Комплексний спосіб переробки залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів та електроенергії (варіанти) та пристрій для його здійснення

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Комплексний спосіб переробки залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів термічної конверсії і електроенергії, за яким принаймні частину залишкової сировини, що має точку кипіння мінімум 320 0С, піддають термічній конверсії з одержанням легких нафтопродуктів і залишкових продуктів термічної конверсії, далі залишкові продукти термічної конверсії направляють на газифікацію з використанням повітря або повітря, збагаченого киснем, або чистого кисню і одержують синтетичний газ, який використовують для вироблення електроенергії в установці для вироблення електроенергії, а димовий газ, що виходить з установки для вироблення електроенергії, пропускають через установку для рекуперації тепла, таким чином забезпечують наявність принаймні 50 % кількості теплоти, потрібної для процесу термічної конверсії, при цьому температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 650 0С.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні 90 % кількості теплоти, потрібної для підтримання процесу термічної конверсії, одержують за допомогою установки для рекуперації тепла.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що тепло одержують за допомогою установки для рекуперації тепла, яка функціонує нижче установки для вироблення електроенергії.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що установка для рекуперації тепла також служить для одержання тепла для пароутворення.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що залишкові продукти термічної конверсії, які використовують як сировину для вироблення синтетичного газу, одержують із залишкової сировини після одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії, причому така залишкова сировина в оптимальному варіанті є залишками при атмосферному тиску або вакуумованими залишками.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що термічну конверсію частково здійснюють в установці для рекуперації тепла, для чого залишкову сировину пропускають через установку для рекуперації тепла з одержанням легких нафтопродуктів термічної конверсії і частково перетвореної сировини, яку далі подають до циклонного сепаратора, в якому одержують донний потік важкої фракції і верхній потік легкої фракції.

7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що верхній потік легкої фракції принаймні частково перетвореної сировини піддають перегонці з одержанням принаймні бензинової фракції, газойлевої фракції та залишкового матеріалу термічної конверсії.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що принаймні частково перетворену сировину піддають перегонці з одержанням принаймні бензинової фракції, газойлевої фракції та залишкового матеріалу термічної конверсії.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що електроенергію виробляють шляхом застосування газової турбіни, димовий газ з якої спрямовують до установки для рекуперації тепла та до складу якої входять принаймні дві групи агрегатів для рекуперації тепла, причому краще, коли такі установки для рекуперації тепла додатково містять пристрій для рекуперації тепла низького рівня.

10. Комплексний спосіб переробки залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів термічної конверсії і електроенергії шляхом пропускання принаймні частини залишкової сировини, яка має точку кипіння мінімум 320 0С, через систему рекуперації тепла, що таким чином забезпечує початкове перетворення залишкової сировини, яку спрямовують до установки для перегонки, де одержують принаймні бензинову фракцію, газойлеву фракцію та залишковий матеріал термічної конверсії; піддають принаймні частину залишкового матеріалу термічної конверсії процесу газифікації з використанням повітря або повітря, збагаченого киснем, або чистого кисню і одержують синтетичний газ, який спрямовують до газової турбіни для вироблення електроенергії, а димовий газ, що виходить з газової турбіни, пропускають через систему рекуперації тепла, повертаючи тепло і забезпечуючи наявність принаймні 50 % кількості теплоти, потрібної для процесу термічної конверсії, при цьому температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 650 0С, а термічну обробку виконують принаймні частково в системі рекуперації тепла.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що залишкову сировину після системи рекуперації тепла спочатку пропускають через циклонний сепаратор, з якого повертають донний потік важкої фракції.

12. Спосіб за пп. 10 або 11, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 550 0С.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 10-12, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 420 до 525 0С.

14. Спосіб за будь-яким з пп. 10-13, який відрізняється тим, що залишковий матеріал термічної конверсії установки для перегонки піддають обробці під вакуумом з одержанням парафінового дистиляту і вакуумованих залишків, і парафіновий дистилят повертають за допомогою рециркулювання до донної частини установки для перегонки.

15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що парафіновий дистилят піддають термічній обробці перед поверненням його за допомогою рециркулювання до донної частини установки для перегонки.

16. Пристрій для переробки залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів термічної конверсії і електроенергії, який складається з установки термічної конверсії для одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії, установки газифікації для одержання синтетичного газу як сировини для вироблення електроенергії, установки вироблення електроенергії з використанням як сировини синтетичного газу та установки рекуперації тепла, яка дозволяє рекуперувати тепло з димового газу, що виходить з установки вироблення електроенергії, забезпечуючи наявність принаймні 50 % кількості теплоти, потрібної для процесу термічної конверсії, при цьому температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 650 0С

17. Пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 550 0С.

18. Пристрій за пп. 16 або 17, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 420 до 525 0С.

19. Пристрій за будь-яким з пп. 16-18, який відрізняється тим, що містить установку рекуперації тепла, до складу якої входять три групи агрегатів для рекуперації тепла, дві з яких дозволяють одержувати тепло високого рівня для часткового перетворення залишкової сировини і вакуумованого дистиляту, одержуваних під час перебігу процесу конверсії, а третя група дозволяє одержувати тепло низького рівня для утворення пари.

Текст

1. Комплексний спосіб переробки залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів термічної конверсії і електроенергії, за яким принаймні частину залишкової сировини, що має точку кипіння мінімум 320 С, піддають термічній конверсії з одержанням легких нафтопродуктів і залишкових продуктів термічної конверсії, далі залишкові продукти термічної конверсії направляють на газифікацію з використанням повітря або повітря, збагаченого киснем, або чистого кисню і одержують синтетичний газ, який використовують для вироблення електроенергії в установці для вироблення електроенергії, а димовий газ, що виходить з установки для вироблення електроенергії, пропускають через установку для рекуперації тепла, таким чином забезпечують наявність принаймні 50% кількості теплоти, потрібної для процесу термічної конверсії, при цьому температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 650 С. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що принаймні 90% кількості теплоти, потрібної для підтримання процесу термічної конверсії, одержують за допомогою установки для рекуперації тепла. 3. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що тепло одержують за допомогою установки для рекуперації тепла, яка функціонує нижче установки для вироблення електроенергії. 2 (19) 1 3 76736 4 термічної конверсії і електроенергії шляхом пропускання принаймні частини залишкової сировини, яка має точку кипіння мінімум 320 С, через систему рекуперації тепла, що таким чином забезпечує початкове перетворення залишкової сировини, яку спрямовують до установки для перегонки, де одержують принаймні бензинову фракцію, газойлеву фракцію та залишковий матеріал термічної конверсії; піддають принаймні частину залишкового матеріалу термічної конверсії процесу газифікації з використанням повітря або повітря, збагаченого киснем, або чистого кисню і одержують синтетичний газ, який спрямовують до газової турбіни для вироблення електроенергії, а димовий газ, що виходить з газової турбіни, пропускають через систему рекуперації тепла, повертаючи тепло і забезпечуючи наявність принаймні 50% кількості теплоти, потрібної для процесу термічної конверсії, при цьому температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 650 С, а термічну обробку виконують принаймні частково в системі рекуперації тепла. 11. Спосіб за п.10, який відрізняється тим, що залишкову сировину після системи рекуперації тепла спочатку пропускають через циклонний сепаратор, з якого повертають донний потік важкої фракції. 12. Спосіб за пп.10 або 11, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 550 С. 13. Спосіб за будь-яким з пп.10-12, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 420 до 525 С. 14. Спосіб за будь-яким з пп.10-13, який відрізняється тим, що залишковий матеріал термічної конверсії установки для перегонки піддають обробці під вакуумом з одержанням парафінового дистиляту і вакуумованих залишків, і парафіновий дистилят повертають за допомогою рециркулювання до донної частини установки для перегонки. 15. Спосіб за п.14, який відрізняється тим, що парафіновий дистилят піддають термічній обробці перед поверненням його за допомогою рециркулювання до донної частини установки для перегонки. 16. Пристрій для переробки залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів термічної конверсії і електроенергії, який складається з установки термічної конверсії для одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії, установки газифікації для одержання синтетичного газу як сировини для вироблення електроенергії, установки вироблення електроенергії з використанням як сировини синтетичного газу та установки рекуперації тепла, яка дозволяє рекуперувати тепло з димового газу, що виходить з установки вироблення електроенергії, забезпечуючи наявність принаймні 50% кількості теплоти, потрібної для процесу термічної конверсії, при цьому температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 650 С 17. Пристрій за п.16, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 400 до 550 С. 18. Пристрій за пп.16 або 17, який відрізняється тим, що температура процесу термічної конверсії знаходиться в межах від 420 до 525 С. 19. Пристрій за будь-яким з пп.16-18, який відрізняється тим, що містить установку рекуперації тепла, до складу якої входять три групи агрегатів для рекуперації тепла, дві з яких дозволяють одержувати тепло високого рівня для часткового перетворення залишкової сировини і вакуумованого дистиляту, одержуваних під час перебігу процесу конверсії, а третя група дозволяє одержувати тепло низького рівня для утворення пари. Даний винахід стосується способу одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії із залишкової сировини і вироблення електроенергії із синтетичного газу, одержуваного із залишкових продуктів термічної конверсії. Спосіб за цим винаходом являє собою, зокрема, комплексний спосіб одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії із залишкової сировини і вироблення електроенергії із синтетичного газу, одержуваного із залишкових продуктів термічної конверсії, котрі власне утворюються внаслідок термічного перетворення залишкової сировини на легкі нафтопродукти. Термічний крекінг є відомим як один з найстаріших, найефективніших та найнадійніших способів стандартної технології перегонки нафти. Метою стандартної перегонки є перетворення вуглеводневої сировини на один або декілька корисних продуктів. Залежно від наявної сировини і переліку потрібних продуктів, з часом було розроблено велику кількість способів перетворення вуглеводнів. Деякі способи є некаталітичними, наприклад, легкий крекінг та термічний крекінг, у той час як інші способи, наприклад, крекінг із псевдозрі дженим каталізатором (FCC), гідрокрекінг та реформінг, є каталітичними. Спільною рисою наведених вище способів є те, що вони є спрямованими, і часто оптимізованими, на одержання різних видів транспортного пального, таких як бензин та газойлі. Способи термічної конверсії є добре відомими у промисловості. Зокрема добре відомим і застосовуваним впродовж тривалого часу на багатьох нафтопереробним заводах різних країн світу є специфічний спосіб легкого крекінгу з використанням сокінг-камер (Shell Soaker Visbreaking Process). Наприклад, у публікації [ЕР-В-7656] описано спосіб неперервного термічного крекінгу рідких нафтопродуктів, включений до цього документа шляхом посилання. В цьому документі наведено посилання на застосування реакційних камер, зокрема реакційних камер з однією або кількома внутрішніми порожнинами. В кращих конфігураціях передбачено до 20 тарілок, краще сітчастих тарілок з круглими отворами діаметром від 5 до 200мм. Тривалість оброблення сировини в оптимальному варіанті складає від 5 до 60 хвилин. Такі способи застосовують з використанням ви 5 східного або низхідного потоку; кращі результати зазвичай отримують у разі використання висхідного режиму. В сучасних нафтопереробних заводах спостерігається тенденція до вироблення електроенергії .для внутрішнього використання або - при відповідних умовах - також для експорту. Добре відомими установками для вироблення електроенергії є газові турбіни. Такі механізми зазвичай складаються з повітряного компресора, однієї або декількох камер згоряння, в котрих під тиском згоряє газоподібне або рідке паливо, і турбіни, в котрій гарячі гази під високим тиском розширяються з падінням тиску до атмосферного. Оскільки високі температури утворюваних газоподібних продуктів згоряння можуть призводити до серйозного пошкодження лопаток турбіни (якщо вони є спрямованими безпосередньо на ці лопатки), такі газоподібні продукти згоряння зазвичай охолоджують до прийнятної температури шляхом змішування їх з великою кількістю надлишкового повітря, котре нагнітається компресором. Близько 65% сумарної наявної потужності витрачається компресором, у той час як частка корисної потужності складає лише 35%. Незначне зниження к.к.д. компресора призводить до зниження корисної потужності і - як наслідок до значного зниження результуючого к.к.д. Шляхом стискання повітря в дві стадії з проміжним охолодженням можна збільшити термічний к.к.д. газової турбіни. Таким чином, придатність палива є важливим фактором щодо оптимізації к.к.д. будьякої газової турбіни. Додаткове обмеження, що його слід брати до уваги у разі застосування газових турбін, полягає в неможливості використання в якості сировини для експлуатації газових турбін низькосортного високомолекулярного палива, оскільки деталі турбін легко піддаються корозії (навіть якщо це не пов'язується з описаними вище обмеженнями через наявність високих температур) і забруднюються сірчаними сполуками або золою (зокрема ванадієвими сполуками), через що можна очікувати скорочення інтервалів часу між капітальними ремонтами. Якщо існує потреба у тривалій неперервній експлуатації, газоподібне паливо або високосортні дистиляти (продукти перегонки) слід розглядати, очевидно, як єдиний практично здійснимий варіант. Зрозуміло, що вже докладено багато зусиль щодо комплексування різних операцій в галузі нафтопереробки з метою заощадження коштів. Це також стосується технології термічної конверсії та вироблення електроенергії. Автори запропонованого тут винаходу посилаються на останню публікацію [F.A.M, Schrijvers, P.J.W.M. van den Bosch та В.А. в "Douwes in Proceedings NPRA" (березень 1999p., Сан-Антоніо)]. В цій публікації під назвою "Thermal Conversion Technology in Modern Power Integrated Refinery Schemes" детально пояснено, яким чином можна поєднати експлуатацію так званої "установки з використанням газойлю термічного крекінгу" (Thermal Gasoil unit) з експлуатацією газової турбіни. Один із цікавих аспектів такого комплексування полягає у застосуванні установки для рекуперації тепла нижче газової турбіни, що 76736 6 дозволяє здійснювати заміну стандартного нагрівача з прямим обігрівом, сокінг-камери та рециркуляційного нагрівача для дистилятів. Хоча цей підхід характеризується значними перевагами порівняно до застосування стандартного обладнання (зокрема через можливість досягнення вельми низьких середніх та пікових значень питомого теплового потоку), він не справляє впливу на перелік продуктів термічного крекінгу, в якому все ще утворюється велика кількість залишкової сировини, що її зазвичай називають "крекінгзалишком миттєвого випарування під вакуумом" (VFCR). Зазвичай в установці з використанням газойлю термічного крекінгу утворюється від 45 до 65% (переважно близько 55%) за масою VFCR на певну кількість завантажуваного вихідного матеріалу. Існує потреба у використанні утворюваної залишкової сировини в якості сировини для експлуатації газової турбіни, що її включено в комплексний процес перероблення нафти. Проте мають місце принаймні дві ключові проблеми, котрі заважають безпосередньому використанню VFCR в якості сировини для експлуатації газових турбін. По-перше, речовини типу VFCR, подібно будьяким високомолекулярним залишкам, є насиченими побічними шкідливими сірчаними сполуками (котрі, власне, у більшій мірі накопичуються в згаданих залишках порівняно до вихідної сировини), що робить ці залишки непридатними для використання в якості описаної вище сировини для експлуатації газових турбін. По-друге, комплексна експлуатація потребувала би лише невеличку частку утворюваної речовини типу VFCR (припускаючи відсутність інших обмежень) для приведення в дію газової турбіни (наприклад, лише приблизно 25% (мас.) на певну кількість завантажуваного вихідного матеріалу); це означає, що переважна кількість залишкової сировини виявилася би непотрібною для такого робочого циклу, а відтак виникла би істотна невідповідність між двома технологічними операціями, що підлягають комплексуванню. З урахуванням наведених вище міркувань, стає очевидним, що існує нагальна потреба в удосконаленні операцій з перероблення нафти не лише з погляду на одержувані продукти, але також з погляду на комплексування засобів накопичення енергії, причому - при можливості - з оптимальним використанням побічних продуктів та/або донних потоків, важких фракцій - з погляду на заощадження коштів. На цей час винайдено спосіб, який дозволяє здійснювати реальне комплексування процесу термічної конверсії і експлуатацію газових турбін для подачі електроенергії шляхом принаймні часткового використання одержуваних залишкових речовин, котрі як такі є непридатними для робочого циклу газової турбіни, з метою експлуатації установки для газифікації, за допомогою якої одержують синтетичний газ, що його принаймні частково можна використовувати безпосередньо в робочому циклі газової турбіни, що, таким чином, дозволяє зберігати переваги вищезгаданої системи рекуперації тепла при одночасному виробленні 7 електроенергії і - як варіант - одержанні додаткової кількості синтетичного газу. Отже даний винахід стосується способу одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії із залишкової сировини і вироблення електроенергії із синтетичного газу, одержуваного із залишкових продуктів термічної конверсії, згідно з яким димовий газ, що виходить з установки для вироблення електроенергії, подають через установку для рекуперації тепла з одержанням принаймні частини тепла, потрібного для процесу термічної конверсії. Спосіб за цим винаходом являє собою, зокрема, комплексний спосіб, в якому залишковий матеріал термічної конверсії, використовуваний в якості сировини для створення синтетичного газу, одержують принаймні частково (але в оптимальному варіанті повністю) із залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів термічної конверсії. У додаток до тривалості оброблення завантажуваного для крекінгу матеріалу (як описано вище з посиланням на технологію легкого крекінгу з використанням сокінг-камер (Shell Soaker Visbreaking Process)), важливим технологічним параметром термічного крекінгу є температура. Бажаний ефект термічного крекінгу, тобто зменшення молекулярної маси та в'язкості завантажуваного матеріалу, випливає з того, що великі молекули характеризуються більш високим коефіцієнтом крекірування, ніж малі молекули. З праці [Sachanen (Conversion of Petroleum, 1948, Chapter 3)] відомо, що при низьких температурах різниця між коефіцієнтами крекірування великих і малих молекул збільшується і, як наслідок, результуючий бажаний ефект зростає. При дуже низьких температурах коефіцієнт крекірування зменшується до нерентабельних значень. Для отримання найкращих результатів температуру в зоні конверсії зазвичай підтримують в інтервалі значень від 400 до 650°С, краще в інтервалі значень від 400 до 550°С, зокрема в інтервалі значень від 420 до 525°С. На тривалість оброблення піддаваної крекінгу нафти також впливає тиск. Крекінг при високих значеннях тиску призводитиме до зменшення кількості пари, утримуваної рідиною в зоні реакції, а отже до збільшення тривалості оброблення. Крекінг при низьких значеннях тиску призводить до зменшення тривалості оброблення завантажуваної рідини. Зазвичай значення тиску становлять від 2 до 100бар, краще - від 2 до 65бар. Ступінь конверсії в процесі термічної конверсії в будь-якому разі може бути таким, що відповідає умовам підсумкового процесу. Зазвичай ступінь конверсії при перетворенні речовини на легкі продукти з точкою кипіння нижче 165°С може становити лише 2% (мас.) з розрахунку маси завантажуваного матеріалу або ж може сягати 70% (мас). Зазвичай ступінь конверсії становить від 5 до 50% (мас.) з розрахунку маси завантажуваного матеріалу, краще - від 10 до 30% (мас), найкраще - близько 20% (мас). Типові залишкові речовини являють собою високомолекулярну вуглеводневу сировину з точкою кипіння мінімум 320°С, зокрема з точкою кипіння мінімум 350°С, з вмістом принаймні 25% (мас.) 76736 8 вуглеводнів з характеристикою 520°С+ (тобто вуглеводнів з температурою википання понад 520°С), краще - понад 40% (мас.) вуглеводнів з характеристикою 520°С+, а найкраще - понад 75% (мас.) вуглеводнів з характеристикою 520°С+. Перевагу віддають використанню сировини з вмістом понад 90% (мас.) вуглеводнів з характеристикою 520°С+. Таким чином, зазвичай до складу сировини входять залишки при атмосферному тиску і вакуумовані залишки. При потребі залишкову вуглеводневу олію змішують з фракцією високомолекулярного дистиляту, такою як, наприклад, рецикловий газойль, одержуваний за допомогою каталітичного крекінгу фракції вуглеводневої олії, або ж із високомолекулярною вуглеводневою олією, одержуваною шляхом екстрагування із залишкової вуглеводневої олії. Стосовно вироблення електроенергії, добре відомим є той факт, що електроенергію (як головний продукт, а в багатьох випадках - як єдиний продукт) можна виробляти з використанням різних видів органічної сировини - від вугілля та природного газу до нафти або залишкових речовин. У разі використання таких видів сировини головна мета полягає в досягненні максимальної ефективності вироблення електроенергії, у той час як вуглеводневі продукти не одержують. Як згадано вище, мають місце суттєві обмеження у спробах використати високомолекулярну сірка-вмісну сировину безпосередньо в робочому циклі газової турбіни. Не існує способу безпосереднього перетворення "дешевих брудних калорій" на "чисті калорії". Таким чином, принаймні частина залишкової сировини, одержуваної на стадії термічної конверсії, підлягає використанню в якості сировини в процесі газифікації із забезпеченням належної рівноваги. В процесі газифікації вуглеводневий матеріал (від природного газу до вугілля) по суті оксидується з утворенням синтетичного газу (суміш водню і чадного газу), котрий власне може служити в якості сировини для багатьох процесів. Як джерело кисню можна використовувати повітря, хоча в кращому варіанті використовують збагачене киснем повітря, а в найкращому варіанті - чистий кисень, з огляду на підвищення теплоутворюючої здатності на одиницю об'єму одержуваного синтетичного газу. Однією з галузей застосування синтетичного газу є група процесів, котрі в якості сировини (єдиної) потребують водень (наприклад, процеси гідрогенізації), або ж паливні батареї, котрі також даютьелектроенергію, але потребують відсутності чадного газу, оскільки цей газ справляє шкідливий вплив на електроди, котрі є необхідними для функціонування паливних батарей. Якщо електроенергія має вироблятися газовими турбінами, синтетичний газ є оптимальною сировиною, а газифікація залишкових речовин є вельми ефективним процесом з погляду на одержання синтетичного газу достатньої якості для цієї мети. Технологічні умови газифікації залишкових речовин є добре відомими фахівцям у відповідній галузі. Основними стадіями процесу газифікації залишкових речовин є власне газифікація з відповідним використанням як окислювача повітря і наступним охо 9 лодженням неочищеного газоподібного продукту, зазвичай шляхом створення пари у разі застосування водяного охолодження, мокре очищення одержаного охолодженого синтетичного газу, котре дозволяє відділити сажу від одержаного синтетичного газу, і - як варіант - процедуру десульфуризації з метою видалення газоподібних сірчаних сполук, присутніх в одержаному синтетичному газі. Після вироблення електроенергії з використанням принаймні частини одержаного синтетичного газу (наприклад, за допомогою газової турбіни), димовий газ має виходити з установки для вироблення електроенергії. Оскільки димовий газ характеризується значною кількістю внутрішньої (власної) теплоти, її ефективно використовують для максимально можливої рекуперації з димового газу перед його випусканням в оточуюче середовище у вигляді відхідного робочого газу, що його принаймні частково використовуватимуть для одержання принаймні частини тепла, необхідного для процесу термічної конверсії. Виявлено, що тепло, котре можна рекуперовати на виході з газової турбіни, можна ефективно використовувати в комплексному способі термічної конверсії/газифікації для підігрівання сировини, призначеної для використання в технологічному процесі термічної конверсії, причому навіть до такої міри, що установку для прямого нагрівання, сокінг-камери та рециркуляційний нагрівач для конверсії можна заміняти установкою для рекуперації тепла. Оскільки залишок, що є наявним після закінчення процесу термічної конверсії, використовують принаймні частково (а в оптимальному варіанті - повністю) в якості сировини для процесу газифікації з утворенням синтетичного газу, можна досягти складного вдосконаленого комплексування тепла. Через застосування установки для рекуперації тепла, передбаченої в способі за цим винаходом, радше ніж через застосування стандартних нагрівачів з прямим обігрівом у процесі термічної конверсії, з'явилася можливість отримати вельми низькі середні та пікові значення теплового потоку, що дозволяє істотно збільшити тривалість серій (робочих циклів) перегонки, зазвичай застосовних в установках для термічної конверсії. У кращому варіанті реалізації установки для рекуперації тепла передбачено дві групи агрегатів для рекуперації тепла, встановлені послідовно з трубами для спалювання відхідних газів, що їх монтують для секцій ступенів дистиляту і залишку. Ці групи зазвичай являють собою установки для рекуперації тепла високого рівня, призначені відповідно для ступеня дистиляту і ступеня залишку. Як варіант, в установці для рекуперації тепла може бути присутньою третя група агрегатів для рекуперації тепла, котра зазвичай являє собою установку для рекуперації тепла низького рівня, яка є здатною створювати середній (помірний) тиск або перегріту пару. У кращому варіанті реалізації способу за даним винаходом мінімум 50% і оптимально 90% кількості теплоти, необхідної для підтримання термічної конверсії, одержують за допомогою установки для рекуперації тепла. Таке тепло рекупе 76736 10 рують в установці для рекуперації тепла нижче газової турбіни, що виробляє електроенергію. Спосіб за даним винаходом проілюстровано далі за текстом з посиланням на описані нижче фігури, котрі жодним чином не обмежують обсяг цього винаходу. На Фіг.1 показано інтегральну схему функціонування установки для рекуперації тепла, установки для термічної конверсії, установки для газифікації і установки для вироблення електроенергії. На Фіг.2 показано додаткову інтегральну схему реалізації способу, в якій частину одержаного продукту термічної конверсії обробляють в установці для миттєвого випарування під вакуумом з одержанням іще певної кількості перетворюваного продукту і вакуумованих залишків, котрі служать в якості сировини для установки для газифікації, у той час як матеріал, одержаний шляхом миттєвого випарування під вакуумом, повертають до комбінованої колони після проходження через установку для рекуперації тепла. На Фіг.3 показано кращий варіант реалізації установки для рекуперації тепла, в якому передбачено три групи перетворювальних агрегатів, призначених для рекуперації тепла високого і низького рівнів. На Фіг.1 схематично показано, що залишкову сировину спрямовують через лінію 1 через установку 30 для рекуперації тепла, котра служить для нагрівання вхідної сировини, що, таким чином, дозволяє здійснити певну конверсію (перетворення), котра призводить до утворення легких нафтопродуктів термічної конверсії. Необхідне для досягнення цієї мети тепло подають через лінію 9. Частково перетворену сировину спрямовують через лінію 2 до іншого елемента установки 35 для термічної конверсії (наприклад, сокінг-камери або комбінованої колони) для подальшого перетворення. Залежно від кількості теплоти, яка виробляється в установці 30, можна обминути операцію застосування установки 35 (тобто повне перетворення має місце під час проходження залишкової сировини через установку 30 для рекуперації тепла). Легкі продукти термічної конверсії видаляють через лінію 3 (або через лінію 2 у випадку повного перетворення) і - залежно від обставин - піддають подальшій обробці, наприклад, перегонці (не показано). Залишок після термічної конверсії спрямовують через лінію 4 (у випадку застосування установки 35) або ж - у вигляді донного потоку - з додаткового пристрою для оброблення (не показано) до установки 40 для газифікації, котра служить для перетворення залишку після термічної конверсії з використанням повітря, що його вводять через лінію 5, на синтетичний газ, котрий спрямовують через лінію 6 (як варіант - після видалення певної його кількості через лінію 7 для інших цілей) (не показано) до установки 50 для вироблення електроенергії (зазвичай до газової турбіни). Вироблену в установці 50 електроенергію подають до енергосистеми через лінію 8, а димовий газ, що виходить з установки 50 для вироблення електроенергії, спрямовують через лінію 9 до 11 установки 30 для рекуперації тепла з метою його використання як нагрівального середовища для вхідної залишкової сировини 1. Відхідний газ з установки 30 для рекуперації тепла виводять через лінію 10. При необхідності залишковий матеріал (відповідним чином оброблений) термічної конверсії та/або будь-яку іншу газифіковану речовину можна спрямовувати до установки 40 для газифікації у додаток до залишку, що надходить через лінію 4 (не показано). На Фіг.2 показано, що залишкову сировину спрямовують через лінію 1 і через установку 30 для рекуперації тепла, котра частково служить для нагрівання вхідної сировини, що, таким чином, дозволяє здійснити певне перетворення, котре призводить до утворення легких нафтопродуктів термічної конверсії. Частково перетворену сировину спрямовують через лінію 12 до циклонного сепаратора 60 з метою відділення високомолекулярної (важкої) речовини при проходженні через донну частину циклонного сепаратора, причому цю речовину спрямовують через лінії 14, 19, 20 до пристрою 80 для миттєвого випарування під вакуумом. Основну масу частково перетвореної сировини спрямовують через лінію 13 до комбінованої колони 70, призначеної для забезпечення подальшого перетворення залишкової сировини (частково перетвореної), а також для забезпечення розділення на певну кількість продуктів. Газоподібну речовину видаляють з комбінованої колони 70 через лінію 15, бензин - через лінію 16, газойль - через лінію 17; як варіант, важку фракцію, котра характеризується інтервалом кипіння, що перевищує інтервал кипіння газойлю, і не являє собою донний потік (що його спрямовують через лінію 19 разом із потоком 14 до пристрою 80 для миттєвого випарування під вакуумом), видаляють через лінію 18. Донний потік спрямовують через лінії 19 та 20 до пристрою 80 для миттєвого випарування під вакуумом, в якому його відділяють у вигляді парафінового дистиляту, котрий повертають шляхом рециркуляції, як варіант, разом із важкою фракцією, що повертається через лінію 18 до комбінованої колони 70 через лінії 23 та 24 після пропускання через установку 30 для рекуперації тепла з метою використання наявної в цій установці тепла, що, таким чином, дозволяє здійснити певне перетворення, котре призводить до утворення легких нафтопродуктів термічної конверсії. Рециркулюючий потік 24 потрапляє в комбіновану колону на певній висоті від дна і нижче точки відведення важкої фракції через лінію 18. Вакуумовані залишки спрямовують через лінію 22 до установки 40 для газифікації, призначеної для перетворення вакуумованих залишків - з використанням повітря, що його подають через лінію 5 - на синтетичний газ, котрий спрямовують через лінію 6 (як варіант, після видалення певної його частини через лінію 7 для інших цілей) (не показано) до установки 50 для вироблення електроенергії (в оптимальному варіанті - до газової турбіни). Вироблену в установці 50 електроенергію подають в енергосистему через лінію 8, а димовий 76736 12 газ, що виходить з установки 50 для вироблення електроенергії, спрямовують через лінію 9 до установки 30 для рекуперації тепла з метою його використання в якості нагрівального середовища як для вхідної сировини у вигляді залишку після термічної конверсії, призначеної для перетворення, так і для парафінового дистиляту, призначеного для рециркуляції через лінії 21 та 23, як варіант, разом із важкою фракцією, що її повертають з комбінованої колони через лінію 18. Відхідний газ з установки 30 для рекуперації тепла виводять через лінію 10. При необхідності залишковий матеріал (відповідним чином оброблений) термічної конверсії та/або будь-яку іншу газифіковану речовину можуть спрямовувати до установки 40 для газифікації у додаток до вакуумованих залишків, що їх подають через лінію 22 (не показано). На Фіг.3 схематично показано установку для рекуперації тепла, котру застосовують у способі за даним винаходом. Далі за текстом наведено її опис з використанням номерів посилання, наведених - залежно від ситуації - в описі Фіг.2. До складу установки 30 для рекуперації тепла входять три групи агрегатів для рекуперації тепла, призначених для подавання тепла на вхідну залишкову сировину, котра надходить через лінію 1 і виходить через лінію 12, на рециркулюючий потік 23 до комбінованої колони 70 (не показано), причому цей потік виходить з установки 30 через лінію 24, а також на змійовик для пари середнього тиску, позначений номером 25. За допомогою перших двох груп агрегатів одержують тепло високого рівня, що дозволяє прогріти і частково перетворити потоки, що надходять через лінії 1 та 23, у той час як за допомогою третьої групи агрегатів одержують тепло низького рівня, що дозволяє одержати пару через паровий змійовик 25. Даний винахід також стосується комплексної системи, призначеної для одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії і вироблення електроенергії, до складу якої включено установку для термічної конверсії з метою одержання легких нафтопродуктів термічної конверсії, установку для газифікації з метою одержання синтетичного газу як сировини для вироблення електроенергії з використанням залишків після термічної конверсії, установку для вироблення електроенергії з використанням в якості сировини синтетичного газу і установку для рекуперації тепла, котра є здатною рекуперувати тепло з димового газу, що виходить з установки для вироблення електроенергії, причому таке тепло можна принаймні частково використовувати для процесу термічної конверсії. В оптимальному варіанті до складу установки для рекуперації тепла входять три групи агрегатів для рекуперації, причому дві з них дозволяють одержувати тепло високого рівня для часткового перетворення залишкової сировини та вакуумованих залишків, одержуваних під час перебігу процесу конверсії, у той час як агрегат для рекуперації тепла низького рівня дозволяє одержувати пару середнього тиску. 13 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 76736 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Complex process for reprocessing residual feedstock with producing light oil products and electricity (variants) and device for realizing the same

Назва патенту російською

Комплексный способ переработки остаточного сырья с получением легких нефтепродуктов и электроэнергии (варианты) и устройство для его осуществления

МПК / Мітки

МПК: C10J 1/00, F02C 6/18, F01B 23/00, C10G 9/00

Мітки: легких, варіанти, нафтопродуктів, здійснення, сировини, електроенергії, комплексний, одержанням, пристрій, залишкової, переробки, спосіб

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/7-76736-kompleksnijj-sposib-pererobki-zalishkovo-sirovini-z-oderzhannyam-legkikh-naftoproduktiv-ta-elektroenergi-varianti-ta-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Комплексний спосіб переробки залишкової сировини з одержанням легких нафтопродуктів та електроенергії (варіанти) та пристрій для його здійснення</a>

Подібні патенти