- •Совершенствование работы установок перегонки нефти Учебное пособие
- •1. Перегонка нефти на нпз
- •1.1. История развития нефтепереработки
- •1.2. Основное назначение и типы установок для перегонки нефти
- •1.3. Принципиальные схемы установок
- •1.4. Продукты первичной перегонки нефти
- •1.5. Ректификация в процессах первичной перегонки нефти
- •1.6. Перегонка нефти в присутствии испаряющего агента
- •1.7. Виды орошений ректификационных колонн
- •1.8. Выбор давления и температурного режима в колонне
- •1.9. Блок атмосферной перегонки нефти
- •1.10. Краткие выводы по атмосферной перегонке нефти
- •1.11. Перегонка нефти в вакууме
- •1.11.1. Перегонка мазута по топливному варианту
- •1.11.2. Перегонка мазута по масляному варианту
- •1.12. Конденсационно-вакуумсоздающая система
- •1.13. Краткие выводы по вакуумной перегонке мазута
- •1.14. Основные показатели работы установок авт
- •2. Совершенствование установок перегонки нефти
- •2.1. Подогрев сырой нефти в процессе первичной перегонки
- •2.1.1 Рациональная и эффективная обвязка теплообменников
- •2.1.2. Применение теплообменников нового поколения
- •2.1.2. Прямая рекуперация тепла на установках когенерацией
- •2.2. Форсирование режима в колонне к-1
- •2.3. Основные технологические узлы колонн
- •2.3.1. Узел ввода сырья
- •2.3.2. Каплеуловитель
- •2.3.3. Узлы ввода жидких потоков
- •2.3.4. Узлы вывода жидкости
- •2.3.5. Трансферный трубопровод
- •2.4. Варианты испаряющего агента
- •2.5. Контактные устройства в ректификационных колоннах
- •2.6. Вакуумная перегонка мазута в насадочных колоннах
- •2.6.1. Общие сведения
- •2.6.2. Применение противоточных насадок
- •2.6.3. Применение перекрестно-точных насадок
- •2.6.4. Другие виды регулярных насадок
- •2.7. Практический подход к модернизации вакуумного блока
- •2.8. Новая система создания вакуума
- •2.9. Интенсификация процесса первичной переработки нефти
- •2.9.1. Увеличение выхода дистиллятов за счет вариантов схем переработки
- •2.9.2. Увеличение выхода дистиллятов за счет воздействия на коллоидно-дисперсное состояние нефти
- •2.9.3. Технология Линас
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Содержание
1.2. Основное назначение и типы установок для перегонки нефти
Как уже отмечалось выше, нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, различных по молекулярному весу и температуре кипения [3].
Существуют первичные и вторичные методы переработки нефти [6]. Установки первичной перегонки нефти составляют основу всех нефтеперерабатывающих заводов, от их работы зависят качество и выходы получаемых компонентов топлив, а также сырья для вторичных и других процессов переработки нефти. Ко вторичным относят процессы деструктивной переработки (химической) путем термического и каталитического воздействия [3].
Нефть разделяют на фракции, различающиеся температурными пределами выкипания. Это разделение проводят с применением подогрева, дистилляции, ректификации, конденсации и охлаждения. Прямую перегонку осуществляют при атмосферном или несколько повышенном давлении, а остатков – под вакуумом. Атмосферные и вакуумные трубчатые установки (АТ и ВТ) строят отдельно друг от друга или комбинируют в составе одной установки (АВТ) [7], в этом есть ряд преимуществ:
уменьшается число индивидуальных установок;
уменьшается протяженность трубопроводов;
уменьшается число промежуточных резервуаров;
уменьшается расход электроэнергии, пара, воды на охлаждение;
уменьшается расход металла;
уменьшается нагрев и перекачка промежуточных продуктов;
уменьшается площадь занимаемого оборудования и численность персонала;
уменьшаются капитальные затраты.
Наиболее часто встречаемые комбинации – ЭЛОУ-АВТ, АВТ-вторичная перегонка бензинов, ЭЛОУ-АВТ-вторичная перегонка бензинов. Комбинирование объясняется близостью технологий проведения процессов [8].
1.3. Принципиальные схемы установок
Перегонка нефти на атмосферных установках подразделяется в зависимости от технологической схемы на:
установки с однократным испарением в одной ректификационной колонне;
установки с двукратным испарением в двух последовательно расположенных колоннах;
установки с предварительным испарением легких фракций в испарителе и последующей ректификацией [9].
Плюсы и минусы технологических схем приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Принципиальные схемы установок перегонки нефти
Однократная перегонка |
Многократная перегонка |
Перегонка с предварительным испарением |
1 |
2 |
3 |
Положительные стороны: |
||
1) простота и компактность конструкции
|
1) переработка стабильных и нестабильных нефтей
|
1) снижается давление в трубчатой печи
|
2) малая металлоемкость |
2) переработка нефтей с большим содержанием светлых фракций
|
2) не требуется дополнительное оборудование (как при двухколонной схеме)
|
|
|
|
Окончание таблицы 1.1 |
||
1 |
2 |
3 |
3) меньшая температура нагрева сырья в печи [8]
|
3) гибкая технологическая схема переработки |
3) снижаются энергетические затраты [9]
|
4) самые низкие энергетические показатели [5] |
4) защита второй колонны от коррозии [9] |
4) снижается температура нагрева в печи [8] |
Отрицательные стороны: |
||
1) если содержание бензиновых фракций более 10 % на нефть, то возрастает нагрузка на печь, насосы и колонну [9]
|
1) необходимы более высокие температуры нагрева в печи, чем при однократной перегонке |
1) только для стабильных нефтей, не содержащих большое количество свободных газов (не более 1,5% на нефть) [9] |
2) повышенная коррозия, если сернистая нефть [8]
|
2) большая металлоемкость |
2) колонна не защищена от коррозии [8] |
3) наименьшая технологическая гибкость [5] |
3) необходимо дополнительное оборудование (колонна, насосы, теплообменники и т.д.) [8] |
|
На установках всех типов предварительный подогрев нефти производиться в теплообменниках. При этом используется запас тепла нефтяных дистиллятов и остатков, полученных при перегонке. Дальнейшее направление потока нефти на установках разных типов осуществляется по-разному.
На установках с однократным испарением нефть прокачивают через трубчатую печь, откуда она под давлением того же насоса поступает в ректификационную колонну, где отделяются все заданные продукты перегонки [2], то есть нефть нагревается до заданной температуры, образовавшиеся и достигшие равновесия пары однократно отделяются от жидкой фазы–остатка [10]. После однократного испарения в системе остается все то, что в ней было до испарения; разница лишь в том, что до испарения исходная смесь находилась в жидком состоянии, после же – часть компонентов перешла в пар [6].
На установках с двукратным испарением нефть закачивается непосредственно в первую ректификационную колонну, а после нее – в трубчатую печь и затем – во вторую колонну. В первой колонне нефть отбензинивается, а во второй – разделяется на фракции [2], то есть происходит последовательное повторение процесса однократной перегонки при более высоких температурах или низких давлениях по отношению к остатку предыдущего процесса [10].
На установках с предварительным испарением нефть сначала закачивается в отдельный испаритель, а из него – в трубчатую печь и затем – в ректификационную колонну. В этой схеме, как и в предыдущей, испарение происходит двукратно, но ректификация осуществляется так, как описано в первой схеме. Для этого пары легких фракций из испарителя направляются в ректификационную колонну [2].