Ахметов и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа (2006)

451

Рис. 3.24. Шаровой электродегидратор емкостью 600 м3:

1 — электроды; 2 — распределительная головка; 3 — устройство для регулирования расстояния между электродами; 4 – трансформатор; 5 – теплоизоляция; 6 — штуцер

452

Современные блоки ЭЛОУ комплектуются высокоэффективными горизонтальными электродегидраторами, работающими под давлением 1,8МПа и скомбинированные с установками АВТ и АТ. Горизонтальные электродегидраторы, перечисленные в таблице 3.8, имеют конструктивныеотличияпочислуирасположениюэлектродовиместу ввода нефти. На рис. 3.25 приведены их модификации, а на рис. 3.26 представлен поперечный разрез типового электродегидратора типа ЭГ.

Для смешения нефти с водой и деэмульгатором применяют смесители различных конструкций. Наиболее распространенным является смесительныйклапан,которыйпозволяетрегулироватьинтенсивность перемешивания воды с нефтью в широких пределах. Недостатком его является то, что смешение осуществляется за счет перепада давления на потоке нефти, изменяющегося от 0,05 до 0,2 МПа. Этого недостатка лишен тангенциальный смеситель, показанный на рисунке 3.27. Он устанавливается в технологическом трубопроводе и представляет собой цилиндрическую смесительную камеру с конфузорами на входе и выходе. Степень смешения регулируется перепадом давления на линии подачи воды. Перепад давлений на линии нефти не превышает

0,01 МПа.

Кроме электродегидраторов на установках ЭЛОУ используется различное технологическое оборудование – теплообменные аппараты, промежуточныеемкости,запорно-регулирующаяипредохранительная арматура, насосные агрегаты, а также электротехническое оборудование (трансформаторы, реактивные катушки и др.).

От степени подготовки нефти для ее дальнейшей переработки во многом зависит надежность работы технологического оборудования, эксплуатируемого в условиях более высоких давлений и температур.

Рис. 3.25. Модификации горизонтальных электродегидраторов:

а — 2ЭГ160; б — 2ЭГ160/3; в — 2ЭГ160-2; г — 2ЭГ160-2М

453

Рис. 3.26. Типовой горизонтальный электродегидратор типа ЭГ:

1—штуцердлявводасырья;2—нижнийраспределительсырья;3—нижнийэлектрод;4—верхний электрод; 5 — верхний сборник обессоленной нефти; 6 — штуцер вывода обессоленной нефти; 7 — штуцер проходного изолятора; 8 — подвесной изолятор; 9 — дренажный коллектор; 10 — штуцер вывода соленой воды

454

Рис. 3.27. Тангенциальный смеситель:

1 — коллектор для ввода воды; 2 — смесительная камера; 3 и 5 — конфузоры; 4 — трубопровод

455

3.5. Вакуумсоздающие системы и оборудование

3.5.1. Общие положения

На установках АВТ для создания вакуума в колонных аппаратах используются пароэжекторныевакуум-насосы различных модификаций. Термин «вакуум-насосы» сохранился чисто исторически, речь идет не о насосах, а о компрессорах определенного назначения. Пароэжекторные насосы широко внедрены во многих областях техники. Основной причиной столь широкого применения пароэжекторных вакуумныхнасосов является сравнительная простота их конструкции и эксплуатации, связанная с отсутствием движущихся частей, долговечностью, небольшой стоимостью и простотой ремонта. Недостатком пароэжекторных вакуум-насосов, по сравнению с механическими насосами, являетсянизкийкоэффициентполезногодействия,связанныйсбольшим расходом пара.

Впрактике фракционирования вакуумной перегонки остатков наметиласьтенденциякиспользованиювместотрадиционныхпароэжекторных вакуумных систем гидроциркуляционных. Последние более сложные, что обусловлено включением в их схему системы транзита парогазового потока из контура циркуляции рабочего тела. Однако усложнение вакуумсоздающей системы и увеличение в связи с этим капитальных затрат оправдано явными преимуществами ее эксплуатации.

Вкачестве рабочего тела гидроциркуляционных вакуумных систем используется дизельное топливо, получаемое на самой установке. Отказ от использования в качестве рабочего тела водяного пара приводит к уменьшению сброса химически загрязненных вод. Другое важное преимущество гидроциркуляционных вакуумных систем обусловлено разницей тарифов на водяной пар и электроэнергию.

3.5.2.Конструктивные и технологические особенности пароэжекторных вакуум-насосов установок АВТ

УстановкиАВТнефтеперерабатывающихзаводовоборудуютсяпароэжекторными вакуум-насосами. Схема простейшего одноступенчатого пароэжекторного вакуум-насоса, состоящего только из пароструйного эжектора, который создает незначительное разрежение, представлена на рис. 3.28. Для создания более глубокого вакуума применяются несколько последовательно включенных пароэжекторов.

Многоступенчатые пароэжекторные вакуум-насосы снабжаются промежуточными холодильниками (конденсаторами), в которых рабо-

456

страняются требования, изложенные ниже.

Основныепараметрыпароэжекторныхвакуум-насосовдолжны

457

Рис. 3.29. Вакуум-насосы пароэжекторные трехступенчатые с конденсаторами смешения (а) и с поверхностными конденсаторами (б)

Вакуум-насосы в зависимости от свойств отсасываемой среды изготавливаются в вариантах, различающихся по коррозионной стойкости материала (обозначения приведены в табл.3.10) и по типу конденсаторов (обозначения приведены в табл. 3.11).

Таблица 3.10 — Обозначения вакуум-насосов по коррозионной

стойкости материала

458

Таблица 3.11 — Обозначениявакуум-насосовпотипуконденсатора

Примеробозначенияпароэжекторноговакуум-насосасповерхност- ными конденсаторами из углеродистой стали с отдельными деталями из нержавеющей стали, с количеством отсасываемой смеси 400 кг/ч, абсолютным давлением у входа 40 мм рт. ст., абсолютным давлением рабочего пара 1,0 МПа (10 кг/см2) и содержанием конденсирующихся

паров 20%:

400×40

Вакуум-насос ПСН 10 – 20 .

3.5.3.Требования, предъявляемые к вакуумсоздающим системам и основные тенденции конструктивного оформления вакуум-насосов

КматериаламвакуумсоздающейсистемынаустановкахАВТпредъявляют следующие требования:

—малое газовыделение;

—химическая стойкость;

—стабильность физических и технологических характеристик;

—надежность;

—малое гидравлическое сопротивление;

—герметичность;

—износостойкость.

Вкачестве конструкционных материалов промышленных вакуумных установок применяют низкоуглеродистую сталь, легированную сталь, легированный чугун, медь и алюминий.

Детали должны быть изготовлены из прокатной, вальцованной стали, т.к. отливки могут иметь дефекты в виде пор и других несплошностей. Широко применяют легированную сталь, т.к. она устойчива к окислению и коррозии, и при нагреве металла в вакууме не происходит газовыделение.

Коррозиянавакуумныхустановкахвызываетсяагрессивнымиагентами:нафтеновымикислотами,фенолами,сероводородом,меркаптанами, кислородом при высоких температурах; при низких температурах она гораздо слабее. Коррозия нафтеновыми кислотами зависит от кислотности,концентрацииитемпературы;онаначинаетсяпри225…250°С,

459

усиливается при 300°С и снова уменьшается при температуре выше 320°С. Наиболее опасны нафтеновые кислоты керосиновой и газойлевой фракции. В жидкой фазе коррозия усиливается, т.к. нафтенаты железа, образующиеся на поверхности металла, растворимы в нефтяных фракциях,инеобразуютзащитнойпленки.Впаровойфазенафтеновые кислоты образуют защитную пленку нафтената железа, удерживаемую на поверхности металла.

Нафтеновые кислоты вызывают общую и точечную коррозию печных труб и двойников и секции испарения вакуумной колонны.

При330…420°Ссероводородимеркаптанынепосредственновзаимодействуютсжелезом,образуятонкуюпленкусульфида,котораяоднако необеспечиваетэффективнойзащиты,таккаклегкоотслаиваетсяиз-за большого различия физических свойств пленки и основного металла.

Пропуски газа могут возникнуть в аппаратах из-за коррозии в соединениях трубопроводов. Поэтому во время ремонта установок необходимо проверить качество уплотнительных материалов, которые изготавливаютсяизпаронитаиизметаллов.Вкачествепрокладокприменяются эластомерные материалы, такие как каучук или более дорогой материал «Viton» в случаях, когда требуется обеспечить низкий уровень газовыделения при нагреве от100°С до 200°С ( газовыделение из материалов трубопроводов и уплотнений вакуумсодержащей системы начинается при давлениях порядка 10…4ммрт.ст. и ниже).

Сернистыесоединениявызываюткоррозиюрадиантныхтруб,трансферной линии, секции однократного испарения тарелок колонны, паровых эжекторов и др.

Гальваническая коррозия происходит в конденсаторах паровых эжекторов, интенсивная атмосферная — в паровых эжекторах. Пар из сопла эжектора может достигать сверхзвуковых скоростей. Если неконденсирующиеся газы и пары агрессивны, то удар струи в горловине эжектора резко усиливает коррозию и эрозию.

Абразивное действие капелек влаги, взвесей, содержащихся в паре, усиливает коррозию. Даже совершенно сухой пар, расширяясь, охлаждается и становится насыщенным.

Особенноинтенсивнакоррозиявнутреннейповерхностигорловины, где размеры очень важны. Прибавка на коррозии, принятая в расчетах, изменяется в зависимости от условий. Интенсивно коррозирует также колено, соединяющее эжектор с барометрическим конденсатором. В зоне однократного испарения и внизу вакуумная колонна защищена монолитной облицовкой из нержавеющей стали марок08Х17Н13М2Т или 12Х18Н9. Из этого же металла выполнены и тарелки колонны.

460