СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО НЕФТЕПРОДУКТА ПУТЕМ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ

Изобретение относится к переработке тяжелого углеводородного нефтепродукта путем замедленного кок-сования и получения при этом кокса и жидких углеводородов. Изобретение позволяет повысить выход жид-ких продуктов и производительность установки за счет снижения отложений кокса в коксовой печи. Способ состоит в том, что сырье - тяжелый углеводородный нефтепродукт нагревают до температуры коксования в коксовой печи, подвергают замедленному коксованию в коксовом барабане для получения кокса, содержа-щего летучие вещества в количестве не более 15 мас.%, пары из головной части коксового барабана извле-кают и затем подвергают фракционированию в коксовой ректификационной колонне. Высококипящую фракцию паров из головной части коксового барабана удаляют из процесса, перед нагревом тяжелого угле-водородного нефтепродукта в него добавляют углеводородный разбавитель с температурой кипения ниже температуры кипения высококипящей фракции, удаляемой из процесса. Сырье сначала соединяют с угле-водородным разбавителем, загружают в уравнительный барабан, а затем направляют без добавления дру-гого углеводородного материала в коксовую печь. Углеводородный разбавитель имеет т.кип.168-454оС. В качестве углеводородного разбавителя используют поток из коксовой ректификационной колонны. 4 з.п.ф-лы, 1 ил,, 2 табл.

Изобретение относится к переработке тяжелого углеводородного нефтепродукта путем замедленного коксования и получению при этом кокса и жидких углеводородов.
Цель изобретения - повышение выхода жидких продуктов и производительности установки за счет снижения отложений кокса в коксовой печи.
На чертеже представлена схема установки для осуществления способа.
Свежая загрузка для установки для коксования от линии 1 предварительно нагревается в теплооб-менниках 2, а затем подается к дну ректификационной колонны 3. Тяжелый газойль от тарелки 4 нагнетает-ся через теплообменники 2 и парообразователь 5. Часть тяжелого газойля из парообразователя 5 извлекает-ся в виде продукта через линию 6, часть его проходит вдоль линии 7 к выходам пара из коксового барабана и, где она используется для охлаждения паров коксового барабана, часть его возвращается вдоль линии 9 к распылительным соплам 10 в зону испарения ректификационной колонны 3, а оставшаяся часть возвраща-ется к ректификационной колонне через линию 11 в виде внутреннего рецикла. Во многих ректификацион-ных колоннах установок для коксообразования используется серия отражателей - сбрасывающие крышки вместо распылительных сопел для осуществления контакта между газойлем и входящими газами. Для этой цели могут использоваться тарелки или другие средства. Тяжелый газойль, добавляемый к сбрасывающим крышкам или тарелкам, осуществляет ту же функцию, что и распыляемая нефть
Газы из коксового барабана через линию 12 поступают в зону испарения ректификационной колонны 3 ниже распылительных сопел 10, а наиболее тяжелые компоненты из входящих газов конденсируются за счет контакта с тяжелым газойлем от распылительных сопел 10. Сконденсированный материал опускается на дно зоны испарения, где он совмещается с поступающей свежей загрузкой. Любое количество тяжелого газойля от распылительных сопел 10, которое не испарилось в зоне испарения, также совмещается со све-жей загрузкой в донной части зоны испарения.
Свежая загрузка из уравнительного барабана 13 затем направляется прямо без какого-либо добавле-ния тяжелого рециклируемого продукта к печи 14 установки для коксования. Вместо тяжелого рециклируе-мого продукта, обычно используемого для предотвращения осаждения кокса в трубах печи, к свежей за-грузке добавляется количество дистиллята, достаточное для эффективного предотвращения осаждений кокса на трубах печи, это добавление осуществляется через линию 15 к свежей загрузке перед ее поступле-нием в печь установки для коксования.
Один из коксовых барабанов заполняется, в то время как другой охлаждается и опорожняется, а ко-гда один из барабанов полностью заполняется коксом, то производится переключение подачи нагретой загрузки к пустому барабану. Пары из любого барабана 8 проходят по линии 12 пара к ректификационной колонне 3. Небольшое количество тяжелого газойля от линии 7 добавляется к парам, выходящим из коксо-вого барабана 8, для охлаждения паров и предотвращения осаждения кокса в линии 12.
Более легкий материал от линии 12 проходит через ректификационную колонну 3, а газы и нафта выходят через линию 16. Нафта конденсируется в сборнике 17 и извлекается по линии 18.Часть нафты мо-жет быть возвращена обратно через линию 19. Пары из установки для коксования извлекаются в виде про-дукта через линию 20. Промежуточный дистиллят удаляется через линию 21, пар отгоняется в отгонной секции 22 и извлекается через линию 23 дистиллированного продукта.
При конструировании и действии установки для замедленного коксования печь является наиболее критическим узлом оборудования. Печь должна быть пригодна для нагрева зазгрузки до температур коксо-вания, не позволяя образовываться коксу в трубах печи. Когда трубы печи оказываются закоксованными, работа печи должна быть остановлена, а печь очищена. В некоторых случаях в трубы печи направляется пар для увеличения скорости в трубах и создания в них турбулентности как средства предотвращения оса-ждения кокса. Однако впрыск пара не обеспечивает достаточной энергии и, кроме того, может вредно вли-ять на качество кокса, следовательно, такой способ обычно используется минимально. Кроме того, необхо-димо сохранять возможность впрыска пара для продувания труб печи в случае поломки насоса для подачи загрузки. Хорошо сконструированная и правильно используемая печь установки для коксования может нормально работать в течение многих месяцев без необходимости остановки для очистки труб.
Обычно при производстве кокса топливного или анодного сорта рециклируется примерно 0,05-0,7 объ-ема тяжелого рециклируемого материала на каждый объем свежей загрузки в установку для коксования. Такой рециклируемый материал улучшает действие печи установки для коксования, а также обеспечивает растворяющее действие, что предотвращает осаждения кокса в трубах печи. Обычный тяжелый рецикли-руемый материал представляет собой смесь скондексированного материла от линии подачи паров из кок-сового барабана и неиспаренного тяжелого газойля, имеющего диапазон т.кип. 399-510оС или выше, хотя в нем могут присутствовать небольшие количества компонентов, кипящих ниже'399оС.
При работе установки для коксования согласно известному способу сконденсированные пары, и не-испаренный тяжелый газойль совмещаются со свежей загрузкой в нижней части ректификационной колон-ны, в результате по крайней мере небольшое количество тяжелого рециклируемого материала совмещается со свежей загрузкой. Это небольшое количество составляет примерно 0,05 объема от рециклируемого про-дукта на каждый объем свежей загрузки.
В случаях, когда загрузка имеет низкое качество, например представляет собой остатки с очень низ-кой плотностью, то необходимо иметь до 0,3-0,7 объема рециклируемого продукта на каждый объем свежей загрузки для того, чтобы предотвратить образование кокса в печи. Использование более высоких количеств рециклируемого продукта нежелательно, поскольку он вредно воздействует на производительность уста-новки для коксования и увеличивает выход кокса в пересчете на процент от свежей загрузки. Увеличение выхода кокса при использовании больших количеств, рециклируемого продукта из тяжелого материала является результатом образования кокса из самого рециклируемого материала. Это нежелательно, по-скольку кокc является наименее ценным продуктом при операции коксообразования.
Тяжелый газойль добавляется к зоне испарения ректификационной колонны 3 для конденсации тяжелых паров из коксового барабана и очистки материала, поступающего к зоне испарения от линии 12 пара. Од-нако сконденсированные пары коксового барабана и неиспаренный тяжелый газойль из донной части рек-тификационной колонны 3 удаляются из процесса вдоль линии 24 и не используются для обеспечения всего выхода кокса, как в известных способах.
Материал из донной части ректификационной колонны 3 может поступать к установке вакуумной дистилляции, в которой дистиллированная часть извлекается в виде перегретых паров, или же материал может быть гидродесульфурирован и/или использован в качестве загрузки к другому узлу очистки, такому как крекинг-установка с псевдоожиженным слоем.. Пригодными загрузками в процесс
По предлагаемому способу тяжелый рециклируемый продукт заменяется дистиллированным мате-риалом из ректификационной колонны установки для коксования. Такой рециклируемый дистиллирован-ный материал имеет диапазон кипения более низкий, чем у тяжелого рециклируемого продукта, он отбира-ется из линии 23 дистнллированного продукта через линию 15 рециркуляции дистиллята и совмещается со свежей загрузкой, поступлюшей по линии 1.
Рециркулируемый дистиллят или разбавитель в соответствии с изобретением должен быть углерово-дородным материалом, имеющим диапазон т.кип, 168-454оС, преимущественно 232-399оС, наиболее пре-имущественно 265-З4ЗоС. Обычно разбавитель поступает от ректификационной колонны установки для коксования, но пвотдельных случаях могут использоваться разбавители и от других источников.
Требуемое количество разбавителя таково, чтобы обеспечить нормальную работу печи. Такое коли-чество может быть как максимум 0,7 объема разбавителя на объем свежей загрузки для таких загрузок, ко-торые имеют очень сильную тенденцию к коксообразованию в трубах печи. Это количество также является функцией конструкции печи и условий действия печи и обычно должно определяться для каждой конкрет-ной загрузки и каждой печи установки для коксования. Преимущесственное количество разбавителя - это минимальное количество, которое обеспечивает действие печи без существенного образования кокса в тру-бах печи. Использование в количестве большем, чем минимально необходимое для предотвращения значи-тельного коксообразования в трубах печи, не является существенно вредным, но может ухудшить эффек-тивность и производительность процесса.
Пригодными загрузками в процесс могут быть любые обычные загрузки для процесса замедленного коксования. Наиболее обычной загрузкой для получения кокса топливного или анодного сорта является нефтяной остаток.
Обычно остаток представляет собой вакуумный остаток из узла вакуумной дистилляции сырой нефти, но может быть остатком атмосферной нефти при использовании установки атмосферной дистилля-ции сырой нефти. В некоторых случаях могут коксоваться и другие загрузки вместо нефтяных остатков: каменоугольная смола, битумено-песчаная смола, пиролизная смола, суспензия нефтепродуктов или декан-тированная нефть из крекинг-установки с псевдоожиженным слоем, а также сланцевое масло. Кроме того, могут использоваться смеси любых из указанных веществ.
Приемлемые условия проведения процесса коксования те, которые обеспечивают получение кокса, содержащего испаряемых веществ не более, чем примерно 15 мас.%, а преимущественно 6-12 мас %. Такие условия включают температуры на выходе из печи установки для коксования преимущественно 496-498°С, температура выходящих паров из коксового барабана 413-454оС, преимущественно примерно 446оС, а давление в коксовом барабане 0,35-5,27 кг/см2, преимущественно 1,05-1,4 кг/см2. Использование в коксовом барабане давления ниже атмосферного неприемлемо, так как экономические факторы процесса быстро ухудшаются по мере приближения давления в коксовом барабане к атмосферному, а действие коксового барабана при пониженном давлении опасно вследствие вероятности поступления кислорода (воздуха) в барабан, который содержит углеводороды, при 482оС. Кроме того, процент свежей загрузки значительно уменьшается, а увеличивается выход более желаемых жидких продуктов (табл.1).
Ректификационные колонны установок для коксования не предназначены для получения чистых фракций, поэтому тяжелый газойль из установки для коксования может содержать небольшие количества материала, кипящего при 28оС, в то время как потоки дистиллята могут иметь небольшие количества мате-риала, кипящего при 394оС, а в некоторых случаях возможно и при 454оС. Однако количество такого высо-кокипящего материала в дистилляте из установки для коксования (такого, как отводится по линии 21) весь-ма незначительно и его вклад в общий выход кокса из такого небольшого количества высококипящего ма-териала незначителен.
Кроме того, сконденсированные пары из коксового барабана и неиспаренный тяжелый газойль яв-ляются относительно высококипящим материалом (454оС) и могут значительно влиять на общий вых.од кокса, если их совмещать со свежей загрузкой.
Сущность изобретения состоит в полном устранении из загрузки в печь установки для коксования материала с дна зоны испарения ректификационной колонны при проведении процесса замедленного кок-сования, осуществляемого при таких условиях, когда создается замедленный кокс топливного или анодного сортов, имеющий содержание летучих меньше, чем примерно 15 ма.%. Это достигается за счет удаления из процесса материалов, которые обычно совмещались со свежей загрузкой в качестве рециклируемых, и за-мены их в количестве, достаточном для эффективного предотвращения осаждений кокса на трубах печи установки для коксования, углеводородным разбавителем, имеющим диапазон кипения более низкий, чем диапазон кипения у обычного тяжелого рециклирующего продукта.
Сконденсированные пары из коксового барабана, которые опускаются в донную часть зоны испаре-ния в ректификационной колонне, и неиспаренная часть тяжелого газойля, который добавляется в зону ис-парения, собираются и выводятся из процесса вместо того, чтобы совмещаться со свежей загрузкой в каче-стве рециклируемого материала, а его заменяет более низкокипящий углеводородный дистиллят.
Пример. Проводят два опыта с использованием одних и тех же загрузок и условий процесса коксова-ния за исключением того, что в одном случае в качестве рециклируемого продукта используется обычный тяжелый рециклируемый продукт (20 ч по объему на каждые 100 ч. по объему свежей загрузки), а в другом случае - дистиллированный углеводородный материал, имеющий диапазон кипения 265-З4ЗоС (20 ч. по объему на каждые 100 ч. по объему свежей загрузки).
В обоих случаях используется остаток вакуумного масла (536оС), имеющий плотность в градусах Американского нефтяного института 4,4, коксовое число Соuradson 23,5 мас.%, характеристический фактор по классификации нефтяной компании "Юниверсал Ойл Продактс" “К” = 11,5 и содержание серы 3,5 мас.%, который коксуется в коксовом барабане при давлении 1,4 кг/см2 и в верхней части коксового барабана 446оС.
Распределение веществ в продукте для двух опытов приведено в табл.2.
Как видно из табл.2, достигается уменьшение выхода кокса более чем на 6%(34.66 вместо 32,53) в случае использования дистиллированного углеводорода, имеющего диапазон кипения 265-З4Зо С, вместо обычного тяжелого рециклируемого продукта из установки для коксования. Соответственно, достигается увеличение примерно на 5% С5+ жидкостей (58,8 вместо 55,99). Подобное уменьшение выхода кокса и уве-личение выхода жидкостей при различных исходных загрузках достигается при таких же или отличаю-щихся условиях коксования, что важно для удаления из процесса материала, который обычно используется в качестве рециклируемого продукта.
Количество летучих веществ в сыром коксе 9,8% (известный способ) и 9,4 (предлагаемый).

EP № 0087968А, кл. С 10 В 55/00, 1983.