-приемников остается большая часть низкокипящих загрязняющих компонентов. Этоже обусловливает широкие пределыОвыкипания масляных Аракций (72-87 С),снижение выхода светлых из-за попадания компонентов дизельного топливав граничащую с ним масляную Аракцию,что ухудшает качество масляных Аракций, снижает отбор светлых Аракцийиз-за попадания масляных компонентовв гудрон.Цель изобретения - повышение качества целевых продуктов.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получения.масляных Аракций путем ректификациимазута в вакуумной колонне с получением боковых потоков и остатка, найравлением их в вакуумприемники с получением в них жидкой и паровой Ааз,или боковой погон перед вводом в вакуум-приемник подвергают однократно-му нагреву, или жидкую Аазу в вакуум-приемнике подвергают однократному или многократному нагреву, полученные.при нагреве паровые Аазы направляют в ректификационные колонны,которые орошают охлажденной маслянойфракцией в количестве 7-16,5 мас.7.от ее отбора и с верха этих колоннотводятся нары, конденсируют их исмешивают с исходным сырьем,Нагрев укаэанных боковых погонови жидких Ааз позволяет значительноповысить долю их испарения (например,на 10-15 отн.7 без необходимостисоздания глубокого вакуума. Для нагрева вод можно использовать теплогудроновбго погона.На Аиг. 1-4 приведены схемы, иллюстрирующие предлагаемый способ.Согласно Аиг. 1 последовательность выполнения технологических операций следующая. Боковой погон 1 выводят иэ основной колонны 2, под0 Пары с верха колонны 20 конденсируют в холодильнике 2.1 и собирают в 55 емкости 22, из которой вьводят дизельное топливо 23Емкости 17 и 22, по линии 24 и 25 связаны с зжекционвергают однократному нагреву в нагревателе (теплообменнике) 3 и вводят в вакуум-приемник 4. Паровую фазу 5 направляют в ректиАикационную колонну 6, которую орошают ох лажденной в холодильнике 7 частью 8 масляной Аракции 9. Поток пара 10 с верху ректификационной колонны направляют на конденсацию и далее смешивают с сырьем.Последовательность выполнения технологических операций, показанных, на фиг, 2 и 3, от Аиг. 1 отличается тем, что боковой погон 1, выводимый из основной колонны 2, сначала вво дят в вакуум-приемник 4, а нагреву подвергают не испарившуюся за счет снижения давления жидкую Аазу бокового погона 11. Нагревателем служит змеевик 3. 20Причем согласно фиг. 2 нагрев производят однократно, а согласно фиг. 3. - многократно за счет секционирования жидкой Аазы разделительными перегородками 12, через которые 25 последовательно перетекает жидкость.На Аиг. 4 показана схема вакуумной колонны с вакуум-приемниками у каждой масляной Аракции и у гудрона. Причем последовательность выполнения З 0 технологических операций в .вакуум- приемниках аналогична Аиг, 3. Боковые погоны 1 и гудрон 13 выводят из вакуумной колонны 2 и подают в вакуум-приемники 4, Не испарившуюся за счет снижения давления жидкую фазу боковых погонов 11 многократно нагревают нагревателями 3 путем секционирования жидкой. фазы разделительными перегородками 12, через которые по следовательно проходит жидкость. Гудрон в вакуум-приемнике не нагревают. Паровые Аазы 5 из вакуум-приемников направляют в ректиАикационные колонны 6, которые орошают, охлажденной в холодильнике 7 частью 8 масляной фракции 9 или частью 14 утяжеленного гудрона 15, Поток паров 10 с верха ректификационных колонн конденсируют в холодильнике 16 и собирают в емкости 17. Из емкости сконденсировавшийся поток 18 направляют в сырье- мазут 19. ной системой для создания вакуума. По теппообменнику 26 циркулирует жидкий поток 27, создающий жидкую флегму по колонне.Пример конкретного выполнения показан на промышленной вакуумной колонне, предназначенной для выделения из мазута дизельного топлива трех масляных Аракций (,П,Я и остатка-гудрона. Дизельное топливо выводят из основной колонны вместе спотоком верхнего циркуляционного орошения, масляные Аракции выводят в виде боковых погонов, а гудрон с низа колонны.Необходимость испарения из мазута компонентов, выкипающих до 480 С, требует поддержания в колонне низкого остаточного давления порядка 20 мм рт,ст, С учетом гидравлического сопротивления типовых клапанных тарелок (3,0 мм рт.ст.) давление в зоне вывода бокового погона 1 масляной фракции равно 37,5 мм рт.ст. в зоне вывода 11 бокового погона 51,5 мм рт.ст в зоне Ш - 65 мм рт.ст. и в зоне вывода гудрона 79,5 мм рт.ст.Все боковые погоны и гудрон направляют в вакуум-приемники для испарения из них низкокипящих компонентов.Выполняют 3 варианта согласно предлагаемого способа (Аиг. 1-3) .В первом варианте боковые погоны масляных Аракций подвергают однократному нагреву перед вводом их в вакуум-приемник (фиг. 1). Во втором и третьем вариантах боковые погоны сначала вводят в вакуум-приемники с получением жидкой и паровой фаз. Жидкую Аазу подвергают нагреву либо однократным подводом тепла (Аиг. 2), либо тепло подводят многократно(фиг. 3).Проведенные расчеты показьвают, что наиболее рациональное число ступеней нагрева при многократном нагреве равно трем.Во всех вариантах величина боковых погонов принята одинаковой (10, 16 и 28% на мазут для 1 , 11 ,1 П Арак ций соответственно), Одинаковым поддерживают во всех вариантах и отбор масляных фракций после вакуум-приемников (7,0; 13,0; 22,0% на мазут), Давление в вакуум-приемниках состав.,пяет 30 мм рт,ст. Выход дизельноготоплива подбирают таким образом, чтобы иметь конец кипения его по ГОСТ 2177-66 приблизительно 360 С.Гудрон так же вводят в вакуум- приемник, но без подогрева. 5Испарение в вакуум-приемниках принимают 457 от бокового погона для 1 Фракции и 353 для 11, 111 Фракций, и для гудрона. В табл. 1 показана потребность в тепле на 100 кг 10 мазута для нагрева боковых погонов при выполнении предлагаемого сп ба по трем вариантам. Причем в третьем варианте тепло распределяют по ступеням равномерно. Там же дана и 15 величина испарившейся части бокового погона.Образовавшуюся паровую Фазу направляют в ректификационные колонны с массообменньми устройствами, эквивалентными четырем теоретическим тарелкам. На орошение ректификационных колонн подают охлажденные до 60 С части масляных Аракций. Величины потоков Аракций, поступающих на 25 орошение, подбирают таким образом, чтобы выдержать заданный отбор Аракций. Для первой масляной Фракции она составляет 16,57 от отбора Аракции, для второй - 12,57, для треть ей - 7,07., для гудрона - 5,07 Масля. ные Фракции и гудрон выводят с низа вакуум-приемников.Пары с верха ректиАикационных колонн конденсируют и возвращают в ис ходное сырье, За счет концентрации в парах, покидающих вакуум-приемники, наиболее ниэкокипящих компонентов повьппается начало кипения масляных фракций. Возврат паров в исходное 40 сырье дает возможность повысить отбор светлых фракций.Количество охлажденной масляной Фракции, поступающей на орошение ректификационных колонн при заданном 45 отборе масляной фракции, определяют в зависимости от величины паровой фазы, которая поступает в ректификационные колонны и избыток которой, против балансового количества выхода 0 пара, необходимо сконденсировать, Величину парвой Аазы обусловливают степень нагрева бокового погона и глубина вакуума в вакуум-приемнике.Минимальное количество паровой 55 фазы определяют по балансовому соотношению. Так, для приведенного при- " мера это составляет 3 кг на 100 кг мазута для 1 и 11 масляной фракций и 6 кг для 111 Аракции.Увеличение против минимума величины паровой Ааэы с последующим разделением ее в ректификационном аппарате приводит к повышению четкости выделения масляных Аракций. Однако создание паровой Ааэы свыше 35-457 нерационально, так как требует или нагрева бокового погона выше 3 10 С, что затрудняет выбор теплоносителя или создания очень глубокого вакуума в вакуум-приемнике (ниже 20 мм рт.ст).Чтобы при избыточном испарении в вакуум-приемнике получить заданный отбор масляной Аракции, количество ее, поступающее на орошение ректификационного аппарата, должно быть вполне определенно и находится расчетами на ЭВМ. В табл, 2 показано колебание отбора масляных Фракций при изменении величины орошения,Для определения масштаба увеличения выхода светлых Аракций, а также снижения доли загрязняющих низко- кипящих компонентов в масляных Аракциях при работе колонны по предлагаемому способу в сравнении с известным выполнен расчет той те колонны, когда боковые погоны и гудрон направляют в вакуум-приемники только для самоиспарения (вариант 4) .Величина боковых погонов и отбор фракций после вакуум-приемииков здесь принята такой же, как в первых трех вариантах. Это требует испарить от бокового погона 1 и 11 фракций 3,0 кг на 100 кг мазута, от бокового погона 111 Фракции - 6,0 кг и от гудрона 7,0 кг. Остаточное давление в вакуум-приемниках для обеспечения такой доли испарения должно быть уже 20 мм рт.ст.Фракционный состав масляных Фракций и гудрона после вакуум-приемников для всех вариантов приведен в табл.3-6.1Наиболее ощутимо по сравнению с известным способом снижается во всех масляных Аракциях доля самых низкокипящих компонентов, присутствие которых особенно нежелательно, так как они сильно снижают вязкость товарных масел.Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить качество получаемых масляных Фракций за счет снижения низкокипящих компонентов.1142497 1,2 мас.Е на мазут выход дизельноготоплива (см. табл. 7),Таблица 1 Боковые погоны Испарившаясячасть бокоРасход тепла, ккал Варианты фракции кг вого погона,кг 304 10,0 16,0 271 5,6 28,0 328 9,8 302 10,0 16,0 275 5,60 28,0 345 9,8 10,0 303 4,50 16,0 284 28,0 Таблица 2 Часть охлажденной фракции на орошение, 7, на отбор фракции 6,87 15,1 16,5 7,00 17,9 7,13 11,7 12,5 13,3 6,5 7,0 7,5 Кроме того, предлагаемый способдает возможность увеличить на 0,71 Отбор масляной фракциикг/на 100 кг мазута 12, 84 13,00 13,16 21,81 22,00 22,19