WO2024019638A1 - Method for vacuum distilling hydrocarbon residues and heavy fractions - Google Patents
Method for vacuum distilling hydrocarbon residues and heavy fractions Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024019638A1 WO2024019638A1 PCT/RU2023/050078 RU2023050078W WO2024019638A1 WO 2024019638 A1 WO2024019638 A1 WO 2024019638A1 RU 2023050078 W RU2023050078 W RU 2023050078W WO 2024019638 A1 WO2024019638 A1 WO 2024019638A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- column
- vacuum distillation
- distillation column
- vacuum
- additional
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 title claims abstract 3
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 32
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 17
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/10—Vacuum distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils
- C10G7/06—Vacuum distillation
Definitions
- the invention relates to the oil and petrochemical industry, in particular, to columns for the vacuum distillation of hydrocarbon residues and heavy fractions and can be used to increase the energy efficiency of process units, increase the selection of products and reduce greenhouse gas emissions, including a vacuum unit.
- the disadvantage of this known method is low efficiency, low product selection and increased greenhouse gas emissions.
- the known method allows for a slight increase in efficiency due to the presence of an additional distillation column.
- the disadvantages of the method include low efficiency due to the ingress of vapor from the additional vacuum column into the main one, increased heat consumption, and the lack of removal of additional product flow and technical condensate.
- the technical problem solved by the proposed method of vacuum distillation of hydrocarbon residues is to increase the efficiency of the vacuum column by reducing the pressure in the stripping zone, located below the zone where raw materials are introduced into the column.
- the technical result obtained by solving the stated technical problem is to increase the energy efficiency of work (reducing the amount of heat input) and the extraction of gas oil fractions by reducing the pressure in the tar stripping zone, as well as reducing greenhouse gas emissions during the operation of the facility.
- a method for vacuum distillation of hydrocarbon residues and heavy fractions including feeding raw materials into a furnace, passing a flow heated in the furnace into the lower part of the main vacuum distillation column, an additional vacuum distillation column is located below the main part of the vacuum column, characterized by the fact that includes a semi-blind plate installed between the lower part of the main vacuum column and the upper part of the additional vacuum column; from the upper part of the additional vacuum column (under the semi-blind plate) the vapor phase exits to the vacuum-creating system block.
- the exit of the vapor phase to the block of the vacuum-creating system can be carried out with preliminary condensation and separation into gas, gas oil and condensate.
- the vapor phase from the bottom of the column can be transported through a vacuum-creating system (VSS) unit to the area where raw materials are introduced into the column.
- VSS vacuum-creating system
- Creating a reduced pressure by installing a vacuum-creating system unit on the vapor flow leaving the tar stripping zone allows one to reduce the temperature in the raw material input zone, while increasing the total selection of the distillate fraction by reducing the pressure in the tar stripping zone.
- lowering the temperature in the raw material input zone allows the rectification process to be carried out at a lower degree of heating of the raw material of the vacuum column and contributes to the formation of a smaller amount of decomposition gases, which helps to reduce the total pressure in the column and reduce energy costs for VSS.
- Reducing the degree of heating of the vacuum column feedstock also reduces greenhouse gas emissions from fuel combustion.
- a decrease in pressure in tar stripping leads to a general decrease in pressure in the column, which makes it possible to reduce the consumption of the working agent in the vacuum-creating system.
- VSS vacuum-creating system
- the method is carried out as follows:
- the raw material of the process is sent in direction 1 to the evaporation furnace 3, in which the required level of heating and evaporation of the raw material is ensured and then through a transfer pipeline is supplied to two entry points into the vacuum distillation column 4, into the raw material input zone to column 20.
- the flow is divided into two phases - a vapor phase and a liquid phase.
- the vapor phase is directed to the top of the vacuum distillation column, passes through layers of special packings and internal contact devices.
- Part of the vapor that does not condense under the conditions of the given temperature regime of the vacuum distillation column is removed from the top of the column into a special vacuum-creating system 6.
- the removal of gases 9 from the column through the VSS is ensured by the supply of an ejecting agent (gas and/or liquid flow and/or energy flow and /or mechanical energy, which are used to remove the vapor phase from a low-pressure area to a high-pressure area).
- the ejecting agent 8 As an ejecting agent 8, depending on the type of vacuum-creating system (VSS), energy/material flows are most often used, which may include water vapor, a component of straight-run or vacuum diesel fuel.
- the ejecting agent is the first heat exchanger 10 with a supply of cold flow 19.
- heat exchanger we mean a heat exchange unit, i.e. a set of several heat exchangers and auxiliary technical/technological equipment, for example pumps, separators, etc.
- the pressure in the area of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases will be greater by the value of the pressure drop when the vapor phase passes through layers of special nozzles and internal contact devices.
- the pressure in the lower part of the column which is located below the zone of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases, will also be greater than in the zone of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases by the value of the pressure drop when the flow of vapor and water vapor passes through layers of special packings and internal contact devices at the bottom of the column.
- Part of the vapor phase separated from the raw material in the area of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases is condensed at the top of the column using a circulating flow of the liquid phase (called circulation reflux), in the diagram this is the flow taken from the top of the column and passing through the first heat exchanger 10.
- circulation reflux a circulating flow of the liquid phase
- the heat in which is removed to the cold stream 19 The cooled circulating stream from the first heat exchanger is returned back to the top of the column to condense part of the vapor stream.
- the resulting balance amount of the liquid phase from the vapor stream is removed from the top of the column in the form of a liquid product stream - condensed diesel fraction (CDF) 18.
- CDF liquid product stream - condensed diesel fraction
- condensation of part of the vapor occurs in the middle zone of the vacuum distillation column, where part of the vapor is in contact with the circulating flow (circulation irrigation), cooled in the second heat exchanger 11.
- the condensed part of the vapor passes into the liquid phase and the balance amount is removed in the form of a second product - the gas oil fraction No. 1 – pos. 14.
- Water vapor supplied to the lower part of the vacuum distillation column provides additional evaporation of the target components from the tar.
- plate No. #n located below the raw material input zone, is “semi-blind”, which means that it passes the liquid phase into the lower part of the column into contact with water vapor for additional evaporation.
- the passage of the liquid phase through the “semi-blind” plate is possible due to the height of the liquid column.
- the “semi-blind” plate does not allow vapors to pass from the bottom of the vacuum distillation column into the area where raw materials are introduced into the column. All vapors accumulated under the “semi-blind” plate are sent to the third heat exchanger - (condenser) 12.
- the required temperature regime in 12 is ensured by supplying cold flow 19.
- a corresponding condensation of part of the vapor occurs, with the formation of a product, gas oil fraction No. 2 - pos. 15, and also water vapor is condensed and removed in the form of a condensate stream 16.
- the non-condensed part of the gases is sent to the VSS and then removed from the system 17.
- the lower part of the column under the semi-blind plate is designated as an additional vacuum column 5, into which water vapor 2 is supplied, the remaining gas oil components evaporate from the tar, and tar 13 is removed from the lower part.
- the pressure in 12 and in the upper part of the additional vacuum column 5 is significantly lower than the pressure in the raw material input zone, which makes it possible to additionally evaporate part of the liquid phase and obtain an additional amount of products expressed in the production of gas oil fraction No. 2.
- the presented scheme makes it possible to reduce the temperature of the raw material flow at the outlet of the furnace and, accordingly, the temperature of the raw materials in the zone of raw material input and separation into vapor and liquid phases.
- a decrease in temperature leads to a decrease in energy consumption in the furnace for the evaporation of raw materials, reduces the amount of gases formed due to decomposition and helps to reduce the overall pressure in the column.
- the increased consumption of the liquid phase is compensated by an increase in extraction due to a decrease in pressure in the lower part of the column due to the removal of vapors under a “semi-blind” plate into the third heat exchanger and further to the VSS.
- VSS vacuum-creating system
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
The invention relates to a method for vacuum distilling hydrocarbon residues and heavy fractions which includes supplying a feedstock to a furnace and passing the flow heated in the furnace into the lower part of a main vacuum distillation column, with an additional vacuum distillation column being situated below the main part of the vacuum column. The method includes installing between the lower part of the main vacuum distillation column and the upper part of the additional vacuum distillation column a chimney tray, wherein egress of a vapour phase is provided from the upper part of the additional vacuum distillation column to a unit of a vacuum generating system. The technical result lies in more energy efficient operation, increased separation of gasoil cuts, and reduced greenhouse gas emissions during operation.
Description
Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности, в частности, к колоннам вакуумной перегонки углеводородных остатков и тяжелых фракций и может быть использовано с целью повышения энергоэффективности работы технологических установок, увеличения отбора продуктов и снижения выбросов парниковых газов, включающих в себя вакуумный блок.The invention relates to the oil and petrochemical industry, in particular, to columns for the vacuum distillation of hydrocarbon residues and heavy fractions and can be used to increase the energy efficiency of process units, increase the selection of products and reduce greenhouse gas emissions, including a vacuum unit.
Известен «СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ПЕРЕГОНКИ ЖИДКОГО ПРОДУКТА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» RU 2083638[1], включающий подачу в вакуумную колонну жидкого продукта, отвод из нее жидкой фракции, подачу жидкой фракции после охлаждения в колонну в качестве циркуляционного орошения и откачивание из колонны струйным аппаратом парогазовой фазы, подают в качестве активной среды в струйный аппарат жидкую фракцию вакуумной колонны, проводят в проточной части струйного аппарата путем смешения парогазовой фазы с жидкой фракцией охлаждение и сжатие парогазовой фазы с переводом в жидкое состояние конденсирующихся ее компонентов, подают образовавшуюся газожидкостную смесь из струйного аппарата в сепаратор, откуда после разделения на газообразную и жидкую фазы последнюю подают в качестве циркуляционного орошения в вакуумную колонну.Known is “METHOD FOR VACUUM DISTILLATION OF LIQUID PRODUCT AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION” RU 2083638[1], which includes feeding a liquid product into a vacuum column, removing the liquid fraction from it, feeding the liquid fraction after cooling into the column as circulation irrigation and pumping out of the column with a jet apparatus vapor-gas phase, the liquid fraction of the vacuum column is fed into the jet apparatus as the active medium, the cooling and compression of the vapor-gas phase is carried out in the flow part of the jet apparatus by mixing the vapor-gas phase with the liquid fraction, converting its condensing components into a liquid state, the resulting gas-liquid mixture is fed from the jet apparatus into the separator, from where, after separation into gaseous and liquid phases, the latter is fed as circulation reflux into a vacuum column.
Недостатком известного способа является низкая эффективность, низкие отборы продуктов и повышенные выбросы парниковых газов.The disadvantage of this known method is low efficiency, low product selection and increased greenhouse gas emissions.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ ПОТОКА НЕОЧИЩЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ» RU 2621042 [2], включающий подачу сырья в печь, пропускание нагретого в печи потока в нижнюю часть основной вакуумной дистилляционной колонны, ниже основной части вакуумной колонны расположена дополнительная вакуумная дистилляционная колонна.The closest to the claimed technical solution is “METHOD FOR VACUUM DISTILLATION OF A FLOW OF CRUDE HYDROCARBONS” RU 2621042 [2], which includes feeding raw materials into a furnace, passing the flow heated in the furnace into the lower part of the main vacuum distillation column, below the main part of the vacuum column there is an additional vacuum distillation column .
Известный способ позволяет несколько повысить эффективность благодаря наличию дополнительной дистилляционной колонны.The known method allows for a slight increase in efficiency due to the presence of an additional distillation column.
К недостаткам способа относится низкая эффективность, обусловленная попаданием паров из дополнительной вакуумной колонны в основную, повышенным расходом тепла, отсутствием вывода дополнительного продуктового потока и технического конденсата.The disadvantages of the method include low efficiency due to the ingress of vapor from the additional vacuum column into the main one, increased heat consumption, and the lack of removal of additional product flow and technical condensate.
Техническая задача, решаемая предлагаемым способом вакуумной перегонки углеводородных остатков, состоит в повышении эффективности работы вакуумной колонны, за счет снижения давления в зоне стриппинга, располагаемого ниже зоны ввода сырья в колонну.The technical problem solved by the proposed method of vacuum distillation of hydrocarbon residues is to increase the efficiency of the vacuum column by reducing the pressure in the stripping zone, located below the zone where raw materials are introduced into the column.
Технический результат, получаемый при решении поставленной технической задачи, заключается в повышении энергоэффективности работы (снижении количества подводимого тепла) и отборов газойлевых фракций за счет снижения давления в зоне стриппинга гудрона, а также снижения выбросов парниковых газов при работе объекта.The technical result obtained by solving the stated technical problem is to increase the energy efficiency of work (reducing the amount of heat input) and the extraction of gas oil fractions by reducing the pressure in the tar stripping zone, as well as reducing greenhouse gas emissions during the operation of the facility.
Технический результат достигается тем, что: способ вакуумной перегонки углеводородных остатков и тяжелых фракций, включающий подачу сырья в печь, пропускание нагретого в печи потока в нижнюю часть основной вакуумной дистилляционной колонны, ниже основной части вакуумной колонны расположена дополнительная вакуумная дистилляционная колонна, характеризуется тем, что включает установленную между нижней частью основной вакуумной колонны и верхней частью дополнительной вакуумной колонны полуглухую тарелку, из верхней части дополнительной вакуумной колонны (под полуглухой тарелкой) обеспечен выход паровой фазы на блок вакуумсоздающей системы.The technical result is achieved in that: a method for vacuum distillation of hydrocarbon residues and heavy fractions, including feeding raw materials into a furnace, passing a flow heated in the furnace into the lower part of the main vacuum distillation column, an additional vacuum distillation column is located below the main part of the vacuum column, characterized by the fact that includes a semi-blind plate installed between the lower part of the main vacuum column and the upper part of the additional vacuum column; from the upper part of the additional vacuum column (under the semi-blind plate) the vapor phase exits to the vacuum-creating system block.
Выход паровой фазы на блок вакуумсоздающей системы можно осуществлять с предварительной конденсацией и разделением на газ, газойль и конденсат.The exit of the vapor phase to the block of the vacuum-creating system can be carried out with preliminary condensation and separation into gas, gas oil and condensate.
Паровая фаза из нижней части колонны посредством блока вакуумсоздающей системы (ВСС) может транспортироваться в зону ввода сырья в колонну.The vapor phase from the bottom of the column can be transported through a vacuum-creating system (VSS) unit to the area where raw materials are introduced into the column.
Технический результат: Создание пониженного давления за счет установки на потоке паров, выходящих из зоны стриппинга гудрона, блока вакуумсоздающей системы позволяет снизить температуру в зоне ввода сырья, при этом повысив суммарный отбор дистиллятной фракции за счет снижения давления в зоне стриппинга гудрона. В свою очередь снижение температуры в зоне ввода сырья позволяет вести процесс ректификации при более низкой степени нагрева сырья вакуумной колонны и способствует образованию меньшего количества газов разложения, что способствует снижению общего давления в колонне, уменьшению энергозатрат на ВСС. Снижение степени нагрева сырья вакуумной колонны также позволяет снизить выбросы парниковых газов от сжигания топлива. Также, снижение давления в стриппинге гудрона приводит к общему снижению давления в колонне, что позволяет снизить расход рабочего агента в вакуумсоздающей системе.Technical result: Creating a reduced pressure by installing a vacuum-creating system unit on the vapor flow leaving the tar stripping zone allows one to reduce the temperature in the raw material input zone, while increasing the total selection of the distillate fraction by reducing the pressure in the tar stripping zone. In turn, lowering the temperature in the raw material input zone allows the rectification process to be carried out at a lower degree of heating of the raw material of the vacuum column and contributes to the formation of a smaller amount of decomposition gases, which helps to reduce the total pressure in the column and reduce energy costs for VSS. Reducing the degree of heating of the vacuum column feedstock also reduces greenhouse gas emissions from fuel combustion. Also, a decrease in pressure in tar stripping leads to a general decrease in pressure in the column, which makes it possible to reduce the consumption of the working agent in the vacuum-creating system.
Осуществление изобретения: На показано осуществление способа (первый вариант), на показано осуществление способа (второй вариант), где:Implementation of the invention: On shows the implementation of the method (first option), on shows the implementation of the method (second option), where:
1 – подача сырья;1 – supply of raw materials;
2 – подача водяного пара;2 – supply of water steam;
3 – печь;3 – oven;
4 – основная вакуумная колонна;4 – main vacuum column;
5 – дополнительная вакуумная колонна;5 – additional vacuum column;
6 – блок вакуумсоздающей системы (ВСС);6 – vacuum-creating system (VSS) block;
7 – полуглухая тарелка;7 – semi-blind plate;
8 – эжектирующий агент;8 – ejecting agent;
9 – выход газов;9 – gas outlet;
10 – первый теплообменный аппарат;10 – first heat exchanger;
11 – второй теплообменный аппарат;11 – second heat exchanger;
12 – третий теплообменный аппарат12 – third heat exchanger
13 – выход гудрона или тяжелого остатка;13 – yield of tar or heavy residue;
14 – выход газойлевой фракции №1;14 – yield of gas oil fraction No. 1;
15 – выход газойлевой фракции №2;15 – yield of gas oil fraction No. 2;
16 – выход конденсата;16 – condensate outlet;
17 – выход газов на ВСС;17 – gas outlet to the VSS;
18 – выход конденсированной дизельной фракции;18 – yield of condensed diesel fraction;
19 – холодный поток.19 – cold flow.
20 – зона ввода сырья в колонну.20 – zone for introducing raw materials into the column.
Способ осуществляют следующим образом:The method is carried out as follows:
Сырье процесса, остаток атмосферной перегонки нефти и/или углеводородного сырья направляется по направлению 1 в испарительную печь 3, в которой обеспечивается требуемый уровень нагрева и испарения сырья и далее через трансферный трубопровод подается в две точки ввода в вакуумную ректификационную колонну 4, в зону ввода сырья в колонну 20.The raw material of the process, the remainder of the atmospheric distillation of oil and/or hydrocarbon raw materials, is sent in direction 1 to the evaporation furnace 3, in which the required level of heating and evaporation of the raw material is ensured and then through a transfer pipeline is supplied to two entry points into the vacuum distillation column 4, into the raw material input zone to column 20.
В зоне ввода сырья в колонне происходит разделение потока на две фазы – паровую фазу и жидкую фазу. Паровая фаза направляется в верх вакуумной ректификационной колонны, проходит слои специальных насадок и внутренних контактных устройств.In the raw material input zone in the column, the flow is divided into two phases - a vapor phase and a liquid phase. The vapor phase is directed to the top of the vacuum distillation column, passes through layers of special packings and internal contact devices.
Часть паров, которая не конденсируется в условиях заданного температурного режима вакуумной ректификационной колонны, отводится сверху колонны в специальную вакуумсоздающую систему 6. Отвод газов 9 из колонны через ВСС обеспечивается за счет подачи эжектирующего агента (поток газа и/или жидкости и/или энергетический поток и/или механическая энергия, которые используются для отвода паровой фазы из области низкого давления в область с высоким давлением).Part of the vapor that does not condense under the conditions of the given temperature regime of the vacuum distillation column is removed from the top of the column into a special vacuum-creating system 6. The removal of gases 9 from the column through the VSS is ensured by the supply of an ejecting agent (gas and/or liquid flow and/or energy flow and /or mechanical energy, which are used to remove the vapor phase from a low-pressure area to a high-pressure area).
В качестве эжектирующего агента 8, в зависимости от типа вакуумсоздающей системы (ВСС), чаще всего используются именно энергетические/материальные потоки, к которым может относится водяной пар, компонент прямогонного или вакуумного дизельного топлива. В первом варианте эжектирующим агентом является первый теплообменный аппарат 10 с подачей холодного потока 19. Под теплообменным аппаратом подразумевается блок теплообмена, т.е. совокупность нескольких теплообменных аппаратов и вспомогательного технического/технологического оборудования, к примеру насосы, сепараторы и т.д. Таким образом, поддерживается необходимое и заданное значение остаточного давления в верху колонны. Давление в зоне ввода сырья и разделения на паровую и жидкую фазы, будет больше на значение перепада давления при прохождении паровой фазы через слои специальных насадок и внутренних контактных устройств. Давление в нижней части колонны, которая располагается ниже зоны ввода сырья и разделения на паровую и жидкую фазы будет также больше чем в зоне ввода сырья и разделения на паровую и жидкую фазы на значение перепада давления при прохождении потока паров и водяного пара через слои специальных насадок и внутренних контактных устройств в нижней части колонны.As an ejecting agent 8, depending on the type of vacuum-creating system (VSS), energy/material flows are most often used, which may include water vapor, a component of straight-run or vacuum diesel fuel. In the first embodiment, the ejecting agent is the first heat exchanger 10 with a supply of cold flow 19. By heat exchanger we mean a heat exchange unit, i.e. a set of several heat exchangers and auxiliary technical/technological equipment, for example pumps, separators, etc. Thus, the required and specified value of the residual pressure at the top of the column is maintained. The pressure in the area of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases will be greater by the value of the pressure drop when the vapor phase passes through layers of special nozzles and internal contact devices. The pressure in the lower part of the column, which is located below the zone of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases, will also be greater than in the zone of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases by the value of the pressure drop when the flow of vapor and water vapor passes through layers of special packings and internal contact devices at the bottom of the column.
Часть паровой фазы, отделившейся от сырья в зоне ввода сырья и разделения на паровую и жидкую фазы, конденсируется в верхней части колонны при помощи циркулирующего потока жидкой фазы (называют циркуляционным орошением), на схеме это поток, отбираемый вверху колонны и проходящий через первый теплообменный аппарат 10. Тепло в котором отводится к холодному потоку 19. Охлажденный циркулирующий поток из первого теплообменного аппарата возвращается обратно в верхнюю часть колонны, для конденсации части потока паров. Образующееся балансовое количество жидкой фазы из потока паров выводится с верху колонны в виде жидкого потока продукта – конденсированная дизельная фракция (КДТ) 18.Part of the vapor phase separated from the raw material in the area of input of raw materials and separation into vapor and liquid phases is condensed at the top of the column using a circulating flow of the liquid phase (called circulation reflux), in the diagram this is the flow taken from the top of the column and passing through the first heat exchanger 10. The heat in which is removed to the cold stream 19. The cooled circulating stream from the first heat exchanger is returned back to the top of the column to condense part of the vapor stream. The resulting balance amount of the liquid phase from the vapor stream is removed from the top of the column in the form of a liquid product stream - condensed diesel fraction (CDF) 18.
Аналогичным образом происходит конденсация части паров в средней зоне вакуумной ректификационной колонны, где часть паров контактирует с циркулирующим потоком (циркуляционным орошением), охлаждаемом во втором теплообменном аппарате 11. Конденсированная часть паров переходит в жидкую фазу и балансовое количество выводится в виде второго продукта – газойлевой фракции № 1 – поз. 14.In a similar way, condensation of part of the vapor occurs in the middle zone of the vacuum distillation column, where part of the vapor is in contact with the circulating flow (circulation irrigation), cooled in the second heat exchanger 11. The condensed part of the vapor passes into the liquid phase and the balance amount is removed in the form of a second product - the gas oil fraction No. 1 – pos. 14.
Водяной пар, подаваемый в нижнюю часть вакуумной ректификационной колонны, обеспечивает дополнительное испарение целевых компонентов из гудрона. При этом тарелка № #n, расположенная ниже зоны ввода сырья, является «полуглухой», что означает, что она пропускает жидкую фазу в нижнюю часть колонны на контакт с водяным паром для дополнительного испарения. Пропуск жидкой фазы через «полуглухую» тарелку возможен за счет высоты столба жидкости. При этом «полуглухая» тарелка не пропускает пары из нижней части вакуумной ректификационной колонны в зону ввода сырья в колонну. Все пары, аккумулируемые под «полуглухой» тарелкой, направляются в третий теплообменный аппарат – (конденсатор) 12.Water vapor supplied to the lower part of the vacuum distillation column provides additional evaporation of the target components from the tar. In this case, plate No. #n, located below the raw material input zone, is “semi-blind”, which means that it passes the liquid phase into the lower part of the column into contact with water vapor for additional evaporation. The passage of the liquid phase through the “semi-blind” plate is possible due to the height of the liquid column. In this case, the “semi-blind” plate does not allow vapors to pass from the bottom of the vacuum distillation column into the area where raw materials are introduced into the column. All vapors accumulated under the “semi-blind” plate are sent to the third heat exchanger - (condenser) 12.
Требуемый температурный режим в 12 обеспечивается за счет подачи холодного потока 19. При обеспечении требуемой температуры происходит соответствующая конденсация части паров, с образованием продукта, газойлевая фракция № 2 – поз. 15, а также водяной пар конденсируется и выводится в виде потока конденсата 16. Неконденсированная часть газов направляется на ВСС и далее вывод из системы 17.The required temperature regime in 12 is ensured by supplying cold flow 19. When the required temperature is achieved, a corresponding condensation of part of the vapor occurs, with the formation of a product, gas oil fraction No. 2 - pos. 15, and also water vapor is condensed and removed in the form of a condensate stream 16. The non-condensed part of the gases is sent to the VSS and then removed from the system 17.
Нижняя часть колонны под полуглухой тарелкой обозначена как дополнительная вакуумная колонна 5, в которую подается водяной пар 2, происходит испарение оставшейся части газойлевых компонентов от гудрона и из нижней части выводится гудрон 13.The lower part of the column under the semi-blind plate is designated as an additional vacuum column 5, into which water vapor 2 is supplied, the remaining gas oil components evaporate from the tar, and tar 13 is removed from the lower part.
Давление в 12 и в верхней части дополнительной вакуумной колонны 5 значительно ниже, чем давление в зоне ввода сырья, что позволяет дополнительно испарить часть жидкой фазы и получить дополнительное количество продуктов, выражаемых в производстве газойлевой фракции № 2.The pressure in 12 and in the upper part of the additional vacuum column 5 is significantly lower than the pressure in the raw material input zone, which makes it possible to additionally evaporate part of the liquid phase and obtain an additional amount of products expressed in the production of gas oil fraction No. 2.
Возможен вариант когда паровая фаза из верхней части дополнительной колонны посредством ВСС транспортируется в зону ввода сырья, показанный на .An option is possible when the vapor phase from the top of the additional column is transported through the VSS to the raw material input zone, shown in .
В сочетании с производством дополнительного количества продуктов – газойлевой фракции № 2, представленная схема позволяет снижать температуру сырьевого потока на выходе из печи и, соответственно, температуру сырья в зоне ввода сырья и разделения на паровую и жидкую фазы. Снижение температуры приводит к уменьшению энергозатрат в печи на испарение сырья, снижает количество газов, образующихся за счет разложения и способствует снижению общего давления в колонне. Увеличенный расход жидкой фазы компенсируется увеличением отбора за счет снижения давления в нижней части колонны за счет отвода паров под «полуглухой» тарелкой в третий теплообменный аппарат и далее на ВСС.In combination with the production of an additional amount of products - gas oil fraction No. 2, the presented scheme makes it possible to reduce the temperature of the raw material flow at the outlet of the furnace and, accordingly, the temperature of the raw materials in the zone of raw material input and separation into vapor and liquid phases. A decrease in temperature leads to a decrease in energy consumption in the furnace for the evaporation of raw materials, reduces the amount of gases formed due to decomposition and helps to reduce the overall pressure in the column. The increased consumption of the liquid phase is compensated by an increase in extraction due to a decrease in pressure in the lower part of the column due to the removal of vapors under a “semi-blind” plate into the third heat exchanger and further to the VSS.
Реализации данного способа вакуумной перегонки углеводородных остатков приводит к снижению энергопотребления на 25-30% при одновременном повышении отборов и качества получаемой продукции. Эквивалентному на 25-30% снижению выбросов парниковых газов от сжигания топлива.The implementation of this method of vacuum distillation of hydrocarbon residues leads to a reduction in energy consumption by 25-30% while simultaneously increasing the extraction and quality of the resulting product. Equivalent to a 25-30% reduction in greenhouse gas emissions from fuel combustion.
1 – подача сырья;1 – supply of raw materials;
2 – подача водяного пара;2 – supply of water steam;
3 – печь;3 – oven;
4 – основная вакуумная колонна;4 – main vacuum column;
5 – дополнительная вакуумная колонна;5 – additional vacuum column;
6 – блок вакуумсоздающей системы (ВСС);6 – vacuum-creating system (VSS) block;
7 – полуглухая тарелка;7 – semi-blind plate;
8 – эжектирующий агент;8 – ejecting agent;
9 – выход газов;9 – gas outlet;
10 – первый теплообменный аппарат;10 – first heat exchanger;
11 – второй теплообменный аппарат;11 – second heat exchanger;
12 – третий теплообменный аппарат12 – third heat exchanger
13 – выход гудрона или тяжелого остатка;13 – yield of tar or heavy residue;
14 – выход газойлевой фракции №1;14 – yield of gas oil fraction No. 1;
15 – выход газойлевой фракции №2;15 – yield of gas oil fraction No. 2;
16 – выход конденсата;16 – condensate outlet;
17 – выход газов на ВСС;17 – gas outlet to the VSS;
18 – выход конденсированной дизельной фракции;18 – yield of condensed diesel fraction;
19 – холодный поток.19 – cold flow.
20 – зона ввода сырья в колонну.20 – zone for introducing raw materials into the column.
Claims (4)
- Способ вакуумной перегонки углеводородных остатков и тяжелых фракций, включающий подачу сырья в печь, пропускание нагретого в печи потока в нижнюю часть основной вакуумной дистилляционной колонны, ниже основной части вакуумной колонны расположена дополнительная вакуумная дистилляционная колонна, отличающийся тем, что включает установку между нижней частью основной вакуумной дистилляционной колонны и верхней частью дополнительной вакуумной дистилляционной колонны полуглухой тарелки, при этом обеспечивают выход паровой фазы из верхней части дополнительной дистилляционной вакуумной колонны на блок вакуумсоздающей системы (ВСС). A method for vacuum distillation of hydrocarbon residues and heavy fractions, including feeding raw materials into a furnace, passing a flow heated in the furnace into the lower part of the main vacuum distillation column; below the main part of the vacuum column there is an additional vacuum distillation column, characterized in that it includes an installation between the lower part of the main vacuum distillation column. distillation column and the upper part of the additional vacuum distillation column of the semi-blind tray, while ensuring the exit of the vapor phase from the upper part of the additional vacuum distillation column to the vacuum-creating system (VSS) block.
- Способ по п.1, отличающийся тем, что выход паровой фазы на блок вакуумсоздающей системы осуществляют с предварительной конденсацией и разделением на газ, газойль и конденсат.The method according to claim 1, characterized in that the release of the vapor phase to the block of the vacuum-creating system is carried out with preliminary condensation and separation into gas, gas oil and condensate.
- Способ по п.1, отличающийся тем, что паровая фаза из верхней части дополнительной вакуумной дистилляционной колонны посредством ВСС транспортируется в зону ввода сырья в колонну.The method according to claim 1, characterized in that the vapor phase from the upper part of the additional vacuum distillation column is transported by means of VSS to the zone where raw materials are introduced into the column.
- Способ по п.1, отличающийся тем, что давление в дополнительной вакуумной дистилляционной колонне ниже давления ввода сырья в нижнюю часть основной вакуумной дистилляционной колонны.The method according to claim 1, characterized in that the pressure in the additional vacuum distillation column is lower than the pressure at which the raw material is introduced into the lower part of the main vacuum distillation column.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2022119495 | 2022-07-16 | ||
RU2022119495A RU2792370C1 (en) | 2022-07-16 | Method for vacuum distillation of hydrocarbon residues and heavy fractions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024019638A1 true WO2024019638A1 (en) | 2024-01-25 |
Family
ID=89618396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2023/050078 WO2024019638A1 (en) | 2022-07-16 | 2023-04-08 | Method for vacuum distilling hydrocarbon residues and heavy fractions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024019638A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU743752A1 (en) * | 1978-03-16 | 1980-06-30 | Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности | Vacuum column |
WO2012058009A2 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Uop Llc | Vapor and liquid flow control in a dividing wall fractional distillation column |
RU2621042C2 (en) * | 2012-01-17 | 2017-05-31 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Method of crude hydrocarbon flow vacuum distillation |
US20170204336A1 (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Fluor Technologies Corporation | Quenching vacuum distillation column wash zone liquid |
-
2023
- 2023-04-08 WO PCT/RU2023/050078 patent/WO2024019638A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU743752A1 (en) * | 1978-03-16 | 1980-06-30 | Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности | Vacuum column |
WO2012058009A2 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Uop Llc | Vapor and liquid flow control in a dividing wall fractional distillation column |
RU2621042C2 (en) * | 2012-01-17 | 2017-05-31 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Method of crude hydrocarbon flow vacuum distillation |
US20170204336A1 (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Fluor Technologies Corporation | Quenching vacuum distillation column wash zone liquid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108138053B (en) | Combined heat and power delayed coking device | |
US8524070B2 (en) | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent | |
US7172686B1 (en) | Method of increasing distillates yield in crude oil distillation | |
US4239618A (en) | Twin tower distillation of crude oil | |
JPH10507782A (en) | Method for vacuum distillation of liquid products, especially petroleum feedstock, and apparatus for performing the same | |
US11046893B2 (en) | Process and a system for hydrocarbon steam cracking | |
JPH11158086A (en) | Control over viscosity of quenching oil | |
US5415764A (en) | Process for the further processing of a vacuum residue in a crude oil refinery | |
EP0187030A2 (en) | Multi-component fractionation process | |
RU2544994C1 (en) | Method and unit for oil preliminary distillation | |
US4670133A (en) | Heavy oil coking process | |
WO2024019638A1 (en) | Method for vacuum distilling hydrocarbon residues and heavy fractions | |
RU2792370C1 (en) | Method for vacuum distillation of hydrocarbon residues and heavy fractions | |
CN111939584B (en) | Crude benzene evaporation process and system in benzene hydrogenation reaction system | |
US20180346824A1 (en) | Method for the vacuum distillation of a hydrocarbon feedstock and associated facility | |
US4131538A (en) | Method of separating a predetermined fraction from petroleum oil using multistage evaporators | |
RU2546677C1 (en) | Method and installation of hydrocracking with obtaining motor fuels | |
RU2446854C1 (en) | Method of de-ethanising of unstable gas condensate and plant to this end | |
SU1648961A1 (en) | Process for petroleum refining | |
RU2263703C1 (en) | Mazut distillation process | |
RU2102103C1 (en) | Method and installation for vacuum distillation of liquid product | |
RU2796004C1 (en) | Installation for atmospheric oil distillation | |
SU1685974A1 (en) | Method of distilling crude oil | |
RU2824117C1 (en) | Method of stripping acidic water in rectification column with vertical dividing wall | |
RU2535493C2 (en) | Method of kerosene fractions stabilizing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23843457 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |