Способ переработки смешанных нефтяных отходов и установка для его осуществления

Номер патента: 3083

Опубликовано: 26.12.2002

Авторы: Мамедов Намик Нияз Оглы, Мирзоев Гамлет Алиевич

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ переработки смешанных нефтяных отходов, включающий обезвоживание исходного сырья, его дистилляцию при нагревании с отделением парообразных продуктов от тяжелой фракции, конденсацию парообразных продуктов, разделение конденсата на легко- и высококипящую фракции, отличающийся тем, что обезвоживание и обессоливание смешанных нефтяных отходов осуществляют вибрационно-кавитационными колебаниями вращающегося вибрационного аппарата, под действием которых сырье дополнительно очищается от механических примесей и свободной серы, причем дистилляцию головной фракции проводят при температуре 35-180шС при атмосферном давлении, вакуумную дистилляцию проводят при температуре 180-320шС с отбором печного топлива от середины дистилляционной колонны, кубовый остаток с температурой кипения 320-360шС, представляющий собой котельное топливо, отбирают с низа колонны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переработке подвергают смешанные нефтяные отходы с содержанием до 25% воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что переработке подвергают смешанные нефтяные отходы с содержанием до 10% серы и механических примесей.

4. Установка для осуществления способа переработки смешанных нефтяных отходов, включающая рекуперативные подогреватели, устройство для нагрева и упаривания нефтяного отхода, дистилляционную колонку, холодильники отходящих потоков, узел обезвоживания, конденсаторы и сепараторы, отличающаяся тем, что устройство для нагрева сырья выполнено в виде вертикальной змеевиковой трубчатой печи, в которой газовая форсунка выполнена в виде перфорированной пластины с конусными отверстиями.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что вращающийся вибрационный аппарат установлен в емкостях для хранения исходного сырья, и/или в емкостях предварительного обогрева исходного сырья, и/или на отдельных участках вертикальной змеевиковой печи.

 

Текст

Смотреть все

1 Изобретение относится к способам и установкам переработки нефтяного сырья, а именно к способу переработки смешанных отходов нефтепереработки и нефтедобычи и установке для осуществления способа и может быть использовано для производства печного и котельного топлива. Известен способ переработки высокомолекулярных остатков нефтепереработки - нефтяных асфальтенов путем их смешения с технической серной кислотой и кубовыми остатками стадии ректификации возвратного диметилдиоксана, процесса получения изопрена разложением диметилдиоксана при нагревании (1). Известен способ фракционирования нефти,включающий ее ступенчатый рекуперативный нагрев отходящими и циркулирующими потоками, межступенчатое электрообессоливание,отделение и промывку паров, последующий нагрев и упаривание нефтяного остатка, фракционирование паров и жидкой фазы в колонне с использованием орошения, конденсацию паров и охлаждение конденсатов с отводом тепла,преимущественно к нефти, отвод охлажденных продуктов. Отделение паров осуществляют ступенчато,причем первую ступень проводят после рекуперативного нагрева нефти теплом конденсации и охлаждения бензиновых и керосиновых фракций, а последующие ступени проводят преимущественно на каждой ступени последующего рекуперативного подогрева нефти, пары каждой ступени и пары верхнего продукта колонны раздельно направляют на конденсацию, конденсацию проводят с фракционированием. Установка для фракционирования нефти включает последовательно соединенные по ходу нефти рекуперативные подогреватели, электродегидратор, последующие рекуперативные подогреватели, устройство для отделения паров,содержащее паропромыватель с подводом промывочной жидкости, устройство для нагрева и упаривания нефтяного остатка, фракционирующую колонку, блок стабилизации бензина, холодильники отходящих потоков, насосы, трубопроводы подачи нефти и углеводородного газа,трубопроводы отвода продуктов фракционирования, где, по меньшей мере, одни из рекуперативных подогревателей выполнен в виде фракционирующего конденсатора. Устройство для отделения паров выполнено многоступенчатым,причем каждая ступень содержит паропромыватель и включает паросепаратор, установленный на нефтяном трубопроводе после фракционирующего конденсатора, и рекуперативные подогреватели нефти после паросепаратора, выполненные преимущественно в виде испарителей, паропромыватели и верх колонны соединены паропроводами с фракционирующим конденсатором, устройство для нагрева и упаривания нефтяного остатка включает паропромыва 003083 2 тель в межступенчатом сепараторе и подогреватель углеводородного газа (2). Известен способ разрушения эмульсий типа вода в масле, включающий зарядку капель воды и их последующий вывод, в котором эмульсию предварительно пропускают через систему электропроводящих элементов, находящихся в электрическом поле, а затем через систему потенциальных электродов, изолированных веществом с удельной электропроводностью 10-9-10-10 (Омм)-1 (3). Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению являются способ переработки отработанных нефтепродуктов и установка для его осуществления (4). Способ включает предварительное обезвоживание исходного сырья, отделение воды из водно-бензиновой смеси отстоем с дальнейшей ее очисткой, термический крекинг исходного сырья в крекинг-котле с отделением парообразных продуктов от тяжелой фракции, конденсацию парообразных продуктов, разделение конденсата на легко- и высококипящую фракции. Установка для осуществления способа переработки отработанных нефтепродуктов включает узел термического крекинга, состоящий из крекингкотла, дефлегматора, конденсатора, центрифуги,узла фильтрации, узла дистилляции, а также дополнительно включает узел обезвоживания и отбензинивания исходного сырья, теплообменники, сепараторы, конденсаторы, узел очистки воды, состоящий из отпарной колонны и фильтра. Недостатками известных способов переработки отработанных нефтепродуктов являются необходимость крекинга тяжелых нефтяных отходов, сопровождающийся потерями ценных нефтепродуктов в результате их разложения при высокой температуре, а также их окисление и коксование. К тому же способы и установки по переработке отработанных нефтепродуктов трудоемки, требуют больших энергозатрат и экологически не безвредны из-за выбросов в атмосферу достаточного количества разложения углеводородов. Задачей настоящего изобретения является создание безотходного способа переработки отходов нефтепереработки и нефтедобычи,уменьшение энергетических затрат и загрязнения окружающей среды. Решение технической задачи осуществляется способом переработки смешанных нефтяных отходов, включающим обезвоживание исходного сырья,его дистилляцию при нагревании с отделением парообразных продуктов от тяжелой фракции, конденсацию парообразных продуктов, разделение конденсата на легко- и высококипящую фракции,где в качестве исходного сырья переработке подвергают смешанные нефтяные отходы, а обезвоживание и обессоливание осуществляют вибрационно-кавитационными колебаниями вращающегося вибрационного аппарата, под действием которых 3 сырье дополнительно очищается от механических примесей и свободной серы, причем дистилляцию головной фракции проводят при температуре 35180 С при атмосферном давлении, вакуумную дистилляцию проводят при температуре 180-320 С с отбором печного топлива от середины дистилляционной колонны, кубовый остаток с температурой кипения 320-360 С, представляющий собой котельное топливо, отбирают с низа колонны и установкой для осуществления способа переработки смешанных нефтяных отходов, включающей рекуперативные подогреватели, устройство для нагрева и упаривания нефтяного отхода, дистилляционную колонку, холодильники отходящих потоков, узел обезвоживания, конденсаторы и сепараторы, где устройство для нагрева сырья выполнено в виде вертикальной змеевиковой трубчатой печи, в которой газовая форсунка выполнена в виде перфорированной пластины с конусными отверстиями. Согласно изобретению смесь отходов нефтепереработки и нефтедобычи содержит до 25% воды, а также до 10% серы и механических примесей, а вращающийся вибрационный аппарат установлен в емкостях для хранения исходного сырья, и/или в емкостях предварительного обогрева исходного сырья, и/или на отдельных участках вертикальной змеевиковой печи. Вращающийся вибрационный аппарат создает колебания в жидкой среде с определенной амплитудой вибрации, переходящие в кавитационные волны, в результате чего увеличивается скорость движения микроскопических глобул нефтяной эмульсии, создается возможность столкновения и коагуляции глобул, а также разрыв бронирующей оболочки на поверхности эмульсионных глобул, созданной кристаллами парафинов, церезинов и неорганических соединений, и выпадение частиц воды. Это способствует быстрому и эффективному обезвоживанию,обессоливанию и очистке от серы и механических неорганических примесей, даже сильно обводненного нефтяного сырья. Разработана особая конструкция газовой форсунки вертикальной змеевиковой трубчатой печи, выполненной в виде перфорированной пластины с многочисленными конусными отверстиями, в которой конусные отверстия разделяют пламя горелки на множество мельчайших струй, которые позволяют равномерно обогревать потоки сырья и значительно сэкономить расход топлива. Смешанные нефтяные отходы представляют собой отходы нефтеперерабатывающих,нефтехимических заводов, отработанные нефтяные масла, нефтепродукты, собранные из ловушек нефтеперегонных заводов, поверхности моря и искусственных озер. Установка для осуществления способа переработки смешанных нефтяных отходов включает следующее. Фиг. 1 - сырьевые емкости Е-1, Е-2, емкости для приема готовой продукции Е-3/3 а - печ 003083 4 ного топлива, Е-4/4 а - кубового остатка, Е-5/5 а легкой фракции, емкость сливных продуктов Е 7, емкости хранения товарных продуктов Е-8 Е-10, вертикальную змеевиковую печь П-1, дистилляционный куб - колонну К-1, теплообменники-рекуператоры Т-1 - Т-3, сепараторы С-1 С-3, сырьевые, вакуумный водокольцевой насосы Н-1 - Н-12, фильтры Ф-1/2, пробоотборники ПО 1/2, а также вращающийся вибрационный аппарат, устанавливаемый внутри сырьевых емкостей и вертикальной змеевиковой печи. На фиг. 2 представлена конструкция вертикальной змеевиковой печи, состоящей из радиантной и конвенционной камер, которая содержит опору 1, лаз 2, опорное кольцо 3, амбразуру 4, газовую форсунку 5, теплоизоляционную футеровку 6, змеевик 7, 10, 12, теплоизоляцию 8, корпус 9, держатель змеевика 13, 14,штуцер 15, трубопровод 16, дымовую трубу 17,гильзу для термопары 18, 19, опорный лист 20,люк 21. Способ переработки смешанных нефтяных отходов на установке осуществляется следующим образом: исходное сырье, представляющее собой смесь углеводородов с началом кипения 180 С и концом кипения 360 С, плотностьюdп 20=0,86-0,88 г/см 3, содержанием влаги не более 20-25%, принимается в емкость (Е-1). Здесь сырье подогревается до температуры 60 С водяным паром и отстаивается в течение 7 ч. После отстоя водная часть после предварительной обработки вращающимся вибрационным аппаратом через нижний штуцер сливается в канализацию, а органическая часть насосом Н-2 через фильтр Ф-1 а подается в промежуточную емкость Е 2. Здесь сырье подвергается дополнительной деэмульсации. Водная фаза через нижний штуцер сливается в канализацию. Очищенное нефтяное сырье из емкости Е 2 насосом Н-2 а через фильтр Ф-2 подается в трубную часть рекуператора Т-1, где за счет теплоты дистиллята подогревается до 120 С и подается в трубчатую печь П-1. Сырье, проходя в печи последовательно конвенционную и радиантную камеры,нагревается до 320-350 С. Температура сырья на выходе из печи измеряется термопарой, показания которой регистрируется вторичным прибором, установленным в операторной. Температура сырья на выходе из печи П-1 регулируется одним клапаном в каскадной схеме подачей и расходом топлива. Из трубчатой печи П-1 сырье в парожидкостном состоянии поступает в верхнюю часть куба вакуумной дистилляционной колонны К-1. В колонне К-1 производится разделение парожидкостной смеси сырья СНО на дистиллят и кубовый остаток. Дистиллят отбирается из колонны при температуре от 180 до 360 С и остаточном давлении 50 мм рт.ст. Пары дистиллята, проходя через кольца Рашига насадочной колонны дистилляционного 5 куба, попадают в межтрубное пространство рекуператора Т-1. Здесь обмениваются теплом с сырьем, далее направляются в сепаратор С-1,где отделяются от паров легких фракций и через смотровое окно (СО-1) и пробоотборник спускаются в емкости Е-3 и Е-3 а для сбора целевой фракции - печного топлива. В емкостях Е-3 и Е 3 а поддерживается вакуум 50-100 мм рт.ст. Легкая фракция углеводородов с Ткип 180 С собирается с верха колонны дистилляции, конденсируется в холодильнике Т-2 и через сепаратор С-4 стекает и емкости Е-5 и Е 5 а для сбора легкой углеводородной фракции сTкип 180C. Кубовый остаток снизу колонны К-1 (высота отбора 0,33 Н куб) самотеком поступает в вакуум-емкости Е-4 и Е-4 а, откуда насосом Н-4 откачивается в товарные емкости для котельного топлива. Вакуум-емкости Е-3/3 а, Е 4/4 а и Е 5/5 а поочередно отключаются от вакуумной системы для закачивания целевых продуктов в товарные емкости. Температура кубового остатка на выходе из колонны К-1 регистрируется. Вакуум в системе создается насосом (Н-7) ВВН 12, который соединяется с сепаратором С-3. До установления режима разделения углеводородов в кубе К-1 (t=270-300 С) нагретая масса в печи П-1 циркулирует по всей системе и через сырьевую емкость насосом Н-2 возвращается в систему. Подключение вакуума к системе осуществляется при установленном режиме в дистилляционном кубе К-1 температуры 200-220 С. Печное топливо с Ткип=180-320C имеет плотность 0,835-0,84 г/м 3 с Твсп=40 С. Физико-механические показатели кубового остатка представлены в таблице. Наименование пока- Мазут Ф-5 Кубовый зателей по ГОСТУ остаток Вязкость условная при 50 С мм 2/c не 36,2 35,0 более Зольность, % не бо 0,05 0,05 лее Содержание, %, не более механических 0,10 0,12 примесей - воды,0,3 следы водораст. кислот и отс. отc. щелочей Коксуемость, % не 6,0 6,0 более Температура,С вспышки в закрытом 80 85 тигле на гипсе, за-5-1 стывания на гипсе Теплота сгорания 44454 40560 мазута, кДж/кг 6 Из таблицы видно, что кубовый остаток по качественным показателям идентичен с мазутом Ф-5, используемым в качестве котельного топлива. При использовании изобретения достигается сокращение времени отстоя и деэмульсации сильно обводненных смешанных нефтяных отходов, энергозатрат до 1,5-2% от себестоимости продуктов переработки. Способ и установка просты в эксплуатации. Способ переработки смешанных нефтяных отходов безотходный,экологически совершенно безвредный. Литература 1. Патент РФ 2064959 опубл. БИ 26,10.08.96. 2. Патент РФ 2100403 опубл. БИ 36,27.12.97. 3. Заявка РФ 96109499/25 опубл. БИ 24, 27.08.98. 4. Патент РФ 2161176 опубл. БИ 36,27.12.2000. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки смешанных нефтяных отходов, включающий обезвоживание исходного сырья, его дистилляцию при нагревании с отделением парообразных продуктов от тяжелой фракции, конденсацию парообразных продуктов, разделение конденсата на легко- и высококипящую фракции, отличающийся тем,что обезвоживание и обессоливание смешанных нефтяных отходов осуществляют вибрационнокавитационными колебаниями вращающегося вибрационного аппарата, под действием которых сырье дополнительно очищается от механических примесей и свободной серы, причем дистилляцию головной фракции проводят при температуре 35-180 С при атмосферном давлении, вакуумную дистилляцию проводят при температуре 180-320 С с отбором печного топлива от середины дистилляционной колонны,кубовый остаток с температурой кипения 320360 С, представляющий собой котельное топливо, отбирают с низа колонны. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переработке подвергают смешанные нефтяные отходы с содержанием до 25% воды. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что переработке подвергают смешанные нефтяные отходы с содержанием до 10% серы и механических примесей. 4. Установка для осуществления способа переработки смешанных нефтяных отходов,включающая рекуперативные подогреватели,устройство для нагрева и упаривания нефтяного отхода, дистилляционную колонку, холодильники отходящих потоков, узел обезвоживания,конденсаторы и сепараторы, отличающаяся тем,что устройство для нагрева сырья выполнено в виде вертикальной змеевиковой трубчатой печи,в которой газовая форсунка выполнена в виде перфорированной пластины с конусными отверстиями. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем,что вращающийся вибрационный аппарат уста 8 новлен в емкостях для хранения исходного сырья, и/или в емкостях предварительного обогрева исходного сырья, и/или на отдельных участках вертикальной змеевиковой печи.

МПК / Метки

МПК: C10G 33/06, B01D 17/04

Метки: установка, нефтяных, переработки, осуществления, способ, смешанных, отходов

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/5-3083-sposob-pererabotki-smeshannyh-neftyanyh-othodov-i-ustanovka-dlya-ego-osushhestvleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ переработки смешанных нефтяных отходов и установка для его осуществления</a>

Похожие патенты