Секция регенерации растворителей из рафинатного и экстрактного растворов
Регенерацию ведут отгонкой растворителя из рафинатного и экстрактного растворов. Последние можно рассматривать как бинарные смеси, в которых легким компонентом является растворитель, а тяжелым - рафинат или экстракт, причем тяжелый компонент в условиях отгонки практически нелетуч. Вследствие большой разницы между температурами кипения растворителя и рафината или экстракта основная масса растворителя из обоих растворов отгоняется при таких температурах, когда нефтепродукт еще не перегоняется. Однако практически часть низкокипящих фракций масла все же испаряется. Исследования состава паровой фазы при однократном испарении растворов рафината и экстракта показывают, что при простом однократном испарении не обеспечивается получение паровой фазы (растворителя), свободной от масла. Следовательно, эти пары необходимо ректифицировать.
Посредством однократного испарения невозможно полностью отогнать растворитель от рафината и экстракта, довести содержание в них растворителя до сотых долей процента. Неиспарившийся остаток растворителя отгоняют открытым водяным паром в отпарных колоннах. После такого отпаривания в рафинате и экстракте остается 0.005-0,02% (масс.) растворителя. Отпаривание растворителя при его регенерации используют во всех процессах очистки и депарафинизации. Первой стадией извлечения растворителей из рафинатного и экстрактного растворов является нагревание в трубчатых печах с конвекционными и радиатными секциями; печи для нагрева экстрактных растворов многопоточные. На некоторых установках растворы нагревают в теплообменниках жидкими теплоносителями (нагретыми дистиллятами и остатками, дифенилом, водяным паром и др.). Последний способ используют только в схемах очистки низкокипящими растворителями.
Растворители, не стабильные при высоких температурах или имеющие высокую температуру кипения, отгоняют в вакууме. Растворители, находящиеся в жидком состоянии при повышенных давлениях (сниженный пропан, сернистый ангидрид), отгоняют под давлением, обеспечивающим конденсацию их паров при отводе тепла водой. При регенерации смеси низко- и высококипящих растворителей в первую очередь (после нагревания) под давлением отгоняют преимущественно низкокипящий растворитель, а затем после повышения температуры при атмосферном давлении — отгоняют преимущественно низкокипящий растворитель. а затем после повышения температуры при атмосферном давлении — высококипящий. С целью сокращения энергозатрат для предварительного подогрева рафинатного раствора используют тепло выходящего из системы горячего рафината. Экстрактный раствор предварительно подогревают горячим растворителем, используют также тепло конденсации паров растворителя, выходящих из испарителей. Смесь паров растворителя и воды из отпарных колонн направляют в секцию регенерации растворителя из водных растворов. В подавляющем большинстве процессов селективной очистки нефтяного сырья растворители отгоняют в испарителях — колонного типа; иногда используют горизонтальные испарители.
В рафинатном растворе содержится всего 10-30% растворителя, в экстрактном — 85-95%, а практически нелетучий компонент — экстракт — составляет в нем всего 5-15%. Количество экстрактного раствора обычно больше, чем рафинатного.
Регенерацию растворителей из рафинатных растворов осуществляют в одну или в две ступени. Эта секция установки состоит из трубчатой печи или парового (жидкостного) подогревателя, ректификационной колонны, теплообменных аппаратов. В колонне отделяется основная масса растворителя. испарившегося в нагревателе. и удаляются (продувкой водяным паром) остатки растворителя. Когда в рафинатном растворе относительно велико содержание растворителя и имеется возможность отделить часть сухого растворителя путем однократного испарения, колонну разделяют на испарительную и отпарную секции.
Регенерацию растворителей из экстрактных растворов осуществить несколько сложнее, так как невозможно испарить в один прием основную массу растворителя. Применяют многоступенчатую отгонку (3-4 ступени), часто с использованием тепла последующей ступени в предшествующей, нередко, чтобы увеличить среднюю разность температур в обогреваемых конденсирующимися парами теплообменниках, в последующей ступени поддерживают более высокое избыточное давление (0,3-0,4 МПа). В первой ступени экстрактный раствор нагревается в теплообменнике парами растворителя, выходящими из испарителя. Подогретый экстрактный раствор поступает в испаритель. где от него отделяется растворитель. Пары растворителя уходят из испарителя сверху, а полуотпаренный экстрактный раствор подается в испаритель, работающий под повышенным давление (0,3-0,5 МПа). Необходимое тепло вводится в испарители и циркулирующими через соответствующие змеевики печи экстрактным раствором. Пары растворителя из испарителя поступают в теплообменник. Окончательно растворитель отгоняют в отпарной колонне.
