Способ переработки тяжелого углеводородного нефтепродукта путем замедленного коксования

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 0% 011 С 10 В 55 БРЕТЕНИ ПАТЕН ри Ричард С 10 В 55/00,разИзобрке тяжелдукта пуи получеуглеводоЦель ода жи ости ус ожений На че ановки Свежа оксованГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОТНРытиямПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ(72) Харлан Джин Граф иЯнссен ЖЯ)(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЕЛОГОУГЛЕВОДОРОДНОГО НЕФТЕПРОДУКТА ПУТЕМЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ(57) Изобретение относится к переработке тяжелого углеводородного нейтепродукта путем замедленного коксования и получения при этом кокса и жидких углеводородов, Изобретение позволяет повысить выход жидких продуктов и производительность установки эасчет снижения отложений кокса в коксовой печи. Способ состоит в том, чтосырье - тяжельп глеводородны нейтепродукт нагревают до температуры коксования в коксовой печи, подвергают тение относится к переработго углеводородного нефтепроем замедленного коксования ию при этом кокса и жидких одов.эобретения - повышение выих продуктов и производитель ановки за счет снижения от" окса в коксовой печи.теле представлена схема усдля осуществления способа.загрузка для установки для я от линии 1 предварительно 2замедленному коксованию и коксовомбарабане для получения кокса, содержащего летучие вещества в количествене более 15 мас.7 пары иэ головнойчасти коксового барабана извлекают изатем подвергают фракционированию вкоксовой ректификационной колонне.Высококипящую фракцию паров из головной части коксового барабана удаляютиэ процесса, перед нагревом тяжелогоуглеводородного нефтепродукта в негодобавляют углеводородный раэбаительс температурой кипения ниже температуры кипения высококипящей йракции,удаляемой из процесса, Сырье сначаласоединяют с углеводородным раэбавителем, загружают в уравнительныйбарабан, а затем направляют без добавления другого углеводородного материала в коксовую печь. Углеводородный разбавитель имеет т.кип.168454 С, В качестве углеводородногобавителя используют поток из коксовой ректификационной колонны. 4 э.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл,гревается в теплообменниках 2, я затем подается к дну ректификационной колонны 3. Тяжелый гачойль оттарелки 4 нагнетается через теплообменники 2 и парообразователь 5.Часть тяжелого гаэойпя иэ парообраэователя 5 извлекается в виде продукта через линию 6, часть его проходит вдоль линии 7 к выходам пара иэкоксового барабана 8, где она используется для охлаждения паров коксового барабана, часть его возвращаетсявдоль линии 9 к распылительным соп 1 б 27088лам 10 в зону испарения ректификационной колонны 3, а оставшаяся частьвозвращается к ректификационной колонне, через линию 11 в виде внут 5реннего рецикла. Во многих ректификационных колоннах установок длякоксообраэования используется серияотражателей - сбрасывающие крышкивместо распыпительных сопел для осуществления контакта между гаэойлеми входящими газами. Для этой целимогут использоваться тарелки илидругие средства, Тяжелый газойль,добавляемый к сбрасывающим крышкамили тарелкам, осуществляет ту жефункцию, что и распыляемая нефть.Газы из коксового барабана черезлинию 12 поступают в зону исп,1 ренияректификационной колонны 3 ниже распыпительных сопел 10, а наиболее тяжелые компоненты иэ входящих газовконденсируются за счет контакта с тяжелым газойлем от распыпительных сопел 10. Сконденсированный материалопускается на дно зоны испарения, гдеон совмещается с поступающей свежейзагрузкой. Любое количество тяжелого газойля от распылительных сопел10, которое не испарилось в зоне испарения, также совмещается со свежейзагрузкой в донной части зоны испарения,Свежая загрузка из уравнительногобарабана 13 затем направляется прямобез какого-либо добавления тяжелогорециклируемого продукта к печи 14установки для коксования. Вместо тяжелого рециклируемого продукта, обычно используемого для предотвращения 40осаждения кокса в трубах печи, к свежей загрузке добавляется количестводистиллята, достаточное для эффективного предотвращения осаждений коксана трубах печи, это добавление осуществляется через линию 15 к свежейзагрузке перед ее поступлением впечь установки для коксования.Один из коксовых барабанов эаполоняется в то время как другой охлаж 150дается и опорожняется, а когда одиниз барабанов полностью заполняетсякоксом, то производится переключениеподачи нагретой загрузки к пустомубарабану, Пары из любого барабана 8проходят по линии 12 пара к ректифика-ционной колонне 3. Небольшое количество тяжелого газойля от линии 7 доравляется к парам, выходящим из коксового барабана 8, для охлаждения паров и предотвращения осаждения коксав линии 12.Более легкий материал от линии 12проходит через ректификационную колонну 3, а газы и нафта выходят черезлинию 16, Нафта конденсируется в сборнике 17 и извлекается по линии 18.Часть нафты может быть возвращена обратно через линию 19. Пары иэ устанонки для коксования извлекаются вэвиде продукта через линию 20. Промежуточный дистиллят удаляется черезлинию 21, пар отгоняется в отгоннойсекции 22 и извлекается через линию23 дистиллированного продукта.При конструировании и действии установки для замедленного коксованияпечь является наиболее критическимузлом оборудования. Печь должна бытьпригодна для нагрева заэгрузки дотемператур коксования, не позволяяобразовываться коксу в трубах печи.Когда трубы печи оказываются закоксованными, работа печи должна быть остановлена, а печь очищена. В некоторых случаях в трубы печи направляетсяпар для увеличения скорости в трубахи создания в них турбулентности каксредства предотвращения осажпения кокса, Однако впрыск пара не обеспечивает достаточной энергии и, кроме1 ого, может вредно влиять на качество кокса, следовательно, такой способобычно используется минимально. Кроме того, необходимо сохранять возможность впрыска пара для продувания труб печи в случае поломки насоса для подачи загрузки. Хорошосконструированная и правильно используемая печь установки для коксования может нормально работать в течение многих месяцев без необходимости остановки для очистки труб.Обычно при производстве коксатопливного или анодного сорта рециклируется примерно 0,05-0,7 объематяжелого рециклируемого материала накаждый объем свежей загрузки в установку для коксования. Такой рециклируемый материал улучшает действиепечи установки для коксования, а также обеспечивает растворяющее действие, что предотвращает осаждения кокса в трубах печи. Обычный тяжелыйрецнклируемый материал представляет собой смесь сконденсированного материала от линии подачи паров из коксово 7 1627088 8дистилляции сырой нефти, но может быть остатком атмосферной нефти при использовании установки атмосферной дистилляции сырой нефти. В некоторых случаях могут коксоваться и другие5 загрузки вместо нефтяных остатков. каменноугольная смола, битумно-песчаная смола, пиролизная смола, суспензия нефтепродуктов или декантированная нефть из крекинг-установки с псевдоожиженным слоем, а также сланцевое масло. Кроме того, могут использоваться смеси любых из указанных веществ.15Приемлемые условия проведения процесса коксования те, которые обеспечивают получение кокса, содержащего испаряемых веществ не более, чем примерно 15 иас.7 а преимущественно 6-12 мас.7,. Такие условия включают температуры на выходе из печи установки для коксования преимущественно 496-498 С, температура выходяшихо паров из коксового барабана 413-454 С,75 преимущественно примерно 446 Г, а цаво ление в коксовом барабане 0,35- 5,27 кг/см , преимущественно 1,05- 1,4 кг/см , Использование в коксо 2вом барабане давления ниже атмосферного неприемлемо, так как экономические факторы процесса быстро ухудшаются по мере приближения давления в коксовом барабане к атмосферному, а действие коксового барабана при пониженном давлении опасно вследствие вероятности поступления кислорода (воздуха) в барабан, который содержит углеводороды, при 482 С. Кроме того, процент свежей загрузки зна 40 чительно уменьшается, а увеличивается выход более желаемых жидких продуктов (табл.1).Ректификационные колонны установок для коксования не предназначены45 для получения чистых фракций, поэтому тяжелый гаэойль иэ установки для коксования может содержать небольшие количества материала, кипящего при 288 С, в то время как потоки дистиллята могут иметь небольшие количества материала, кипящего при 394 С, а в некоторых случаяхОвозможно и при 454 ГОднако колиочество такого высококипящего материала в дистилляте из установки для коксования (такого, как отводится по линии 21) весьма незначительно и его вклад в общий выход кокса иэ такого небольшого количества высококипящего материала незначителен.Кроме того, сконденсированные пары изкоксового барабана и неиспаренныйтяжелый гаэойль являются относительно высококипящии материалом(454 С) и могут значительно влиятьна общий выход кокса, если их совмещать со свежей загрузкой,Сущность изобретения состоит вполном устранении иэ загрузки впечь установки для коксования материала с дна зоны испарения ректификационной колонны при проведениипроцесса замедленного коксования,осуществляемого при таких условиях,когда создается замедленный кокстопливного или анодного сортов,имеющий содержание летучих меньше,чем примерно 15 мас.7,. Это достигается эа счет удаления иэ процесса материалов, которые обычно совмещались со свежей загрузкой в качестве рециклируеиых, и замены их в количестве, достаточном для эффективного предотвращения осаждений кокса натрубах печи установки пля коксования, углеводородным разбавителем,имеюшим диапазон кипения более низкий,чем диапазон кипения у обычного тяжелого рециклирующего продукта.Сконденсированные пары из коксового барабана, которые опускаются в донную часть зоны испарения в ректификационной колонне, и неиспаренная частьтяжелого газойля, который добавляетсяв зону испарения, собираются и выводятся иэ процесса вместо того, чтобысовмещаться со свежей загрузкой в качестве рециклируемого материала, аего заменяет более низкокипящий углеводородный дистиллят.П р и и е р. Проводят два опыта сиспользованием одних и тех же загруэок и условий процесса коксования заисключением того, что в одном случаев качестве рециклируемого продуктаиспользуется обычный тяжелый рециклируемый продукт (20 ,по объему накаждые 100 ч, по объему свежей загрузки), а в другом случае - дистиллированный углеводородный материал,имеющий диапазон кипения 265-343 чС(20 ч. по объему на каждые 100 ч.пообъему свежей загрузки).В обоих случаях используется остаток вакуумного масла (536 С),имеющий плотность в градусах Американско 16 Р 7088го барабана и неиспаренного тяжелогогазойля, имеющего диапазон т.кип.399-510 ОС или вьппе, хотя н нем могутприсутствовать небольшие количестнакомпонентов, кипящих нике 399 С,5При работе установки для коксования согласно известному способу сконденсированные пары и неиспаренный тяжелый газойль совмещаются со свежейзагрузкой в нижней части ректификационной колонны, в результате по крайней мере небольшое количество тяжелогорециклируемого материала совмещаетсясо свежей загрузкой. Это небольшое ко личество составляет примерно 0,05 объема от рециклируемого продукта накаждый объем свежей загрузки.В случаях, когда загрузка имеетнизкое качество, например представляет собой остатки с очень низкой плотностью, то необходимо иметь ро 0,30,7 объема рециклируемого продукта ндкаждый объем свежей загрузки рля того,чтобЫ предотвратить образование кокса 25в печи. Использование более высокихколичеств рециклируемого продукта нежелательно, поскольку он вредно воздействует на произворительность установки для коксования и увеличивае 1 выход кокса в пересчете на процент отсвежей загрузки, Увеличение выходакокса при использовании больших количеств рециклируемого продукта изтяжелого материала является результа 35том образования кокса иэ самого рециклируемого материала. Это нежелательно,поскольку кокс является наименее ценным продуктом при операции коксообразования,10Тяжелый газойль добавляется к зонеиспарения ректифцкационной колонны 3для конденсации тяжелых паров из коксового барабана и очистки материала,поступающего к зоне испарения от линии 12 пара, Однако сконренсированныепары коксового барабана и неиспаренный тяжелый газойль из ронной частиректифи;ационной колонны 3 удаляютсяиз процесса вдоль линии 24 и не используются для обеспечения всего выхода кокса, как в известных способах,Иатериал иэ донной части ректификациоиной колонны 3 может поступать к установке вакуумной дистилляции, в ко 55торой дистиллированная часть извлекается в виде перегретых паров, илиже материал мокет быть гидродесульфурирован и/или использован в качестне загрузки к другому узлу очлс 1 кл,такому как крекинг-установка с псевдоожиженным слоем,По прерлагдемому способу тяжелыйрециклируемый продукт здменяетслдистиллированным материалом из ректификационной колонны установки длякоксования. Такой рециклируемый дистиллированный материал имеет диапазон кипения более низкий, чем у тяжелого рециклируемого продукта, он отбирается из лилии 23 дистиллированного продукта через линию 15 рециркуляции дистиллятд и совмещается со свежей загрузкой, поступающей по линии 1.Рециркулируемый дистиллят или рдзбавитель в соответствии с изобретением должен быть угленодородним материалом, имеющим диапазон т.кип.168454 С, преимущественно 232-399 С, днаиболее преимущественно 265-343 С,Обычно разбавили ель поступает о 1 ректификационной колонны установки для коксонания, но н отдельних случаях могутиспользоваться разбдвители и от другихисточников.Требуемое количество рдэбавителятаково, чтобы обеспо коить нормальнуюработу печи. Такое колииество можетбыть как максимум 0,7 объема разбднит еля на объем свежей загрузки длятаких загрузок, которые имеют оченьсильную тенденцию к коксообрдзонанию в трубах печи. Это количество также является функцией конструкциипечи и условий действия лечи и обычно должно определяться для каждойконкретной загрузки и каждой печиустановки для коксования. Преимущестненное количество рдзбавителяэто минимальное количество, котороеобеспечивает действие печи без существенного образования кокса в трубахпечи. Использование в количествебольшем, чем минимально необходимоедля предотвращения значительного коксообразования в трубах печи, не является существенно вредным, но может ухудшить эффективность и производительность процесса.Пригодными загрузками в процессмогут быть любые обычные загрузки дляпроцесса замедленного коксования. Наиболее обычной загрузкой для получения кокса топливного или анодногосорта является нефтяной остаток,Обычно остаток представляет собойвакуумный остаток из узла вакуумнойСодержание фракции, Я 288-343 С 343-394 С 394-454 С 454 С 10,3 22,1 33,5 32,7 1,3 4,5 12,8 31,3 0,8 6,3 27,5 65,4 го нефтяного института 4,4, коксовое число Соогадзоп 23,5 мас.7 характеристический фактор по классификации нефтяной компании "Юниверсал Ойл Лродактс" "К" 11,5 и содержание серы 3,5 мас.й, который коксуется в коксовом барабане при давлении 1,4 кг/смй и в верхней части коксового барабана 446 ОС.Распределение веществ н продукте для двух опытов приведено в табл.2,Как видно из табл.2, достигается уменьшение выхода кокса более чем на 63 (34,66 вместо 32,53) в случае использование дистиллированного углеводорода, имеющего диапазон кипения 265-343 С вместо обычного тяжео(лого рециклируемого продукта иэ установки для коксования. Соответственно, достигается увеличение примерно на 57, С+ жидкостей (58,84 вместо 55,99), Подобное уменьшение выхода кокса и увеличение выхода жидкостей при различных исходных загрузках достигается при таких же или отличающихся условиях коксования, что важно для удаления из процесса материала, который обычно используется в качестве рециклируемого продукта.Количество летучих веществ в сыром коксе 9,87 (известный способ) и 9,47 (предлагаемый). Формула изобретения 1. Способ переработки тяжелого углеводородного нефтепродукта путем замедленного коксования, заключающийся в том, что сырье - тяжелый углеводородный нефтепродукт нагреФракция тяжелого гаэойля из установки коксования вают до темпера 1 уры коксования вкоксовой печи, подвергают замедленному коксованию в коксовом барабане для получения кокса, содержащеголетучие вещества в количестве цеболее 15 мас.7 пары из головной части коксового барабана извлекают изатем подвергают фракционированиюв коксовой ректификационной колонне, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения выхода жидких продуктов и производительностиустановки эа счет снижения отложений кокса в коксовой печи, высококипящую фракцию паров из головнойчасти коксового барабана удаляют изпроцесса, перед нагревом тяжелогоуглеводородного нефтепродукта в негодобавляют углеводородный разбацитель с температурой кипения ниже температуры кипения высококипящей фракции, удаляемой из процесса.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ ц й с я тем, что сырье сначаласоединяют с углекодородным разбавителем, загружают ц урпвццтельцый барабан, а затем направляют непосредственно в коксовую печь.3. Способ по пп,1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что углеводо"родный разбавитель имеет температуру кипения 168-454 С.4. Способ по пп.1-3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что н качестве углеводородного разбавителя используют боковой поток из коксовой ректификационной колонны.5. Способ по п, 4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в сырье передзагрузкой в к.зксовуи печь вводяттолько углеводородный разбавитель. Выход кокса по фракциям по отношению кобщему выходу кокса, 11627088 Таблица 2 Количество,мас.Х Компоненты Иввест- Предланый гаемый Составитель Р.ГоряиноваРедактор И.Шулла Техред Л.Олийнык Корректор М,Самборская Заказ 291 Тирах 332 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 1,8ВодородМетанОбщее СОбщее СОбщее С 4,1 Кидкости (С.,)Сырой кокс 1,00 0,09 3,65 1,32 1,58 55,99 34,66 1,00 0,09 3,53 1,16 1,32 1,54 58,84 32,53