RU2433161C1 - Method for separating mixed fluid containing oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof - Google Patents
Method for separating mixed fluid containing oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433161C1 RU2433161C1 RU2010122678/04A RU2010122678A RU2433161C1 RU 2433161 C1 RU2433161 C1 RU 2433161C1 RU 2010122678/04 A RU2010122678/04 A RU 2010122678/04A RU 2010122678 A RU2010122678 A RU 2010122678A RU 2433161 C1 RU2433161 C1 RU 2433161C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- oil
- mixture
- liquid
- ejector
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000003921 oil Substances 0.000 title abstract description 60
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title abstract 6
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 title abstract 3
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 title abstract 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 61
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 34
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 19
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 15
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 7
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 5
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 101100314150 Caenorhabditis elegans tank-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000276420 Lophius piscatorius Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам разделения нефтяных смесей, имеющих в своем составе светлые фракции с различными температурами кипения, и может найти применение в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях.The invention relates to methods for the separation of oil mixtures, incorporating light fractions with different boiling points, and can find application in the oil, oil refining industry and other industries.
На сегодняшний день все традиционные методы переработки сырой нефти включают в себя в общем виде три стадии:To date, all traditional methods of crude oil refining include three stages in general:
- стадию подготовки нефти (обессеривание, удаление гидрофильных примесей, воды и солей);- stage of oil preparation (desulfurization, removal of hydrophilic impurities, water and salts);
- стадию первичной атмосферно-вакуумной прямой перегонки с образованием легких фракций и мазута;- the stage of primary atmospheric vacuum direct distillation with the formation of light fractions and fuel oil;
- стадию каталитического крекинга мазута с получением на выходе дополнительного количества легких фракций и парафина.- stage of catalytic cracking of fuel oil with the output of an additional quantity of light fractions and paraffin.
В последнее время получили развитие различные методы предобработки нефти, направленные на частичное изменение структуры углеводородных связей для того, чтобы повысить выход легких фракций на самой первой стадии прямой перегонки нефти.Recently, various methods of oil pretreatment have been developed, aimed at partially changing the structure of hydrocarbon bonds in order to increase the yield of light fractions at the very first stage of direct oil distillation.
Известен способ переработки нефти и нефтепродуктов путем воздействия на них ионизирующего ϒ-излучения или потока быстрых нейтронов, после чего продукт воздействия подвергают каталитическому крекингу, или гидроочистке, или электрообессоливанию (RU 2100404, 27.12.1997).A known method of processing oil and oil products by exposing them to ionizing излучения-radiation or a fast neutron flux, after which the product is subjected to catalytic cracking, or hydrotreating, or electrodesalting (
Недостатком данного способа переработки нефтепродуктов является возникающая при этом радиационная опасность и связанная с этим большая сложность установки и ее обслуживания.The disadvantage of this method of processing petroleum products is the resulting radiation hazard and the associated great complexity of the installation and its maintenance.
Известен способ, согласно которому перед подачей отбензиненной нефти на ректификацию в атмосферную колонну или мазута в вакуумную колонну поток нефти подвергают комплексной гидромеханической и акустической обработке в роторно-пульсационном акустическом аппарате при частоте вращения ротора 1000-12500 об/мин, воздействуя акустическим полем интенсивностью 102-105 Вт/см2 в интервале частот дисково-веерных колебаний ротора и статора 0,01-63,0 кГц. В результате такой предварительной обработки выход нефтяных дистиллятов увеличивается по сравнению с традиционными способами (RU 2158288, 27.10.2000).There is a method according to which, before supplying stripped oil for distillation into an atmospheric column or fuel oil into a vacuum column, the oil stream is subjected to complex hydromechanical and acoustic processing in a rotary pulsating acoustic apparatus at a rotor speed of 1000-12500 rpm, acting with an acoustic field of intensity 10 2 -10 5 W / cm 2 in the frequency range of disk-fan oscillations of the rotor and stator of 0.01-63.0 kHz. As a result of this pre-treatment, the yield of petroleum distillates increases compared to traditional methods (RU 2158288, 10.27.2000).
Недостатками описанного выше способа комплексной гидромеханической и акустической обработки в роторно-пульсационном акустическом аппарате являются большая энергоемкость и материалоемкость, а также то, что с его помощью нельзя непосредственно получить сами нефтяные дистилляты.The disadvantages of the above method of complex hydromechanical and acoustic processing in a rotary pulsating acoustic apparatus are the high energy and material consumption, as well as the fact that it is not possible to directly obtain oil distillates with it.
Известна установка для облегчения процессов ректификации нефтяного сырья без его предварительной подготовки с помощью жидкостно-газового струйного аппарата, который используют для создания вакуума в ректификационных колоннах. Его устанавливают на выходе из ректификационной колонны перед сепаратором. В качестве жидкой рабочей среды в сопло жидкостно-газового струйного аппарата подают жидкую рабочую среду с давлением насыщенных паров не ниже давления в вакуумной ректификационной колонне, поддерживая при этом в сепараторе давление, составляющее от 1,1 до 160 давлений парогазовой фазы на входе ее в ректификационную колонну. После смешения парогазовой фазы и жидкой рабочей среды в струйном аппарате, перед подачей этой смеси в сепаратор организуют процесс конденсации в жидкой рабочей среде легко конденсируемых компонентов парогазовой фазы (RU 2113634, 20.06.1998).A known installation to facilitate the rectification of petroleum raw materials without preliminary preparation using a liquid-gas jet apparatus, which is used to create a vacuum in distillation columns. It is installed at the outlet of the distillation column in front of the separator. As a liquid working medium, a liquid working medium with a saturated vapor pressure not lower than the pressure in a vacuum distillation column is fed into the nozzle of a liquid-gas jet apparatus, while maintaining a pressure in the separator of 1.1 to 160 pressures of the vapor-gas phase at its inlet to the distillation the column. After mixing the vapor-gas phase and the liquid working medium in a jet apparatus, before the supply of this mixture to the separator, the process of condensation of the easily condensable components of the combined-gas phase is organized in the liquid working medium (RU 2113634, 06.20.1998).
Недостатком данного устройства является его сложность, а также то, что оно является только вспомогательным средством, а сам процесс разделения светлых фракций осуществляют в традиционной ректификационной колонне.The disadvantage of this device is its complexity, as well as the fact that it is only an auxiliary tool, and the process of separation of light fractions is carried out in a traditional distillation column.
Наиболее близким по технической сущности является способ разделения жидкой смеси, содержащей нефть и/или нефтепродукты, включающий эжектирование заранее выбранного газа разделяемой жидкой смесью с использованием сверхзвукового эжектора при циркуляции газа и разделяемой смеси по соответствующим замкнутым контурам, отделение газопаровой фазы, конденсацию паров, сбор сконденсированной компоненты (RU 2165281, 20.04.2001).The closest in technical essence is the method of separation of a liquid mixture containing oil and / or oil products, including ejecting a pre-selected gas with a separated liquid mixture using a supersonic ejector during gas circulation and the separated mixture through appropriate closed loops, gas-vapor phase separation, vapor condensation, condensed condensate collection components (RU 2165281, 04.20.2001).
По данному способу проводят эжектирование газа исходной смесью со скоростью не менее 30 м/с, с температурой большей, чем температура, при которой давление насыщения удаляемых легкокипящих компонентов оказывается равным минимальному абсолютному давлению, создаваемому исходной эжектирующей жидкостью без натекания воздуха, и смешение этой смеси с газом в сверхзвуковом жидкостно-газовом эжекторе при обеспечении массового отношения суммарного расхода эжектируемого воздуха и выделившегося пара легкокипящей компоненты к расходу исходной жидкости в диапазоне от 0,00001 до 0,005 с образованием сверхзвуковой двухфазной равновесной смеси, поддерживая при этом постоянное давление в газовом контуре системы и постоянное разрежение в приемной камере эжектора. Он, в принципе, может быть использован для разделения любых жидких смесей, состоящих из компонентов с различными температурами кипения, например для разделения водно-спиртовых смесей или отделения бензина от воды.According to this method, the gas is ejected with the initial mixture at a speed of at least 30 m / s, with a temperature higher than the temperature at which the saturation pressure of the removed boiling components is equal to the minimum absolute pressure created by the initial ejected liquid without air leakage, and this mixture is mixed with gas in a supersonic liquid-gas ejector, while ensuring a mass ratio of the total flow rate of the ejected air and the released steam of the boiling component to the flow rate of the original Liquids in the range of 0.00001 to 0,005 to form a supersonic two phase equilibrium mixture, while maintaining the constant pressure in the gas loop system and a constant vacuum in the receiving chamber of the ejector. In principle, it can be used to separate any liquid mixtures consisting of components with different boiling points, for example, to separate water-alcohol mixtures or to separate gasoline from water.
Недостатком способа является невозможность осуществления непрерывного процесса разделения и сложность процессов поддержания постоянного давления в газовом контуре системы и постоянного разрежения в приемной камере эжектора.The disadvantage of this method is the impossibility of a continuous separation process and the complexity of the processes of maintaining a constant pressure in the gas circuit of the system and constant vacuum in the receiving chamber of the ejector.
Известна также установка для разделения жидких сред, которая содержит последовательно соединенные трубопроводами электронасос, сопловой блок жидкостно-газового эжектора, герметичный бак, верхняя часть которого соединена рециркуляционной магистралью с устройством для отделения от парогазовой смеси капельного уноса жидкой смеси, охлаждаемый конденсатор, сборники-накопители конденсируемых жидкостей и контрольно-измерительные приборы (RU 2165281, 20.04.2001).There is also known a device for separating liquid media, which contains an electric pump connected in series by pipelines, a nozzle block of a liquid-gas ejector, a sealed tank, the upper part of which is connected by a recirculation line to a device for separating a droplet entrainment of a liquid mixture from a vapor-gas mixture, a cooled condenser, condensable collectors liquids and instrumentation (RU 2165281, 04.20.2001).
В известной установке можно осуществить отделение легких фракций нефтепродуктов, например бензина, однако для пофракционного разделения нефти установка неэффективна вследствие следующих факторов:In the known installation, it is possible to carry out the separation of light fractions of petroleum products, for example gasoline, however, for the fractional separation of oil, the installation is ineffective due to the following factors:
- используемый в качестве устройства для отделения от парогазовой смеси жидкой фазы бак отстоя пены или пеногаситель является неэффективным и малопроизводительным;- the foam sludge tank or antifoam used as a device for separating the liquid phase from the gas-vapor mixture is ineffective and inefficient;
- расширитель-компенсатор, установленный на сборнике-накопителе сконденсированной жидкой фазы, не позволяет обеспечить стабильный режим работы эжектора при атмосферном давлении.- the expansion compensator installed on the collector-drive of the condensed liquid phase does not allow for a stable operation of the ejector at atmospheric pressure.
- установка не позволяет проводить процесс разделения нефтяных смесей в непрерывном режиме.- the installation does not allow the process of separation of oil mixtures in continuous mode.
Задачей настоящего изобретения является создание высокопроизводительного простого и надежного способа и установки для его реализации, пригодных для разделения любых типов нефтяных смесей с получением нефтяных дистиллятов, включая и высоковязкую "тяжелую" нефть.The present invention is the creation of a high-performance simple and reliable method and installation for its implementation, suitable for the separation of any type of oil mixtures to obtain petroleum distillates, including highly viscous "heavy" oil.
Поставленная задача решается описываемым способом разделения жидкой смеси, содержащей нефть и/или нефтепродукты, включающим эжектирование заранее выбранного газа разделяемой жидкой смесью с использованием сверхзвукового эжектора при циркуляции газа и разделяемой смеси по соответствующим замкнутым контурам, отделение газопаровой фазы, конденсацию паров, сбор сконденсированной компоненты, согласно которому на эжектирование подают смесь при температуре 35-200°C под давлением, обеспечивающим скорость смеси на входе в эжектор, равную 20-28 м/с, при этом на выходе из эжектора поддерживают атмосферное давление.The problem is solved by the described method of separating a liquid mixture containing oil and / or oil products, including ejecting a pre-selected gas with a separated liquid mixture using a supersonic ejector during gas circulation and the separated mixture through appropriate closed loops, separating the gas-vapor phase, vapor condensation, collecting the condensed component, according to which the mixture is fed to the ejection at a temperature of 35-200 ° C under pressure, providing a mixture speed at the inlet of the ejector equal to 20-28 / S at the outlet of the ejector is maintained at atmospheric pressure.
В качестве заранее выбранного газа используют углекислый газ или азот.As a pre-selected gas, carbon dioxide or nitrogen is used.
После разделения смеси бензиновую фракцию подвергают отстаиванию.After separation of the mixture, the gasoline fraction is subjected to sedimentation.
Поставленная задача решается также описываемой установкой для осуществления заявленного способа, содержащей, как минимум, один модуль, содержащий соединенные трубопроводами бак для разделяемой жидкой нефтяной смеси, электронасос, теплообменник, блок сверхзвукового жидкостно-газового эжектора, устройство для отделения парогазовой фазы от жидкой фазы, конденсатор, емкость для сбора сконденсированной фазы, при этом соединительные трубопроводы установлены с образованием двух замкнутых контуров для жидкой и парогазовой фаз соответственно, выходной конфузор эжектора непосредственно соединен с устройством для отделения парогазовой фазы от жидкой, выполненным в виде циклона, установленного вертикально, верхняя часть которого соединена с конденсатором парогазовой фазы, а нижняя часть с баком для разделяемой смеси, причем упомянутый бак снабжен расширителем-компенсатором газовой фазы, размещенным в его верхней части, и патрубками для подачи и вывода нефтепродуктов.The problem is also solved by the described installation for implementing the inventive method, comprising at least one module, comprising a tank connected for piping for a shared liquid oil mixture, an electric pump, a heat exchanger, a supersonic liquid-gas ejector unit, a device for separating the vapor-gas phase from the liquid phase, a condenser capacity for collecting the condensed phase, while the connecting pipelines are installed with the formation of two closed loops for the liquid and gas-vapor phases, respectively but, the ejector outlet confuser is directly connected to the device for separating the gas-vapor phase from the liquid, made in the form of a cyclone mounted vertically, the upper part of which is connected to the gas-vapor phase condenser, and the lower part to the tank for the mixture to be separated, the tank being equipped with a gas expansion expander phase, located in its upper part, and nozzles for supplying and outputting oil products.
Предпочтительно установка содержит блок из нескольких сверхзвуковых эжекторов, соединенных параллельно.Preferably, the installation comprises a unit of several supersonic ejectors connected in parallel.
Предпочтительно установка содержит 2-4 последовательно соединенных модуля, в первом из которых по ходу движения жидкой смеси конденсируют бензин, во втором-третьем - легкий и тяжелый газойль, а в четвертом - дизтопливо, причем патрубок ввода исходной смеси каждого последующего модуля соединен с патрубком вывода тяжелой фракции предыдущего модуля. Технический результат заявленного процесса разделения нефтяной смеси обеспечивается указанной выше совокупностью признаков, поскольку циркуляция газа по замкнутому контуру происходит непрерывно за счет эжекции газа самой разделяемой смесью, циркулирующей по замкнутому контуру с помощью электронасоса. Эффективность отделения легкокипящей компоненты (сначала бензина, затем газойля и дизеля) обеспечивается за счет эффективного дробления разделяемой жидкости в скачках уплотнений, образующихся при торможении двухфазной газопарожидкостной смеси на выходе из сверхзвукового эжектора. Благодаря этому при относительно низких температурах (35-200°C) удается обеспечить практически полную первичную перегонку нефти, которая в обычной ректификационной колонне проходит при 400-450°C. Тем самым достигается большая экономия тепловой энергии. Последующее охлаждение образующейся при пропускании через эжектор парогазовой смеси в конденсаторе приводит к отделению легкокипящих фракций нефти и воды. Температура газа, подходящего к эжектору, практически равна температуре в конденсаторе, а при смешении с разделяемой смесью в камере смешения эжектора температура газа повышается до температуры обрабатываемой смеси и газ становится по отношению к удаляемой компоненте "пересушенным-сухим", за счет чего эффективно вбирает в себя пары отделяемой компоненты и транспортирует их.Preferably, the installation contains 2-4 series-connected modules, in the first of which gasoline is condensed in the direction of the liquid mixture, in the second-third is light and heavy gas oil, and in the fourth is diesel fuel, and the input mixture of the initial mixture of each subsequent module is connected to the outlet pipe heavy fraction of the previous module. The technical result of the claimed process of separation of the oil mixture is provided by the above set of features, since the gas circulation in a closed circuit occurs continuously due to gas ejection of the most separated mixture circulating in a closed circuit using an electric pump. The efficiency of separation of a low-boiling component (first gasoline, then gas oil and diesel) is ensured by the effective crushing of the separated liquid in the shock waves formed during braking of a two-phase gas-liquid mixture at the exit of a supersonic ejector. Due to this, at relatively low temperatures (35-200 ° C), it is possible to ensure almost complete primary distillation of oil, which in a conventional distillation column takes place at 400-450 ° C. Thus, a large saving of thermal energy is achieved. Subsequent cooling of the vapor-gas mixture formed by passing through the ejector in the condenser leads to the separation of low-boiling oil and water fractions. The temperature of the gas suitable for the ejector is almost equal to the temperature in the condenser, and when mixed with the mixture to be separated in the mixing chamber of the ejector, the temperature of the gas rises to the temperature of the mixture being treated and the gas becomes “dry-dry” with respect to the removed component, which effectively absorbs itself pairs of separable components and transports them.
Накопленные сконденсированные фазы светлых нефтепродуктов собирают в отдельные емкости, газ снова подают на эжекцию, обеспечивая непрерывность процесса, при этом поддерживают постоянное атмосферное давление в герметичной емкости с разделяемой смесью.The accumulated condensed phases of light oil products are collected in separate containers, the gas is again fed to the ejection, ensuring the continuity of the process, while maintaining constant atmospheric pressure in a sealed container with a shared mixture.
Интервал скорости 20-28 м/с обусловлен следующим. Минимальное значение скорости звука в равновесной водовоздушной смеси может составлять величину около 20 м/с при давлении смеси в 1 ата. Следовательно, для реализации сверхзвукового течения и последующей ударно-волновой обработки образующейся в эжекторе двухфазной смеси достаточно обеспечить подачу обрабатываемой жидкости в камеру смешения эжектора со скоростью немного большей скорости звука, т.е. 20 м/с. При значительном превышении этого показателя будут резко возрастать энергетические затраты (например, увеличение скорости жидкости в эжекторе в 2 раза автоматически приводит к необходимости в поднятии давления подачи в 4 раза). Поэтому для маловязких смесей достаточно обеспечить скорость подачи в диапазоне 20-24 м/с. При разделении высоковязких нефтепродуктов для обеспечения нормального режима экспериментально установлено, что необходимым и достаточным признаком является обеспечение скорости в интервале 24-28 м/с.The speed interval of 20-28 m / s is due to the following. The minimum value of the speed of sound in an equilibrium water-air mixture can be about 20 m / s at a mixture pressure of 1 at. Therefore, in order to realize a supersonic flow and subsequent shock-wave treatment of the two-phase mixture formed in the ejector, it is sufficient to supply the treated liquid to the ejector mixing chamber at a speed slightly higher than the speed of sound, i.e. 20 m / s. With a significant excess of this indicator, energy costs will increase sharply (for example, a 2-fold increase in the liquid velocity in the ejector automatically leads to the need to increase the supply pressure by 4 times). Therefore, for low-viscosity mixtures, it is sufficient to provide a feed rate in the range of 20-24 m / s. When separating highly viscous petroleum products to ensure normal operation, it was experimentally established that a necessary and sufficient sign is to ensure speed in the range of 24-28 m / s.
Схема типового модуля установки с указанием его основных элементов приведена на фиг.1.A diagram of a typical installation module with an indication of its main elements is shown in figure 1.
Экспериментальным путем было установлено, что для получения бензиновой фракции из нефтяной смеси в модуле достаточно поддерживать температуру до 105°C, при этом сам процесс начинается при нагреве исходного сырья в установке до 35°C. Температура 95-105°C является рабочим интервалом первого модуля, 120-150°C - второго, а 180-200°C - третьего. Соответственно, при непрерывном процессе перегонки нефтяного сырья в первом модуле будет получаться бензин, во втором - газойль, а в третьем - дизтопливо. В случае проведения аналогичного процесса в колбе "Энглера" полная разгонка осуществляется при нагреве нефти выше 400°C.It was established experimentally that to obtain a gasoline fraction from the oil mixture in the module, it is sufficient to maintain the temperature up to 105 ° C, while the process itself begins when the feedstock in the installation is heated to 35 ° C. The temperature of 95-105 ° C is the working interval of the first module, 120-150 ° C - of the second, and 180-200 ° C - of the third. Accordingly, during the continuous process of distillation of crude oil in the first module, gas will be produced, in the second - gas oil, and in the third - diesel fuel. In the case of a similar process in the "Angler" flask, full acceleration is carried out when the oil is heated above 400 ° C.
Установка, состоящая из трех последовательно установленных модулей, в каждом из которых поддерживают оптимальный температурный интервал для непрерывного получения из исходного продукта (нефтяной смеси) бензиновой фракции (t=95-105°C), газойлевой (t=120-150°C) и дизельной (t=180-200°C), приведена на фиг.2. На выходе из каждого модуля получают соответствующие продукты (бензин, газойль, дизельное топливо). А в качестве кубового остатка в последнем, третьем модуле образуется мазутная фракция нефти.An installation consisting of three series-installed modules, each of which maintains an optimal temperature range for the continuous production of a gasoline fraction (t = 95-105 ° C), gas oil (t = 120-150 ° C) from the initial product (oil mixture) diesel (t = 180-200 ° C), is shown in figure 2. At the exit from each module, the corresponding products are obtained (gasoline, gas oil, diesel fuel). And as the bottom residue in the last, third module, a fuel oil fraction is formed.
Иллюстрация получения светлых фракций нефти при использовании эжекторной разгонки, в отличие от обычной атмосферной разгонки в колбе Энглера, приведена на фиг.3.The illustration of obtaining light oil fractions using ejector distillation, in contrast to conventional atmospheric distillation in an Engler flask, is shown in FIG. 3.
Принцип работы установки проиллюстрирован нижеследующими примерами.The principle of operation of the installation is illustrated by the following examples.
Пример 1. Проводят получение светлых фракций нефти при перегонке образца с суммарным содержанием светлых фракций 49,9%. Содержание светлых фракций определяют предварительно проводя разгонку исходного образца в колбе Энглера, нагревая его в интервале 35-400°C. На обработку в установку подают нефтяную смесь с температурой 20°C и расходом 3,33 г/с (12 л/ч). Разгонку по примеру 1 ведут на установке, изображенной на фиг.1, обеспечивающей получение за один час 6 л дистиллятов следующим образом.Example 1. Spent obtaining light fractions of oil by distillation of the sample with a total content of light fractions of 49.9%. The content of light fractions is determined by preliminarily distilling the initial sample in the Engler flask, heating it in the range of 35-400 ° C. An oil mixture with a temperature of 20 ° C and a flow rate of 3.33 g / s (12 l / h) is fed to the unit for processing. The distillation according to example 1 is carried out on the installation depicted in figure 1, which provides for receiving in one hour 6 l of distillates as follows.
Теплоизолированную емкость 1 заполняют исходной нефтью, затем все полости установки продувают (заполняют) заранее выбранным инертным газом. Подают горячий теплоноситель к штуцеру 18 в теплообменник для нагрева сырья 3, от которого отводят охладившийся теплоноситель через штуцер 19. В качестве теплоносителя может использоваться как вода, так и антифризоподобные жидкости. Включают электронасос 2 и при нагреве до 35°C обеспечивают циркуляцию разделяемой жидкости по замкнутому контуру: емкость - 1, насос - 2, теплообменник - 3, трубопровод подачи жидкости к эжекторам - 4, сопловые блоки эжекторов - 5-1, камеры смешения эжекторов, снабженные на выходе конфузорами - 5-3, центробежный сепаратор - 6 и снова емкость - 1. Поднимают температуру нефтяной смеси до 35°C и осуществляют процесс разделения. Электронасос 2 обеспечивает абсолютное давление жидкости перед сопловыми блоками эжекторов, достаточное для реализации в эжекторе течения газопарожидкостной смеси со скоростью в диапазоне 20-28 м/с. Газ (азот) циркулирует по другому контуру, состоящему из последовательно установленных: приемных камер эжекторов - 5-2, блока эжекторов - 5, в котором он насыщается парами легкокипящей компоненты (бензина), центробежного сепаратора - 6, в котором газ отделяется от капель, теплообменника - 8, в котором происходит нагрев поступающей в исходную емкость - 1 смеси за счет скрытой теплоты парообразования конденсата, конденсатора - 9, в который через штуцер 11 подают холодную воду и отводят через штуцер 12, емкости сбора конденсата - 10 и трубопровода - 17, из которого газ снова поступает в емкость 1. Избыток газа при тепловом расширении может поступать из сепаратора 6 в емкость 1 и из нее в компенсатор 7, благодаря чему в емкости 1 постоянно поддерживается атмосферное давление. Емкость 1 снабжена регулятором отвода готового продукта 16.The insulated
При нагреве нефтяной смеси в модуле до 105°C происходит полное выкипание бензина, при дальнейшем нагреве в нем до 150°C - выкипание газойля, и, наконец, при нагреве до 200°C происходит полное выкипание дизельной фракции. В данном примере получен суммарный выход светлых фракций 56,7%, что на 7,7% выше, чем при обычной атмосферной перегонке.When the oil mixture is heated in the module to 105 ° C, gasoline is completely boiled away, when it is further heated to 150 ° C, gas oil is boiled away, and finally, when heated to 200 ° C, the diesel fraction is completely boiled away. In this example, a total yield of light fractions of 56.7% was obtained, which is 7.7% higher than with ordinary atmospheric distillation.
Пример 2Example 2
Проводят дистилляцию образца нефти по примеру 1, за исключением того, что для разгонки используется трехмодульная установка, изображенная на фиг.2, каждый модуль которой оснащен эжектором с производительностью 2,5 м3/ч. Процесс проводят, поддерживая в каждом из модулей заранее настроенный на получение определенной фракции температурный режим:The oil sample is distilled according to Example 1, except that the three-module plant shown in FIG. 2 is used for distillation, each module of which is equipped with an ejector with a capacity of 2.5 m 3 / h. The process is carried out, maintaining in each of the modules a temperature mode pre-configured to receive a certain fraction:
в первом - для получения бензиновой фракции (при t=95-105°C);in the first - to obtain a gasoline fraction (at t = 95-105 ° C);
во втором - для получения газойлевой фракции (при t=120-150°C);in the second - to obtain a gas oil fraction (at t = 120-150 ° C);
в третьем - для получения дизельной фракции (при t=180-200°C).in the third - to obtain a diesel fraction (at t = 180-200 ° C).
На обработку подают в первый модуль, как и в примере 1, исходную нефтяную смесь с температурой 20°C и расходом 3,33 г/с (12 л/ч). Нагрев нефтяной смеси до необходимой для каждого модуля температуры обеспечивают теплообменником 3, а теплообменник 8 служит для рекуперации тепла от конденсирующихся паров дистиллятов, получаемых в каждом модуле, на подогрев поступающего в этот модуль сырья. Нефтяную смесь подают через штуцер 13 в теплообменник 8, где ее подогревают конденсирующимися парами бензиновой фракции. После этого смесь направляют по трубопроводу 14 через автоподатчик сырья с уровнемером 15 в бак 1. Насосом 2 обеспечивают давление подачи обрабатываемого сырья к сопловому блоку эжектора равным 5 ати, при этом в эжекторе обеспечивается скорость течения газопаровой смеси 28 м/с. После полного выделения бензиновой фракции "кубовый" остаток из первого модуля подается во второй, где осуществляют аналогичный процесс дистилляции при температуре 130-150°C. После выделения газойлевой фракции «кубовый» остаток со второго модуля подают в третий, где осуществляют аналогичный процесс при 180-200°C. При этом в каждом из модулей в теплообменнике 8 происходит передача скрытой теплоты парообразования легких фракций (соответственно бензина, газойля и дизтоплива) поступающему сырью. В данном примере получают 58% светлых фракций, что на 8,1% больше, чем при стандартной разгонке в кубе.For processing served in the first module, as in example 1, the original oil mixture with a temperature of 20 ° C and a flow rate of 3.33 g / s (12 l / h). Heating the oil mixture to the temperature required for each module is provided by
Пример 3Example 3
Процесс проводят, как в примере 2, за исключением того, что исходная нефтяная смесь содержит 46% светлых фракций и дополнительно 3% воды, а сам процесс разгонки осуществляют на установке, содержащей 4 последовательно соединенных модуля, которые настроены в следующем температурном режиме:The process is carried out as in example 2, except that the initial oil mixture contains 46% of light fractions and an additional 3% of water, and the process of distillation is carried out on a plant containing 4 series-connected modules that are configured in the following temperature regime:
в первом - для получения бензиновой фракции (при t=95-105°C);in the first - to obtain a gasoline fraction (at t = 95-105 ° C);
во втором - для получения «легкой» газойлевой фракции (при t=120-130°C);in the second - to obtain a "light" gas oil fraction (at t = 120-130 ° C);
в третьем - для получения «тяжелой» газойлевой фракции (при t=140-150°C);in the third - to obtain a “heavy” gas oil fraction (at t = 140-150 ° C);
в четвертом - для получения дизельной фракции (при t=180-200°C).in the fourth - to obtain a diesel fraction (at t = 180-200 ° C).
В случае присутствия в исходной нефтяной смеси воды в первом модуле при 70-90°C помимо паров бензина будут выделяться пары воды, в результате чего вся вода попадет в бензиновую фракцию. Вследствие разницы плотностей она легко отделяется от бензина отстаиванием и после окончания процесса ее сливают из нижней части сборника конденсата 10. В данном примере получают 59% легких фракций, в основном за счет прироста дизельной и газойлевой фракций нефти, что на 9,1% больше, чем в при стандартной разгонке в кубе.If water is present in the initial oil mixture in the first module at 70-90 ° C, in addition to gasoline vapors, water vapors will be released, as a result of which all water will fall into the gasoline fraction. Due to the difference in densities, it is easily separated from gasoline by settling and, after the end of the process, it is drained from the bottom of the
Отличительной особенностью данного способа от всех традиционных методов ректификации является то, что он, в принципе, не нуждается в предварительном отделении от сырой нефти воды и растворенных в ней солей. Вследствие проведения самого процесса нагрева одновременно с эжекторной циркуляцией нефтяного сырья исключается возможность резкого вскипания паров воды, поэтому обеспечивается безопасность процесса дистилляции нефтяного сырья при любом содержании в нем воды. С другой стороны, все соли будут оставаться в кубовом остатке (мазутной фракции) и не будут попадать в светлые нефтепродукты.A distinctive feature of this method from all traditional rectification methods is that, in principle, it does not need preliminary separation of water and salts dissolved in it from crude oil. Due to the heating process itself, simultaneously with the ejector circulation of oil raw materials, the possibility of a sharp boiling of water vapor is excluded, therefore, the safety of the process of distillation of oil raw materials with any water content in it is ensured. On the other hand, all salts will remain in the bottom residue (fuel oil fraction) and will not get into light oil products.
Кроме того, как это видно из представленных примеров, в процессе эжекторной перегонки происходит некоторое увеличение выхода светлых фракций, что может быть связано с химическим реакциями, протекающими в данном процессе.In addition, as can be seen from the presented examples, in the process of ejector distillation, a slight increase in the yield of light fractions occurs, which may be associated with chemical reactions that occur in this process.
И наконец, в отличие от стандартной колоночной ректификации, сама установка отличается значительно меньшими габаритами, простотой исполнения и надежностью.And finally, unlike standard column rectification, the installation itself is significantly smaller in size, ease of execution and reliability.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122678/04A RU2433161C1 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Method for separating mixed fluid containing oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122678/04A RU2433161C1 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Method for separating mixed fluid containing oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2433161C1 true RU2433161C1 (en) | 2011-11-10 |
Family
ID=44997213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010122678/04A RU2433161C1 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Method for separating mixed fluid containing oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2433161C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU950748A1 (en) * | 1980-10-29 | 1982-08-15 | Предприятие П/Я Р-6518 | Method for rectifying petroleum feedstock |
| WO1991004309A1 (en) * | 1989-09-25 | 1991-04-04 | Gaetano Russo | Improved process for oil decontamination |
| RU2124551C1 (en) * | 1998-02-05 | 1999-01-10 | Косс Александр Владимирович | Method and apparatus for removing water and dissolved gases from transformer oils and hydraulic liquids |
| RU2165281C1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-04-20 | Косс Александр Владимирович | Method of liquid media separation and device for its embodiment |
-
2010
- 2010-06-04 RU RU2010122678/04A patent/RU2433161C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU950748A1 (en) * | 1980-10-29 | 1982-08-15 | Предприятие П/Я Р-6518 | Method for rectifying petroleum feedstock |
| WO1991004309A1 (en) * | 1989-09-25 | 1991-04-04 | Gaetano Russo | Improved process for oil decontamination |
| RU2124551C1 (en) * | 1998-02-05 | 1999-01-10 | Косс Александр Владимирович | Method and apparatus for removing water and dissolved gases from transformer oils and hydraulic liquids |
| RU2165281C1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-04-20 | Косс Александр Владимирович | Method of liquid media separation and device for its embodiment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2014117633A1 (en) | Method and apparatus for improving hydrogen utilization rate of hydrogenation apparatus | |
| RU2354430C1 (en) | Method of creating vacuum in vacuum column of oil refining and installation for implementation of this method | |
| CN103320161B (en) | Method and apparatus for improving hydrogen utilization rate of hydrogenation equipment | |
| CN103261373A (en) | Method and apparatus for evaporating hydrogen halide and water from biomass hydrolyzates containing halogen acid | |
| CN203360386U (en) | Device for improving hydrogen utilization rate of hydrogenation equipment | |
| RU2433161C1 (en) | Method for separating mixed fluid containing oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof | |
| RU87102U1 (en) | INSTALLATION OF COMPREHENSIVE PREPARATION OF HYDROCARBON RAW MATERIALS | |
| RU2433162C1 (en) | Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof | |
| CN101948698A (en) | Novel energy-saving device for condensing and recovering oil shale in retorting oil gas and method | |
| RU2392028C1 (en) | Method for pulling vacuum in vacuum column of oil stock refining and installation for method realisation | |
| RU2600141C1 (en) | Method of preparing hydrocarbon gas for transportation | |
| RU2635946C1 (en) | Plant for processing natural gas | |
| CN103045286A (en) | Process method for removing water from diesel or jet fuel by using compound function vacuum tower | |
| RU2683267C1 (en) | Installation for processing liquid hydrocarbons | |
| RU2633563C1 (en) | Plant for absorption preparation of natural gas | |
| RU2472564C1 (en) | Plant to extract carbon dioxide from light hydrocarbon ethane-bearing long distillate | |
| CN102600627A (en) | Cyclone-flash cloth-film-reboiling-type heat-pipe distiller | |
| RU2850781C1 (en) | Method for stabilising crude oil with production of solvent and stabilised oil and installation for its implementation | |
| RU2226237C1 (en) | Method of preparation of a paraffinaceous gas condensate mixture for transportation and processing | |
| RU2254355C1 (en) | Method of hydrocarbons processing (versions) | |
| CN117946720B (en) | Separator and method for separating crude oil | |
| RU2522155C1 (en) | Supercritical separator | |
| CN204022709U (en) | The device of the high-purity butanols of a kind of butanols dewatering and recovery | |
| CN102746794A (en) | Precooling technique and device for recovering turpentine | |
| CN203807408U (en) | Full-automatic controlled environment-friendly catalytic cracking integrated refining device for waste mineral oil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140605 |