3. Описание конструкции оборудования

нефтеперерабатывающего производства

Рассмотрим конструкцию и принцип действия оборудования, используемого в описанной выше технологической схеме.

Основными аппаратами, в которых происходит переработка нефти в моторные топлива, являются ректификационные колонны, составляющие технологические линии.

Колонна К1 предназначена для разделения нефти на отдельные фракции, выкипающие в определенных температурных пределах: бензино-дизельная фракция ~220 °С, мазут 280÷350 °С. В качестве внутренних контактных устройств выбраны колпачковые тарелки.

В питательной секции, в узле ввода сырья, за счет однократного испарения происходит отделение паровой фазы от жидкой. Паровая фаза, поднимаясь вверх по ректификационной колонне, на тарелках со стекающей флегмой, в результате происходящего на тарелках теплообмена и массообмена разделяется на фракции: ШФЛУ и кубовый остаток - мазут. Для создания потока флегмы на верх колонны подается дизельное топливо на острое холодное орошение.

Бензино-дизельная фракция выводится сверху колонны, мазут - снизу колонны. Нефть вводится в верхнюю часть нижней секции ректификационной колонны. Колонна снабжена датчиками температуры, давления и уровня.

Колонна К2 служит для разделения бензино-дизельной фракции на отдельные фракции. С верха колонны К1 пары ШФЛУ с температурой равной 263÷280 °С поступают на низ колонны К2, где происходит отделение дизтоплива от ШФЛУ. Температура верха колонны поддерживается холодным орошением - бензиновой фракцией.

Аппараты рассчитаны на давление 5 кгс/см², рабочее давление 0,5 кгс/см² избыточное. Конструкциями аппаратов предусмотрен контроль давления в верхней части аппарата. Обычно избыточное давление в основной колонне при нормальном технологическом режиме не превышает 0,5 кгс/см² в

верхней ее части.

Аппараты теплоизолируются, толщина изоляции 100 мм.

Трубчатая нагревательная печь предназначена для нагрева нефти до температуры 350 °С перед вводом в основную ректификационную колонну К1.

На установке используются вертикально-секционные печи. Тепловая нагрузка печи регулируется интенсивностью горения форсунок. В печи используется горелка типа Р60 Unigas. Нагрев нефти осуществляется за счет сжигания топливного газа. Резервным топливом является мазут. На трубопроводе нефти для продувки змеевика и пожаротушения печи используется азот.

На рисунке 1.1 представлена схема двухкамерной печи [1]. Топливо сжигается в форсунках 5, расположенных в поде печи. Продукты сгорания поднимаются вверх по радиальной камере 1, в которой нагрев продукта осуществляется за счет тепловой радиации, и, пройдя сквозь потолочный экран 3 в конвекционную камеру, удаляются в дымовую трубу (III). Нефть или нефтепродукты (I), пройдя пучок конвективных труб 2, поступают в трубы бокового экрана 4 и через трубы потолочного экрана 3 выводятся на дальнейшую переработку.

Рисунок 1.1 – Схема вертикальной печи

Теплообменные аппараты используются для утилизации (рекуперации) тепла потоков нефтепродуктов, получаемых на установке, которые откачиваются в емкости готовой продукции. Теплообменные аппараты рассчитаны на давление 6 кгс/см², рабочее давление - 2 кгс/см².

Применение теплообменных аппаратов значительно повышает технико-экономические показатели работы установки.

Предварительный нагрев нефти в теплообменниках за счет тепла дизельного топлива, мазута резко снижает тепловую нагрузку на трубчатую нагревательную печь, уменьшает расход топлива.

На установке установлены кожухотрубчатые четырехходовые теплообменники с плавающей головкой. Их особенностью является то, что одна из трубных решеток не прикреплена к корпусу, поэтому температурные деформации воспринимаются корпусом и трубным пучком раздельно, что способствует длительности эксплуатации и герметичности аппарата.

Расчетное давление, кгс/см²:

в корпусе - 12;

в трубках - 6.

Поверхности теплообмена: Т4 и Т5 - 17.5 м²; Т1…Т3 - 35 м².

Аппараты теплоизолируются, толщина теплоизоляции 60-100 мм.

Аппараты воздушного охлаждения предназначены для конденсации и охлаждения паров бензиновой фракции, поступающих с колонны К2.

На установке использованы малопоточные вертикальные аппараты воздушного охлаждения (рисунок 1.2).

Они представляют собой трубные пучки, собранные в плоские секции, по которым проходит охлаждаемый нефтепродукт. Секции трубных пучков обдуваются потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла используют трубы с оребренной поверхностью. В зависимости от скорости воздуха коэффициент теплопередачи равен 11,6 – 58 Вт/(м² град.) [10 – 50 ккал/(м² ч град.)]. Для снижения начальной температуры воздуха предусматривается его увлажнение.

Рисунок 1.2 – Схема конденсатора воздушного охлаждения

Таким образом, технологические прцессы установки для производства моторного топлива характеризуются взрыво- и пожароопасностью и требуют повышенного контроля. Следовательно, требуется разработка информационно-измерительной системы контроля с высокими показателями нажежности.