3 Расчет колонн перегонки нефти

Атмосферная перегонка нефти в основном осуществляется по схеме двукратного испарения в двух ректификационных колоннах. В первой колонне К-1 отбирают газ и легкий бензин. Во второй колонне К-2 с боковыми отпарными секциями отбензиненную нефть разделяют на несколько фракций и мазут. Такая схема понижает общее давление паров в системе и давление в основной ректификационной колонне, в результате чего происходит более полное отделение светлых нефтепродуктов из нефти и более четкое разделение их в колонне.

Достоинство такой схемы:

1. Высокая технологическая гибкость

2. Отбор легких фракций в первой колонне позволяет компенсировать возможные колебания в составе нефти

3. Обеспечивает более стабильную работу основной атмосферной колонны

4. Снижает давление на сырьевом насосе, разгружает печь от легких фракций

Но такая схема требует более высокой температуры нагрева нефти перед основной атмосферной колонной, т.е. большие энергетические затраты.

Схема двукратного испарения применяется при разделении нефти с большим содержанием легких бензиновых фракций и газа, для переработки обводненной нефти и сернистых нефтей. Коррозионно-активные вещества (H₂S, RSH) удаляются в первой колонне и основная сложная колонна защищена от их воздействия. Благодаря предварительному удалению в отбензинивающей колонне растворенных газов и легкого бензина в змеевиках печи перед основной колонной не создается большого давления и основная колонна не перегружается паром.

3.1 Расчет колонны к-1 по схеме 1

Колонна отбензинивания нефти К-1 может работать по различным схемам и режимам:

1. В колонне отбирается сверху легкий бензин н.к.-85, температура низа поддерживается горячей струей (рис. 3.1., схема 1).

2. В колонне отбирается сверху газ, а фракция н.к.-85 выводится из колонны в качестве бокового погона. Температура низа колонны поддерживается горячей струей (рис. 3.1., схема 2).

3. В колонне отбирается сверху легкий бензин н.к.-85, в низ колонны не вводится горячая струя (рис. 3.1., схема 3).

При всех схемах нефть перед К-1 нагревается последовательно в теплообменниках до температуры 200-220°С.

Возможные схемы работы колонн отбензинивания нефти К-1 представлены на рисунке 3.1. Технологический расчет колонн отбензинивания осуществляется в зависимости от схемы работы.

Рисунок 3.1 – Возможные схемы работы колонны К-1

Необходимые данные для расчета колонны К-1.

1. ИТК исходной нефти

2. Состав нефти с включением в неё газообразных компонентов и остаточной воды, в % масс.

3. Годовая производительность установки по сырью

4. Количество рабочих дней в году

5. Давление в колонне (по данным производства), ата.

6. Температура питания колонны (по данным производства)

7. Температура в блоке конденсации верхнего продукта, исходя из применяемого оборудования и хладагента

8. Компонентный состав отбираемых фракций

Примечание. В режимных листах установок давление записывают по показаниям манометра, который показывает избыточное давление (ати.). Для расчета используют давление в ата, т.е. ати + 1 атм. Это давление следует использовать при расчетах.

Последовательность расчета К-1 по схеме 1.

1. Расчет состава и количества верхнего и нижнего продуктов колонны

2. Определение температурного режима колонны – верха и низа

3. Расчет доли отгона верхнего продукта в блоке конденсации, на основании чего рассчитывается материальный баланс колонны (газ, сконденсированный верхний продукт, отбензиненная нефть)

4. Определение флегмового числа колонны

5. Определение числа тарелок в колонне

6. Определение диаметра колонны

7. Определение высоты колонны

8. Определение долей отгона нефти в колонне на тарелке питания и горячий струи, подаваемой в низ колонны

9. Тепловой баланс колонны