книги из ГПНТБ / Багиров, И. Т. Современные установки первичной переработки нефти
.pdf
И. Т. Б А Г И Р О В
СОВРЕМЕННЫЕ УСТАНОВКИ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ
МОСКВА
ИЗДАТЕЛЬСТВО «X И М И Я»
1974
УДК 665.63.046 Б14
Б14 |
Багиров И. Т. |
установки |
первичной переработки нефти. |
|
Современные |
||
|
М., «Химия», 1974. |
240 с., 43 |
табл., 81 рис., список литературы |
19ссылок.
Вкниге даны основные показатели современных устано вок первичной переработки нефти, описаны наиболее харак
терные и мощные комбинированные промышленные установки в Советском Союзе и за рубежом. Приводятся рекомендации по выбору аппаратуры и оборудования для подготовки сырья и его перегонки, а также по оснащению установок новейшими средствами контроля и автоматики. Особое место уделено ана лизу работы действующих установок по первичной переработке нефти, усовершенствованию отдельных узлов и блоков про мышленных установок, интенсификации их мощностей, улуч шению показателей работы. Изложены перспективы дальней шего развития и усовершенствования промышленных процес сов первичной переработки нефти.
Книга предназначена для инженерно-технических работ ников нефтеперерабатывающих заводов и научно-исследова тельских и проектных институтов, а также для преподавате лей и студентов нефтяных вузов.
© Издательство «Химия», 1974
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение............................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
Г л а в а |
I. Процессы подготовки |
нефти |
к переработке............................. |
|
|
|
9 |
||||||||
Загрязнения неф ти |
.................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|||
Физико-химическая ................... |
характеристика |
нефтяных эм ульсий |
|
|
11 |
||||||||||
Основные промышленные ................... |
способы разрушения эм ульси й |
|
|
11 |
|||||||||||
Промышленные установки электрообезвоживания и электрообес |
|
|
|||||||||||||
соливания нефти ( ...........................................................................ЭЛ О У ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
||||||
Основные направления |
по |
улучшению |
подготовки нефти к |
пере |
21 |
||||||||||
работке ................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Г л а в а |
II. Современные промышленные процессы первичной переработки |
23 |
|||||||||||||
|
|
н еф ти ................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Основные технологические факторы первичной переработкинефти |
. |
23 |
|||||||||||||
Современные |
промышленные |
установки |
первичной |
переработки |
24 |
||||||||||
нефти |
.......................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Первичная перегонка нефти и развитие вторичных процессов перера |
26 |
||||||||||||||
ботки |
н еф ти .......................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Основные промышленные .......................... |
схемы |
перегонки н еф ти |
|
|
|
28 |
|||||||||
Промышленные схемы ............................................ |
перегонки |
м а зу т а |
|
|
. |
|
32 |
||||||||
Схемы перегонки нефти и мазута, применяемые за |
рубежом . . . . |
|
36 |
||||||||||||
Способы орошения |
ректификационных |
колонн на |
установках |
АТ |
и |
39 |
|||||||||
А В Т |
....................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выбор |
схемы |
перегонки............................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
43 |
|||
Г л а в а |
|
III. Ректификационные |
устройства |
на установках |
АТ иАВТ |
|
49 |
||||||||
Ректификация |
в процессах ...............первичной |
перегонки н еф ти |
|
|
49 |
||||||||||
Назначение ректификационных аппаратов установок АВТ. . . . |
|
50 |
|||||||||||||
Факторы, улучшающие погоноразделительную способность ректи |
54 |
||||||||||||||
фикационных колонн...................................................................................... ...... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3
Элементы оптимизации технологических систем установок . . . . |
|
55 |
||||||||||
Разновидность ректификационных тарелок и технологические особен |
61 |
|||||||||||
ности нх работы ...................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Элементы технологического расчета ректификационных тарелок |
65 |
|||||||||||
Эксплуатационная характеристика новых ректификационных таре |
66 |
|||||||||||
лок |
на установках |
А В Т ...................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Г л а в а |
IV. Технологическая и эксплуатационная характеристика |
|
70 |
|||||||||
|
укрупненных установок атмосферной перегонки нефти (АТ) |
|||||||||||
Реконструированная |
установка |
«советскаятрубчатка» ........................ |
|
70 |
||||||||
Типовая атмосферная трубчатая |
установка ( А Т ) .................................. |
|
74 |
|||||||||
Установка АТ производительностью |
1,5 млн. |
т /г о д ............................... |
|
75 |
||||||||
Укрупненная установка АТ производительностью 6 млн. т/год . . . |
|
76 |
||||||||||
Г л а в а |
V. Технологическая и эксплуатационная характеристика |
. |
82 |
|||||||||
|
укрупненных атмосферно-вакуумных |
установок (АВТ) |
||||||||||
Установка АВТ производительностью 1,0 млн. т/год сернистой неф |
82 |
|||||||||||
ти , ............................................................................................................................... |
||||||||||||
Модернизированная |
установка |
АВТ |
производительностью |
|
83 |
|||||||
1.0 |
млн. т /го д ................................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Установка АВТ производительностью 1,5 млн. |
т /г о д .......................... |
|
86 |
|||||||||
Установка АВТ производительностью 2,0 млн. |
т /г о д .......................... |
|
89 |
|||||||||
Комбинированная |
установка |
|
ЭЛОУ—АВТ |
|
производительностью |
94 |
||||||
2.0 |
млн. т /г о д ........................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Комбинированная установка АВТ со |
вторичной перегонкой бензина |
97 |
||||||||||
производительностью 2,0 млн. т/год........................................................... |
|
|
|
|
||||||||
Комбинированная |
установка АВТ со |
вторичной |
перегонкой широкой |
|
||||||||
бензиновой фракции |
производительностью |
3,0 |
млн. т/год сернистой |
100 |
||||||||
н еф т и ........................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Комбинированная установка ЭЛОУ—АВТ |
со вторичной перегонкой |
103 |
||||||||||
широкой бензиновой фракции производительностью 3,0 млн. т/год |
||||||||||||
Установка ЭЛОУ—АВТ производительностью 3 млн. т/год, работаю |
|
|||||||||||
щая |
по схеме однократного |
испарения ........................................................ |
|
|
|
|
109 |
|||||
Комбинированная |
установка |
ЭЛОУ—АВТ |
производительностью |
114 |
||||||||
6 млн. т/год |
сернистой н еф ти .............................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Особенности |
переработки высокосернистых |
нефтей на установках |
|
117 |
||||||||
А В Т ................................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Г л а в а |
VI. Интенсификация мощностей действующих установок АВТ |
126 |
||||||||||
Мероприятия, |
проведенные на |
за в о д а х ............................................................ |
|
|
|
|
126 |
|||||
Схема модернизации |
установок............................................................................ |
|
|
|
|
|
|
130 |
||||
Интенсификация |
мощности установки ЭЛОУ—А В Т ................................. |
|
132 |
|||||||||
Анализ работы основных аппаратов действующих установок АВТ . . 134
4
Г л а в а |
VII. Комбинирование процессов на установках первичной |
пе |
136 |
||||
|
реработки |
нефти |
|
|
|
|
|
Комбинирование атмосферной перегонки нефти (АТ) с вакуумной пе |
137 |
||||||
регонкой мазута (ВТ) |
|
|
|
|
|||
Комбинирование процессов электрообезвоживания и электрообессо |
139 |
||||||
ливания с А В Т .......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
||
Комбинирование АВТ со вторичной перегонкой |
б ен зи н а .................. |
|
142 |
||||
Комбинирование процессов первичной перегонки нефти со вторич |
143 |
||||||
ными процессами (установка Г К -3 )................................................................. |
|
|
|
||||
Г л~а в а |
VIII. Основные технологические блоки комбинированных уста |
147 |
|||||
|
новок АТ и А В Т .......................................................................... |
|
|
|
|
||
Блок электрообессоливания и электрообезвоживания (ЭЛОУ) . |
. . |
147 |
|||||
Блоки |
стабилизации |
и абсорбции................................................................. |
|
|
|
149 |
|
Блок |
выщелачивания |
компонентов |
светлых нефтепродуктов . . |
. . |
156 |
||
Блок вторичной перегонки бензина................................................................. |
|
|
|
161 |
|||
Г л а в а |
IX . Основные аппараты и оборудование современных установок |
164 |
|||||
|
первичной переработки неф ти ....................................................... |
|
|
||||
Аппараты колонного |
т и п а .................................................................................. |
|
|
|
|
168 |
|
Теплообменники, конденсаторы и холодильники....................................... |
|
|
173 |
||||
Трубчатые п еч и ...................................... |
|
|
|
|
|
182 |
|
Вакуумсоздающая аппаратура.......................................................................... |
|
|
|
|
188 |
||
Насосы, компрессоры |
и другие гидравлические |
агрегаты .................. |
|
192 |
|||
Газосепараторы, водоотделители, |
отстойники, ем к ости ...................... |
|
196 |
||||
Г л а в а |
X. Энергопотребление и энергохозяйство современных устано |
197 |
|||||
|
вок первичной перегонки нефти.................................................... |
|
|
||||
Г л а в а |
XI. Энергоресурсы процессов первичной перегонки и пути |
их |
|
||||
|
рационального использования......................................................... |
|
|
203 |
|||
Теплоэнергетическая |
характеристика |
установок |
А В Т .......................... |
|
203 |
||
Пути |
рационального |
использования |
вторичных |
энергоресурсов |
. . |
212 |
|
Г л а в а |
XII. Обородувание установок средствами контроля и автома |
221 |
|||||
|
тики ...................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
Принципиальная схема контроля и управления |
................................... |
|
222 |
||||
Электроснабжение и воздухоснабжение........................................................ |
|
|
226 |
||||
Операторная и центральный щит К И П ......................................................... |
|
|
226 |
||||
5
Г л а в а |
XIII. Производственные потери на установках первичной пере |
|
|
|
гонки и пути их уменьш ения................................................. |
227 |
|
Разновидности производственных п отерь ..................................................... |
227 |
||
Тепловые потери, теплоизоляция........................................................................ |
223 |
||
Пути сокращения производственных потерь................................................ |
229 |
||
Г л а в а |
XIV. Усовершенствование технологии, оптимизация режима |
|
|
|
работы и улучшение показателей установок первичной |
|
|
|
перегонки н е ф т и ............................................................................ |
231 |
|
Основные направления |
совершенствования установок......................... |
231 |
|
Устранение недостатков |
установок........................................................................ |
232 |
|
Аппаратурное и материальное оформлениеукрупненных установок |
233 |
||
ВВЕДЕНИЕ
Неуклонное развитие тяжелой промышленности, транспорта, сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства, наме чаемое на ближайшие годы, вызовет потребность в значительном увеличении производства топлив и смазочных масел, а следователь но, в увеличении ресурсов углеводородного сырья — газообразных и жидких нефтепродуктов. Для удовлетворения возрастающей по требности в нефтепродуктах необходимо будет ежегодно вводить в действие новые установки первичной перегонки нефти большой мощности. Кроме того, мощность действующих установок должна возрасти за счет интенсификации процессов путем усовершенство вания их технологии, внедрения новейшего высокоэффективного оборудования и автоматизации.
Установки первичной перегонки нефти играют на нефтеперера батывающих заводах большую роль. От показателей их работы за висит эффективность последующих процессов — очистки, газоразделения, каталитического крекинга, коксования и др. Поэтому ра ботники нефтеперерабатывающей промышленности, сотрудники научных, научно-исследовательских и проектно-конструкторских ор ганизаций должны стремиться к усовершенствованию технологии отдельных узлов установки, повышению ее производительности, улучшению качества получаемых товарных продуктов. Весьма су щественным является также улучшение технико-экономических показателей установок, что достигается повышением производи тельности труда, снижением себестоимости товарной продукции, сокращением энергетических затрат, удельного расхода металла, капиталовложений и эксплуатационных расходов.
До 1950 г. максимальная мощность наиболее распространенных установок первичной переработки нефти АТ и АВТ составляла 500—600 тыс. т/год. Такая мощность не могла удовлетворить рас тущую потребность промышленности, обусловленную бурным ро стом нефтедобычи. В 1950—1960 гг. были созданы более мощные
промышленные |
установки —производительностью 1, |
1,5, 2 |
|||
и |
3 млн. т/год нефти, а в 1967 г. ввели в действие установки АТ |
||||
и |
АВТ мощностью 6 млн. т/год нефти. В настоящее время мощ |
||||
ность |
установки |
ЭЛОУ-АТ |
на одном из нефтеперерабатываю |
||
щих |
заводов увеличена с 6 |
до 7,3 млн. т/год нефти. |
Завершен |
||
7
проект установки производительностью 7,5—8,0 млн. т/год различ ных нефтей.
Большие экономические преимущества достигаются при строи тельстве комбинированных установок первичной перегонки нефти,, включающих ряд технологически и энергетически связанных про цессов ее подготовки и переработки. Такими процессами являются электрообезвоживание, электрообессоливание, атмосферная пере гонка нефти, вакуумная перегонка мазута, стабилизация легких бензинов, абсорбция газов, выщелачивание компонентов светлых продуктов, вторичная перегонка бензиновых фракций и др. Иногда процессы первичной перегонки комбинируют со вторичными про цессами— каталитического крекинга, коксования и др. При комби нировании процессов на нефтеперерабатывающих заводах дости гается компактное размещение объектов основного производства, уменьшается количество технологических и энергетических комму никаций, сокращается объем энергетического, общезаводского хо зяйства, уменьшается число обслуживающего персонала. На ком бинированных установках удельные расходы энергии, металла, ка питальных вложений по сравнению с предприятиями с индивиду альными технологическими установками намного меньше.
Для дальнейшего усовершенствования процессов первичной пе реработки нефти необходимо оснастить установки высокоэффек тивным и укрупненным оборудованием, внедрить комплексную ав томатизацию, более глубоко использовать вторичные энергоресур сы, что позволит повысить топливно-энергетический коэффициент полезного действия установки, и др.
Автор надеется, что приведенные в книге схемы процессов, их описание, рекомендации по оптимизации процессов, выбору аппа ратуры и оборудования, предлагаемые мероприятия по автомати зации и улучшению экономики процессов первичной перегонки — все это поможет научным работникам, проектировщикам и экс плуатационникам усовершенствовать процессы первичной перера ботки нефти и добиться улучшения технологических и технико-эко номических показателей производства.
Г л а в а I
ПРОЦЕССЫ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ К ПЕРЕРАБОТКЕ
Загрязнения нефти
Нефти, добываемые из недр, содержат нежелательные примеси: воду, растворенные неорганические соли, механические примеси (грязь, глина, песок и др.). Эти примеси загрязняют нефть и на носят большой ущерб нефтеперерабатывающей и нефтедобываю щей промышленности. Загрязненная нефть считается эмульсионной нефтью. За последние годы доля ее в общем объеме добываемых нефтей резко увеличилась.
Перечисленные выше примеси вызывают непроизводительную загрузку транспорта. Так, при наличии в 12 млн. т/год транспор тируемой нефти 5% воды, 1,5% солей и 0,5% механических приме сей вместе с нефтью будет перевозиться 850 тыс. т балласта. Кро ме того, при этом затрудняется перекачка нефтяного сырья по тру бопроводам, возникает необходимость сооружения излишних ем костей для отстоя и хранения обводненной нефти. При транспор тировании загрязненной нефти засоряются коммуникации техноло гических линий, оборудование, аппараты, емкости. В результате отложений солей и грязи полезная емкость трубопроводов, резер вуаров уменьшается. При наличии в нефтях воды и солей пони жается производительность технологических установок, нарушает ся регламентированный режим работы отдельных узлов и аппара тов, загрязняются нефтепродукты. Вследствие некондиционности продуктов первичной перегонки вторичные процессы часто снаб жаются некачественным сырьем и получаемые целевые продукты не отвечают установленным техническим условиям и нормам.
При движении нефти по трубопроводам и аппаратам соли
ипески вызывают сильную эррозию металлических поверхностей.
Вслучае переработки эмульсионных нефтей повышается расход топлива, понижается его теплопроводность, значительно умень
шается коэффициент теплопередачи технологического оборудова ния. Кроме того, сокращается пробег технологической установки, требуется часто ее останавливать для чистки или замены аппара тов, вышедших из строя (вследствие сильной коррозии), на новые.
В некоторых нефтях содержится до 2000 мг/л растворенных солей. Содержание остаточной пластовой воды в нефтях 1%.
Особенно много в нефти содержится хлоридов. Наличие хлори дов в нефти приводит к корродирующему ее действию в процессе
9