Способ для переработки нефтесодержащих твердых материалов и установка для его осуществления
Номер патента: 16003
Опубликовано: 30.01.2012
Авторы: Миссалла Михаель, Анастасиевич Никола, Шнайдер Гюнтер
Формула / Реферат
1. Способ переработки нефтесодержащих твердых материалов, в частности нефтеносного песка или горючего сланца, включающий следующие стадии, на которых:
подают нефтесодержащие твердые материалы в реактор для выделения нефтесодержащих паров при температуре от 300 до 1000°C;
подают выделенные в реакторе нефтесодержащие пары в крекинг-аппарат, в котором происходит расщепление тяжелых нефтяных компонентов;
разделяют полученные в крекинг-аппарате легкие углеводороды и выводят потоки продуктов;
вводят в печь оставшиеся в реакторе твердые материалы, включающие неиспарившуюся фракцию тяжелых углеводородов;
сжигают в печи оставшиеся в твердых материалах тяжелые углеводороды при температуре от 600 до 1500°С, преимущественно от 1050 до 1200°С;
рециркулируют твердые материалы из печи в реактор, причем окислительная атмосфера печи отделена от атмосферы реактора блокировочным устройством, и блокировочное устройство между печью и реактором включает в себя спускную трубу, через которую из печи выводят поток твердых материалов, и подъемную трубу, которая ответвляется в направлении вверх от спускной трубы вблизи ее днища; и
подают транспортирующий газ в подъемную трубу, в которой выводимый из печи поток твердых материалов флюидизируют транспортирующим газом и транспортируют к реактору через подъемную трубу.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нефтесодержащие твердые материалы перед вводом в реактор высушивают по меньшей мере на одной стадии осушки при 80-120°С.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нефтесодержащие твердые материалы перед вводом в реактор подогревают до температуры от 100 до 300°C по меньшей мере на одной стадии предварительного нагрева.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реактором является реактор с псевдоожиженным слоем.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в реактор в качестве флюидизирующего газа подают газовые потоки, содержащие легкие углеводороды, которые получают со стадии предварительного нагрева и/или из крекинг-аппарата.
6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что в реактор в качестве флюидизирующего газа подают азот, кислород, водород и/или часть отработавшего газа из печи.
7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что подаваемые в реактор газовые потоки являются холодными или подогретыми.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нефтесодержащие пары выделяют из твердых материалов в реакторе путем отгонки.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реактор эксплуатируют при пониженном давлении в пределах от 0,001 до 1 бар.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед вводом в крекинг-аппарат подаваемые потоки подвергают обеспыливанию.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каталитический крекинг проводят при температуре от 400 до 600°C и давлении от 1 до 2 бар с использованием цеолитного катализатора.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что разделение получаемых в крекинг-аппарате продуктов производят на перегонной колонне.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сгорание в печи осуществляют в обогащенной кислородом атмосфере.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в печи осуществляют постадийное сгорание.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в печь подают дополнительное топливо в виде непереработанных нефтесодержащих твердых материалов, угля и т.п.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что генерируемое в печи тепло отработавшего газа и/или остатка прокаливания отбирают.
17. Установка для переработки нефтесодержащих твердых материалов, таких как нефтеносный песок или горючий сланец, в частности, для осуществления способа по любому из предыдущих пунктов, включающая в себя реактор (6), в который подают нефтесодержащие твердые материалы; печь (12), в которую подают выходящие из реактора (6) твердые материалы и топливо; возвратный трубопровод (15), через который образующиеся в печи (12) твердые материалы возвращают в реактор (6); блокировочное устройство (16) для разделения газовых атмосфер печи (12) и реактора (6); крекинг-аппарат (9), в который подают нефтесодержащие пары, выделенные из нефтесодержащих твердых материалов в реакторе (6), и в котором тяжелые нефтяные компоненты подвергают расщеплению; и разделительное устройство (10) для разделения продуктов, получаемых в крекинг-аппарате (9), при этом блокировочное устройство (16) между печью (12) и реактором (6) включает в себя спускную трубу (50), через которую из печи (12) выводят поток твердых материалов; подъемную трубу (53), которая ответвляется от спускной трубы (50) вблизи ее днища (52); и средство подвода транспортирующего газа под подъемной трубой (53), в которой поток выводимых из печи (12) твердых материалов флюидизируют транспортирующим газом и транспортируют через подъемную трубу (53) к реактору (6).
18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что реактором (6) является реактор с псевдоожиженным слоем.
19. Установка по п.17 или 18, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна сушка (2) размещена перед реактором (6).
20. Установка по любому из пп.17-19, отличающаяся тем, что по меньшей мере один подогреватель (4) предварительного нагрева размещен перед реактором (6).
21. Установка по любому из пп.17-20, отличающаяся тем, что в крекинг-аппарате (9) расположен цеолитный катализатор.
22. Установка по любому из пп.17-21, отличающаяся тем, что перед крекинг-аппаратом (9) размещено обеспыливающее устройство (8).
23. Установка по любому из пп.17-22, отличающаяся тем, что печь (12) представляет собой печь с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь или реактор однократного испарения.
24. Установка по любому из пп.17-23, отличающаяся тем, что после печи (12) размещена теплорегенерационная система (19, 23).
Текст
Дата публикации и выдачи патента Номер заявки СПОСОБ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ТВРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Для переработки нефтесодержащих тврдых материалов, в частности нефтеносного песка или горючего сланца, предложен способ, включающий следующие стадии: подача нефтесодержащих тврдых материалов в реактор и отгонка нефтесодержащих паров при температуре от 300 до 1000 С; подача выделенных в реакторе нефтесодержащих паров в крекинг-аппарат, в котором происходит расщепление тяжлых нефтяных компонентов; разделение полученных в крекингаппарате тврдых материалов и вывод потоков продуктов; ввод в печь оставшихся в реакторе тврдых материалов, включающих неиспарившуюся фракцию тяжлых углеводородов; сжигание в печи оставшихся в тврдых материалах тяжлых углеводородов при темперагуре от 600 до 1500 С,преимущественно от 1050 до 1200 С; рециркуляция тврдых материалов из печи в реактор, в процессе чего окислительная атмосфера печи отделена от атмосферы реактора блокировочным устройством 016003 Настоящее изобретение относится к способу и установке для переработки тврдых материалов, содержащих нефть и/или битум, в частности нефтеносного песка или горючего сланца. Нефтеносный или битуминозный пески представляют собой песчаные образования, датируемые главным образом мезозойским периодом, которые распространены по всему земному шару и содержат нефть или нефтепродукты в количестве примерно от 5 до 18%. В отличие от жидкой нефти нефтеносные пески являются густовязкими и их необходимо вначале освобождать от песка и перерабатывать до получения сырой нефти. В приповерхностных зонах нефтеносный песок добывают с помощью открытых разработок, используя огромные лопастно-колесные и скребковые экскаваторы, и размалывают его до зерна размером 30 мкм. Тяжлую нефть извлекают с помощью горячей воды или водяного пара, накапливая сверху суспензию с органической фазой. Нижнюю часть отделяют и повторно очищают. Таким образом,для извлечения нефти требуется очень много воды, которую к тому же сбрасывают не полностью освобожднной от нефти. Название "нефтяной сланец" относится к возникающим при горообразовании пластов мергеля и других типов глинисто-битуминозной осадочной породы различных геологических эр, которые богаты органическим материалом (керогеном), происходящим от окаменелых микроорганизмов или пыльцы. Добыча нефти из нефтяного сланца традиционно производится с помощью выемки из месторождения с последующим пиролизом (карбонизацией при 500 С). В альтернативном случае используют подземную добычу (in situ), закачивая в породу смесь водяного пара с воздухом после предварительного разрыхления породы с помощью взрыва и разжигания фронта пламени, которое вытесняет нефть. Таким образом, извлечение сырой нефти из нефтеносных песков или горючих сланцев требует относительно больших расходов. Однако при росте цены на нефть добыча сырой нефти из нефтеносных песков и горючего сланца становится с экономических позиций вс более и более перспективной. Основной проблемой при существующем извлечении сырой нефти из нефтеносных песков и горючих сланцев является высокий расход воды и сброс сточных вод, содержащих остаточную нефть. Из патента US 4507195 известен способ коксования загрязннного горючего сланца или нефти битуминозного песка на тврдых материалах, подвергнутых дистилляции в ретортах. Углеводородистые тврдые материалы смешивают с горячим теплопереносящим материалом с целью нагрева тврдых материалов до температуры, необходимой для пиролиза углеводородов. Смесь выдерживают в зоне пиролиза до тех пор, пока не будет выделено достаточное количество паров углеводородов. Через смесь в зоне пиролиза пропускают отпарной газ с целью понизить точку росы выделяющихся углеводородных паров и захватить мелкие частички. В результате этого из зоны пиролиза получают смесь загрязннных углеводородных паров, отпарного газа и захваченных мелких частичек. Из загрязннных углеводородных паров отделяют тяжлую фракцию и подвергают е термическому крекингу в псевдоожиженном слое, состоящем из указанных мелких частичек, в результате чего на мелких частичках в псевдоожиженном слое отлагаются загрязнения вместе с коксом. Пары нефтяного продукта выводят из коксовального бака. В качестве теплопереносящего материала используют рециркулируемый пиролизованный нефтяной сланец или битуминозный песок, пропущенные через зону сгорания с целью выжечь остатки углерода и обеспечить тепло для пиролиза сырья. Поскольку между зоной сгорания и пиролизной печью герметичное уплотнение отсутствует, окислительная атмосфера зоны сгорания может проникать в пиролизную печь и ухудшать качество нефтяных паров. Кроме того, термический крекинг в коксовальном баке поглощает очень много энергии и, следовательно, является дорогостоящим. Из ЕР 1015527 В 1 известен также способ термообработки сырья, содержащего летучие горючие составляющие, в котором сырь смешивают с гранулированным тврдым материалом из накопительного бункера в пиролизном реакторе, работающем при относительно высоких температурах. Под их воздействием в газах и парах должны происходить реакции расщепления. Наряду с используемым в названных выше процессах термическим крекингом известны также способы каталитического крекинга. В жидкофазном каталитическом крекинге (FCC) тяжлый погон нефтепереработки расщепляется с образованием газов, сжиженных газов и бензинов, преимущественно длинноцепочечных нормальных алканов и изоалканов. Крекинг обычно проводят при температурах от 450 до 550 С и реакторном давлении 1,4 бар в присутствии цеолитного катализатора на алюмосиликатной основе. FCC-установки описаны, например, в US 7135151 B1, US 2005/0118076 А 1 и US 2006/0231459 А 1. Типичный катализатор раскрыт в WO 2006/131506 А 1. Другими способами являются, например, коксование или гидрокрекинг. Задачей настоящего изобретения является создание эффективного способа извлечения сырой нефти из нефтесодержащих тврдых материалов. Эта задача решается настоящим изобретением с помощью способа, включающего следующие стадии: подача нефтесодержащих тврдых материалов в реактор и выделение нефтесодержащего пара при температуре от 300 до 1000 С, преимущественно от 350 до 900 С; подача выделенного в реакторе нефтесодержащего пара в аппарат каталитического крекинга, в котором тяжлые нефтяные компоненты подвергаются расщеплению; разделение получаемых из крекинг-аппарата продуктов и отвод потоков продуктов;-1 016003 ввод в печь оставшихся в реакторе тврдых материалов, включающих неиспарнную фракцию тяжлых углеводородов; сжигание оставшихся в тврдых материалах тяжлых углеводородов в печи при температуре от 600 до 1500 С, преимущественно от 1050 до 1200 С; осуществление рециркуляции тврдых материалов из печи в реактор, причм окислительная атмосфера печи отделена от атмосферы реактора с помощью блокировочного устройства. Нефть, содержащаяся в нефтесодержащих тврдых материалах, испаряется на 50-90%, преимущественно на 70-80%, и податся в крекинг-аппарат, преимущественно в FCC-крекинг-аппарат. В этом аппарате тяжлые нефтяные компоненты расщепляются на лгкие нефтяные компоненты. Остальное нефтяное содержимое или содержимое нефтепродукта, оставшееся на тврдом материале, сжигается в печи с целью генерирования тепла, которое необходимо в реакторе и которое переносится в реактор выводимыми из печи тврдыми материалами. Между печью и реактором установлен заслон, чтобы отделить окислительную атмосферу печи от секции перегонки и предупредить окисление, сгорание или даже взрыв генерируемых в реакторе нефтяных паров. При использовании каталитической переработки количество лгких нефтепродуктов в потоках продуктов может быть повышено при более низком расходе энергии по сравнению с обычным крекингом. Согласно одному из предпочтительных аспектов изобретения нефтесодержащие тврдые материалы перед их вводом в реактор высушивают в одно- или многостадийной сушилке при температуре от 80 до 120 С. Таким образом, при минимальных потерях нефти содержащаяся в нефтесодержащих тврдых материалах вода будет в основном из них удалена. Выводимый из сушилки поток газа может подаваться в печь в качестве дополнительного топлива или использован в качестве флюидизирующего газа в других способах Альтернативным образом, содержащиеся в этом потоке сверхлгкие углеводороды могут быть,например, отделены перегонкой и использованы в качестве продукта. Альтернативным же образом, вода затем может также подаваться на установку очистки сточных вод. Чтобы свести к минимуму массовый поток теплопереносящей среды, рециркулируемой от печи в реактор, согласно одному из вариантов изобретения предложен предварительный нагрев для возможно подвергнутых предварительной осушке нефтесодержащих тврдых материалов в одно- или многостадийном подогревателе до температуры от 110 до 300 С. Благодаря этому соответственным образом уменьшается объм тепла, который должен быть подан в реактор. В качестве подогревателя может быть использован псевдоожиженный слой с водяным паром в качестве теплопереносящей среды или реактор с расплавленной солью. Тепло может также передаваться опосредованным образом. Реактор служит, в частности, для дистилляционного испарения нефти, содержащейся в возможно подсушенном и подогретом тврдом материале. Для оптимизации теплопереноса от прокалнного материала, рециркулируемого из печи к подогретому нефтесодержащему тврдому материалу, могут быть,например, использованы циркулирующий псевдоожиженный слой, стационарный псевдоожиженный слой, кольцеобразный псевдоожиженный слой, или транспортный реактор, или реактор однократного испарения. Согласно изобретению флюидизация реактора осуществляется с помощью потоков газов, которые получают со стадии предварительного нагрева и/или из крекинг-аппарата и которые содержат лгкие углеводороды. В качестве флюидизирующего газа могут также подаваться в реактор азот, водород, диоксид углерода, газовые смеси, содержащие воздух или кислород, или часть отработавшего газа из печи. Воздух или кислород в данном случае могут использоваться для регулировки или инициирования частичного сгорания для регулирования температуры или выхода. Если для флюидизации используется водород, это будет также способствовать крекингу тяжлых углеводородов. Возможно также проведение флюидизации с помощью инертного газа, например азота. Флюидизирующие газы могут подаваться в реактор холодными, при температуре выхлопного потока (например отработавшего газа из печи), дополнительно подогретого или даже охлажднного. С целью повышения производительности реактор может эксплуатироваться при пониженном давлении в пределах от 0,001 до 1 бар. Понижение давления способствует испарению нефти из тврдых материалов. Кроме того, для усиления или ослабления испарения нефти из тврдых материалов в реактор могут подаваться каталитические вещества и т.п. и, например, микроволны или ультразвуковая энергия. В ещ одном варианте осуществления изобретения производится отделение атмосфер со стадий сушки и/или предварительного нагрева одной от другой или отделение их от реактора. Это устраняет неконтролируемое поступление других газов, например кислорода, со стадий сушки и/или предварительного нагрева. Поскольку выводимые из реактора и подогревателя потоки газов вс ещ содержат мелкие тврдые частицы, потоки газов перед их вводом в крекинг-аппарат пропускают согласно изобретению через обеспыливающие устройства. Крекинг преимущественно проводят в FCC-аппарате при температуре от 400 до 600 С, в частности от 450 до 550 С, при реакторном давлении от 1 до 2 бар, преимущественно от 1,3 до 1,5 бар, с использованием цеолитного катализатора на алюмосиликатной основе. Работа реактора при этом давлении, таким образом, также ведтся согласно изобретению. Если давление в реакторе ниже давления на FCC-2 016003 установке, давление должно быть повышено с помощью, например, нагнетательных вентиляторов или инжекторов. Согласно изобретению последующее разделение находящихся в крекинг-аппарате продуктов производится на перегонной колонне, с которой выводят потоки продуктов, таких как бензин, дизельное топливо, лгкие углеводороды и т.д. Крекинг-процессу способствует то, что выводимый из реактора газ уже является горячим. Крекингаппарат может включать в себя циркулирующий псевдоожиженный слой, на который податся в качестве вторичного воздуха выводимый из реактора газовый поток; кольцеобразный псевдоожиженный слой,на который выводимый из реактора газовый поток податся через центральную фурму; или стационарный псевдоожиженный слой; или же крекинг-аппаратом может быть реактор однократного испарения. Печь служит для генерирования тепла для реактора, и при этом необходимая в реакторе высокая температура, например от 300 до 800 С, создатся в реакторе с помощью нагретого в печи тврдого материала. Для обеспечения полного сгорания тяжлых компонентов, остающихся на тврдом материале,или нефтепродуктов сгорание в печи осуществляется согласно изобретению в обогащнной кислородом атмосфере, которая может создаваться путм подачи воздуха, воздуха, обогащнного кислородом, или чистого кислорода. Дымовой газ может подаваться холодным или подогретым. В качестве печи согласно изобретению используют печь с циркулирующим псевдоожиженным слоем, стационарным псевдоожиженным слоем, транспортный реактор или реактор однократного испарения, вращающуюся печь или сжигание на сетке. Для повышения энергетической эффективности предпочтительно постадийное сгорание (например, субстехиометрическая и сверхстехиометрическая в отношении требуемого для сжигаемого материала кислорода стадии подачи газа). В печь может подаваться дополнительное топливо в виде не подвергшегося переработке нефтесодержащего тврдого материала,угля, отработанных материалов и т.п. Для достижения в реакторе более высокой температуры, обеспечивающей более высокие выходы,температура в печи должна быть как можно более высокой. При повышенных температурах, однако, в печь будет поступать из реактора фракция с меньшим содержанием нефти, из-за чего потребуется дополнительное топливо. Оптимум следует определять исходя из свойств нефтесодержащего материала и/или исходя из возможной подачи дополнительного топлива. Согласно одному из вариантов изобретения генерируемое в печи тепло отбирают от отработавшего газа и/или остатка прокаливания. Это может быть произведено известным в принципе способом с помощью теплорегенерационной системы, например в форме холодильника с псевдоожиженным слоем,транспортного реактора или реактора однократного испарения, теплорекуперационного циклона, котлаутилизатора или комбинации трубы Вентури и циклона. Можно также использовать генерируемое в печи тепло для предварительного нагрева потоков флюидизирующих газов сушилки, подогревателя, реактора и/или крекинг-аппарата или для опосредованного нагрева подогревателя и/или сушилки. Тепло можно также использовать для регенерации водяного пара. Настоящее изобретение касается также установки для переработки нефтесодержащих тврдых материалов, таких как нефтяной песок и битуминозный сланец, а также таких как нефтесодержащие гранулярные (и, таким образом, способные псевдоожижаться) материалы или отходы. Установка включает в себя реактор, куда подают нефтесодержащие тврдые материалы; печь, в которую подают выходящие из реактора тврдые материалы и топливо; обратный трубопровод, через который образовавшиеся в печи горячие тврдые материалы возвращаются в реактор; блокировочное устройство для разделения газовых атмосфер печи и реактора; крекинг-аппарат, в который поступают нефтесодержащие пары, выделенные в реакторе из нефтесодержащих тврдых материалов, и в котором расщепляются тяжлые нефтяные компоненты; и разделительное устройство для разделения получаемых в крекинг-аппарате продуктов. Согласно одному из вариантов изобретения установка может также включать в себя сушилку и подогреватель для сушки и предварительного нагрева вводимых тврдых материалов, а также обеспыливающее устройство и/или теплорегенерационную систему. В одном из предпочтительных вариантов изобретения блокировочное устройство между печью и реактором включает в себя спускную трубу, через которую из печи отводится поток тврдых материалов; подъмную трубу, которая ответвляется от спускной трубы в направлении вверх вблизи е днища; и ввод для транспортирующего газа под подъмной трубой, причм поток выводимых из печи тврдых материалов флюидизируется и транспортируется через подъмную трубу к реактору. Эта труба обеспечивает не только регулирование массового расхода подаваемой в реактор теплопереносящей среды, которая регулируется подачей транспортирующего газа, но также и наджное создаваемое давлением уплотнение между окислительными атмосферами печи и реактора. Тем самым, окисление, сгорание или даже взрыв выделяемых в реакторе нефтяных паров могут быть наджно предотвращены. Наряду с указанной выше конструкцией так называемого уплотнительного блока может также быть использован запорный бункер,невозвратный клапан или комбинация этих элементов.-3 016003 Направления развития, преимущества и возможные применения настоящего изобретения могут быть взяты из приведнного ниже описания вариантов осуществления и чертежа. Все отличительные признаки, описанные и/или проиллюстрированные сами по себе или в любой комбинации, составляют предмет изобретения вне зависимости от того, включены ли они в формулу изобретения. На фигурах представлено: фиг. 1 - схематическое изображение установки для осуществления способа изобретения; фиг. 2 - схематическое изображение блокировочного устройства, расположенного между печью и реактором. Установка для переработки нефтесодержащих тврдых материалов, которая схематически показана на фиг. 1, включает в себя одно- или многостадийную сушилку 2, в которую через подающий трубопровод 1 подаются нефтесодержащие тврдые материалы, такие как нефтеносный песок или горючий сланец. По трубопроводу 3 высушенный нефтеносный песок или горючий сланец податся в одно- или многостадийный подогреватель 4, в котором тврдые материалы предварительно нагреваются до температуры от 150 до 300 С. По трубопроводу 5 подогретые таким образом тврдые материалы подаются затем в дистилляционный реактор 6, в котором тврдые материалы нагреваются до температуры от 600 до 800 С,и в результате этого большая часть содержащейся в тврдых материалах нефти отгоняется. После пропускания через обеспыливающее устройство 8 (которое может быть сконфигурировано в виде циклона,мультиклона, фильтра или их комбинации) полученные нефтяные пары подаются по трубопроводу 7 вFCC-аппарат 9 с цеолитным катализатором на алюмосиликатной основе. В крекинг-аппарате 9 тяжлые нефтяные компоненты расщепляются на лгкие углеводороды, которые разделяют с помощью последующих разделительных устройств 10, например на перегонной колонне. Оставшиеся в реакторе 6 после отгонки нефтяных паров тврдые материалы, которые вс ещ содержат неиспарившуюся фракцию тяжлых углеводородов, подаются через трубопровод 11 к печи 12 с псевдоожиженным слоем, в которую по трубопроводам 13, 14 может подаваться дополнительное топливо или теплопереносящая среда для инициирования печи 12. Из печи 12 возвратный трубопровод 15 ведт к блокировочному устройству 16 (не иллюстрируемому на фиг. 1), которое используется для разделения атмосфер печи и реактора и соединено с реактором трубопроводом 17. Отработавший газ из печи 12 податся в теплорегенерационную систему 19 по трубопроводу 18 и затем по трубопроводу 20 на газоочиститель 21. Остаток прокаливания из печи 12 также податся в теплорегенерационную систему 23 по трубопроводу 22. Получаемый в теплорегенерационных системах 19, 23 горячий воздух может вводиться через трубопровод 24 в печь в качестве воздуха для горения. На фиг. 2 так называемый уплотнительный блок иллюстрируется в деталях в качестве примера подходящего блокировочного устройства 16. Нисходящий возвратный трубопровод 15, который называют также спускной трубой 50 или сбрасывателем, через который горячие тврдые материалы выгружаются в качестве теплопереносящей среды для реактора 6, отходит от печи 12. Входная область спускной трубы 50 называется также головкой 51 спускной трубы. Непосредственно перед днищем 52 спускной трубы 50 от этой трубы ответвляется направленный вверх трубопровод, который называется также подъмной трубой 53 или стояком и проходит практически вертикально до верха. Диаметр спускной трубы 50 примерно вдвое больше диаметра подъмной трубы 53. Выходная область, или основание 54, может слгка входить в спускную трубу 53 или заканчиваться вровень со стенкой спускной трубы. В верхнем конце,или головке 55, подъмная труба 53 открывается в разгрузочный бак 56, из которого тврдый материал может переходить в реактор 6 по трубопроводу 17. Около днища 52 спускной трубы 50 под основанием 54 подъмной трубы через фурму 57, которая соединена с подающим трубопроводом 58, податся транспортирующий газ для флюидизации тврдого материала в подъмной трубе 53 В качестве флюидизирующего газа в принципе может быть использован любой транспортирующий газ Для того чтобы обеспечить разделение газовых атмосфер между псевдоожиженным слоем в печи 12 и головкой подъмной трубы 53 преимущественно используют третий, в частности, инертный газ, такой как азот. Установка для переработки нефтесодержащих тврдых материалов, согласно настоящему изобретению в основном сконструирована так, как описано выше. Далее описывается способ е эксплуатации,функционирование и принцип действия. Подаваемые по подающему трубопроводу 1 молотые или немолотые нефтесодержащие тврдые материалы сушатся и нагреваются до температуры от 80 до 120 С в сушилке 2 (давление около 1 атм), например, с помощью флюидизирующего воздуха, подаваемого по флюидизирующему трубопроводу 25 а. Поток газа, содержащий воду, водяной пар и сверхлгкие компоненты нефти, выводится через выпускной трубопровод 26 и может подаваться в печь 12. Далее, высушенные тврдые материалы предварительно нагреваются до температуры от 110 до 300 С в подогревателе 4, в который через флюидизирующий трубопровод 25b податся флюидизирующий газ. Лгкие нефтяные компоненты вводят в реактор 6 в качестве флюидизирующего газа, например,через флюидизирующий трубопровод 25 с или отводят через выпускной трубопровод 27 и после обеспыливания подают в крекинг-аппарат. В реакторе 6 подогретые тврдые материалы нагреваются до темпе-4 016003 ратуры от 300 до 800 С с помощью рециркулируемых из печи 12 горячих тврдых материалов, в результате чего отгоняется от 70 до 80% содержащейся в тврдых материалах нефти. Образующиеся нефтяные пары подаются в обеспыливающее устройство 8 по трубопроводу 7 и после обеспыливания вводятся вFCC-аппарат 9 для расщепления тяжлых компонентов нефти на лгкие углеводороды. Эти углеводороды затем разделяют в разделительном устройстве 10 и отводят в виде отдельных потоков углеводородистых продуктов. Некоторое количество лгких нефтяных компонентов или газообразных компонентов из разделительного устройства 10 может использоваться в качестве флюидизирующего газа для сушилки или подогревателя. Продукты сгорания из печи могут подаваться в теплорегенерационную систему 19, 23. Оставшиеся в реакторе 9 тврдые материалы, включающие неиспарившиеся тяжлые нефтяные компоненты, вводятся в печь 12 по трубопроводу 11 и сжигаются при температуре от 1050 до 1200 С. В этом процессе сгорают только содержащиеся в тврдых материалах нефтяные компоненты, а тврдые материалы доводятся до высокой температуры, в результате чего они могут служить в качестве теплопереносящей среды для реактора 6. Эти тяжлые тврдые материалы возвращают затем в реактор 6 через обратный трубопровод 15, блокировочное устройство 16 и трубопровод 17 Пример. В сушилку 2 подают по трубопроводу 1 примерно 1000 т/ч нефтеносного песка с содержанием нефти 142 т/ч и сушат при температуре 110 С. Оставшиеся тврдые материалы с расходом 988 т/ч подают по трубопроводу 3 к подогревателю 4 и подогревают там до 200 С. Оставшиеся 986 т/ч тврдых материалов вводят по трубопроводу 5 в реактор и нагревают до 800 С. Отогнанные таким образом нефтяные пары при их массовом расходе 97 т/ч подаются в обеспыливающее устройство 8 и затем в FCC-аппарат 9 и в разделительное устройство 10. Получают общий поток продукта в количестве 100 т/ч. Получаемую сточную воду направляют в печь 12. Выведенные из реактора 6 тврдые материалы вводят по трубопроводу 11 в печь 12 и нагревают там до 1050 С путм сжигания содержащихся в тврдых материалах тяжлых нефтяных компонентов. Поток тврдых материалов в количестве 2300 т/ч возвращают в реактор 6 через обратный трубопровод 15, блокировочное устройство 16 и трубопровод 17. Остальные тврдые материалы выводят из печи 12 через трубопровод 22 и подают в теплорегенерационную систему 23, из которой выводят 850 т/ч тврдых материалов с температурой 80 С. Отходящий газ из печи 12, содержащий 3% кислорода, подают в теплорегенерационную систему 19 и он может быть использован для генерирования 125 МВт электроэнергии. Отработавший газ из теплорегенерационной системы 19 подают на газоочистку 21 при массовом расходе 744 т/ч и температуре 200 С для удаления вредных веществ, таких как SO2, NOx или им подобных. Список ссылочных позиций На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - подающий трубопровод; 2 - сушилка; 3 - трубопровод; 4 - подогреватель; 5 - трубопровод; 6 - реактор; 7 - трубопровод; 8 - обеспыливающее устройство; 9 - крекинг-аппарат; 10 - разделительное устройство; 11 - трубопровод; 12 - печь; 13 - трубопровод; 14 - трубопровод; 15 - возвратный трубопровод; 16 - блокировочное устройство; 17 - трубопровод; 18 - трубопровод; 19 - теплорегенерационная система; 20 - трубопровод; 21 - газоочиститель; 22 - трубопровод; 23 - теплорегенерационная система; 24 - трубопровод; 25 а-с - флюидизирующие трубопроводы; 26 - выпускной трубопровод; 27 - выпускной трубопровод;-5 016003 50 - спускная труба; 51 - головка спускной трубы; 52 - днище спускной трубы; 53 - подъмная труба; 54 - основание подъмной трубы; 55 - головка подъемной трубы; 56 - разгрузочный бак; 57 - фурма; 58 - подающий трубопровод. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки нефтесодержащих тврдых материалов, в частности нефтеносного песка или горючего сланца, включающий следующие стадии, на которых: подают нефтесодержащие тврдые материалы в реактор для выделения нефтесодержащих паров при температуре от 300 до 1000C; подают выделенные в реакторе нефтесодержащие пары в крекинг-аппарат, в котором происходит расщепление тяжлых нефтяных компонентов; разделяют полученные в крекинг-аппарате лгкие углеводороды и выводят потоки продуктов; вводят в печь оставшиеся в реакторе тврдые материалы, включающие неиспарившуюся фракцию тяжлых углеводородов; сжигают в печи оставшиеся в тврдых материалах тяжлые углеводороды при температуре от 600 до 1500 С, преимущественно от 1050 до 1200 С; рециркулируют тврдые материалы из печи в реактор, причм окислительная атмосфера печи отделена от атмосферы реактора блокировочным устройством, и блокировочное устройство между печью и реактором включает в себя спускную трубу, через которую из печи выводят поток тврдых материалов, и подъмную трубу, которая ответвляется в направлении вверх от спускной трубы вблизи е днища; и подают транспортирующий газ в подъмную трубу, в которой выводимый из печи поток тврдых материалов флюидизируют транспортирующим газом и транспортируют к реактору через подъмную трубу. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нефтесодержащие тврдые материалы перед вводом в реактор высушивают по меньшей мере на одной стадии осушки при 80-120 С. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нефтесодержащие тврдые материалы перед вводом в реактор подогревают до температуры от 100 до 300C по меньшей мере на одной стадии предварительного нагрева. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реактором является реактор с псевдоожиженным слоем. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в реактор в качестве флюидизирующего газа подают газовые потоки, содержащие лгкие углеводороды, которые получают со стадии предварительного нагрева и/или из крекинг-аппарата. 6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что в реактор в качестве флюидизирующего газа подают азот, кислород, водород и/или часть отработавшего газа из печи. 7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что подаваемые в реактор газовые потоки являются холодными или подогретыми. 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нефтесодержащие пары выделяют из тврдых материалов в реакторе путм отгонки. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реактор эксплуатируют при пониженном давлении в пределах от 0,001 до 1 бар. 10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед вводом в крекингаппарат подаваемые потоки подвергают обеспыливанию. 11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каталитический крекинг проводят при температуре от 400 до 600C и давлении от 1 до 2 бар с использованием цеолитного катализатора. 12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что разделение получаемых в крекинг-аппарате продуктов производят на перегонной колонне. 13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сгорание в печи осуществляют в обогащнной кислородом атмосфере. 14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в печи осуществляют постадийное сгорание. 15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в печь подают дополнительное топливо в виде непереработанных нефтесодержащих тврдых материалов, угля и т.п. 16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что генерируемое в печи тепло-6 016003 отработавшего газа и/или остатка прокаливания отбирают. 17. Установка для переработки нефтесодержащих тврдых материалов, таких как нефтеносный песок или горючий сланец, в частности, для осуществления способа по любому из предыдущих пунктов,включающая в себя реактор (6), в который подают нефтесодержащие тврдые материалы; печь (12), в которую подают выходящие из реактора (6) тврдые материалы и топливо; возвратный трубопровод (15),через который образующиеся в печи (12) тврдые материалы возвращают в реактор (6); блокировочное устройство (16) для разделения газовых атмосфер печи (12) и реактора (6); крекинг-аппарат (9), в который подают нефтесодержащие пары, выделенные из нефтесодержащих тврдых материалов в реакторе(6), и в котором тяжлые нефтяные компоненты подвергают расщеплению; и разделительное устройство(10) для разделения продуктов, получаемых в крекинг-аппарате (9), при этом блокировочное устройство(16) между печью (12) и реактором (6) включает в себя спускную трубу (50), через которую из печи (12) выводят поток тврдых материалов; подъмную трубу (53), которая ответвляется от спускной трубы (50) вблизи е днища (52); и средство подвода транспортирующего газа под подъмной трубой (53), в которой поток выводимых из печи (12) тврдых материалов флюидизируют транспортирующим газом и транспортируют через подъмную трубу (53) к реактору (6). 18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что реактором (6) является реактор с псевдоожиженным слоем. 19. Установка по п.17 или 18, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна сушка (2) размещена перед реактором (6). 20. Установка по любому из пп.17-19, отличающаяся тем, что по меньшей мере один подогреватель(4) предварительного нагрева размещн перед реактором (6). 21. Установка по любому из пп.17-20, отличающаяся тем, что в крекинг-аппарате (9) расположен цеолитный катализатор. 22. Установка по любому из пп.17-21, отличающаяся тем, что перед крекинг-аппаратом (9) размещено обеспыливающее устройство (8). 23. Установка по любому из пп.17-22, отличающаяся тем, что печь (12) представляет собой печь с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь или реактор однократного испарения. 24. Установка по любому из пп.17-23, отличающаяся тем, что после печи (12) размещена теплорегенерационная система (19, 23).
МПК / Метки
МПК: C10B 53/06, C10G 1/02, C10B 49/22, C10G 1/00
Метки: установка, способ, осуществления, переработки, материалов, твердых, нефтесодержащих
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-16003-sposob-dlya-pererabotki-neftesoderzhashhih-tverdyh-materialov-i-ustanovka-dlya-ego-osushhestvleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ для переработки нефтесодержащих твердых материалов и установка для его осуществления</a>
Предыдущий патент: Способ и устройство для получения минеральных волокон
Случайный патент: Антиперспирантные композиции и продукты