ОТКАЗ НАСОСА СЫРОЙ НЕФТИ

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Установка первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ обычно одна из нескольких таких установок, предназначенных для переработки малосернистых смесевых нефтей, которые поступают на предприятие.

Сырая нефть из резервуаров парка узла приема нефтей поступает на прием насосов технологической насосной, которые по жесткой схеме качают нефть через узел учета на прием сырьевых насосов всех установок ЭЛОУ-АВТ.

В тренажере моделируются процессы и оборудование одной установки ЭЛОУ-АВТ. На установке вырабатываются следующие продукты:

∙бензин;

∙керосин;

∙легкое дизельное топливо ( ЛДТ);

∙тяжелое дизельное топливо (ТДТ);

∙мазут;

∙вакуумная дизельная фракция (ВДТ);

∙I, II, III вакуумные погоны – маловязкая, средневязкая и высоковязкая фракции;

∙затемненная фракция;

∙гудрон.

Установка состоит из трех основных технологических секций:

-электрообессоливание сырой нефти;

-атмосферная перегонка нефти по двухколонной схеме;

-вакуумная перегонка мазута.

Процесс переработки нефти на установке ЭЛОУ-АВТ заключается в следующем.

Атмосферная секция.

Сырая нефть подается насосами из парка через теплообменники предварительного подогрева тремя параллельными потоками, где нагревается за счет тепла дистиллятов атмосферной и вакуумной секций, и далее поступает в электродегидраторы.

На блоке ЭЛОУ имеются четыре электродегидратора, на которых производится обессоливание нефти в две или три ступени. Перед входом в каждую ступень сырая нефть смешивается с водой, подаваемой насосами. Под действием электрического

поля дренажная вода с растворенными в ней солями собирается в нижней части электродегидраторов и через клапаны регуляторов уровня раздела фаз "нефть-вода" поступает после охлаждения в среднюю часть вертикальной емкости, где происходит разделение нефтепродукта и воды. Вода дренируется из емкости, а нефтепродукт, который накапливается выше уровня раздела фаз, перетекает в горизонтальную емкость, откуда насосами откачивается в линию некондиции.

Обессоленная нефть с верха электродегидраторов последней ступени поступает в атмосферную секцию несколькими потоками через систему теплообменников, где она нагревается за счет тепла дистиллятов атмосферной секции и мазута.

Далее подогретая нефть поступает для предварительного испарения в колонну- эвапоратор К-1. В эвапораторе происходит частичное отбензинивание нефти за счет

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

тепла, вносимого горячей струей кубового продукта, нагретого в печи. Для облегчения отпарки в колонну подается перегретый водяной пар.

Пары и газ с верха колонны К-1 проходят через систему конденсации паров и далее поступают в сепаратор, где от бензина отделяются газ и вода. Часть бензина подается на орошение в колонну, а избыток выводится с установки. Вода дренируется, а газ отводится в топливную сеть.

Отбензиненная нефть с низа колонны К-1 насосами прокачивается через змеевики печей П-1 и П-2, где частично испаряется, и поступает в ректификационную колонну атмосферной секции К-2. Для облегчения отпарки в колонну подается перегретый водяной пар.

Пары бензина и воды с верха колонны К-2 проходят через систему конденсации паров и поступают в емкость-водоотделитель, где бензин отделяется от вода, которая дренируется. Часть бензина возвращается в качестве орошения в колонну, а избыток выводится с установки. Бензин из колонн отводится с установки через отстойники, в которых производится его защелачивание.

С трех тарелок ректификационной колонны К-2 производится отбор следующих продуктов – керосина, легкого дизельного топлива (ЛДТ) и тяжелого дизельного топлива (ТДТ). Они поступают для отпарки паром в стриппинги. Для утилизации тепла и обеспечения требуемого качества продуктов в колонну К-2 подаются два циркуляционных орошения.

Мазут с низа колонны откачивается насосами в буферную уравнительную емкость сырья вакуумной секции или с установки в парк при неработающей вакуумной секции.

Вакуумная секция.

Из буферной сырьевой емкости насосами мазут подается через теплообменники предварительного подогрева, где нагревается продуктами вакуумной колонны, в печь П-3 для частичного испарения и далее поступает в колонну вакуумной секции, которая имеет три зоны: отпарки, однократного испарения и фракционирования. Сырье из печи подается в зону однократного испарения, где разделяются пары и жидкость.

Выше зоны испарения в зоне фракционирования по высоте колонны расположены 8 уровней насадки, под 1,2,4,6 и 8 слоями которой расположены отборные тарелки. С них из колонны выводятся продукты – вакуумное дизельное топливо (ВДТ), I, II, III вакуумные погоны и затемненная фракция. Для утилизации тепла и обеспечения

требуемого качества продуктов в вакуумную колонну подаются три циркуляционных орошения на верхний, четвертый и шестой слой насадки, а также четыре внутренних горячих орошения на второй, третий, пятый и седьмой слой насадки. Вакуумные погоны поступают сначала для отпарки паром в стриппинги, из которых насосами откачиваются с установки.

Ниже зоны испарения в зоне отпарки колонны с помощью пара низкого давления отпариваются легкие компоненты, а из куба колонны насосами откачивается гудрон.

Колонна работает под вакуумом, который обеспечивает трехступенчатая паровая эжекторная система. Паровые эжекторы осуществляют отсос паров с верха колонны, которые конденсируются в водяных холодильниках, и далее газожидкостная смесь поступает в емкость-разделитель. Вода и нефтепродукт откачиваются с установки, а газы отводятся на дожиг в печь или сбрасываются на факел.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

Тренажер установки первичной переработки нефти состоит из двух частей:

модель ЭЛОУ-АТ, в которой реализована работа двух технологических секций установки – электрообессоливания сырой нефти и атмосферной перегонки нефти;

модель ВДУ, в которой реализована работа секции вакуумной перегонки мазута.

Реальная связь секции атмосферной перегонки с вакуумной секцией установки осуществляется заданием для модели ВДУ соответствующих параметров сырья секции – мазута: расход, давление, температура, состав. Эти параметры равны выходным параметрам мазута в линии на ВДУ в модели ЭЛОУ-АТ.

Использование тепла погонов вакуумной секции для подогрева сырой нефти перед обессоливанием осуществляется в тренажере следующим образом. В модели ЭЛОУ-АТ активизируется специальный ключ, обеспечивающий подачу в

теплообменники блока предварительного подогрева нефти тепла от продуктов из колонн вакумной секции. В модели ВДУ тепло этих продуктов также снимается соответствующими потоками сырой нефти.

Далее в настоящем документе изложение ведется без разделения по двум моделям для всей установки в целом.

Тренажер установки первичной переработки нефти состоит из трех основных блоков: блока обессоливания сырой нефти, блока атмосферной перегонки нефти и блока вакуумной перегонки мазута.

В каждом из этих блоков моделируются процессы в аппаратах и оборудование соответствующей секции установки, а также работа приборов системы контроля и управления.

Блок обессоливания сырой нефти включает: насосы Н-1,1А,1В подачи сырья из парка; систему теплообменников для предварительного подогрева трех потоков нефти продуктами атмосферной и вакуумной перегонки; четыре электродегидратора, соединенные по схеме обессоливания в две ступени: 1-я ступень – Э-1/1, Э-1/2, 2-я ступень – Э-2/1, Э-2/2; насосы подачи воды Н-40, Н-41 на смешение с нефтью.

Блок атмосферной перегонки нефти включает: систему теплообменников для

предварительного подогрева трех потоков обессоленной нефти дистиллятами атмосферной перегонки и мазутом; колонну отбензинивания К-1 с системой конденсации паров (конденсаторы воздушного охлаждения ХВ-1/1-10), емкостью- сепаратором Е-1 и насосами орошения и откачки бензина Н-3,3А; насосы циркуляции и откачки отбензиненной нефти Н-4,4А и Н-5,5А; две четырехпоточные печи П-1, П-2 нагрева полуотбензиненной нефти; ректификационную колонну К-2 с системой конденсации паров (воздушные конденсаторы ХВ-2/1-12), водоотделителем Е-2 и насосами орошения и откачки бензина Н-6,6А; насосы Н-10,10А, Н-11,11А и воздушные холодильники ХВ-3, ХВ-4 циркуляционных орошений колонны К-2, насосы Н-12,12А откачки мазута из колонны; стриппинги К-3/1, К-3/2, К-3/3 для отпарки продуктов паром и насосы Н-7,7А, Н-8,8А и Н-9,9А откачки атмосферных погонов из аппаратов.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

Блок вакуумной перегонки мазута включает: уравнительную сырьевую емкость Е-201, насосы сырья Н-201/А,В и систему теплообменников Т-201÷Т-206 для

предварительного подогрева мазута гудроном и средним и нижним циркуляционными орошениями колонны К-5; четырехпоточную печь нагрева мазута П-3; вакуумную колонну К-5 и отпарные колонны К-6/1,2,3, насосы Н-202,203,205,207,209 подачи циркуляционных и внутренних орошений в К-5, насосы откачки продуктов из стриппингов Н-204,206,208 и насосы Н-210/А,В откачки гудрона из куба колонны; холодильники продуктов (воздушный ХВ-201/А,В,С, водяные Х-301÷305) и насосы подачи охлаждающей воды Н-301А/В; трехступенчатую вакуумсоздающую систему – паровые эжекторы ПЭ-201А/В, ПЭ-202А/В, ПЭ-203А/В, холодильники-конденсаторы ХК-207,208,209, емкость-разделитель вакуумной системы E-202, насосы Н-211, Н-212 для откачки нефтепродукта и кислой воды из Е-202.

ПРИМЕЧАНИЯ:

1) С целью упростить восприятие оператором моделируемого технологического

процесса без потери принципиальных возможностей моделей в тренажере установки ЭЛОУ-АВТ не моделируются следующие системы и элементы оборудования:

Подготовка и подача деэмульгатора в воду при обессоливании; Работа пароперегревателя в печи П-2;

Измерение температур потоков продукта и стенок труб внутри печей П-1, П-2, П-3; Работа фильтров продуктов, газов, водяного пара;

Емкости отстоя дренажной воды из обессоливателей; Оборудование для подачи щелочи, отстойники защелачивания бензина;

Системы подогрева топлива печей, подача распыляющего пара к жидкостным форсункам и воздушный тракт печей.

2)Не моделируются имеющиеся на реальной установке возможности переключения направления вывода продуктов в разные парки и по разным схемам.

3)В тренажере моделируется схема обессоливания на блоке ЭЛОУ в две ступени.

4)Не моделируется работа общезаводских систем:

Насосные станции и узлы распределения нефти; Факельная и дренажная системы; Заводские кольца газа и жидкого топлива; Система подачи пара;

Схема антикоррозионной защиты оборудования; Блок оборотного водоснабжения установки.

Деаэрационная установка, система получения умягченной воды, системы утилизации тепла и выработки пара.

Замечание. Регулируемые ручные задвижки в тренажере моделируются как клапаны регуляторов, работающих только в ручном режиме. Розжиг печей и ввод новых форсунок моделируется упрощенно. Парогенераторы моделируются в тренажере как теплообменники, которые отбирают тепло у продуктов, выводимых из вакуумной колонны или с установки. Для организации рецикла вакуумных погонов и гудрона (вакуумного остатка) в сырьевую емкость Е-201 в тренажере используются клапаны специальных регуляторов поз.FIC-356A, 360A, 365A

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ

Цели управления установкой первичной переработки сырой нефти состоят в достижении безопасной и эффективной работы установки и в получении выходных продуктов, которые удовлетворяют регламентным требованиям при расчетной производительности. Схема управления, описанная ниже, ориентирована на достижение этих целей.

Блок обессоливания сырой нефти.

Сырая нефть подается из парка на прием сырьевого насоса Н-1 (резервные Н-1А и Н-1В). Давление нефти из парка на приеме сырьевого насоса измеряется прибором поз.PIА-199, при падении давления нефти из парка ниже заданного минимума срабатывает звуковая сигнализация с выдачей информации на экран монитора.

С выкида насоса Н-1 сырая нефть проходит через расходомер поз.FIR-310 и далее тремя параллельными потоками прокачивается через систему теплообменников, где

нагревается за счет тепла дистиллятов атмосферного и вакуумного блоков до температуры 95-125°С. Затем общим потоком подогретая нефть поступает для обессоливания на блок ЭЛОУ в электродегидраторы.

Первый поток сырой нефти проходит через теплообменники: Т-1/1 → Т-1/2 → Т-2/1

→Т-2/2 → Т-2/3, где теплоносителем являются:

вТ-1/1,2 – гудрон из колонны К-5 вакуумной секции;

вТ-2/1,2,3 – мазут атмосферной секции, отводимый в парк.

Второй поток сырой нефти проходит через теплообменники: Т-3/1 → Т-3/2 → Т-4 → Т-5/1 → Т-5/2, где теплоносителем являются:

вТ-3/1,2 – затемненная фракция из вакуумной колонны К-5;

вТ-4 – 1-ое циркуляционное орошение колонны К-2;

вТ-5/1,2 – легкое дизельное топливо (ЛДТ) из К-3/2.

Третий поток нефти проходит через теплообменники: Т-6/1 → Т-6/2 → Т-7 → Т-8 → Т-9/1 → Т-9/2, где теплоносителем являются:

вТ-6/1,2 – III вакуумный погон из стриппинга К-6/3 вакуумной секции;

вТ-7 – керосин из стриппинга К-3/1 атмосферной секции;

вТ-8 – легкое дизельное топливо (ЛДТ) из К-3/2.

вТ-9/1,2 – тяжелое дизельное топливо (ТДТ) из стриппинга К-3/3.

Температура каждого потока нефти на выходе из теплообменников и общего потока нефти на входе в электрообессоливатели контролируется, соответственно,

приборами поз. TIR-101, TIR-102, TIR-103 и TIR-104.

Замечание. В тренажере ЭЛОУ-АТ подача в теплообменники подогрева нефти продуктов из вакуумной секции от колонн К-5 и К-6/3 производится специальным ключом HS-002.

Регулирование расходов сырой нефти по потокам осуществляется приборами поз. FIRC-311, FIRC-312, FIRC-313, регулирующие клапаны которых установлены перед входом сырья в теплообменники Т-1/1, Т-3/1 и Т-6/1 соответственно. Возможна

коррекция уставок на расход от регулятора давления нефти после обессоливателей поз.PIRC-203.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

Обессоливание нефти в блоке ЭЛОУ производится в две ступени. Электроде- гидраторы подключаются следующим образом:

Э-1/1 и Э-1/2 / включены параллельно / - 1 cтупень, Э-2/1 и Э-2/2 / включены параллельно / - 2 cтупень,

Перед входом в обе ступени нефть смешивается с водой, подаваемой насосами Н-40 и Н-41 через клапаны регуляторов расхода воды поз. FIRC-301, FIRC-302.

Под действием электрического поля дренажная вода с растворенными в ней солями собирается в нижней части электродегидраторов и через клапаны регуляторов уровня раздела фаз "нефть-вода" в аппаратах поз. LIRC-401, LIRC-402, LIRC-403 и LIRC-404 отводится из обессоливателей в емкость-разделитель стоков.

Давление в системе ЭЛОУ поддерживается на заданном уровне регулятором поз. PIRC-203 за счет изменения в каскаде расходов нефти поз.FIRC-311, FIRC-312 и FIRC-313 в каждом из трех потоков от насосов сырья Н-1. Температуру нефти после блока обессоливания контролирует датчик поз.TIR-105.

Блок атмосферной перегонки нефти.

Подогрев обессоленной нефти

Обезвоженная и обессоленная нефть по прямой схеме от электродегидраторов поступает тремя параллельными потоками в теплообменники, где нагревается до температуры 180-200°С за счет использования тепла нефтепродуктов, получаемых в атмосферной колонне К-2.

1-й поток нефти проходит последовательно межтрубное пространство теплообменников Т-10/1 и Т-10/2, где теплоносителем является мазут, отводимый из колонны К-2 по I потоку.

2-й поток нефти проходит последовательно трубное пространство Т-11/1, Т-11/2 и межтрубное пространство T-12/1,2, где теплоносителем служат:

вТ-11/1,2 – 2-е циркуляционное орошение из колонны К-2;

вT-12/1,2 – мазут из колонны К-2 (II поток).

3-й поток нефти проходит последовательно трубное пространство т/о Т-13/1,2 и межтрубное пространство Т-14/1,2, где теплоносителем являются:

вТ-13/1,2 – 1-е циркуляционное орошение из колонны К-2;

вТ-14/1,2 – мазут из колонны К-2 (II поток) после Т-12/1,2.

Общий расход нефти в теплообменники контролирует датчик поз.FIR-314. На

каждом потоке нефти в теплообменники установлены клапаны регуляторов расхода поз. FIRC-315, FIRC-316, FIRC-317 с возможностью коррекции расходов по уровню в колонне К-1 от прибора поз.LIRC-410.

Температуру нефти на каждом потоке после теплообменников контролируют датчики поз. TIR-106, TIR-107 и TIR-108. Далее нефть объединяется в один общий поток и поступает в колонну отбензинивания К-1. Температуру общего потока нефти в колонну контролирует датчик поз.TIR-109.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

Колонна К-1

Колонна К-1 предназначена для выделения из нефти бензиновой фракции НК-175°С и газов.

Парогазовая смесь с верха колонны К-1 параллельными потоками поступает в секции воздушного холодильника XB-1, где пары конденсируются, охлаждаются до температуры 40-50°С и поступают в емкость Е-1. Температуру газожидкостной смеси после ХВ-1/1-10 поддерживает регулятор поз.ТIRС-111, который может в каскаде корректировать уставки на скорость вращения вентиляторов секций ХВ-1/1,2 и ХВ-1/7,8 холодильника для регуляторов поз. VIRC-1.12 и VIRC-1.78 соответственно.

В емкости Е-1 происходит разделение газов, бензина и воды, в ней установлено два уровнемера. Уровень раздела фаз регулируется прибором поз.LIRC-412, клапан которого установлен на линии сброса воды в емкость сбора стоков.

Фракция НК-175°С откачивается из емкости Е-1 насосом Н-3 (резервный насос Н-3A) и подается на орошение колонны К-1, а балансовое количество направляется в парк. Уровень бензина в Е-1 поддерживает регулятор поз.LIRC-411, клапан которого установлен на линии отвода бензина в парк. Расход бензина контролирует датчик поз.FIR-319.

Температура верха колонны К-1 (поз.ТIRC-110) регулируется подачей острого орошения в К-1. Расход орошения поддерживается регулятором поз.FIRC-318, клапан которого установлен на линии подачи орошения в колонну. Уставку на расход орошения в удаленном режиме корректируется регулятором поз.ТIRC-110, который поддерживает требуемую температуру верха.

Газ с верха емкости Е-1 выводится на установку ГФУ или в топливную сеть установки. Давление в емкости Е-1 регулируется прибором поз.РIRC-212, клапан которого установлен на линии сброса жирного газа из Е-1. Уставка на давление в емкости Е-1 корректируется в удаленном режиме от регулятора поз.РIRC-204, поддерживающего давление паров вверху колонны К-1. На емкости Е-1 установлен клапан-отсекатель поз. HVS-101 для сброса газа на факел.

Полуотбензиненная нефть отбирается с низа колонны К-1 при температуре 230240°С (датчик поз.ТIR-113) двумя насосами Н-4 (резервный Н-4А) и Н-5 (резервный Н-5А) и далее подается в печи П-1 и П-2.

Первый поток от насосов Н-4,5 прокачивается через четыре змеевика печи П-1 и после нагрева до температуры не выше 360°С поступает в колонну К-2.

На каждом из четырех потоков полуотбензиненной нефти перед входом в печь П-1 установлены клапаны регуляторов расхода поз. FIRC-320, FIRC-321, FIRC-322 и поз. FIRC-323 и датчики давления на входе в печь поз. Р-206,207,208,209 (потоки 1,2,3,4 соответственно). На выходе из печи каждого змеевика установлена термопара, регистрирующая температуру нефти, – датчики поз.ТIR-012,ТIR-013,ТIR-014,ТIR-015 оответственно.

После выхода из печи П-1 потоки объединяются попарно: 1-ый и 2-ой, 3-ий и 4-ый. Регуляторы поз. ТIRC-011 и ТIRC-009 поддерживают температуру нагрева общих потоков на выходе из П-1, корректируя подачу топливного газа к форсункам на правой и левой сторонах печи П-1. При необходимости, корректируют расходы по потокам печи, чтобы выравнивать температуры нагрева двух потоков одной пары. Далее общим потоком нефть из печи П-1 подается в колонну К-2.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЭЛОУ-АВТ

Второй поток полуотбензиненной нефти из К-1 от насосов Н-4,5 прокачивается через четыре змеевика печи П-2.

На каждом потоке полуотбензиненной нефти перед входом в печь П-2 установлены клапаны регуляторов расхода поз.FIRC-324,325,326,327 и датчики давления на входе в печь поз.РIR-210,210а,211,211а (потоки 1,2,3,4 соответственно). На выходе каждого потока нефти из печи П-2 установлена термопара, регистри- рующая температуру нефти, – датчики поз. ТIR-021, ТIR-022, ТIR-023 и ТIR-024.

После выхода из печи П-2 потоки объединяются попарно: 1-ый и 3-ий, 2-ой и 4-ый. Регуляторы поз.ТIRC-031 и поз.ТIRC-018 поддерживают температуру нагрева общих потоков на выходе из печи, корректируя подачу топливного газа к форсункам на правой и левой сторонах печи П-2. При необходимости, корректируют расходы по потокам печи, чтобы выравнивать температуры нагрева обоих потоков одной пары.

Первый из общих потоков (с правой стороны печи П-2) поступает на загрузку колонны К-2 вместе с потоком из печи П-1, а второй поток (с левой стороны печи П-2) возвращается в колонну К-1 в виде горячей струи для поддержания температуры низа колонны К-1.

Для более полного извлечения бензиновой фракции из нефти в низ колонны К-1 подается перегретый пар, расход которого регулирует прибор поз.FIRC-305. Уровень в кубе колонны К-1 поддерживает регулятор поз.LIRC-410. Давление внизу колонны К-1 контролирует датчик поз.РIR-205.

Печи П-1, П-2

Печи П-1 и П-2 отапливаются жидким и газообразным топливом.

Топливный газ подается к форсункам на правую и левую стороны печи П-1 через клапаны регуляторов температуры потоков на выходе печи поз.ТIRC-011 и поз. ТIRC-009 соответственно. Давление жидкого топлива к форсункам на правой и левой стороне печи поддерживают регуляторы поз.РIRC-280 и поз.РIRC-282. В удаленном

режиме возможна коррекция уставки на давление по температуре выходных потоков от регуляторов поз.ТIRC-011 и поз.ТIRC-009 соответственно.

Топливный газ подается к форсункам на правую и левую стороны печи П-2 через клапаны регуляторов температуры потоков на выходе из печи поз.ТIRC-031 и поз. ТIRC-018 соответственно. Давление жидкого топлива к форсункам на правой и левой стороне П-2 поддерживают регуляторы поз.РIRC-284 и поз.РIRC-286. В удаленном

режиме возможна коррекция уставки на давление по температуре выходных потоков от приборов поз. ТIRC-031 и ТIRC-018 соответственно.

Клапаны регуляторов на линиях подачи жидкого и газообразного топлива в печи снабжены отсекателями, которые автоматически закрываются при аварийных ситуациях.

Датчики поз. ТIR-008, ТIR-010, ТIR-019 и ТIR-020 показывают температуру дымовых газов на перевалах по двум сторонам печей П-1 и П-2.

В печи П-2 расположен змеевик пароперегревателя, в котором нагревается пар отпарки, подаваемый в колонны К-1, К-2 и секции отпарной колонны К-3 (стриппинги К-3/1,2,3). Температуру пара на выходе из печи контролирует датчик поз.ТIR-025.