RU61151U1 - INSTALLATION OF FRACTIONATION OF HYDROCARBON RAW MATERIALS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтехимической промышленности. Установка содержит линию подвода сырья, несколько ступеней разгонки и линии отвода жидких фракций, при этом каждая ступень разгонки включает в себя последовательно соединенные трубопроводами теплообменник печи, испаритель и конденсатор, к которому подключена линия отвода жидкой фракции, включающая в себя последовательно соединенные холодильник, накопительную емкость насос, емкость и выходной насос, к теплообменнику печи первой ступени разгонки подключена линия подвода сырья, включающая в себя теплообменник, насос емкость и входной насос, нижняя часть испарителя каждой ступени разгонки через куб и насос сообщена с соответствующим теплообменником печи следующей ступени разгонки, нижняя часть испарителя последней ступени разгонки через куб и насос сообщена с последней линией отвода жидкой фракции, которая включает в себя последовательно соединенные холодильник, емкость и выходной насос. Это позволяет обеспечить высокое качество получаемых нефтяных фракций, получить на одной установке большое количество нефтяных фракций с узким диапазоном температур начала и окончания кипения, а также снизить себестоимость выпускаемой продукции.The utility model relates to the petrochemical industry. The installation contains a raw material supply line, several stages of distillation and a line for removing liquid fractions, each stage of distillation includes a furnace heat exchanger connected in series by pipelines, an evaporator and a condenser, to which a liquid fraction removal line is connected, including a refrigerator connected in series, and a storage tank pump, tank and outlet pump; a raw material supply line is connected to the heat exchanger of the furnace of the first stage of acceleration, including a heat exchanger, pump capacity and inlet sos, the lower part of the evaporator of each stage of distillation through a cube and the pump is in communication with the corresponding heat exchanger of the furnace of the next stage of distillation, the lower part of the evaporator of the last stage of distillation through a cube and pump is in communication with the last line of removal of the liquid fraction, which includes a refrigerator, a tank and an outlet connected in series pump. This allows you to ensure high quality of the obtained oil fractions, to obtain a large number of oil fractions with a narrow range of boiling start and end temperatures at one installation, and also to reduce the cost of production.

Description

Полезная модель относится к нефтехимической промышленности, в частности к малотоннажным установкам для простой перегонки сложных высококипящих жидкостей, позволяющим разделять нефть и нефтепродукты на составные части, называемые фракциями.The utility model relates to the petrochemical industry, in particular to small-tonnage plants for the simple distillation of complex high-boiling liquids, allowing the separation of oil and oil products into components called fractions.

Известна установка для переработки нефтяного сырья, состоящая из предварительного нагревателя и разделителя по фракциям, соединенного с конденсатором, связанных системой трубопроводов с запорной арматурой, при этом разделитель по фракциям состоит из трех последовательно соединенных испарителей, в которых осуществляется три стадии разделения нефтяного сырья с выделением трех фракций бензиновой, керосиново-лигроиновой и соляровой, и трех конденсаторов, каждый из которых соединен с одним испарителем, образуя три блока (ступени), испарители и конденсаторы выполнены в виде одноходовых трубчатых теплообменников и верхняя часть межтрубного пространства каждого из испарителей соединена с верхней частью межтрубного пространства соответствующего конденсатора коробами, наклоненными в сторону конденсатора, при этом в качестве нагревателей, как в испарителях, так и предварительном нагревателе, использованы теплоэлектронагреватели, верхняя часть каждого испарителя соединена с его межтрубным пространством перепускной трубой для исключения возникновения давления в трубной части испарителя (см. патент РФ на полезную модель №39886, МПК С 10 G 7/00, публикация 20.08.2004 г).A known installation for the processing of petroleum feedstock, consisting of a pre-heater and a fraction separator connected to a condenser, connected by a piping system with shutoff valves, while the fraction separator consists of three series-connected evaporators in which there are three stages of the separation of petroleum feed with three fractions of gasoline, kerosene-naphtha and solar, and three condensers, each of which is connected to one evaporator, forming three blocks (steps), vapor spruces and condensers are made in the form of one-way tubular heat exchangers and the upper part of the annular space of each of the evaporators is connected to the upper part of the annular space of the corresponding condenser by ducts tilted towards the condenser, while heaters are used as heaters in both evaporators and a preliminary heater, the upper part of each evaporator is connected to its annular space bypass pipe to prevent pressure in the pipe of the evaporator (see. RF patent for utility model No. 39886, IPC C 10 G 7/00, publication of 08/20/2004).

Недостатком известной установки является то, что используемые трубчатые теплообменники при малых объемах перерабатываемого сырья подвержены быстрому коксованию и выходу из строя. Наличие предварительного электроподогрева сырья приводит к увеличению затрат на электроэнергию и повышение общей себестоимости переработки. В целом, нагрев сырья и нефтяных фракций электронагревателями приводит к высоким затратам на электроэнергию и высокую себестоимость продукции. Соединение коробом межтрубного пространства испарителя с межтрубным пространством конденсатора и вследствие этого A disadvantage of the known installation is that the used tubular heat exchangers with small volumes of processed raw materials are susceptible to rapid coking and failure. The presence of preliminary electric heating of raw materials leads to an increase in energy costs and an increase in the total cost of processing. In general, heating raw materials and oil fractions with electric heaters leads to high energy costs and high production costs. The connection between the evaporator annulus and the condenser annulus

происходящая между ними передача тепла, ухудшает процесс конденсации нефтяной фракции в конденсаторе и приводит к увеличению объема подачи хладагента в конденсатор, соответственно увеличивает его затраты и себестоимость продукции. Отсутствие между испарителями насосов уменьшает общую производительность переработки сырья известной установкой. Известная установка не предусматривает получение на ней одновременно более трех нефтяных фракций.the heat transfer between them worsens the process of condensation of the oil fraction in the condenser and leads to an increase in the volume of refrigerant supply to the condenser, respectively, increases its costs and the cost of production. The absence of pumps between the evaporators reduces the overall productivity of the processing of raw materials known installation. The known installation does not provide for receiving at the same time more than three oil fractions.

Известна нефтеперерабатывающая станция для разгонки многокомпонентных смесей, содержащая линию подвода нефтяной смеси и линии отвода жидких фракций, а также последовательно соединенные трубопроводами две ступени разгонки нефтяной смеси, каждая из которых включает конденсатор и подогреватель нефтяной смеси, кроме того, станция дополнительно содержит, по меньшей мере, одну или несколько ступеней разгонки нефтяной смеси и последовательно установленные на линии подвода нефтяной смеси теплообменники, представляющие собой комбинированные рекуперативные подогреватели нефтяной смеси и охладители, а также насос и печь для подогрева нефтяной смеси выполненным в виде топочного устройства для сжигания жидкого или газообразного топлива, верхняя часть испарителя соединена трубопроводом с конденсатором, а нижняя часть испарителя каждой ступени через клапанное устройство сообщена трубопроводом с соответствующим теплообменником (см. патент РФ на полезную модель №17004, МПК В 01 Д 3/00, публикация 10.03.2001 г.).Known oil refining station for dispersal of multicomponent mixtures containing a line for supplying an oil mixture and a line for the removal of liquid fractions, as well as two stages for dispersing the oil mixture in series, each of which includes a condenser and a heater for the oil mixture, in addition, the station additionally contains at least , one or more stages of dispersal of the oil mixture and successively installed on the oil mixture supply line heat exchangers, which are combined recuperative oil mixture heaters and coolers, as well as a pump and furnace for heating the oil mixture made in the form of a furnace for burning liquid or gaseous fuels, the upper part of the evaporator is connected by a pipeline to the condenser, and the lower part of the evaporator of each stage is connected via a valve device to the corresponding heat exchanger (see RF patent for utility model No. 17004, IPC V 01 D 3/00, publication March 10, 2001).

Недостатком известной станции является избыточное количество ступеней нагрева - печь для подогрева нефтяной смеси и встроенные в испарители подогреватели нефтяной смеси в виде топочных устройств, что приводит к большим затратам топлива для многократного разогрева нефтяной смеси и соответственно к увеличению себестоимости получаемых нефтепродуктов. Подводимая нефтяная смесь, нагретая в последнем и предыдущих теплообменниках, недостаточно охлаждает первые готовые фракции, что приводит к выходу их в горячем состоянии и требует дополнительного охлаждения до температуры позволяющей их отгрузку потребителям, а соответственно к дополнительным затратам на охладители и увеличивает себестоимость продукции. Кроме этого, охлаждение в рекуперативных подогревателях нефтяной смеси зависит от температуры окружающей среды, то есть не стабильно от времени года и требует дополнительно дорогой измерительной и управляющей аппаратуры.A disadvantage of the known station is the excessive number of heating stages - a furnace for heating the oil mixture and oil mixture heaters built into the evaporators in the form of furnace devices, which leads to high fuel costs for multiple heating of the oil mixture and, accordingly, an increase in the cost of the resulting oil products. The supplied petroleum mixture heated in the last and previous heat exchangers does not sufficiently cool the first finished fractions, which leads to their exit in a hot state and requires additional cooling to a temperature that allows their shipment to consumers, and, accordingly, to additional costs for coolers and increases the cost of production. In addition, the cooling in the recuperative heaters of the oil mixture depends on the ambient temperature, that is, it is not stable from the time of year and requires additional expensive measuring and control equipment.

Задачей заявляемой полезной модели является снижение себестоимости и обеспечение высокого качества получаемых нефтяных фракций, обеспечение получения на одной установке большого количества нефтяных фракций с узким диапазоном температур начала и окончания кипения.The objective of the claimed utility model is to reduce the cost and ensure the high quality of the obtained oil fractions, to ensure the production of a large number of oil fractions with a narrow range of boiling start and end temperatures at one installation.

Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.

Установка фракционирования углеводородного сырья, содержащая линию подвода сырья, несколько ступеней разгонки и линии отвода жидких фракций, при этом каждая ступень разгонки включает в себя последовательно соединенные трубопроводами теплообменник печи, испаритель и конденсатор, к которому подключена линия отвода жидкой фракции, включающая в себя последовательно соединенные холодильник, накопительную емкость насос, емкость и выходной насос, к теплообменнику печи первой ступени разгонки подключена линия подвода сырья, включающая в себя теплообменник, насос емкость и входной насос, нижняя часть испарителя каждой ступени разгонки через куб и насос сообщена с соответствующим теплообменником печи следующей ступени разгонки, нижняя часть испарителя последней ступени разгонки через куб и насос сообщена с последней линией отвода жидкой фракции, которая включает в себя последовательно соединенные холодильник, емкость и выходной насос.A hydrocarbon feed fractionation unit comprising a feed line, several stages of distillation and a line for removing liquid fractions, each stage of distillation comprising a furnace heat exchanger, an evaporator and a condenser connected to the pipes in series, to which a liquid fraction removal line is connected, including series connected a refrigerator, a storage tank, a pump, a tank and an output pump, a feed line is connected to the heat exchanger of the furnace of the first stage of acceleration, including the heat exchanger, the pump capacity and the inlet pump, the lower part of the evaporator of each stage of distillation through a cube and the pump is in communication with the corresponding heat exchanger of the furnace of the next stage of distillation, the lower part of the evaporator of the last stage of distillation through a cube and the pump is in communication with the last line of the liquid fraction, which includes serially connected refrigerator, capacity and output pump.

Техническим результатом полезной модели является увеличение надежности работы установки, ее компактность и экономичность, возможность получения узких нефтяных фракций,The technical result of the utility model is to increase the reliability of the installation, its compactness and efficiency, the possibility of obtaining narrow oil fractions,

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на Фиг.1 показана установка фракционирования углеводородного сырья.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the installation of fractionation of hydrocarbons.

Установка фракционирования углеводородного сырья, показанная на Фиг.1, содержит линию подвода сырья, три ступени разгонки и четыре линии отвода жидких фракций. Каждая ступень разгонки включает в себя последовательно соединенные трубопроводами теплообменник 1 печи 2,испаритель 3 и конденсатор 4, к которому подключена линия отвода жидкой фракции. Линия отвода жидкой фракции включает в себя последовательно соединенные холодильник 5, емкость 6, насос 7,, емкость 8 и выходной насос 9. К теплообменнику 1 печи 2 первой ступени разгонки подключена линия подвода сырья. Линия подвода сырья включает в себя теплообменник 10, насос 11, емкость 12 и входной насос 13.The hydrocarbon feed fractionation unit shown in FIG. 1 contains a feed line, three stages of distillation and four lines for removing liquid fractions. Each stage of the acceleration includes in series connected by piping heat exchanger 1 of the furnace 2, the evaporator 3 and the condenser 4, which is connected to the drain line of the liquid fraction. The liquid fraction removal line includes a refrigerator 5, a capacity 6, a pump 7, a capacity 8, and an output pump 9 connected in series. A feed line is connected to the heat exchanger 1 of the furnace 2 of the first stage of distillation. The feed line includes a heat exchanger 10, a pump 11, a tank 12 and an inlet pump 13.

Нижняя часть испарителя 3 первой и второй ступени разгонки через куб 14 и насос 15 сообщена с соответствующим теплообменником 1 печи 2 следующей ступени разгонки.The lower part of the evaporator 3 of the first and second stage of distillation through the cube 14 and the pump 15 is in communication with the corresponding heat exchanger 1 of the furnace 2 of the next stage of distillation.

Нижняя часть испарителя 3 третьей ступени разгонки через куб 16 и насос 17 сообщена с четвертой линией отвода жидкой фракции.The lower part of the evaporator 3 of the third stage of distillation through the cube 16 and the pump 17 is in communication with the fourth line of removal of the liquid fraction.

Четвертая линия отвода жидкой фракции включает в себя последовательно соединенные холодильник 18, емкость 19 и выходной насос 20.The fourth discharge line of the liquid fraction includes a series-connected refrigerator 18, a tank 19 and an output pump 20.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Сырая нефть из емкости 12 подается насосом 11 в теплообменник 1 печи 2 предварительно проходя через теплообменник 10 нагреваемый паром. Температура подаваемой в печь нефти повышается на 40÷60°С.Crude oil from the tank 12 is pumped 11 to the heat exchanger 1 of the furnace 2 after passing through the heat exchanger 10 heated by steam. The temperature of the oil supplied to the furnace rises by 40 ÷ 60 ° C.

В теплообменнике 1 нефть нагревается до температуры 120-140°С, образующаяся при этом парожидкостная смесь поступает в испаритель 3, в котором происходит разделение паровой и жидкой фаз и дополнительное испарение некоторой части легколетучих компонентов из жидкой фазы за счет теплоты перегрева. Паровая фаза бензиновой фракции поступает в конденсатор 4 (охлаждаемый водой), в котором конденсируется и частично охлаждается, доохлаждаясь далее в холодильнике 5 водой до температуры не выше 40÷45°С. Охлажденная жидкая бензиновая фракция стекает в емкость 6, из которой откачивается насосом 7 в накопительную емкость 8 товарно-сырьевого парка.In the heat exchanger 1, oil is heated to a temperature of 120-140 ° C, the resulting vapor-liquid mixture enters the evaporator 3, in which the vapor and liquid phases are separated and additional part of the volatile components is evaporated from the liquid phase due to the heat of overheating. The vapor phase of the gasoline fraction enters the condenser 4 (cooled by water), in which it condenses and partially cools, then further cooled in the refrigerator 5 with water to a temperature of no higher than 40 ÷ 45 ° С. The cooled liquid gasoline fraction flows into the tank 6, from which it is pumped out by the pump 7 into the storage tank 8 of the commodity and raw material park.

Отделившаяся в испарителе 3 жидкая фаза накапливается в кубе 14, из которого насосом 15 подается в теплообменник 1 печи 2 второй ступени разгонки, в котором нагревается до температуры 190°С. Образовавшаяся при этом парожидкостная смесь поступает в испаритель 3 второй ступени разгонки, в котором происходит отделение паровой фазы от жидкой и вскипание жидкой фазы за счет теплоты ее перегрева. Полученная паровая фаза керосиновой фракции поступает в конденсатор 4 и далее в холодильник 5, охлаждаемые водой соответственно. Паровая фаза конденсируется, а образовавшаяся и охлажденная жидкая керосиновая фракция стекает в емкость 6, из которой насосом 7 подается в накопительную емкость 8 товарно-сырьевого парка.The liquid phase separated in the evaporator 3 accumulates in the cube 14, from which it is pumped 15 to the heat exchanger 1 of the furnace 2 of the second stage of acceleration, in which it is heated to a temperature of 190 ° C. The resulting vapor-liquid mixture enters the evaporator 3 of the second stage of distillation, in which the vapor phase is separated from the liquid and the liquid phase boils due to its heat of overheating. The resulting vapor phase of the kerosene fraction enters the condenser 4 and then to the refrigerator 5, cooled by water, respectively. The vapor phase condenses, and the formed and cooled liquid kerosene fraction flows into a tank 6, from which it is pumped into a storage tank 8 of a commodity-raw material park with a pump 7.

Стекающая из испарителя 3 второй ступени в куб 16 жидкая фаза подается насосом 17 в теплообменник 1 печи 2 последней ступени. В теплообменнике 1 нефть, из которой удалены бензиновая и керосиновая фракции, нагревается до температуры 320°С. Образующаяся при этом парожидкостная смесь поступает в испаритель 3 последней ступени, разделяясь в нем на жидкую и паровую фазы. За счет теплоты перегрева в The liquid phase flowing from the evaporator 3 of the second stage to the cube 16 is supplied by the pump 17 to the heat exchanger 1 of the furnace 2 of the last stage. In the heat exchanger 1 oil, from which the gasoline and kerosene fractions are removed, is heated to a temperature of 320 ° C. The resulting vapor-liquid mixture enters the evaporator 3 of the last stage, separating it into liquid and vapor phases. Due to the heat of overheating in

испарителе 3 из жидкой фазы выделяются пары дизельной фракции. Из испарителя 3 паровая фаза дизельной фракции поступает в конденсатор и далее в холодильник, охлаждаемые водой. После конденсации паров дизельной фракции и охлаждения полученного конденсата до температуры порядка 50÷60°С, последний стекает в накопительную емкость, откуда насосом подается в емкость товарно-сырьевого парка.the evaporator 3 from the liquid phase are allocated vapors of the diesel fraction. From the evaporator 3, the vapor phase of the diesel fraction enters the condenser and then into the refrigerator, cooled by water. After condensation of the vapors of the diesel fraction and cooling of the condensate to a temperature of about 50 ÷ 60 ° C, the latter flows into the storage tank, from where it is pumped into the tank of the commodity and raw material park.

Из испарителя 3 последней ступени разгонки жидкая фаза (мазутная) стекает в куб, откуда насосом подается в теплообменник 18(охлаждаемый водой) откуда подается в накопительную емкость 19 товарно-сырьевого парка.From the evaporator 3 of the last stage of distillation, the liquid phase (fuel oil) flows into the cube, from where it is pumped to the heat exchanger 18 (cooled by water) from where it is fed into the storage tank 19 of the commodity-raw material park.

Из накопительных емкостей 8, 19 готовая продукция насосами 9,20 отгружаются потребителям.From storage tanks 8, 19, finished products are shipped by pumps 9.20 to consumers.

Заявленная полезная модель позволяет обеспечить высокое качество получаемых нефтяных фракций, получить на одной установке большое количество нефтяных фракций с узким диапазоном температур начала и окончания кипения, а также снизить себестоимость выпускаемой продукции. Номенклатура и конструктивное исполнение основного технологического оборудования, входящего в состав отдельных ступеней, одинакова, что позволяет унифицировать ступени и упростить поставку и монтаж, комплектовать необходимое производству количество ступеней и соответственно количество получаемых одновременно нефтяных фракций.The claimed utility model allows to ensure the high quality of the obtained oil fractions, to obtain a large number of oil fractions with a narrow range of boiling start and end temperatures at one installation, and also to reduce the cost of production. The nomenclature and design of the main technological equipment, which is part of the individual stages, is the same, which makes it possible to unify the stages and simplify the supply and installation, to complete the number of stages necessary for production and, accordingly, the number of oil fractions obtained simultaneously.

Claims (1)

Установка фракционирования углеводородного сырья, содержащая линию подвода сырья, несколько ступеней разгонки и линии отвода жидких фракций, при этом каждая ступень разгонки включает в себя последовательно соединенные трубопроводами теплообменник печи, испаритель и конденсатор, к которому подключена линия отвода жидкой фракции, включающая в себя последовательно соединенные холодильник, накопительную емкость, насос, емкость и выходной насос, к теплообменнику печи первой ступени разгонки подключена линия подвода сырья, включающая в себя теплообменник, насос, емкость и входной насос, нижняя часть испарителя каждой ступени разгонки через куб и насос сообщена с соответствующим теплообменником печи следующей ступени разгонки, нижняя часть испарителя последней ступени разгонки через куб и насос сообщена с последней линией отвода жидкой фракции, которая включает в себя последовательно соединенные холодильник, емкость и выходной насос.

A hydrocarbon feed fractionation unit comprising a feed line, several stages of distillation and a line for removing liquid fractions, each stage of distillation comprising a furnace heat exchanger, an evaporator and a condenser connected to the pipes in series, to which a liquid fraction removal line is connected, including series connected a refrigerator, a storage tank, a pump, a tank and an outlet pump, a raw material supply line is connected to the heat exchanger of the furnace of the first stage of acceleration, including the heat exchanger, the pump, the tank and the inlet pump, the lower part of the evaporator of each stage of distillation through a cube and the pump is in communication with the corresponding heat exchanger of the furnace of the next stage of distillation, the lower part of the evaporator of the last stage of distillation through a cube and the pump is in communication with the last liquid discharge line, which includes a refrigerator, a tank and an output pump connected in series.