EA040414B1

EA040414B1 - METHOD AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTATION OF STEAM CRACKING OF HYDROCARBONS

Info

Publication number: EA040414B1
Application number: EA201990881
Authority: EA
Inventors: Виллигенбург Йорис Ван
Original assignee: Сабик Глоубл Текнолоджиз Б.В.
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2022-05-27

Description

По данной заявке испрашивается приоритет заявки на европейский патент № 16192716.5 (дата подачи 07.10.2016), содержание которой полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.This application claims the priority of European patent application No. 16192716.5 (filing date 07.10.2016), the contents of which are fully incorporated into this description by reference.

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к способу и установке для осуществления парового крекинга углеводородов.The present invention relates to a method and plant for steam cracking of hydrocarbons.

Паровой крекинг представляет собой нефтехимический процесс, в котором насыщенные углеводороды, имеющие молекулярные структуры с длинными цепями, расщепляются на насыщенные или ненасыщенные молекулы меньшего размера.Steam cracking is a petrochemical process in which saturated hydrocarbons having long chain molecular structures are broken down into smaller saturated or unsaturated molecules.

Паровой крекинг, называемый также пиролизом, длительное время используется для крекинга с превращением различного углеводородного сырья в олефины, предпочтительно в легкие олефины, такие как этилен, пропилен и бутены. В традиционном паровом крекинге используют печь пиролиза, которая содержит две основные секции: конвекционную секцию и радиационную секцию. Обычно углеводородное сырье поступает в конвекционную секцию печи в виде жидкости (за исключением легкого сырья, которое поступает в виде пара), и в упомянутой печи это сырье нагревается и испаряется за счет непосредственного контакта с горячими газообразными продуктами сгорания, поступающими из радиационной секции, и непосредственного контакта с водяным паром. Смесь испаренного исходного сырья и водяного пара затем поступает в радиационную секцию, в которой происходит крекинг.Steam cracking, also called pyrolysis, has long been used to crack various hydrocarbon feedstocks into olefins, preferably light olefins such as ethylene, propylene and butenes. Traditional steam cracking uses a pyrolysis furnace which contains two main sections: a convection section and a radiation section. Normally the hydrocarbon feedstock enters the convection section of the furnace as a liquid (except for the light feedstock which enters as steam) and in said furnace this feedstock is heated and vaporized by direct contact with the hot combustion gases coming from the radiant section and by direct contact with water vapor. The mixture of vaporized feedstock and steam then enters the radiant section where cracking occurs.

Поток поступает затем в трубчатый реактор с огневым подводом теплоты (радиационная труба или радиационный змеевик), в котором при контролируемых времени пребывания в реакторе, профиле распределения температуры и парциальном давлении этот поток обычно нагревается от 500-650°C до 750875°C в течение интервала времени, составляющего 0,1-0,5 с. В течение этого короткого периода времени реакции углеводороды, присутствующие в исходном сырье, расщепляются с образованием молекул меньшего размера; при этом основными продуктами крекинга являются этилен, другие олефины и диолефины. Поскольку превращение насыщенных углеводородов в олефины в радиационной трубе является в высокой степени эндотермической реакцией, необходим подвод большого количества тепловой энергии. Продукты реакции, выходящие из радиационной трубы при температуре 800-850°C, могут быть охлаждены до 550-650°C в течение 0,02-0,1 с, чтобы предотвратить разложение продуктов, обладающих высокой реакционной способностью, вследствие протекания вторичных реакций. Полученные продукты, включающие олефины, выходят из печи пиролиза для последующей обработки ниже по ходу движения потока, включающей быстрое охлаждение (закалку).The stream then enters a fired tubular reactor (radiation tube or radiant coil) in which, under controlled residence time in the reactor, temperature distribution profile and partial pressure, this stream is typically heated from 500-650°C to 750875°C during the interval time of 0.1-0.5 s. During this short reaction time, the hydrocarbons present in the feedstock are broken down into smaller molecules; while the main products of cracking are ethylene, other olefins and diolefins. Since the conversion of saturated hydrocarbons to olefins in a radiant tube is a highly endothermic reaction, a large amount of thermal energy must be supplied. The reaction products exiting the radiant tube at 800-850°C can be cooled to 550-650°C for 0.02-0.1 s to prevent the highly reactive products from decomposing due to secondary reactions. The resulting products, including olefins, leave the pyrolysis furnace for further downstream processing, including rapid cooling (quenching).

Полученные смеси продуктов, которые могут изменяться в широких пределах, в зависимости от исходного сырья и жесткости условий проведения крекинга, затем разделяют на желаемые продукты с использованием комплексной последовательности стадий разделения и химической обработки. Охлаждение газа крекинга осуществляется в закалочно-испарительном аппарате путем испарения котловой питательной воды высокого давления (BFW, 6-12 МПа), которую затем подвергают сепарации в разделительном барабане и после этого перегревают в конвекционной секции до состояния перегретого пара высокого давления (VHP), 5-12 МПа.The resulting product mixtures, which can vary widely depending on the feedstock and the severity of the cracking conditions, are then separated into the desired products using a complex sequence of separation and chemical processing steps. The cracking gas is cooled in the quencher by evaporation of high pressure boiler feed water (BFW, 6-12 MPa), which is then separated in a separator drum and then superheated in the convection section to the state of superheated high pressure steam (VHP), 5 -12 MPa.

Паровой крекинг является энергоёмким нефтехимическим процессом. Печи крекинга являются в паровых крекинг-установках крупными потребителями топлива. В случае паровой крекинг-установки, осуществляющей крекинг жидкого углеводородного сырья, такого как нафта, для предварительного нагрева и испарения этого сырья используется приблизительно 10% теплоты, которая выделяется в печи крекинга.Steam cracking is an energy intensive petrochemical process. Cracking furnaces are major fuel consumers in steam crackers. In the case of a steam cracker cracking a liquid hydrocarbon feedstock such as naphtha, approximately 10% of the heat generated in the cracker is used to preheat and vaporize the feedstock.

Углеводородное сырье поступает из размещенных выше по потоку технологических установок, таких как атмосферная колонна дистилляции, установка гидрокрекинга, установка крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора (FCC), установка коксования, установка гидрокрекинга остатков. Эти установки являются или включают в себя установки фракционирования, которые в одной ступени в качестве потока пара используют поток нафты. Вышеупомянутые установки фракционирования обычно используют водяной пар, который поступает вместе с фракцией нафты, и чтобы получить кондиционную нафту, этот пар необходимо отделить.The hydrocarbon feed comes from upstream process units such as atmospheric distillation column, hydrocracking unit, fluid catalytic cracker (FCC), coking unit, residue hydrocracking unit. These units are or include fractionation units which use a naphtha stream as a steam stream in one stage. The above fractionation units usually use water vapor which comes with the naphtha fraction, and in order to obtain conditioned naphtha, this vapor must be separated.

Однако упомянутые установки фракционирования работают при давлениях, близких к давлению окружающей среды, в то время как парам нафты, находящимся при давлении приблизительно равном 0,6-0,8 МПа, необходимо преодолеть в печи перепад давления при прохождении через остальные конвективные пучки труб, змеевики для крекинг-процесса и т.п.However, the mentioned fractionation units operate at pressures close to ambient pressure, while the naphtha vapor, which is at a pressure of approximately 0.6-0.8 MPa, must overcome the pressure drop in the furnace when passing through the remaining convective tube bundles, coils for the cracking process, etc.

Кроме того, в таких установках фракционирования не представляется возможным просто повысить давление, поскольку это будет оказывать влияние на процесс разделения и/или в нижней части колонны фракционирования потребуются более высокие температуры, что будет приводить к нежелательному термическому крекингу углеводородов в установке фракционирования.Furthermore, in such fractionators it is not possible to simply increase the pressure as this would affect the separation process and/or higher temperatures would be required at the bottom of the fractionator resulting in undesirable thermal cracking of the hydrocarbons in the fractionator.

Задачи изобретенияObjectives of the invention

Задача настоящего изобретения заключается в осуществлении парового крекинга углеводородного сырья при сохранении потребления тепловой энергии в конвекционной секции печи парового крекинга для испарения углеводородного сырья.The objective of the present invention is to carry out steam cracking of hydrocarbon feedstock while maintaining the consumption of thermal energy in the convection section of the steam cracker for the evaporation of hydrocarbon feedstock.

- 1 040414- 1 040414

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Указанная задача решается в способе парового крекинга углеводородного сырья, осуществляемом в печи парового крекинга, при этом способ включает:The specified problem is solved in the method of steam cracking of hydrocarbon raw materials, carried out in a steam cracking furnace, while the method includes:

перегрев углеводородного сырья с использованием газообразных продуктов сгорания, поступающих из радиационной секции печи парового крекинга, в устройстве для перегрева углеводородного сырья или перегревателе углеводородного сырья;superheating of hydrocarbon feedstock using gaseous combustion products coming from the radiant section of the steam cracking furnace in a device for superheating hydrocarbon feedstock or a hydrocarbon feedstock superheater;

перегрев водяного пара, поступающего из парогенератора, с использованием газообразных продуктов сгорания, поступающих из радиационной секции печи парового крекинга, во втором теплообменном устройстве или втором теплообменнике;superheating the steam coming from the steam generator using combustion gases coming from the radiant section of the steam cracking furnace in the second heat exchange device or the second heat exchanger;

паровой крекинг перегретого углеводородного сырья, выходящего из устройства для перегрева углеводородного сырья или перегревателя углеводородного сырья, с получением крекинг-газа в трубчатом реакторе с огневым подводом теплоты;steam cracking of the superheated hydrocarbon feed leaving the hydrocarbon feed superheater or the hydrocarbon feed superheater to produce a cracked gas in a fired tubular reactor;

испарение углеводородного сырья вне печи парового крекинга с использованием устройства для испарения углеводородного сырья или испарителя углеводородного сырья, при этом указанные устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья нагреваются с помощью теплоносителя, имеющего температуру равную 350°C или менее, и непосредственно направляют испаренное углеводородное сырье в устройство перегрева углеводородного сырья или перегреватель углеводородного сырья, размещенный в конвекционной секции печи парового крекинга.vaporization of hydrocarbon feed outside the steam cracking furnace using a hydrocarbon feed vaporizer or a hydrocarbon feed vaporizer, said hydrocarbon feed vaporizer or hydrocarbon feed vaporizer being heated by a heat carrier having a temperature of 350° C. or less, and directing the vaporized hydrocarbon raw materials into the hydrocarbon feed superheater or hydrocarbon feed superheater located in the convection section of the steam cracking furnace.

Благодаря испарению углеводородного сырья с использованием теплоносителя, имеющего относительно низкую температуру, и непосредственной подаче в печь парового крекинга испаренного сырья отсутствует необходимость испарения углеводородного сырья в печи парового крекинга. В результате имеется в распоряжении тепловая энергия, которая может быть использована для увеличения производства пара VHP. Производство VHP может быть увеличено за счет выбора размеров пучков конвективных труб в конвекционной секции для генерирования водяного пара при большем количестве поглощаемой тепловой энергии. Поскольку испарение углеводородного сырья осуществляется с использованием некондиционного теплоносителя, производство перегретого водяного пара VHP высокого качества может быть увеличено с использованием некондиционного водяного пара низкого давления (LP) или среднего (МР) давления. Другими словами, дешевый качественный водяной пар может быть получен с помощью относительно дешевого теплоносителя.By evaporating the hydrocarbon feedstock using a heat carrier having a relatively low temperature and feeding the vaporized feedstock directly to the steam cracker, there is no need to vaporize the hydrocarbon feedstock in the steam cracker. As a result, thermal energy is available that can be used to increase the production of VHP steam. VHP production can be increased by sizing the convection tube bundles in the convection section to generate water vapor with more heat absorbed. Since hydrocarbon feed evaporation is carried out using a slop coolant, the production of high quality superheated VHP steam can be increased using low pressure (LP) or medium pressure (MP) slop steam. In other words, cheap high-quality water vapor can be obtained using a relatively cheap coolant.

Температура теплоносителя является низкой температурой, составляющей около 350°C, при которой в существующем уровне техники в конвекционной секции печи парового крекинга для испарения используется жидкое углеводородное сырье. Теплоносителем может служить любой доступный теплоноситель, например, по меньшей мере, один, выбранный из водяного пара низкого или среднего давления, охлаждающей воды, закалочного масла и т.п. В качестве пара низкого или среднего давления может быть использован водяной пар для отпаривания низкого или среднего давления.The heat transfer temperature is the low temperature of about 350° C. at which, in the prior art, liquid hydrocarbon feedstock is used for evaporation in the convection section of a steam cracker. The heat transfer medium may be any available heat transfer medium, for example, at least one selected from low or medium pressure steam, cooling water, quench oil, and the like. Low or medium pressure steam can be used for low or medium pressure steam.

В одном воплощении испарение углеводородного сырья включает повышение давления углеводородного сырья с помощью нагнетателя углеводородного сырья, предварительное нагревание сжатого углеводородного сырья в первом теплообменнике, и дистилляцию перегретого углеводородного сырья в дистилляционной колонне среднего давления, соединенной с первым теплообменником, при этом указанная дистилляционная колонна среднего давления работает при абсолютном давлении в интервале от 0,7 до 1,2 МПа.In one embodiment, vaporizing the hydrocarbon feed includes pressurizing the hydrocarbon feed with a hydrocarbon feed blower, preheating the compressed hydrocarbon feed in a first heat exchanger, and distilling the superheated hydrocarbon feed in a medium pressure distillation column coupled to the first heat exchanger, said medium pressure distillation column operating at absolute pressure in the range from 0.7 to 1.2 MPa.

Теплообменник и дистилляционная колонна среднего давления, соединенная с этим теплообменником, могут быть использованы для отделения более легких компонентов от углеводородного сырья, т.е. сырой нефти. Процесс нагревания в указанных теплообменнике и дистилляционной колонне среднего давления может быть осуществлен с использованием некондиционного источника теплоты, такого как водяной пар среднего давления, или других источников теплоты низкого качества. В этом интервале давления нафта выходит из колонны в качестве испаренного углеводородного сырья, имеющего достаточное давление для использования в печи парового крекинга. Это позволяет отделить пары нафты под давлением от углеводородного сырья, что может быть выгодно использовано в печи парового крекинга, поскольку в этом случае использование в печи испарительных конвективных пучков труб является излишним. При этом в печи парового крекинга образуется больший объем для производства перегретого пара очень высокого давления. Таким образом, при использовании теплоносителя низкого качества может быть произведено большее количество перегретого водяного пара очень высокого давления.A heat exchanger and a medium pressure distillation column connected to this heat exchanger can be used to separate the lighter components from the hydrocarbon feed, i.e. crude oil. The heating process in said heat exchanger and medium pressure distillation column may be carried out using an inferior heat source such as medium pressure steam or other poor quality heat sources. In this pressure range, naphtha exits the column as a vaporized hydrocarbon feed at sufficient pressure to be used in a steam cracker. This makes it possible to separate the naphtha vapor under pressure from the hydrocarbon feed, which can be advantageously used in a steam cracking furnace, since in this case the use of evaporative convective tube bundles in the furnace is redundant. This creates a larger volume in the steam cracker to produce very high pressure superheated steam. Thus, by using a low quality heat transfer medium, more superheated steam of very high pressure can be produced.

В одном воплощении способ, кроме того, включает дополнительную дистилляцию углеводородного сырья в дистилляционной колонне среднего давления с использованием водяного пара отпаривания среднего давления, имеющего абсолютное давление в интервале от 0,8 до 2,0 МПа.In one embodiment, the process further comprises further distilling the hydrocarbon feedstock in a medium pressure distillation column using medium pressure stripping steam having an absolute pressure in the range of 0.8 to 2.0 MPa.

В одном воплощении водяной пар отпаривания среднего давления имеет температуру в интервале от 180 до 350°C.In one embodiment, the medium pressure stripping steam has a temperature in the range of 180 to 350°C.

В одном воплощении теплообменник нагревается за счет использования теплоносителя с температурой в интервале от 160 до 350°C. Теплота для первого теплообменника может быть получена из различных источников, таких как водяной пар среднего давления, водяной пар отпаривания среднего давления, закалочное масло и т.п. Это также может быть использовано в дистилляционной колонне среднегоIn one embodiment, the heat exchanger is heated by using a heat transfer medium with a temperature in the range from 160 to 350°C. The heat for the first heat exchanger can be obtained from various sources such as medium pressure steam, medium pressure stripping steam, quench oil, and the like. It can also be used in medium distillation column

- 2 040414 давления, в которой нагревание может быть осуществлено подобными путями.- 2 040414 pressure, in which heating can be carried out in similar ways.

В другом воплощении испарение углеводородного сырья, кроме того, включает предварительное нагревание жидких компонентов углеводородного сырья, выходящего из дистилляционной колонны среднего давления (С-301), посредством теплообмена во втором теплообменнике, и дистилляцию углеводородного сырья в дистилляционной колонне низкого давления с разделением сырья, по меньшей мере, на одну из фракции легкого дистиллята, фракции среднего дистиллята и фракции тяжелого дистиллята, при этом дистилляционная колонна низкого давления работает при абсолютном давлении в интервале от 0,1 до 0,6 МПа.In another embodiment, evaporating the hydrocarbon feed further comprises preheating the liquid components of the hydrocarbon feed exiting the medium pressure distillation column (C-301) by heat exchange in a second heat exchanger, and distilling the hydrocarbon feed in the low pressure distillation column to separate the feed, at least one of a light distillate fraction, a middle distillate fraction and a heavy distillate fraction, wherein the low pressure distillation column operates at an absolute pressure in the range of 0.1 to 0.6 MPa.

В одном воплощении способ, кроме того, включает дистилляцию потока углеводородов в дистилляционной колонне низкого давления с использованием водяного пара отпаривания низкого давления при абсолютном давлении в интервале от 0,1 до 0,7 МПа.In one embodiment, the process further comprises distilling the hydrocarbon stream in a low pressure distillation column using low pressure stripping steam at an absolute pressure ranging from 0.1 to 0.7 MPa.

В ещё одном воплощении испарение углеводородного сырья включает предварительное нагревание в устройстве с многоступенчатым теплообменом или в многоступенчатом теплообменнике. Это обеспечивает последовательное постепенное увеличение температуры углеводородного сырья и его испарение с использованием малоценных источников теплоты.In yet another embodiment, vaporization of the hydrocarbon feed includes preheating in a multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger. This ensures a consistent gradual increase in the temperature of the hydrocarbon feedstock and its evaporation using low-value heat sources.

В другом воплощении предварительное нагревание в многоступенчатом теплообменном устройстве или в многоступенчатом теплообменнике включает, по меньшей мере, одно предварительное нагревание, выбранное из предварительного нагревания углеводорода в первой ступени теплообменника с использованием водяного пара низкого давления, предварительного нагревания углеводорода во второй ступени теплообменника с использованием водяного пара среднего давления, и предварительного нагревания углеводорода в третьей ступени теплообменника с использованием водяного пара высокого давления.In another embodiment, preheating in a multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger includes at least one preheating selected from preheating hydrocarbon in the first stage of the heat exchanger using low pressure steam, preheating the hydrocarbon in the second stage of the heat exchanger using steam medium pressure, and preheating the hydrocarbon in the third stage heat exchanger using high pressure steam.

Ещё в одном воплощении способ, кроме того, включает инжекцию водяного пара, по меньшей мере, в один патрубок для инжекции пара, выполненный в многоступенчатом теплообменном устройстве или многоступенчатом теплообменнике для потока углеводородного сырья.In yet another embodiment, the method further comprises injecting water vapor into at least one steam injection conduit provided in a multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger for a hydrocarbon feed stream.

Инжекция пара обеспечивает испарение углеводородного сырья при более низкой температуре и, таким образом, более широкое применение менее ценных источников теплоты для получения парообразного потока углеводородов (таких как водяной пар низкого и среднего давления) вместо использования более ценных источников теплоты (подобных водяному пару высокого давления).Steam injection allows the hydrocarbon feed to be vaporized at a lower temperature and thus use less valuable heat sources to produce a hydrocarbon vapor stream (such as low and medium pressure steam) instead of using more valuable heat sources (like high pressure steam) .

В другом воплощении способ, кроме того, включает предварительное нагревание питательной котловой воды для парогенератора с использованием газообразных продуктов сгорания, поступающих из радиационной секции печи парового крекинга, в устройстве предварительного нагревания питательной воды котла или подогревателе питательной воды котла и перегрев углеводородного сырья в перегревающем конвективном пучке труб.In another embodiment, the method further comprises preheating the boiler feed water for the steam generator using combustion gases from the radiant section of the steam cracker in the boiler feed water preheater or boiler feed water preheater and superheating the hydrocarbon feed in the superheated convective bundle pipes.

В результате конвекционная секция располагает большим количеством доступной тепловой энергии для производства водяного пара VHP.As a result, the convection section has a large amount of available thermal energy for the production of VHP water vapor.

Задача изобретения заключается также в создании установки парового крекинга углеводородного сырья, содержащей парогенератор для производства водяного пара, печь парового крекинга, содержащую радиационную секцию для парового крекинга углеводородного сырья и конвекционную секцию, содержащую устройство для перегрева углеводородного сырья или перегреватель углеводородного сырья, предназначенный для перегрева исходного углеводородного сырья, и устройство для перегрева водяного пара иди пароперегреватель для перегрева водяного пара, и охлаждающее устройство или охладитель для охлаждения газа крекинга, поступающего из радиационной секции. Установка, кроме того, содержит устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья, внешний по отношению к печи парового крекинга, служащий для испарения углеводородного сырья перед перегревом сырья в устройстве для перегрева углеводородного сырья или перегревателе углеводородного сырья, размещенном в печи парового крекинга, при этом устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья соединен с упомянутым устройством для перегрева углеводородного сырья или перегревателем углеводородного сырья.The objective of the invention is also to create a steam cracking unit for hydrocarbon feedstock containing a steam generator for the production of steam, a steam cracking furnace containing a radiation section for steam cracking of hydrocarbon feedstock and a convection section containing a device for superheating hydrocarbon feedstock or a hydrocarbon feedstock superheater designed to superheat the feedstock. hydrocarbon feedstock, and a device for superheating water vapor or a superheater for superheating water vapor, and a cooling device or cooler for cooling the cracking gas coming from the radiant section. The plant further comprises a hydrocarbon feed vaporization device or a hydrocarbon feed vaporizer external to the steam cracking furnace, used to vaporize the hydrocarbon feed before overheating the feed in the hydrocarbon feed superheater or hydrocarbon feed superheater located in the steam cracker, at therein, the hydrocarbon feed evaporation device or hydrocarbon feed vaporizer is connected to said hydrocarbon feed superheater or hydrocarbon feed superheater.

В одном воплощении устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья снабжен нагнетателем для повышения давления углеводородного сырья, теплообменником и дистилляционной колонной среднего давления, соединенной с теплообменником, при этом теплоносителем для дистилляционной колонны среднего давления служит водяной пар среднего давления.In one embodiment, the hydrocarbon feed vaporizer or hydrocarbon feed evaporator is provided with a blower for pressurizing the hydrocarbon feed, a heat exchanger, and a medium pressure distillation column connected to the heat exchanger, the medium pressure distillation column being cooled with medium pressure steam.

В одном воплощении устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья представляет собой многоступенчатое теплообменное устройство или многоступенчатый теплообменник.In one embodiment, the hydrocarbon feed vaporizer or hydrocarbon feed vaporizer is a multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger.

В одном воплощении многоступенчатое теплообменное устройство или многоступенчатый теплообменник содержит, по меньшей мере, одну из первой ступени теплообменника, использующей водяной пар низкого давления, второй ступени теплообменника, использующей пар среднего давления, и третьей ступени теплообменника, использующего пар высокого давления.In one embodiment, the multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger comprises at least one of a first heat exchanger stage using low pressure steam, a second heat exchanger stage using medium pressure steam, and a third heat exchanger stage using high pressure steam.

Ниже приведены дефиниции различных терминов и фраз, используемых в этом описании.The following are definitions of various terms and phrases used in this specification.

Термины приблизительно или около определяют близость, насколько это понимает специалист в данной области техники. В одном не ограничивающем воплощении эти термины определяют нахожде- 3 040414 ние в пределах 10%, предпочтительно в пределах 5%, более предпочтительно в пределах 1% и наиболее предпочтительно в пределах 0,5%.The terms approximately or about define proximity as understood by one of ordinary skill in the art. In one non-limiting embodiment, these terms define being within 10%, preferably within 5%, more preferably within 1%, and most preferably within 0.5%.

Термины мас.%, об.% или мол.% относятся к массовому, объемному или молярному проценту содержания компонента, соответственно, исходя из общей массы, общего объема или общих молей материала (вещества), которое содержит этот компонент. В неограничивающем примере 10 молей компонента в 100 молях материала составляет 10 мол.% этого компонента.The terms wt.%, vol.% or mol.% refer to the mass, volume or mole percent content of the component, respectively, based on the total mass, total volume or total moles of the material (substance) that contains this component. In a non-limiting example, 10 moles of a component in 100 moles of material is 10 mole % of that component.

Термин эффективный, используемый в описании и/или пунктах формулы, означает достаточный (подходящий) для достижения желаемого, ожидаемого или предполагаемого результата.The term effective used in the description and/or claims means sufficient (suitable) to achieve the desired, expected or intended result.

Использование слова один в сочетании с термином содержащий в пунктах формулы или в описании может означать один, но согласуется также с значением один или более, по меньшей мере, один и один или более, чем один.The use of the word one in conjunction with the term containing in a claim or description may mean one, but is also consistent with the meaning of one or more, at least one and one or more than one.

Термины содержащий (и любая его форма, например, содержать и содержит), имеющий (и любая его форма, например, иметь, имеет), включающий (и любая его форма, например, включает и включать) или охватывающий (и любая его форма, например, охватывает и охватывать) являются широкими или не имеющими ограничений, и не исключают дополнительные, не перечисленные элементы или стадии способа.The terms containing (and any of its forms, for example, contain and contains), having (and any of its forms, for example, have, has), including (and any of its forms, for example, includes and include) or covering (and any of its forms, e.g., encompasses and encompasses) are broad or non-limiting, and do not exclude additional, not listed, elements or method steps.

Способ согласно настоящему изобретению может включать, состоять, в основном, из или состоять из определенных ингредиентов, компонентов, составов, стадий и т.д., раскрытых во всем описании. Следует также понимать, что описание продукта/композиции/способа/системы, содержащих определенные компоненты, раскрывает также продукт/композицию/систему, состоящие из этих компонентов. Продукт/состав/способ/система, состоящая из этих компонентов, может быть предпочтительной, например, тем, что обеспечивает более простой, более экономичный способ приготовления этого продукта/состава. Подобным образом, следует понимать, что, например, описание способа, включающего определенные стадии, раскрывает также способ, состоящий из этих стадий. Указанный способ, состоящий из этих стадий, может быть предпочтительным тем, что является более простым, более экономичным способом.The method according to the present invention may include, consist essentially of, or consist of certain ingredients, components, formulations, steps, etc., disclosed throughout the description. It should also be understood that the description of a product/composition/method/system containing certain components also discloses a product/composition/system consisting of these components. A product/formulation/method/system comprising these components may be preferred, for example, in that it provides an easier, more economical way to prepare the product/formulation. Likewise, it should be understood that, for example, a description of a method comprising certain steps also discloses a method consisting of those steps. Said process consisting of these steps may be preferred in that it is a simpler, more economical process.

Если указаны величины для нижнего предела и верхнего предела параметра, то понятно, что интервалы из комбинации величин нижнего предела параметра и величин верхнего предела также раскрыты.If the values for the lower limit and the upper limit of the parameter are indicated, then it is understood that the ranges of the combination of the values of the lower parameter limit and the upper limit values are also disclosed.

Применительно к настоящему изобретению здесь описано 15 воплощений. Воплощением 1 изобретения является способ парового крекинга потока углеводородного сырья в печи парового крекинга. Способ включает следующие стадии:In relation to the present invention, 15 embodiments are described here. Embodiment 1 of the invention is a process for steam cracking a hydrocarbon feed stream in a steam cracking furnace. The method includes the following steps:

испарение углеводородного сырья с использованием устройства для испарения углеводородного сырья или испарителя углеводородного сырья, размещенного с внешней стороны печи парового крекинга, при этом указанное устройство для испарения углеводородного сырья нагревается с помощью теплоносителя, имеющего температуру равную 350°C или менее;vaporizing the hydrocarbon feedstock using a hydrocarbon feedstock vaporizer or a hydrocarbon feedstock vaporizer located on the outside of the steam cracking furnace, said hydrocarbon feedstock vaporizer being heated by a heat carrier having a temperature of 350°C or less;

подача испаренного углеводородного сырья в устройство для перегрева углеводородного сырья или перегреватель углеводородного сырья, размещенный в конвекционной секции печи парового крекинга;supplying the vaporized hydrocarbon feed to a hydrocarbon feed superheater or a hydrocarbon feed superheater located in the convection section of the steam cracker;

перегрев испаренного углеводородного сырья с использованием газообразных продуктов сгорания, поступающих из радиационной секции печи парового крекинга, осуществляемый в устройстве для перегрева углеводородного сырья или перегревателе углеводородного сырья, размещенном в конвекционной секции печи парового крекинга;superheating of the vaporized hydrocarbon feedstock using gaseous combustion products coming from the radiant section of the steam cracking furnace, carried out in a device for superheating hydrocarbon feedstock or a hydrocarbon feedstock superheater located in the convection section of the steam cracking furnace;

перегрев водяного пара, выходящего из парогенератора, с использованием газообразных продуктов сгорания, поступающих из радиационной секции печи парового крекинга во втором устройстве для теплообмена или втором теплообменнике; и стадия парового крекинга перегретого углеводородного сырья с получением газа крекинга, проводимая в трубчатом реакторе с огневым обогревом, размещенном в радиационной секции печи парового крекинга.superheating steam leaving the steam generator using combustion gases coming from the radiant section of the steam cracker in the second heat exchanger or second heat exchanger; and a steam cracking step of the superheated hydrocarbon feedstock to produce a cracking gas, carried out in a fired tubular reactor located in the radiant section of the steam cracking furnace.

Воплощением 2 является способ в соответствии с воплощением 1, в котором испарение углеводородного сырья включает: сжатие углеводородного сырья с помощью нагнетателя для повышения давления углеводородного сырья; предварительное нагревание сжатого углеводородного сырья в первом теплообменнике; и дистилляцию нагретого углеводородного сырья в дистилляционной колонне среднего давления, соединенной с указанным первым теплообменником, при этом упомянутая дистилляционная колонна среднего давления работает при абсолютном давлении, находящемся в интервале от 0,7 до 1,2 МПа. Воплощением 3 является способ в соответствии с воплощением 2, который дополнительно включает дистилляцию углеводородного сырья в дистилляционной колонне среднего давления с использованием пара для отпаривания среднего давления, имеющего абсолютное давление в интервале от 0,8 до 2,0 МПа. Воплощением 4 является способ в соответствии с одним из воплощений 2 или 3, в котором пар для отпаривания среднего давления имеет температуру в интервале от 180 до 350°C. Воплощением 5 является способ в соответствии с любым из воплощений от 2 до 4, в котором теплообменник нагревается с помощью теплоносителя, имеющего температуру в интервале от 160 до 350°C. Воплощением 6 является способ в соответствии с любым из воплощений от 2 до 5, в котором испарение углеводородного сырья, кроме того, включает стадии предварительного нагревания текучих компонентов углеводородного сы- 4 040414 рья, выходящих из дистилляционной колонны среднего давления, посредством теплообмена во втором теплообменнике, и дистилляцию углеводородного сырья в дистилляционной колонне низкого давления с отделением, по меньшей мере, одной из фракции легкого дистиллята, фракции среднего дистиллята и фракции тяжелого дистиллята, при этом дистилляционная колонна низкого давления работает при абсолютном давлении в интервале от 0,1 до 0,6 МПа. Воплощением 7 является способ в соответствии с воплощением 6, дополнительно включающий стадию дистилляции потока углеводородов в дистилляционной колонне низкого давления с использованием пара для отпаривания низкого давления, имеющего абсолютное давление в интервале от 0,1 до 0,7 МПа. Воплощением 8 является способ в соответствии с воплощением 1, в котором испарение углеводородного сырья включает предварительное нагревание в многоступенчатом теплообменном устройстве или многоступенчатом теплообменнике. Воплощением 9 является способ в соответствии с любым из воплощений от 1 до 8, в котором предварительное нагревание в многоступенчатом теплообменном устройстве или многоступенчатом теплообменнике включает, по меньшей мере, одно предварительное нагревание, выбранное из предварительного нагревания углеводорода в первой ступени теплообменника с использованием водяного пара низкого давления; предварительного нагревания углеводорода во второй ступени теплообменника с использованием водяного пара среднего давления; и предварительного нагревания углеводорода в третьей ступени теплообменника с использование водяного пара высокого давления. Воплощением 10 является способ в соответствии с любым из воплощений от 1 до 9, дополнительно включающий стадию инжекции пара, по меньшей мере, в один впускной патрубок, выполненный в многоступенчатом теплообменном устройстве или многоступенчатом теплообменнике для потока углеводородного сырья. Воплощением 11 является способ в соответствии с любым из воплощений от 1 до 10, дополнительно включающий стадию предварительного нагревания питательной воды котла для парогенератора с использованием газообразных продуктов сгорания, выходящих из радиационной секции печи парового крекинга, в устройстве для нагревания питательной воды котла или подогревателе питательной воды котла.Embodiment 2 is the method according to embodiment 1, wherein evaporating the hydrocarbon feed includes: compressing the hydrocarbon feed with a blower to pressurize the hydrocarbon feed; preheating the compressed hydrocarbon feedstock in the first heat exchanger; and distilling the heated hydrocarbon feedstock in a medium pressure distillation column connected to said first heat exchanger, said medium pressure distillation column operating at an absolute pressure ranging from 0.7 to 1.2 MPa. Embodiment 3 is the method according to Embodiment 2, which further comprises distilling the hydrocarbon feedstock in a medium pressure distillation column using medium pressure stripping steam having an absolute pressure in the range of 0.8 to 2.0 MPa. Embodiment 4 is a method according to one of embodiments 2 or 3, wherein the medium pressure steam has a temperature in the range of 180 to 350°C. Embodiment 5 is a method according to any one of embodiments 2 to 4, wherein the heat exchanger is heated with a heat transfer medium having a temperature in the range of 160 to 350°C. Embodiment 6 is a process according to any one of embodiments 2 to 5, wherein vaporizing the hydrocarbon feed further comprises the steps of preheating the fluid components of the hydrocarbon feed exiting the medium pressure distillation column by heat exchange in a second heat exchanger, and distilling the hydrocarbon feedstock in a low pressure distillation column to separate at least one of a light distillate fraction, a middle distillate fraction and a heavy distillate fraction, wherein the low pressure distillation column operates at an absolute pressure in the range of 0.1 to 0.6 MPa. Embodiment 7 is the method according to embodiment 6, further comprising the step of distilling the hydrocarbon stream in a low pressure distillation column using low pressure stripping steam having an absolute pressure in the range of 0.1 to 0.7 MPa. Embodiment 8 is the method according to embodiment 1, wherein the evaporation of the hydrocarbon feed includes preheating in a multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger. Embodiment 9 is a method according to any one of embodiments 1 to 8, wherein preheating in the multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger comprises at least one preheating selected from hydrocarbon preheating in the first stage of the heat exchanger using low steam pressure; preheating the hydrocarbon in the second stage of the heat exchanger using medium pressure steam; and preheating the hydrocarbon in a third stage heat exchanger using high pressure steam. Embodiment 10 is a method according to any one of embodiments 1 to 9 further comprising the step of injecting steam into at least one inlet provided in a multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger for a hydrocarbon feed stream. Embodiment 11 is a method according to any one of embodiments 1 to 10, further comprising the step of preheating the boiler feed water for the steam generator using combustion gases exiting the radiant section of the steam cracking furnace in the boiler feed water heater or feed water preheater. boiler.

Воплощением 12 является установка для проведения парового крекинга углеводородного сырья. Установка содержит парогенератор для производства водяного пара; печь парового крекинга, содержащую радиационную секцию для парового крекинга углеводородного сырья, и конвекционную секцию, содержащую устройство перегрева углеводородного сырья или перегреватель углеводородного сырья, предназначенный для перегрева углеводородного сырья, и устройство для перегрева пара или пароперегреватель для перегрева водяного пара; охлаждающее устройство или охладитель для охлаждения газа крекинга, выходящего из радиационной секции; устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья, внешний по отношению к печи парового крекинга, предназначенный для испарения углеводородного сырья перед перегревом сырья в устройстве для перегрева углеводородного сырья или перегревателе углеводородного сырья печи парового крекинга; при этом указанное устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья соединен с упомянутым устройством перегрева углеводородного сырья или перегревателем углеводородного сырья. Воплощением 13 является установка парового крекинга в соответствии с воплощением 12, в которой устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья снабжен нагнетателем углеводородного сырья, предназначенным для повышения давления углеводородного сырья; первый теплообменник, соединенный с нагнетателем, и дистилляционную колонну среднего давления, соединенную с этим теплообменником, предназначенную для дистилляции нагретого углеводородного сырья при среднем давлении в интервале от 0,7 до 1,2 МПа. Воплощением 14 является установка парового крекинга в соответствии с воплощением 12, в которой устройство для испарения углеводородного сырья или испаритель углеводородного сырья представляет собой многоступенчатое теплообменное устройство или многоступенчатый теплообменник, служащий для предварительного нагревания и испарения углеводородного сырья. Воплощением 15 является установка парового крекинга в соответствии с воплощением 14, в которой многоступенчатое теплообменное устройство или многоступенчатый теплообменник, содержит, по меньшей мере, одну из первой ступени теплообменника, использующей водяной пар низкого давления, второй ступени теплообменника, использующей водяной пар среднего давления, и третий ступени теплообменника, использующей водяной пар высокого давления.Embodiment 12 is an installation for steam cracking of hydrocarbon feedstock. The installation contains a steam generator for the production of water vapor; a steam cracking furnace comprising a radiant section for steam cracking of a hydrocarbon feedstock and a convection section comprising a hydrocarbon feedstock superheater or a hydrocarbon feedstock superheater for superheating the hydrocarbon feedstock and a steam superheater or steam superheater for superheating water vapor; a cooling device or cooler for cooling the cracking gas exiting the radiation section; a hydrocarbon feed vaporizer or hydrocarbon feed vaporizer external to the steam cracker for vaporizing the hydrocarbon feed prior to superheating the feed in the hydrocarbon feed superheater or hydrocarbon feed superheater of the steam cracker; wherein said hydrocarbon feed evaporation device or hydrocarbon feed evaporator is connected to said hydrocarbon feed superheater or hydrocarbon feed superheater. Embodiment 13 is a steam cracker according to embodiment 12, wherein the hydrocarbon feed vaporizer or hydrocarbon feed evaporator is provided with a hydrocarbon feed blower for pressurizing the hydrocarbon feed; the first heat exchanger connected to the blower, and a medium pressure distillation column connected to this heat exchanger, designed to distill the heated hydrocarbon feedstock at an average pressure in the range from 0.7 to 1.2 MPa. Embodiment 14 is a steam cracker according to embodiment 12, wherein the hydrocarbon feed vaporizer or hydrocarbon feed vaporizer is a multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger for preheating and vaporizing the hydrocarbon feed. Embodiment 15 is a steam cracker according to embodiment 14, wherein the multi-stage heat exchanger or multi-stage heat exchanger comprises at least one of a first heat exchanger stage using low pressure steam, a second heat exchanger stage using medium pressure steam, and third stage heat exchanger using high pressure steam.

Другие задачи, характерные особенности и преимущества настоящего изобретения будут понятны из приведенного ниже подробного описания, приложенных чертежей и примеров осуществления. Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям раскрытых здесь признаков; предпочтительными, в частности, являются комбинации признаков, которые изложены в пунктах формулы. Таким образом, следует принимать во внимание, что в описании раскрыты все комбинации признаков, характеризующих состав, способ, систему в соответствии с изобретением; раскрыты также все комбинации признаков, характеризующих способ в соответствии с изобретением и все комбинации признаков, относящихся к установке в соответствии с изобретением, и признаки, относящиеся к способу в соответствии с изобретением. Следует понимать, что чертежи, подробное описание и примеры, хотя они и раскрывают определенные воплощения изобретения, приведены лишь в целях иллюстрации и не предназначены для ограничения изобретения. Кроме того, следует иметь в виду, что из этого подробного описания для специалистов в данной области техники будут очевидны изменения и модификации без выходаOther objectives, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, the accompanying drawings and exemplary embodiments. It should be noted that the invention relates to all possible combinations of features disclosed here; preferred, in particular, are the combinations of features that are set forth in the claims. Thus, it should be taken into account that the description discloses all combinations of features that characterize the composition, method, system in accordance with the invention; all combinations of features that characterize the method according to the invention and all combinations of features related to the plant according to the invention and features related to the method according to the invention are also disclosed. It should be understood that the drawings, detailed description and examples, although they disclose certain embodiments of the invention, are provided for purposes of illustration only and are not intended to limit the invention. In addition, it should be understood that changes and modifications will be apparent to those skilled in the art from this detailed description without escaping

- 5 040414 за пределы объема и сущности изобретения. В дополнительных воплощениях признаки конкретных воплощений могут быть скомбинированы с признаками других воплощений. Например, признаки одного воплощения могут быть скомбинированы с признаками любого другого воплощения. В дополнительных воплощениях описанные здесь конкретные воплощения могут быть дополнены дополнительными признаками.- 5 040414 outside the scope and essence of the invention. In additional embodiments, features of specific embodiments may be combined with features of other embodiments. For example, features of one embodiment may be combined with features of any other embodiment. In additional embodiments, the specific embodiments described herein may be supplemented with additional features.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 - схематическое изображение установки парового крекинга углеводородов в соответствии с существующим уровнем техники.Fig. 1 is a schematic representation of a hydrocarbon steam cracker in accordance with the prior art.

Фиг. 1а - схематическое изображение конвекционной секции установки парового крекинга углеводородов в соответствии с существующим уровнем техники.Fig. 1a is a schematic representation of the convection section of a hydrocarbon steam cracker in accordance with the prior art.

Фиг. 2 - схематическое изображение конвекционной секции установки парового крекинга углеводородов в соответствии с воплощением настоящего изобретения.Fig. 2 is a schematic representation of a convection section of a hydrocarbon steam cracker in accordance with an embodiment of the present invention.

Фиг. 3 - принципиальная схема, иллюстрирующая производство парообразного продукта из потока исходного углеводородного сырья.Fig. 3 is a schematic diagram illustrating the production of a vapor product from a hydrocarbon feed stream.

Фиг. 4 - схема, иллюстрирующая альтернативный способ испарения углеводородного сырья в соответствии с воплощением настоящего изобретения.Fig. 4 is a diagram illustrating an alternative hydrocarbon feed vaporization process in accordance with an embodiment of the present invention.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

На фиг. 1 представлено схематическое изображение установки с печью парового крекинга в соответствии с известным уровнем техники (заимствовано из источника информации: Ullman, Encyclopedia of industrial chemistry, p.470 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim). Установка содержит печь 120 парового крекинга, включающую радиационную секцию 122 и конвекционную секцию 121. Радиационная секция оборудована горелками 129 для нагревания трубчатого реактора 123 с огневым подводом теплоты, в котором осуществляется паровой крекинг углеводородного сырья. Газообразные продукты сгорания, выходящие из горелок 129, обтекают упомянутый трубчатый реактор 123 с огневым подводом теплоты и обеспечивают необходимую тепловую энергию для протекания эндотермического процесса парового крекинга в трубчатом реакторе 123. Газообразные продукты сгорания затем через участок 108 поступают в конвекционную секцию 121 печи 120 парового крекинга.In FIG. 1 is a schematic representation of a plant with a steam cracker in accordance with the prior art (adopted from the source of information: Ullman, Encyclopedia of industrial chemistry, p.470 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim). The plant comprises a steam cracking furnace 120, including a radiant section 122 and a convection section 121. The radiative section is equipped with burners 129 for heating the fired tubular reactor 123, in which hydrocarbon feedstock is steam cracked. The combustion gases exiting the burners 129 flow around said fired tubular reactor 123 and provide the necessary thermal energy for the endothermic steam cracking process in the tubular reactor 123. The combustion gases then enter the convection section 121 of the steam cracking furnace 120 through section 108 .

Углеводородное сырье может быть введено во входящем потоке 101, который поступает в конвективный пучок труб 127 для перегрева в конвекционной секции 121 печи парового крекинга. Конвективные пучки труб 127 более подробно показаны на фиг. 1а.The hydrocarbon feedstock may be introduced in the inlet stream 101 that enters the convection tube bundle 127 to be superheated in the convection section 121 of the steam cracker. Convective tube bundles 127 are shown in more detail in FIG. 1a.

Питательная котловая вода вводится в потоке 104, который также нагревается в конвективном пучке труб 127 и поступает в паровой барабан 124.Boiler feed water is introduced in stream 104, which is also heated in convective tube bundle 127 and enters steam drum 124.

Водяной пар из парового барабана 124 перегревается в конвективном пучке труб 127 с образованием потока 107 перегретого водяного пара высокого давления (VHP). В поток углеводородов инжектируется водяной пар 102 для смешивания и осуществления процесса парового крекинга в реакторе 123 с огневым подводом теплоты. Поток VHP обычно имеет абсолютное давление в интервале от 5,0 до 16,0 МПа.The water vapor from the steam drum 124 is superheated in the convective tube bundle 127 to form a high pressure superheated steam stream (VHP) 107 . Steam 102 is injected into the hydrocarbon stream for mixing and steam cracking in the fired reactor 123 . The VHP stream typically has an absolute pressure in the range of 5.0 to 16.0 MPa.

Газ крекинга углеводородов поступает из реактора 123 с огневым подводом теплоты в установленный на линии транспортирования теплообменник 125, в котором этот газ охлаждается и отводится в потоке 128 для последующей обработки, т.е. дистилляции. Теплота от газа крекинга, утилизированная в упомянутом теплообменнике 125, установленном на линии транспортирования, передается в паровой барабан 124.The hydrocarbon cracking gas flows from the fired reactor 123 to a heat exchanger 125 installed in the transport line, in which this gas is cooled and removed in stream 128 for further processing, i.e. distillation. The heat from the cracking gas, recovered in said heat exchanger 125, installed on the transportation line, is transferred to the steam drum 124.

На фиг. 1а представлен пример выполнения конвекционной секции 121 печи парового крекинга. В этом примере представлен базовый вариант конвекционной секции печи парового крекинга, в которой обрабатывают 45 т/ч легкого углеводородного сырья, смешанного с паром разбавления, подаваемым с расходом 18 т/ч. Горячие газообразные продукты сгорания с температурой 1173°C выходят из конвекционной секции, в которой происходит рекуперация теплоты путем предварительного нагревания углеводородного сырья в конвективном пучке труб LMP, предварительного нагревания питательной воды котла в конвективном пучке труб ЕСО и перегрева в конвективных пучках труб USH и LSH водяного пара, генерируемого с помощью установленного на линии транспортирования теплообменника 125.In FIG. 1a shows an exemplary embodiment of the convection section 121 of a steam cracker. This example shows a basic convection section of a steam cracker that processes 45 t/h of light hydrocarbon feed mixed with 18 t/h of dilution steam. Hot combustion gases with a temperature of 1173°C exit the convection section, in which heat is recovered by preheating hydrocarbon feedstock in the LMP convective stack, preheating the boiler feed water in the ECO convective stack, and superheating in the USH and LSH convective stacks of the water steam generated by a heat exchanger 125 installed in the conveyance line.

Легкое углеводородное сырье из нафты 101 предварительно нагревается и испаряется в подогревателе сырья FPH, смешивается с паром 102 разбавления, затем нагревается в верхнем подогревателе смеси UMP и после этого дополнительно нагревается в нижнем подогревателе смеси LMP до температуры 612°C, прежде чем поступает в виде потока 103 в трубчатый реактор 123 с огневым подводом теплоты, установленный в радиационной секции 122 печи 120. Дополнительное количество теплоты утилизируется путем предварительного подогрева питательной котловой воды 104 в конвективном пучке экономайзера ЕСО и перегрева водяного пара, поступающего из парового барабана 124, в верхнем пароперегревателе USH, после чего для быстрого снижения температуры к нему добавляется некоторое количество питательной котловой воды 105, и затем поток перегревается в конвективном пучке нижнего пароперегревателя LSH, где производится перегретый пар очень высокого давления (12,0 МПа, 470°C).The naphtha light hydrocarbon feed 101 is preheated and vaporized in the FPH Feed Heater, mixed with the dilution steam 102, then heated in the UMP Upper Blend Heater and then further heated in the LMP Lower Blend Heater to 612°C before entering as a stream 103 into the fired tubular reactor 123 installed in the radiant section 122 of the furnace 120. Additional heat is recovered by preheating the boiler feed water 104 in the convective bundle of the ECO economizer and superheating the water vapor coming from the steam drum 124 in the upper superheater USH, after which, some boiler feed water 105 is added to it to quickly reduce the temperature, and then the stream is superheated in the convective bundle of the lower LSH superheater, where very high pressure (12.0 MPa, 470°C) superheated steam is produced.

Ниже в табл. 1 для этого примера приведены температуры технологического процесса и переданная тепловая энергия.Below in table. 1 shows the process temperatures and heat transfer for this example.

- 6 040414- 6 040414

Таблица 1Table 1

Используемые пучки труб Used tube bundles Входная температура процесса Process inlet temperature Выходная температура процесса Outlet process temperature Входная температура продуктов сгорания Inlet temperature of combustion products Выходная температура продуктов сгорания Outlet temperature of combustion products Переданная тепловая мощность Transferred thermal power °C °C °C °C °C °C °C °C МВт MW FPH FPH 81 81 207 207 336 336 155 155 6,35 6.35 ЕСО ECO 97 97 147 147 401 401 336 336 2,34 2.34 UMP UMP 185 185 368 368 621 621 401 401 8,22 8.22 USH USH 329 329 447 447 765 765 621 621 5,61 5.61 LSH LSH 387 387 470 470 843 843 765 765 3,10 3.10 LMP LMP 368 368 613 613 1173 1173 843 843 13,71 13.71 Общая переданная тепловая мощность Total transferred thermal power 39,32 39.32

Общая располагаемая тепловая мощность для производства высококачественного, высокотемпературного водяного пара высокого давления (теплота, переданная в пучках труб ЕСО, USH и LSH) составляет 11,05 МВт.The total available thermal capacity for the production of high quality, high temperature, high pressure steam (heat transferred in the ECO, USH and LSH bundles) is 11.05 MW.

На фиг. 2 представлен сравнительный пример конвекционной секции 121, которая может быть использована в том случае, если углеводородное сырье или нафта 201 подается в печь парового крекинга в виде пара при требуемом давлении в интервале от 0,6 до 0,8 МПа. Подающий трубопровод 204 питает котловой водой паровой барабан 124. Паровой барабан 124 снабжает конвективный пучок верхнего пароперегревателя USH водяным паром, который перегревается и поступает в трубный пучок нижнего пароперегревателя LSH, в котором происходит дополнительный перегрев этого пара. Конвективный пучок предварительного нагревания сырья FPH, показанный на фиг. 1а, в этом случае больше не является необходимым, что позволяет другим трубным пучкам ECO , USH, и LSH, участвующим в генерировании водяного пара, получать большее количество теплоты, как это показано ниже в табл. 2 (см. последнюю колонку с правой стороны), в то же время общая теплота, переданная в конвекционной секции, остается неизменной, и соответствует тепловой мощности 39,32 МВт.In FIG. 2 shows a comparative example of a convection section 121 that can be used if the hydrocarbon feed or naphtha 201 is fed to the steam cracker as steam at the desired pressure in the range of 0.6 to 0.8 MPa. Feed line 204 supplies boiler water to steam drum 124. Steam drum 124 supplies the top superheater USH convective bundle with steam that is superheated and enters the lower LSH superheater tube bundle where the steam is further superheated. The convective beam preheating of the FPH feedstock shown in FIG. 1a is no longer necessary in this case, allowing the other ECO , USH, and LSH tube bundles involved in steam generation to receive more heat, as shown in Table 1 below. 2 (see the last column on the right side), while the total heat transferred in the convection section remains unchanged, and corresponds to a thermal power of 39.32 MW.

Таблица 2table 2

Используемые пучки труб Used tube bundles Входная температура процесса Process inlet temperature Выходная температура процесса Outlet process temperature Входная температура продуктов сгорания Inlet temperature of combustion products Выходная температура продуктов сгорания Outlet temperature of combustion products Переданная теплота Transferred heat °C °C °C °C °C °C °C °C МВт MW ЕСО ECO 97 97 235 235 386 386 155 155 8,11 8.11 UMP UMP 607 607 386 386 8,22 8.22 USH USH 330 330 447 447 785 785 607 607 6,90 6.90 LSH LSH 417 417 470 470 843 843 785 785 2,28 2.28 LMP LMP 1173 1173 843 843 13,71 13.71 Общая переданная теплота Total transferred heat 39,22 39.22

Сопоставление табл. 1 и 2 показывает, что тепловые производительности пучков труб UMP и LMP не изменяются, при этом пучок труб FPH в последнем случае отсутствует, и общая тепловая мощность в конвекционной секции остается почти одинаковой и составляет 39,2 МВт по сравнению с 39,3 МВт в базовом случае, иллюстрируемом на фиг. 1а. Дополнительная теплота в сравнительном примере должна быть поглощена конвективными пучками труб ECO, USH и LSH. В этом случае производство водяного пара очень высокого давления увеличивается от 42,0 до 48,9 т/ч. Таким образом, очевидным эффектом изменения размеров конвективных пучков труб в печи и питания их парообразной нафтой может быть увеличение производства водяного пара VHP на величину, соответствующую (48,9-42,0)/42,0х100%=16%.Table comparison. 1 and 2 shows that the thermal capacities of the UMP and LMP tube bundles do not change, while the FPH tube bundle is absent in the latter case, and the total thermal power in the convection section remains almost the same at 39.2 MW compared to 39.3 MW in the base case illustrated in Fig. 1a. The additional heat in the comparative example must be absorbed by the ECO, USH and LSH convective tube bundles. In this case, the production of very high pressure steam increases from 42.0 to 48.9 t/h. Thus, the obvious effect of resizing the convective tube bundles in the furnace and feeding them with vaporous naphtha would be to increase the production of VHP by an amount corresponding to (48.9-42.0)/42.0x100%=16%.

В этом случае общая располагаемая тепловая мощность для производства высококачественного, высокотемпературного водяного пара высокого давления (теплота, переданная в пучках труб ECO, USH и LSH) составляет 17,29 МВт.In this case, the total available thermal capacity for the production of high quality, high temperature, high pressure steam (heat transferred in ECO, USH and LSH tube bundles) is 17.29 MW.

Соответствующее увеличение тепловой мощности для производства пара VHP с повышением температуры воды от 97°C до температуры пара VHP 470°C составляет 6,3 МВт.The corresponding increase in heat output for the production of VHP steam with an increase in water temperature from 97°C to a VHP steam temperature of 470°C is 6.3 MW.

Предварительным условием увеличения количества производимого пара VHP является ввод в печь парового крекинга 120 испаренной нафты. При этом необходимо, чтобы нафта находилась в парообразном состоянии и поступала в печь парового крекинга при давлениях в интервале от 0,6 до 0,8 МПа так, как описано ниже.A precondition for increasing the amount of VHP steam produced is the introduction of vaporized naphtha into the steam cracker 120 . This requires that the naphtha be in a vapor state and enter the steam cracker at pressures ranging from 0.6 to 0.8 MPa as described below.

Нафта может быть испарена и направлена в печь парового крекинга при давлениях в интервале от 0,6 до 0,8 МПа в соответствии с изложенным ниже.The naphtha may be vaporized and sent to a steam cracker at pressures in the range of 0.6 to 0.8 MPa as described below.

На фиг. 3 представлена технологическая установка 300, способная обеспечить получение паров углеводородного сырья, т.е. нафты, из исходного углеводородного сырья, такого как сырая нефть, продукта гидрокрекинга, продукта каталитического крекинга или продукта коксования, в печи парового крекинга, показанной на фиг. 2, при достаточно высоких температуре и давлении.In FIG. 3 shows a process plant 300 capable of producing hydrocarbon feed vapors, i.e. naphtha, from a hydrocarbon feedstock such as crude oil, a hydrocracked product, a catalytic cracked product, or a coker product, in the steam cracker shown in FIG. 2 at sufficiently high temperature and pressure.

В этом предпочтительном решении аппараты для переработки нефти, обеспечивающие подачу угIn this preferred solution, oil refining apparatuses supplying coal

- 7 040414 леводородного сырья в печь 120 парового крекинга, производят продукты при давлении, достаточном для их смешивания с потоком 202 вне печи 120 парового крекинга, и направляют их непосредственно в UMP (фиг. 2). Установка фракционирования углеводородов, образованная из этих аппаратов переработки нефти, должна быть спроектирована надлежащим образом для проведения эффективного процесса фракционирования. На фиг. 3 представлен пример установки для дистилляции исходного углеводородного сырья.- 7 040414 hydrocarbon feedstock into the steam cracker 120, produce products at a pressure sufficient to mix them with the stream 202 outside the steam cracker 120, and send them directly to the UMP (Fig. 2). The hydrocarbon fractionation unit formed from these refinery units must be properly designed to carry out an efficient fractionation process. In FIG. 3 shows an example of a plant for the distillation of a hydrocarbon feedstock.

Исходное углеводородное сырье обессоливают, и нагревают, как это обычно осуществляется в существующем уровне техники, относящемся к дистилляционным установкам для исходного сырья (включая продолжительное нагревание в противотоке относительно продуктов), применительно к потоку 301. Указанный поток 301 нагнетают при среднем давлении с помощью нагнетателя исходного углеводородного сырья в теплообменник Н-301, после чего нагревают в теплообменнике Н-301 до температуры в интервале 220-350°C, которую имеет поток 302, в зависимости от состава сырой нефти, желаемой границы кипения фракции нафты, предназначенной для парового крекинга, и давления в колонне, которые определяются установленными требованиями печи парового крекинга.The hydrocarbon feedstock is desalted and heated as is commonly done in the state of the art relating to feedstock distillation plants (including continuous heating in countercurrent to the products) for stream 301. Said stream 301 is injected at medium pressure with a feed blower. hydrocarbon feedstock into the H-301 heat exchanger, after which it is heated in the H-301 heat exchanger to a temperature in the range of 220-350 ° C, which the stream 302 has, depending on the composition of the crude oil, the desired boiling point of the naphtha fraction intended for steam cracking, and pressure in the column, which are determined by the established requirements of the steam cracker.

Теплообменник Н-301 может представлять собой печь, паровой нагреватель или нагреватель любого другого типа, который нагревается с использованием любого подходящего источника теплоты, такого, например, как водяной пар среднего давления или закалочное масло из печи парового крекинга, который обычно имеется в наличии при температуре приблизительно равной 160°C. Пар среднего давления (МР) обычно характеризуется абсолютным давлением в интервале от 0,8 до 2,0 МПа.The H-301 heat exchanger may be a furnace, steam heater, or any other type of heater that is heated using any suitable source of heat, such as medium pressure steam or quench oil from a steam cracker, which is normally available at approximately equal to 160°C. Medium pressure steam (MP) is usually characterized by an absolute pressure in the range from 0.8 to 2.0 MPa.

Предварительно нагретый поток 302 углеводородного сырья направляется в дистилляционную колонну С-301 среднего давления, работающую при абсолютном давлении в интервале от 0,7 до 1,2 МПа. Величина давления в этой колонне определяется, главным образом, давлением паров нафты, необходимым для парового крекинга, и перепадом давления на линии транспортирования. Давление, при котором исходное углеводородное сырье нагнетается в теплообменник Н-301, должно быть достаточным для преодоления перепада давления в теплообменнике и получения необходимого давления в дистилляционной колонне С-301 среднего давления, находящегося в интервале от 0,7 до 1,2 МПа. При этом указанное давление нагнетания может изменяться в зависимости от типа используемого теплообменника.The preheated hydrocarbon stream 302 is sent to a medium pressure distillation column C-301 operating at an absolute pressure ranging from 0.7 to 1.2 MPa. The pressure in this column is determined mainly by the naphtha vapor pressure required for steam cracking and the pressure drop across the transmission lines. The pressure at which the hydrocarbon feedstock is injected into the H-301 heat exchanger must be sufficient to overcome the pressure drop in the heat exchanger and obtain the required pressure in the medium pressure distillation column S-301, which is in the range from 0.7 to 1.2 MPa. However, the specified discharge pressure may vary depending on the type of heat exchanger used.

Исходное углеводородное сырье может быть нагрето в дистилляционной колонне С-301 с помощью дополнительных теплообменников, ребойлеров или водяного пара отпаривания. Пар отпаривания среднего давления 342 может быть добавлен в исходное углеводородное сырье при температуре в интервале 180-350°C в нижнюю часть упомянутой дистилляционной колонны С-301 среднего давления. Жидкий поток 325 углеводородного сырья из атмосферной дистилляционной колонны С-302 может быть добавлен из последующей ступени, т.е. дистилляционной колонны С-302, как это будет описано ниже.The hydrocarbon feedstock can be heated in the C-301 distillation column using additional heat exchangers, reboilers or stripping steam. Medium pressure stripping steam 342 may be added to the hydrocarbon feedstock at a temperature in the range of 180-350°C at the bottom of said medium pressure distillation column C-301. Liquid hydrocarbon feedstock stream 325 from atmospheric distillation column C-302 may be added from a subsequent stage, i.e. distillation column C-302, as will be described below.

В нижней части дистилляционной колонны С-301 среднего давления отводится продукт, содержащий в потоке 314, главным образом, средние дистилляты и более тяжелые фракции сырой нефти. Сверху колонны отбирают нафту и более легкие компоненты, образующие поток 303. Часть 304 потока 303 конденсируется в теплообменнике Н-302, и полученная жидкость 306 отделяется в сепараторе V-301 и нагнетается с помощью насоса Р-301 в виде жидкой флегмы 307 обратно в колонну С-301.At the bottom of the medium pressure distillation column C-301, the product is withdrawn, containing in stream 314 mainly middle distillates and heavier fractions of crude oil. At the top of the column, naphtha and lighter components are taken off to form stream 303. Part 304 of stream 303 is condensed in heat exchanger H-302 and the resulting liquid 306 is separated in separator V-301 and pumped by pump P-301 as liquid reflux 307 back into the column S-301.

Парообразный продукт 309 из сепаратора V-301 может быть направлен непосредственно в установку 120 парового крекинга в виде потока 332 углеводородного сырья подобного потоку 331 более легкого углеводородного сырья, причем небольшая выгода может быть получена при удерживании потока 332 более тяжелого углеводородного сырья отдельно от потока 331 более легкого сырья, что позволяет проводить крекинг этих потоков в различных условиях. В частности, может быть выгодным проводить паровой крекинг потока 331 более легкого углеводородного сырья в более жестких условиях по сравнению с потоком 332 более тяжелого углеводородного сырья, поскольку в потоке 331 углеводородного сырья содержатся более легкие компоненты. Кроме того, можно полностью или частично смешивать потоки 331, 332 углеводородного сырья, чтобы более эффективно использовать полезную тепловую нагрузку печи в установке 120 парового крекинга.Vapor product 309 from separator V-301 may be sent directly to steam cracker 120 as a hydrocarbon feed stream 332 similar to lighter hydrocarbon feed stream 331, with little benefit to be gained by keeping heavier hydrocarbon feed stream 332 separate from stream 331 for more than light feedstock, which allows the cracking of these streams under various conditions. In particular, it may be advantageous to steam crack the lighter hydrocarbon feed stream 331 under more severe conditions than the heavier hydrocarbon feed stream 332 because the hydrocarbon feed stream 331 contains lighter components. In addition, hydrocarbon feed streams 331, 332 may be fully or partially mixed to more efficiently utilize the furnace heat load in the steam cracker 120.

Кроме того, возможно получение жидкой нафты. Для этого вода из потока 310 более легкой нафты может быть сконденсирована в конденсаторе Н-303 с получением потока 311. Вследствие создания большего давления рассматриваемая установка работает при большей величине давления по сравнению с традиционными дистилляционными аппаратами для сырой нефти, при этом температура процесса выше (в интервале 130-180°C), и выделяется большее количество более ценной теплоты, которая имеет преимущество с точки зрения утилизации по сравнению с традиционным дистилляционным аппаратом (<100°C). Испаритель V-302 разделяет поток 311 на фракцию серносодержащей воды 313, которая вместе с кислой водой из V-301 в потоке 308 направляется на очистку, и фракцию не стабилизированной нафты 312, которая может нагнетаться с помощью нагнетателя Р-303 в колонну стабилизации нафты, а фракция LPG 333 может быть направлена в газогенераторную установку или сеть для газообразного топлива.In addition, it is possible to obtain liquid naphtha. To do this, the water from the lighter naphtha stream 310 can be condensed in condenser H-303 to form stream 311. Due to the higher pressure, the present plant operates at a higher pressure than conventional crude oil distillation apparatuses, while the process temperature is higher (in 130-180°C) and releases more valuable heat, which has an advantage in terms of utilization compared to a conventional distillation apparatus (<100°C). The evaporator V-302 separates stream 311 into a fraction of sour water 313, which, together with acidic water from V-301 in stream 308, is sent for purification, and a fraction of unstabilized naphtha 312, which can be injected using a blower R-303 into the naphtha stabilization column, and the LPG 333 fraction can be sent to a gas generator plant or gaseous fuel network.

Нижний продукт, отводимый в потоке 314 из дистилляционной колонны С-301 среднего давления, затем нагревается до температуры в интервале от 320 до 360°C в теплообменнике Н-304 и добавляется в дистилляционную колонну С-302 атмосферного давления вместе с водяным паром 343 низкого давления или паром для отпаривания низкого давления. Пар низкого давления обычно имеет абсолютное давлениеThe bottom product withdrawn in stream 314 from medium pressure distillation column C-301 is then heated to a temperature in the range of 320 to 360° C. in heat exchanger H-304 and added to atmospheric pressure distillation column C-302 along with low pressure steam 343 or steam for low pressure steaming. Low pressure steam usually has an absolute pressure

- 8 040414 в интервале от 0,1 до 0,7 МПа. Атмосферная дистилляционная колонна С-302 работает при абсолютном давлении ниже 0,6 МПа и выше атмосферного давления (0,1 МПа). При этом указанная атмосферная дистилляционная колонна С-302 производит фракцию 316 среднего дистиллята, отводимую сверху. Пары 318 из ёмкости V-303 сбора дистиллята направляются в отстойник V-304, и конденсируются с помощью конденсатора Н-306. Отстойник V-304 осуществляет разделение, в результате которого паровая фракция 326 направляется в установку комплексной подготовки газа, а серосодержащая вода 328 направляется на обработку вместе с другими потоками 313, 308 серосодержащей воды. Жидкая фракция 324 с помощью насоса Р-305 нагнетается в дистилляционную колонну С-301 среднего давления в потоке 325.- 8 040414 in the range from 0.1 to 0.7 MPa. Atmospheric distillation column S-302 operates at an absolute pressure below 0.6 MPa and above atmospheric pressure (0.1 MPa). At the same time, said atmospheric distillation column C-302 produces a middle distillate fraction 316 discharged from above. The vapors 318 from the distillate collection tank V-303 are sent to the settling tank V-304 and condensed by the condenser H-306. Settler V-304 performs a separation that sends the vapor fraction 326 to the complex gas treatment plant, and the sour water 328 is sent for treatment along with other sour water streams 313, 308. The liquid fraction 324 is pumped into the medium pressure distillation column C-301 in stream 325 by pump P-305.

Нижний продукт 321 атмосферной дистилляционной колонны С-302, отводимый посредством потока 321, очищается с помощью традиционной вакуумной дистилляционной колонны С-303, обычно используемой в установках первичной переработки нефти (на фиг. 3 показано не всё используемое оборудование) с получением паров 337 среднего дистиллята, легкого вакуумного газойля, тяжелого вакуумного газойля и вакуумного остатка 340.The C-302 atmospheric distillation column bottom product 321, withdrawn via stream 321, is purified using a conventional C-303 vacuum distillation column commonly used in downstream refineries (not all of the equipment used is shown in FIG. 3) to produce middle distillate vapor 337 , light vacuum gas oil, heavy vacuum gas oil and vacuum residue 340.

Из дистилляционной колонны С-302 отделенные летучие компоненты поступают в сборник V-303 дистиллята и затем в потоке 324 проходят через конденсатор Н-306 и отстойник V-304, и после сжатия насосом Р-305 направляются в потоке 325 в дистилляционную колонну С-301 среднего давления.From the distillation column C-302, the separated volatile components enter the distillate collector V-303 and then, in stream 324, pass through the condenser H-306 and the settler V-304, and after compression by the pump P-305, they are sent in stream 325 to the distillation column C-301 medium pressure.

Все изложенное выше приведено с целью подтверждения возможности обработки сжатой, испаренной нафты/потока углеводородного сырья в печи 120 парового крекинга, представленной на фиг. 2, входящей в состав установки парового крекинга.All of the foregoing is provided to demonstrate the feasibility of processing the compressed, vaporized naphtha/hydrocarbon feed stream in the steam cracker 120 shown in FIG. 2, which is part of the steam cracker.

Установки гидрокрекинга и установки крекинга с псевдоожиженным катализатором имеют в своем составе основную колонну фракционирования, которая может быть заменена дистилляционными колоннами С-301 среднего давления и колонной С-302 атмосферного давления вместе со всем связанным с ними оборудованием, чтобы также получать и направлять сжатое испаренное углеводородное сырье в печь 120 парового крекинга, представленную на фиг. 2.Hydrocracking and fluid catalytic cracking units have a main fractionation column which can be replaced by medium pressure C-301 distillation columns and atmospheric pressure C-302 column along with all associated equipment to also receive and route compressed vaporized hydrocarbon feed to the steam cracker 120 shown in FIG. 2.

Фиг. 4 иллюстрирует пример альтернативной установки 400 для испарения нафты с использованием водяного пара низкого качества.Fig. 4 illustrates an example of an alternative naphtha flash unit 400 using low quality steam.

В установке 400 первый теплообменник 401 нагревает жидкую нафту 404 с использованием водяного пара 405 низкого давления с получением нагретого потока нафты. Второй теплообменник 402 нагревает нафту с использованием водяного пара среднего давления, и третий теплообменник 403 нагревает нафту с использованием водяного пара высокого давления, который имеет величину абсолютного давления в интервале от 2,5 до 4,5 МПа. Нафта в этой установке испаряется, и испаренная нафта 411 может быть направлена во входной трубопровод 201 для углеводородов установки гидрокрекинга.In plant 400, first heat exchanger 401 heats liquid naphtha 404 using low pressure steam 405 to produce a heated naphtha stream. The second heat exchanger 402 heats the naphtha using medium pressure steam, and the third heat exchanger 403 heats the naphtha using high pressure steam which has an absolute pressure in the range of 2.5 to 4.5 MPa. The naphtha in this unit is vaporized and the vaporized naphtha 411 may be directed to the hydrocarbon inlet 201 of the hydrocracking unit.

Водяной пар низкого, среднего и высокого давления 405, 407, 409 конденсируется в теплообменниках 401, 402, 403, и полученный конденсат может быть возвращен обратно в виде потоков конденсата 406, 408, 410, соответственно.Low, medium and high pressure steam 405, 407, 409 is condensed in heat exchangers 401, 402, 403 and the resulting condensate can be returned back as condensate streams 406, 408, 410, respectively.

Примеры температур и давлений, и соответствующих источников теплоты приведены ниже в табл. 3.Examples of temperatures and pressures, and the corresponding heat sources are given below in table. 3.

Таблица 3Table 3

Ступени теплообменников Heat exchanger stages Начальная температура (°C) Start temperature (°C) Конечная температура (°C) Final temperature (°C) Тепловая мощность (МВт) Thermal power (MW) Источник теплоты Heat source 401 401 81 81 138 138 1,85 1.85 Водяной пар, 0,5 МПа (абс) (405) Water vapor, 0.5 MPa (abs) (405) 402 402 138 138 193 193 2,77 2.77 Водяной пар, 1,8 МПа (абс) (407) Water vapor, 1.8 MPa (abs) (407) 403 403 193 193 207 207 1,73 1.73 Водяной пар, 4,0 МПа (абс) (400) Water vapor, 4.0 MPa (abs) (400) Общая тепловая мощность Total heat output 6,35 6.35

Из табл. 3 хорошо видно, что в этом примере для получения испаренной нафты необходима тепловая мощность в количестве 6,35 МВт, что компенсирует тепловую мощность 6,3 МВт, необходимую для производства водяного пара VHP. При этом использование водяного пара LP и МР низкого качества позволяет увеличить производство пара VHP на 16%.From Table. 3 clearly shows that in this example, 6.35 MW of heat input is needed to produce vaporized naphtha, which offsets the 6.3 MW of heat output needed to produce VHP steam. At the same time, the use of low quality LP and MP steam allows increasing the production of VHP steam by 16%.

Благодаря более высокой температуре единица тепловой энергии водяного пара VHP является более ценной по сравнению с подобной единицей энергии пара среднего и низкого давления, и общий эффект описанного выше решения заключается в том, что одинаковые единицы энергии водяного пара LP, МР и HP переходят в пар VHP с большей ценностью. В описанном выше примере для получения одинаковых результатов величины давления пара LP, МР и HP могут быть выбраны в интервалах 0,1-0,7 МПа, 0,8-2,0 МПа и 2,5-4,5 МПа, соответственно.Due to the higher temperature, a unit of steam energy VHP is more valuable than a similar unit of energy of medium and low pressure steam, and the overall effect of the solution described above is that the same units of steam energy LP, MP and HP are converted into VHP steam. with more value. In the above example, in order to obtain the same results, the steam pressure values LP, MP and HP can be selected in the ranges of 0.1-0.7 MPa, 0.8-2.0 MPa and 2.5-4.5 MPa, respectively.

Необходимое давление углеводородного сырья может быть получено с помощью нагнетателя 415, который нагнетает из питающего трубопровода 414 углеводородное сырье с повышением его давления до требуемого во входном трубопроводе 404 установки 400 многоступенчатого теплообмена.The required hydrocarbon feed pressure can be obtained using blower 415, which injects hydrocarbon feed from the supply line 414 to increase its pressure to the required pressure in the inlet line 404 of the multistage heat exchanger 400.

На линии выходного трубопровода 413 может быть установлен сепаратор 419 для отделения жидкостей, т.е. воды и более тяжелых (имеющих больший молекулярный вес) не испаренных углеводородов,A separator 419 may be provided in line with outlet conduit 413 to separate liquids, i. e. water and heavier (higher molecular weight) non-vaporized hydrocarbons,

- 9 040414 от уже испаренной нафты или углеводородного сырья перед транспортированием испаренного углеводородного сырья в потоке 420 к входному трубопроводу 202 углеводородного сырья печи 120 парового крекинга.- 9 040414 from the already vaporized naphtha or hydrocarbon feedstock before transporting the vaporized hydrocarbon feedstock in stream 420 to the hydrocarbon feedstock inlet line 202 of the steam cracking furnace 120.

Установка 400 с многоступенчатым теплообменом может быть предпочтительно снабжена впускными патрубками для инжекции дополнительного пара низкого или среднего качества (LP, МР) в промежуточные потоки 411, 412 и даже в выходящий поток 413. Инжекция в промежуточные потоки 411, 412 и 413 пара низкого или среднего качества (LP, МР) усиливает и совершенствует процесс испарения углеводородного сырья за счет использования относительно дешевого пара, в то же время потребности теплообменников 401-403 в тепловой энергии снижаются. В результате может потребоваться пар 409 меньшего давления, в особенности, на ступени 403.The multi-stage heat exchange unit 400 may preferably be provided with inlets for injecting additional low or medium quality (LP, MP) steam into the intermediate streams 411, 412 and even into the outlet stream 413. quality (LP, MP) enhances and improves the process of evaporation of hydrocarbon raw materials through the use of relatively cheap steam, at the same time, the need for heat exchangers 401-403 in thermal energy is reduced. As a result, lower pressure steam 409 may be required, especially in stage 403.

Перечень ссылочных номеров позиций:Item reference list:

101 , 201 - входящий поток углеводородного сырья,101 , 201 - incoming hydrocarbon feed stream,

102 , 202 - поток кипящей воды,102, 202 - a stream of boiling water,

103 , 203 - перегретое углеводородное сырье,103, 203 - superheated hydrocarbon feedstock,

104 , 204 - входной трубопровод для питательной воды котла,104, 204 - inlet pipeline for boiler feed water,

105 , 205 - поток воды на перегрев пара,105 , 205 - water flow for steam overheating,

106 , 206 - газообразные продукты сгорания,106, 206 - gaseous products of combustion,

107 , 207 - перегретый водяной пар высокого давления,107, 207 - superheated high pressure steam,

120 - печь парового крекинга,120 - steam cracking furnace,

121 - конвекционная секция,121 - convection section,

122 - радиационная секция,122 - radiation section,

123 - трубчатый реактор с огневым подводом теплоты,123 - tubular reactor with fired heat supply,

124 - паровой барабан,124 - steam drum,

125 - теплообменник на линии транспортирования,125 - heat exchanger on the transportation line,

128 - отвод газа крекинга,128 - removal of cracking gas,

129 - горелки,129 - burners,

130 - горячий газ крекинга,130 - hot cracking gas,

301 - сырая нефть,301 - crude oil,

302 - нагретая сырая нефть,302 - heated crude oil,

303 - дистиллят нафты,303 - naphtha distillate,

304 - часть нафты для конденсации и орошения,304 - part of naphtha for condensation and irrigation,

305 - нагретая часть нафты для конденсации и орошения,305 - heated part of naphtha for condensation and irrigation,

306 - жидкость,306 - liquid,

307 - орошающая фракция,307 - irrigation fraction,

308 , 313, 334 - серосодержащая вода,308, 313, 334 - sulfur-containing water,

309 - парообразный продукт,309 - vaporous product,

310 - поток легкой нафты,310 - light naphtha stream,

311 - поток водяного конденсата,311 - water condensate flow,

312 , 335 - жидкая нафта,312, 335 - liquid naphtha,

314 - тяжелые фракции,314 - heavy fractions,

315 - нагретые тяжелые фракции,315 - heated heavy fractions,

316 - фракция среднего дистиллята,316 - middle distillate fraction,

325 - жидкий средний дистиллят,325 - liquid middle distillate,

328 - серосодержащая вода,328 - sulfur-containing water,

331 - нафта,331 - naphtha,

332 - жидкая нафта,332 - liquid naphtha,

333, 326 - жидкий нефтяной газ,333, 326 - liquid petroleum gas,

336 - средние дистилляты, керосин, дизельное топливо,336 - middle distillates, kerosene, diesel fuel,

337 - пары среднего дистиллята,337 - pairs of middle distillate,

340 - вакуумный остаток,340 - vacuum residue,

342 - водяной пар для отпаривания среднего давления,342 - steam for medium pressure steaming,

343 - водяной пар для отпаривания низкого давления,343 - steam for low pressure steaming,

401, 402, 403 - ступень теплообменника,401, 402, 403 - heat exchanger stage,

404 - входящий поток углеводородного сырья,404 - incoming hydrocarbon stream,

405 - водяной пар низкого давления,405 - low pressure steam,

406, 408, 410 - поток конденсата,406, 408, 410 - condensate flow,

407 - водяной пар среднего давления,407 - medium pressure steam,

409 - водяной пар высокого давления,409 - high pressure steam,

411, 412, 413 - взаимосоединенные потоки углеводородного сырья,411, 412, 413 - interconnected hydrocarbon feed streams,

414 - подача углеводородного сырья,414 - supply of hydrocarbon raw materials,

415 - нагнетатель,415 - supercharger,

416, 417, 418 - впускные патрубки для инжекции пара,416, 417, 418 - inlet nozzles for steam injection,

--

Claims

419 - separator,

420 - the stream of evaporated hydrocarbon feedstock,

S-301 - medium pressure distillation column,

S-302 - atmospheric distillation column,

С-303 - vacuum distillation column,

H-301 - heat exchanger,

H-302 - heat exchanger,

H-303 - capacitor,

H-305 - capacitor,

R-302 - pump,

R-303 - pump,

R-304 - pump,

R-305 - pump,

R-306 - pump,

V-301 - evaporator,

V-302 - evaporator,

V-303 - distillate collector,

V-304 - sump,

E-34 - heat exchanger.

CLAIM

1. The method of steam cracking of hydrocarbon raw materials, carried out in a steam cracking furnace, including:

vaporizing the hydrocarbon feedstock using a hydrocarbon feedstock vaporizer located outside the steam cracking furnace, said hydrocarbon feedstock vaporizer being heated with a heat carrier having a temperature of 350° C. or less; moreover, the evaporation of the hydrocarbon feed is carried out by compressing the hydrocarbon feed using a hydrocarbon feed blower, preheating the compressed hydrocarbon feed in a heat exchanger, and distilling the preheated hydrocarbon feed in a medium pressure distillation column connected to said heat exchanger, said medium pressure distillation column operating at absolute pressure in the range from 0.7 to 1.2 MPa;

supplying the vaporized hydrocarbon feedstock to a device for superheating the hydrocarbon feedstock located in the convection section of the steam cracking furnace;

overheating of the vaporized hydrocarbon feedstock using gaseous combustion products coming from the radiant section of the steam cracking furnace, carried out in a device for overheating hydrocarbon feedstock located in the convection section of the steam cracking furnace;

superheating of water vapor supplied from the steam generator using gaseous combustion products coming from the radiant section of the steam cracking furnace in another heat exchanger;

steam cracking of superheated hydrocarbon feedstock with the use of superheated water vapor to produce cracking gas in a tubular reactor with fired heat supply located in the radiant section of the steam cracking furnace;

eg slightly heating the boiler feed water for the steam generator using combustion gases coming from the radiant section of the steam cracker in the boiler feed water preheater;

preheating the liquid components of the hydrocarbon feedstock leaving the medium pressure distillation column by heat exchange in the second heat exchanger, and distilling the hydrocarbon feedstock in the low pressure distillation column, separating the feedstock into at least one of a light distillate fraction, a middle distillate fraction and a heavy distillate fraction, wherein the low pressure distillation column operates at an absolute pressure in the range of 0.1 to 0.6 MPa.

2. The method according to claim 1, wherein the distillation of the hydrocarbon feedstock in the medium pressure distillation column is carried out using medium pressure stripping steam having an absolute pressure in the range of 0.8 to 2.0 MPa.

3. The method according to claim 2, wherein the medium pressure steam steam has a temperature in the range of 180 to 350°C.

4. The method according to claim 1 or 2, in which the heat exchanger is heated with a heat transfer medium having a temperature in the range from 160 to 350°C.

5. The method according to claim 1, wherein the distillation in the low pressure distillation column is carried out using low pressure stripping steam having an absolute pressure in the range of 0.1 to 0.7 MPa.

-