Процесс деструктивной перегонки мазутов разработан ГрозНИИ для увеличения ресурсов газойле-вых фракций — сырья для установок каталитического крекинга. Особенность процесса — сочетание перегонки сырья с термическим разложением его смолистого остатка в испарителе. Если бензиновые и керосиновые фракции образуются в основном в змеевике печи, то газойлевые фракции — в испарителе, работающем при сравнительно умеренной (420— 425 °С) температуре и невысоком избыточном давлении. Длительность пребывания крекируемой жидкости в испарителе составляет примерно 1,5 ч. Температура сырья на выходе из печи равна 460—475 °С.
Установка непрерывного действия с однократным пропуском сырья состоит из высокотемпературной секции, которая включает нагревательную печь и испаритель, и секций фракционирования и охлаждения (рис. III-3).
Мазут, поступающий с нефтеперегонной установки, насосом 8 через теплообменники 6 и 5 подается в змеевик печи 2. Пройдя по конвекционным трубам змеевика, мазут поступает в радиантные трубы (двухрядный экран). Во второй ряд радиантных труб вводится перегретый водяной пар. По выходе из радиантного змеевика смесь подается в нижнюю часть испарителя 3; туда же, но ниже ввода сырья подается и перегретый водяной пар. В испарителе 3 смесь разделяется на паровую и жидкую фазы. Объем испарителя достаточен для длительного пребывания в нем жидкости, продуваемой перегретым водяным паром.
С целью уменьшения вязкости тяжелого остатка, отводимого из испарителя поршневым насосом 4, предусмотрена возможность добавления разбавителя к сырью с помощью насоса 2. В качестве разбавителя используется часть получаемой на установке дизельной фракции, предварительно охлажденной. Выходящая из испарителя сверху смесь паров с небольшим количеством крекинг-газов является теплоносителем в теплообменнике 5; отсюда углеводородный конденсат, газы и пары поступают под нижнюю тарелку ректификационной колонны 9. Между 6 и 7-й тарелками этой колонны расположено внутреннее днище. Достигнув его, восходящий поток паров направляется в теплообменник 6. Образующаяся здесь жидкая флегма стекает на 5-ую тарелку колонны, а пары вводятся под 7-ую тарелку. Общее число тарелок в колонне — 15.
Нижний продукт колонны представляет собой газойль с началом кипения около 340 °С. Фракция дизельного топлива до вывода ее из отпарной колонны 10 продувается на шести тарелках водяным паром.
На схеме не показаны другие аппараты секции фракционирования, такие как конденсатор-холодильник для выходящих из колонны 9 сверху паров в смеси с газами и приемник орошения.
Для процесса деструктивной перегонки термического крекинга мазута была приспособлена одна из установок типа «Винклер—Кох». Недостатком рассмотренной схемы, но не процесса является весьма слабое использование вторичного тепла, особенно тепла тяжелого остатка, откачиваемого из испарителя. При высокой температуре исходного мазута его можно направлять, минуя теплообменники, непосредственно в змеевик печи. В этом случае необходимо пересмотреть схемы, в частности, с целью рационального использования избыточного тепла и теплообменных аппаратов.
Ниже приведен режим работы установки при деструктивной перегонке сернистого мазута (плотность при 20 °С 942 кг/м3; коксуемость 9,5 % масс., содержание серы 2 % масс. и фракций до 350 °С — 4,7 % масс.):
Температура сырья на выходе из печи, оС Расход водяного пара, % (масс.) на мазут в радиантные трубы в низ испарителя Длительность пребывания стекла в испарителе, мин Избыточное давление в испарителе, Мпа Скорость паров в испарителе, м/с Удельная тепловая напряжённость радиантных труб печи, МДж/(м2ч) | 460-475
1,5-2,0 5,5-7,0 40-120 0,2-0,3 ≈0,26 67,0-71,2 |
Выходе продуктов при обычной и деструктивной перегонке сернистого мазута (плотностью 942 кг/м3, 2% масс. серы) даны ниже в % (масс.)
Выход, % (масс.) | Обычная перегонка | Деструктивная перегонка |
Газ Бензин (кк 205оС) Фракция 205-350оС Фракция 350-550оС Остаток >550оС Итого | - - 4,7 51,9 43,4 100,0 | 1,70 3,84 11,83 60,39 22,24 100,00 |
Таким образом, выход дистиллятов увеличился с 56,6 при обычной перегонке до 76,06 % (масс.) при деструктивной.