RU2986U1

RU2986U1 - PRIMARY PROCESSING PLANT FOR HYDROCARBON-CONTAINING RAW MATERIALS

Info

Publication number: RU2986U1
Application number: RU95119750/20U
Authority: RU
Inventors: А.И. Владимиров; В.Б. Мельников; Т.В. Прокофьева
Original assignee: Мельников Вячеслав Борисович
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1996-10-16

Abstract

1. Установка для первичной переработки углеводородсодержащего сырья, включающая сложную колонну, состоящую по крайней мере из двух простых колонн с выносными стриппинг-секциями, стабилизационную колонну, печь для подогрева сырья, конденсаторы-холодильники для съема тепла наверху сложной и стабилизационной колонн, теплообменники промежуточного циркуляционного орошения под тарелками вывода боковых погонов из сложной колонны в стриппинг-секции, кипятильники, теплообменные аппараты для подогрева сырья, отличающаяся тем, что она снабжена установленным по крайней мере между одной парой простых колонн дополнительным редуцирующим теплообменником для парциальной конденсации сырья вышележащей простой колонны, вход и выход теплоносителя которого подключен соответственно к зоне под тарелкой вывода бокового погона в стриппинг-секцию и к зоне над указанной тарелкой, а выход и вход нагреваемого продукта подсоединены соответственно к входу печи и к конденсатору-холодильнику съема тепла наверху сложной колонны, вход и выход которого подключены соответственно к линии подачи сырья и к печи для подогрева сырья, причем тарелка вывода бокового погона в указанном сечении выполнена в виде сплошной перегородки или глухой тарелки.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выход низа стабилизационной колонны подключен к сечению под нижней тарелкой сложной колонны.1. Installation for the primary processing of hydrocarbon-containing raw materials, including a complex column consisting of at least two simple columns with external stripping sections, a stabilization column, a furnace for heating raw materials, condensers-refrigerators for heat removal at the top of complex and stabilization columns, intermediate circulation heat exchangers irrigation under plates for outputting side shoulder straps from a complex column into stripping sections, boilers, heat exchangers for heating raw materials, characterized in that it is equipped an additional reducing heat exchanger installed between at least one pair of simple columns for partial condensation of the raw materials of the overlying simple column, the inlet and outlet of the heat carrier of which are connected respectively to the area under the side output plate to the stripping section and to the area above the specified plate, and the output and input of the heated of the product are connected respectively to the inlet of the furnace and to the condenser-cooler of heat removal at the top of a complex column, the input and output of which are connected respectively to the supply line rye and to the furnace for heating raw materials, and the plate for outputting the side shoulder strap in the indicated section is made in the form of a solid partition or a blank plate. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the bottom outlet of the stabilization column is connected to a section under the bottom plate of a complex column.

Description

fu /) fu /)

Установка для первичной переработки углеводородсодержащего сырьяInstallation for the primary processing of hydrocarbon-containing raw materials

Предлагаемая полезная модель относится к области первичной переработки углеводородсодержащего сырья, например, нефти или конденсата и предназначена для использования на нефтеперерабатывающих заводах и в малогабаритных модульных установках.The proposed utility model relates to the field of primary processing of hydrocarbon-containing raw materials, for example, oil or condensate, and is intended for use in oil refineries and in small-sized modular units.

Известны установки первичной переработки углеводородсодержащего сырья, выполненные на базе отдельных простых колонн, соединенных таким образом, что пары дистиллятов последовательно поступают из одной колонны в другую. Для орощения каждой колонны требуется установка конденсатора-холодильника и насоса (см. И. Л. Гуревич Общие свойства иKnown installation of the primary processing of hydrocarbon-containing raw materials, made on the basis of individual simple columns connected in such a way that a pair of distillates sequentially come from one column to another. Irrigation of each column requires the installation of a condenser-refrigerator and a pump (see I. L. Gurevich General properties and

МПК5: C10G7/00 Авторы:IPC5: C10G7 / 00 Authors:

Владимиров А.И., Мельников В.Б., Прокофьева Т.В.Vladimirov A.I., Melnikov V.B., Prokofieva T.V.

первичные методы переработки нефти и газа, Химия, М., 1972, стр. 241242). Недостатками указанных установок является сложность системы обвязки, большая металлоемкость, энергоемкость.primary methods of oil and gas processing, Chemistry, M., 1972, p. 241242). The disadvantages of these installations are the complexity of the strapping system, large metal consumption, energy consumption.

Из известных установок наиболее близкой к предлагаемой является установка для первичной переработки нефти, включающая сложную колонну, представляющую собой фактически несколько простых колонн, поставленных одна над другой, (см. И. Л. Гуревич Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа. Химия, М., 1972, стр. 300) с вьпюсными стриппинг-секциями для каждого бокового погона, конденсаторхолодильник для съема тепла наверху колонны, теплообменники промежуточных циркуляционных орощений для съема тепла в нескольких сечениях по высоте колонны.Of the known units, the closest to the proposed one is a unit for primary oil refining, which includes a complex column, which is actually several simple columns placed one above the other (see I. L. Gurevich General properties and primary methods of oil and gas processing. Chemistry, Moscow, 1972, p. 300) with high-pressure stripping sections for each side overhead, condenser-cooler for heat removal at the top of the column, heat exchangers of intermediate circulation irrigation for heat removal in several sections in height to olonni.

Особенностью работы сложной колонны является то, что в секцию питания каждой расположенной выще простой колонны сырье поступает в виде насыщенных паров. Отбор бокового погона в стриппинг-секцию производится из этого же сечения при температуре, которая должна быть гораздо ниже температуры входящих насыщенных паров. В этом сечении происходит контакт паров сырья с орощением, стекающим с выщележащей тарелки, пары частично конденсируются, и конденсат, смещиваясь с орощением, забирается в виде бокового погона в стриппинг-секцию. Таким образом, в зоне питания простой колонны происходит процесс однократной конденсации сырья за счет съема тепла орошением.A feature of the operation of a complex column is that the feed enters the feed section of each simple column above which is in the form of saturated vapors. The selection of the side stream in the stripping section is made from the same section at a temperature that should be much lower than the temperature of the incoming saturated vapors. In this section, the vapor of the raw material comes into contact with the irrigation flowing down from the outlying plate, the vapor partially condenses, and the condensate, shifting with the irrigation, is taken in the form of a side stream in the stripping section. Thus, in the feed zone of a simple column, the process of a single condensation of the raw material occurs due to heat removal by irrigation.

Преимуществом таких установок является компактность, многовариантность схем оптимизации регенерации тепла, снижение капитальных затрат, металлоемкости по сравнению с многоколонной схемой.The advantage of such plants is compactness, multivariance of heat recovery optimization schemes, reduction of capital costs, metal consumption compared to a multi-column scheme.

К недостаткам указанных схем установок относятся большие энергозатраты на нагревание сырья в печи, значительные нагрузки по парам и жидкости на тарелках концентрационных секций выше расположенньюс простых колонн.The disadvantages of these installation schemes include high energy consumption for heating the raw materials in the furnace, significant loads of vapors and liquids on the plates of the concentration sections above the position of simple columns.

Задачей полезной модели является сокращение энергозатрат за счет дополнительного съема тепла в сечениях ввода сырья каящой последующей простой колонны и, соответственно, снижение нагрузок по парам и жидкости, а также более полнйД регенерация тепла на установке, повышение ее производительности и качества получаемых продуктов.The objective of the utility model is to reduce energy consumption due to additional heat removal in the input sections of the quenching subsequent simple column and, accordingly, reducing the loads of vapors and liquids, as well as more complete heat recovery at the installation, increasing its productivity and the quality of the products obtained.

Поставленная задача достигается тем, что установка для первичной переработки углеводородсодержащего сырья, включающая сложную колонну, состоящую, по крайней мере, из двух простых колонн с выносными стриппинг-секциями, стабилизационную колонну, печь для подогрева сырья, конденсаторы-холодильники для съема тепла наверху сложной и стабилизационной колонн, теплообменники промежуточного циркуляционного орошения под тарелками вывода боковых погонов в стриппинг-секции, кипятильники, теплообменные аппараты для подогрева сырья, согласно полезной модели, снабжена установленным, по крайней мере, между одной парой смежных простьгх колонн дополнительным редуцирующим теплообменником для парциальной конденсации сырья вьппележащей простой колонны, вход и выход теплоносителя которого подключен, соответственно, к зоне под тарелкой вывода бокового погона в стриппнпет-секцию и к зоне над указанной тарелкой, а выход и вход нагреваемого продукта подсоединены, соответственно, ко входу печи и к конденсатору-холодильнику съема тепла наверху сложной колонны, вход и вьгход нагреваемого продукта которого подключены, соответственно, к линии подачи сырья и к печи для подогрева сырья, причем тарелка вьюода бокового погона в указанном сечении выполнена в виде сплошной перегородки или глухой тарелки.The task is achieved in that the installation for the primary processing of hydrocarbon-containing raw materials, including a complex column consisting of at least two simple columns with remote stripping sections, a stabilization column, a furnace for heating raw materials, condensers, refrigerators for heat recovery at the top of a complex and stabilization columns, intermediate circulation irrigation heat exchangers under the plates for outputting side straps to stripping sections, boilers, heat exchangers for heating raw materials, according to This model is equipped with an additional reducing heat exchanger installed at least between one pair of adjacent simple columns for partial condensation of raw materials of a simple simple column, the coolant input and output of which is connected, respectively, to the area under the side outlet plate to the strip section and to the zone above the plate, and the outlet and inlet of the heated product are connected, respectively, to the inlet of the furnace and to the condenser-cooler of heat removal at the top of the complex columns, the inlet and outlet of the heated Recreatives Products which are connected respectively to the feed line and to a furnace for heating of raw material, wherein the plate vyuoda side cut in said cross-section is formed by a solid or hollow baffle plates.

В предпочтительном варианте выход низа стабилизационной колонны подключен к сечению под нижней тарелкой сложной колонны.In a preferred embodiment, the bottom outlet of the stabilization column is connected to a section under the bottom plate of the composite column.

В предлагаемой схеме сырье поступает в последуюшую простую колонну с более низкой температурой, при этом существенно уменьшается необходимое флегмовое число, а, следовательно, снижаются нагрузки по парам и жидкости, требуется меньше тарелок для получения продуктов заданного качества.In the proposed scheme, the raw material enters the next simple column with a lower temperature, while the required reflux ratio is significantly reduced, and, therefore, the vapor and liquid loads are reduced, fewer plates are required to obtain products of a given quality.

при съеме тепла в дополнительных редуцирующих теплообменниках возможно повышение качества продуктов за счет изменения количества жидкостного орошения в концентрационной части или парового потока в отгонной.when heat is removed in additional reducing heat exchangers, it is possible to improve the quality of products by changing the amount of liquid irrigation in the concentration part or the steam stream in the distant.

Температура ввода сырья в простую колонну может быть принята примерно равной температуре начала кипения бокового погона, выводимого снизу стриппинга, при этом отпадает необходимость отпарки этой фракции в стриппинге, и она может забираться непосредственно из основной колонны. При подаче сырья при температуре, соответствуюшей доле отгона примерно равной доле отбора дистиллята, разгружается концентрационная секция колонны, но в низ стриппинга необходимо подводить тепло кипятильником, что суш;ественно улучшает качество выводимого продукта по сравнению с использованием для отпарки водяного пара.The temperature at which raw materials are introduced into a simple column can be taken to be approximately equal to the boiling point of the side stream removed from the bottom of the stripping, while this eliminates the need for stripping this fraction in stripping, and it can be taken directly from the main column. When the feed is supplied at a temperature corresponding to the distillation fraction approximately equal to the distillate recovery fraction, the concentration section of the column is unloaded, but it is necessary to bring heat to the bottom of the stripper with a boiler, which sushi; significantly improves the quality of the output product compared to using steam for stripping.

При установке дополнительных теплообменников по предлагаемой схеме требуется меньший отбор тепла наверху колонны, т.е. снижается нагрузка на конденсатор-холодильник, и вместо применяемых в настояшее время хладагентов (вода или воздух) можно использовать сырье, поступаюш;ее на установку.When installing additional heat exchangers according to the proposed scheme, less heat is required at the top of the column, i.e. The load on the condenser-cooler is reduced, and instead of the refrigerants currently used (water or air), you can use the raw materials supplied to the unit.

В дальнейшем предлагаемая полезная модель поясняется примером конкретного выполнения и сопровождаюш;ими чертежами: схема установки показана на фиг. 1, на фиг. 2 представлена схема сложной колонны, на фиг. 3, 4, 5 даны конструктивные варианты дополнительного редуцирующего теплообменника, который может быгь установлен вне колонны в горизонтальном или вертикальном исполнении, или непосредственно в колонне над тарелкой вывода бокового погона. При установке теплообменника вне колонны (фиг. 3, 4) тарелка отбора бокового погона должна быть выполнена в виде сплошной перегородки, а для варианта, представленного на фиг. 5, - как глухая тарелка.In the future, the proposed utility model is illustrated by an example of a specific implementation and accompanied by drawings: the installation diagram is shown in FIG. 1, in FIG. 2 is a diagram of a complex column; FIG. 3, 4, 5, structural variants of an additional reducing heat exchanger are given, which can be installed outside the column in horizontal or vertical design, or directly in the column above the side overhead output plate. When installing the heat exchanger outside the column (Fig. 3, 4), the side overhead selection plate should be in the form of a solid partition, and for the variant shown in FIG. 5 - like a blank plate.

В качестве примера на фиг. 1 дана схема установки первичной перегонки нефти для получения стабильного бензина, дизельного топлива и топочного мазута.As an example in FIG. 1 is a diagram of the installation of the primary distillation of oil to obtain stable gasoline, diesel fuel and heating oil.

предлагаемая установка состоит из сложной колонны, включающей первую простую колонну 1, концентрационную секцию второй простой колонны 2 и стриппинг-секцию 3, ректификационной колонны для стабилизации бензина 4, трубчатой печи 5, конденсатора-холодильника 6, рефлюксной емкости 7, холодильника промежуточного циркуляционного орошения 8, дополнительного редуцирующего теплообменника 9, кипятильника 10, конденсатора-холодильника стабилизационной колонны 11, газосепаратора 12, кипятильника 13, теплообменников 14, 15.the proposed installation consists of a complex column, including a first simple column 1, a concentration section of a second simple column 2 and a stripping section 3, a distillation column for stabilizing gasoline 4, a tube furnace 5, a condenser cooler 6, a reflux tank 7, an intermediate circulation irrigation cooler 8 , an additional reducing heat exchanger 9, a boiler 10, a condenser-refrigerator of a stabilization column 11, a gas separator 12, a boiler 13, heat exchangers 14, 15.

Представленная на фиг. 1 установка работает следующим образом. Холодная нефть, поступающая на установку, проходит через конденсаторхолодильник 6, разделяется на два потока, один из которых направляется в теплообменник 9, а другой - в теплообменник 15, затем оба потока нефти соединяются и направляются в трубчатую печь 5, из трубчатой печи нефть поступает в секцию питания сложной колонны. На верхних тарелках первой простой колонны 1 организован съем тепла ПЦО, который регулирует флегмовое число в колонне 1 и, соответственно, состав и температуру паров дистиллята, уходящего из нее. Эти пары поступают в редуцирующий теплообменник 9, выполняющий роль парциального конденсатора, частично конденсируются и в виде парожидкостной смеси при более низкой температуре поступают в секцию питания второй простой колонны 2. С верха сложной колонны пары нестабильного бензина уходят в конденсатор-холодильник 6, а затем поступают в стабилизационную колонну 4. Из рефлюксной емкости 7 холодное орошение вводится на верхнюю тарелку сложной колонны, а несконденсированный газ направляется на компримирование. Боковой погон выводится в стриппинг-секцию, где отпариваются легкие фракции за счет подвода тепла в низ стриппинга с помощ;ью кипятильника 10, в котором теплоносителем является мазут, отбираемый с низа сложной колонны. С верха стабилизационной колонны 4 получают сжиженный газ и отводят на компримирование несконденсированную часть газа из газосепаратора 12, с низа колонны выводится стабильный бензин, часть которого проходит через кипятильник 13; для отпарки из мазута легкихPresented in FIG. 1 installation works as follows. Cold oil entering the unit passes through the condenser cooler 6, is divided into two streams, one of which is sent to the heat exchanger 9, and the other to the heat exchanger 15, then both oil flows are connected and sent to the tube furnace 5, from the tube furnace, the oil enters section feed complex columns. On the upper plates of the first simple column 1, the PCO heat removal is organized, which regulates the reflux ratio in column 1 and, accordingly, the composition and temperature of the vapors of the distillate leaving it. These vapors enter the reducing heat exchanger 9, which acts as a partial condenser, partially condense, and in the form of a vapor-liquid mixture at a lower temperature enter the power section of the second simple column 2. From the top of the complex column, unstable gasoline vapors go to the condenser-cooler 6, and then into the stabilization column 4. From the reflux tank 7, cold irrigation is introduced to the upper plate of the complex column, and the non-condensed gas is sent for compression. The side stream is led to the stripping section, where the light fractions are evaporated by supplying heat to the bottom of the stripping with the help of a boiler 10, in which the heating medium is the fuel oil taken from the bottom of the complex column. From the top of the stabilization column 4, liquefied gas is obtained and the non-condensed part of the gas is taken away from the gas separator 12 for compression, stable gasoline is discharged from the bottom of the column, part of which passes through the boiler 13; for steaming from black oil

фракций часть стабильного бензина подается под нижнюю тарелку колонны 1. На схеме не показаны холодильники, в которых происходит доохлаждение продуктов, выводимых с установки, а также насосы и другое вспомогательное оборудование.of fractions, part of the stable gasoline is fed under the lower plate of column 1. Refrigerators are not shown in the diagram, in which post-cooling of products discharged from the unit, as well as pumps and other auxiliary equipment, takes place.

За счет включения в схему дополнительного теплообменника 9, а также оптимальной схемы соединения теплообменных аппаратов температура подогрева нефти до входа в печь значительно повышается, тепловая нагрузка печи при этом снижается примерно на 37% по сравнению с традиционной схемой. Общее число тарелок во второй простой колонне может быть меньше на 15%, флегмовое число - на 30% при том же качестве продуктов.Due to the inclusion of an additional heat exchanger 9 in the circuit, as well as the optimal connection scheme of the heat exchangers, the temperature of oil heating before entering the furnace is significantly increased, the heat load of the furnace is reduced by about 37% compared to the traditional scheme. The total number of plates in the second simple column may be less than 15%, reflux number by 30% with the same quality of products.

При установке дополнительных теплообменников по предлагаемой схеме требуется меньший отбор тепла наверху сложной колонны, т.е. снижается нагрузка на конденсатор-холодильник, и вместо применяемых в настояntee время хладоагентов (вода или воздух) можно использовать сырье, поступающее на установку.When installing additional heat exchangers according to the proposed scheme, less heat is required at the top of a complex column, i.e. the load on the condenser-cooler is reduced, and instead of the refrigerants used (currently, air or air), the raw materials supplied to the installation can be used.

На фиг. 1 представлен вариант схемы установки с получением из сырья двух дистиллятных фракций, т.е. сложная колонна состоит только из двух простых колонн. В тех случаях, когда число дистиллятных фракций больше двух, выбор числа дополнительных редуцирующих теплообменников, устанавливаемых в сечениях над тарелками бокового отбора продуктов, зависит от выходов и составов дистиллятных фракций и в каждом конкретном случае производится, исходя из результатов технико-экономических расчетов, в основе которых лежит оптимизация схемы регенерации тепла на установке. На фиг. 2 показана обвязка сложной колонны с отбором трех дистиллятных фракций.In FIG. 1 shows a variant of the installation scheme with obtaining two distillate fractions from raw materials, i.e. a complex column consists of only two simple columns. In cases where the number of distillate fractions is more than two, the choice of the number of additional reducing heat exchangers installed in sections above the plates of lateral selection of products depends on the yields and compositions of the distillate fractions and in each case is based on the results of technical and economic calculations, based on which lies the optimization of the heat recovery scheme at the installation. In FIG. 2 shows the binding of a complex column with the selection of three distillate fractions.

Сложная колонна может быгь конструктивно выполнена в виде двух отдельных последовательно соединенных простых колонн. Преимуществом такой схемы является то, что может быгь выбрана минимальная температура входа сырья во вторую колонну, примерно равная температуре кипящей жидкости. В этом случае колонна имеет только отгонную секциюA complex column can be structurally made in the form of two separate series-connected simple columns. An advantage of such a scheme is that a minimum input temperature of the feed into the second column, approximately equal to the temperature of the boiling liquid, can be selected. In this case, the column has only a distant section

с минимальным числом тарелок, по сравнению с другими вариантами, не нужно отводить тепло для создания орошения, но при этом возрастает количество тепла, подводимого в низ колонны, и требуется установка дополнительного змеевика в печи для нагрева горячей струи, которая заменит кипятильник 10. Несмотря на это, в этом варианте тепловая нагрузка печи является минимальной, она составляет примерно 56% от нагрузки печи при работе установки со сложной колонной без редуцирующего теплообменника 9.with a minimum number of plates, in comparison with other options, heat does not need to be removed to create irrigation, but the amount of heat supplied to the bottom of the column increases, and an additional coil is required in the furnace to heat the hot stream, which will replace the boiler 10. Despite this, in this embodiment, the heat load of the furnace is minimal, it is approximately 56% of the load of the furnace when the installation is operated with a complex column without a reducing heat exchanger 9.

Заявитель: Мельников В.Б.Applicant: V. Melnikov

Claims

1. Installation for the primary processing of hydrocarbon-containing raw materials, including a complex column consisting of at least two simple columns with external stripping sections, a stabilization column, a furnace for heating raw materials, condensers-refrigerators for heat removal at the top of complex and stabilization columns, intermediate circulation heat exchangers irrigation under plates for outputting side shoulder straps from a complex column into stripping sections, boilers, heat exchangers for heating raw materials, characterized in that it is equipped an additional reducing heat exchanger installed between at least one pair of simple columns for partial condensation of the raw materials of the overlying simple column, the inlet and outlet of the heat carrier of which are connected respectively to the area under the plate for outputting the side stream to the stripping section and to the area above the plate, and the outlet and input of the heated of the product are connected respectively to the inlet of the furnace and to the condenser-cooler of heat removal at the top of a complex column, the input and output of which are connected respectively to the supply line rye and to the furnace for heating raw materials, moreover, the plate for outputting the side shoulder strap in the indicated section is made in the form of a solid partition or a blank plate.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the bottom outlet of the stabilization column is connected to a section under the bottom plate of the complex column.