книги из ГПНТБ / Багиров, И. Т. Современные установки первичной переработки нефти

на ромашкинской обессоленной нефти. На рис. 42 дана схема ти­ пового блока вторичной перегонки бензина на установках АВТ производительностью 2 и 3 млн. т/год. Благодаря эффективному использованию тепла горячих потоков температура предваритель­ ного подогрева нефти достигает 230 °С. На рис. 43 показана схема теплообмена на установках АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 2 , 0 млн. т/год сернистой нефти.

Комбинированная установка АВТ со вторичной перегонкой широкой бензиновой фракции производительностью 3,0 млн. т/год сернистой нефти

Установка (А-12/6) запроектирована для работы по топливной схеме. Вакуумная часть состоит из одной колонны и предназначе­ на для получения широкой вакуумной фракции — сырья каталити­ ческого крекинга. Технологические узлы и схема перегонки нефти аналогичны принятым на установке АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 2 , 0 млн. т/год нефти, описанной вы­ ше. Но на этой установке более эффективно используются вторич­ ные энергоисточники — горячие нефтепродукты, отходящие дымо­ вые газы, горячая вода и пар. За счет отбросного тепла можно производить некоторое количество водяного пара для собственных нужд установки. При переработке обессоленной ромашкинской неф­ ти обеспечиваются следующие выходы продуктов (в вес. % на нефть):

Принципиальная схема комбинированной установки со вторич­ ной перегонкой бензина показана на рис. 44. Обессоленная нефть после насоса проходит теплообменники 2 и, нагретая за счет горя­ чих потоков, поступает в эвапоратор 3. Пары нефтепродуктов с верха эвапоратора 3 направляются в основную ректификацион­ ную колонну 6. Отбензиненная нефть с низа эвапоратора забирает­ ся насосом и прокачивается через печь 4 в основную ректифика­ ционную колонну 6. Ректификационная колонна рассчитана на получение трех боковых погонов и обеспечена тремя промежуточны­ ми циркуляционными орошениями. Схема работы ректификацион-

100

ной колонны такая же, как и на установке производительностью 2,0 млн. т/год. Разница лишь в том, что здесь колонна работает с некоторой перегрузкой за счет паров светлых компонентов, по­ ступающих из эвапоратора. Боковые фракции отводятся через со­ ответствующие секции отпарной колонны 7. Тепло боковых погонов снимается в теплообменниках для нагрева нефти. Верхние продук­ ты основной ректификационной колонны 6 охлаждаются в конден­ саторе 5 и направляются в водоотделитель 21. Газы с верха водо­ отделителя 21 поступают в абсорбер 12, часть нижнего продукта водоотделителя подается в основную ректификационную колонну 6 в виде острого орошения, остальная часть направляется в абсор­ бер 12. Бензин — нижний продукт абсорбера-десорбера — поступа­ ет в стабилизатор 11. Стабильный бензин с низа стабилизатора по­ сле выщелачивания в отстойниках 13 направляется в блок вторич­ ной перегонки, который состоит из четырех последовательно вклю­ ченных фракционирующих колонн 14, 15, 16, с целью получения узких бензиновых фракций. Схема поточности в блоке вторичной перегонки бензина примерно такая же, как в типовой индивиду­ альной установке. Разница лишь в том, что на данной установке температура пара колонн блока поддерживается нагретой в пе­ чи 18 циркулирующей флегмой, поступающей из емкости 19.

Мазут с низа колонны 6 насосом прокачивается в печь 8 и за­ тем поступает в вакуумную колонну 10. Как это видно, на данной установке схема атмосферной и вакуумной части несколько упро­ щена. В частности, исключена первая ректификационная колонна — перегонка нефти осуществляется по схеме однократного испарения с предварительным эвапоратором. Это позволило исключить неко­ торые дорогостоящие аппараты и оборудование (печь горячей струи, насосы, контрольно-измерительные приборы, арматуру и др.).

На установке впервые применены укрупненные теплообменни­ ки, кожухотрубчатые конденсаторы и холодильники вместо по­ гружных; все колонны, кроме вакуумной, оборудованы тарелками с S-образными элементами, что полностью себя оправдало. Ваку­ умная колонна оборудована желобчатыми тарелками. Впервые так­ же большое число технологического оборудования было размещено на открытых площадках (вне помещения) под навесом. Опыт экс­ плуатации описанной установки подтвердил возможность работы по схеме однократного испарения и в дальнейшем был перенесен на вновь проектируемые мощные комбинированные установки пер­ вичной перегонки АТ и АВТ. Размещение технологического обору­ дования под открытым небом под навесом также получило широкое распространение. Оказалось, что такое решение является весьма целесообразным как по технико-экономическим, так и по сани­ тарно-гигиеническим соображениям. Кроме того, в проекте преду­ смотрены особые мероприятия для ведения монтажных и ремонт­ ных работ в климатически холодных районах: наличие специаль­ ных передвижных агрегатов для подогрева воздуха на рабочем

102

месте, обогрев пола и др. Энергетические затраты на 1 т перера­ батываемой нефти на этой установке, по сравнению с аналогич­ ными установками производительностью 2 , 0 млн. т/год нефти, за­ метно сокращены.

Комбинированная установка ЭЛОУ — АВТ со вторичной перегонкой широкой бензиновой фракции производительностью 3,0 млн. т/год

Схема типовой установки производительностью 3,0 млн. т/год сернистой и малосернистой нефти (А-12/9) является самой про­ грессивной по сравнению со всеми разработанными ранее. В дан­ ную схему включены наиболее технически усовершенствованные технологические и энергетические узлы и использовано самое эф­ фективное оборудование: горизонтальные электродегидраторы, но­ вые ректификационные тарелки, укрупненные кожухотрубные кон­ денсаторы, теплообменники, вакуумсоздающие устройства и др. Впервые в практике нефтепереработки в вакуумной части, на шлемовых линиях от вакуумной колонны к барометрическому кон­ денсатору, установлены батарейные эжекторы особой конструкции для обеспечения минимального остаточного давления наверху ко­ лонны—не выше 40 мм рт. ст. Уменьшение остаточного давления в вакуумной колонне способствует улучшению фракционного со­ става получаемых масляных дистиллятов.

Принятые в технологической схеме установки рациональные

ипрогрессивные технические решения позволяют глубоко исполь­ зовать ее энергетические ресурсы для подогрева нефтяного сырья

ипромежуточных продуктов, воды, воздуха, а также для произ­ водства насыщенного и перегретого водяного пара, расходуемого на собственные нужды завода. На установке сосредоточены и ском­ бинированы все процессы первичной переработки нефти: обессоли­ вания и обезвоживания нефти, атмосферной перегонки нефти, ва­ куумной перегонки мазута, выщелачивание компонентов светлых нефтепродуктов, стабилизация и абсорбция легких бензинов и жир­ ных газов, вторичная перегонка широкой фракции бензина. Ком­

бинирование процессов позволяет заметно повысить основные тех­ нико-экономические показатели установки. В проектах последую­ щих, более мощных комбинированных установок первичной пере­ работки нефти использованы принципиальные технические реше­ ния установки типа А-12/9.

На рис. 45 приведена принципиальная схема установки типа А-12/9. Электрообезвоживание и электрообессоливание (ЭЛОУ) сырой нефти осуществляется в две ступени в горизонтальных элек­ тродегидраторах конструкции ВНИИнефтемаш типа 1ЭГ-160 при ПО—115°С и абсолютном давлении 10 кгс/см2 (рекомендации ВНИИ НП). Сырая нефть, содержащая газ, воду и соли, направ­ ляется тремя параллельными потоками через теплообменники 2, где подогревается до 115 °С, в электродегидраторы первой ступе-

103

ни 3. На прием насоса подается также 2%-ный раствор деэмуль­ гатора ОЖК. Перед электродегидраторами первой ступени в нефть посредством инжекторов вводится соляной раствор из электроде­ гидраторов второй ступени 4. В инжекторах нефть равномерно пе­ ремешивается с водой и деэмульгатором. Нефть в электродегидра­ торы вводится снизу через маточники-распылители, создающие рав­ номерный поток ее вверх. Частично обезвоженная и обессоленная нефть с верха электродегидратора первой ступени направляется в электродегидраторы второй ступени, а отстоявшийся соляной рас­ твор сбрасывается в отстойники. Перед электродегидраторами второй ступени через инжекторы в нефть подается холодная вода (5% на нефть). Обессоленная и обезвоженная нефть, но еще со­ держащая газ, из электродегидраторов второй ступени поступает в емкость обессоленной нефти 5.

Атмосферная перегонка нефти (см. рис. 45). Учитывая значи­ тельное содержание газа в нефти, на установке принята схема двухкратного испарения. В первой ректификационной колонне 6 отгоняются легкие бензиновые фракции н. к. — 85 °С и свободные газы, содержащиеся в нефти; в основной ректификационной колон­ не 10 — остальные бензиновые компоненты. Кроме того, из колон­ ны 10 выводятся боковые флегмовые фракции — компоненты свет­ лых нефтепродуктов (керосина и дизельных топлив).

Работа колонны 10 основана на схеме ректификации сложных смесей с циркуляционным орошением. Циркуляционное орошение применяется с целью уменьшения загрузки паров острого горячего орошения и повышения производительности системы; при этом обеспечивается полный переток жидкости с глухой тарелки на ни­ жележащую, а оттуда — в отпарную секцию.

Нефть из емкости 5 насосом прокачивается тремя параллель­ ными потоками через теплообменники (на рисунке не показано) в колонну 6, работающую при давлении 5 кгс/см2. Пары фракции н. к .—85 °С и газ с верха колонны 6 поступают в конденсаторхолодильник, а оттуда вместе с конденсатом направляются в ем­ кость. Газ с верха емкости поступает в фракционирующий абсор­ бер 13. Нестабильная фракция н. к. — 85 °С насосом подается на орошение колонны 6, а избыток ее через теплообменник отводится на 15-ую тарелку фракционирующего абсорбера 13. Колонна 6 обогревается путем циркуляции полуотбензиненной нефти (горя­ чей струи) с помощью насосов через печь 7. Полуотбензиненная нефть с низа колонны 6 насосом прокачивается через печь 7, где она нагревается до 340 °С, и подается в основную ректификацион­ ную колонну 10. Абсолютное давление в основной колонне 1,85—

поступают в конденсатор-холодильник 8, а затем после конден­ сации и охлаждения собираются в емкости. Насосом часть конден­

105

сата возвращается в колонну 10 в качестве острого орошения; из­ быток направляется на выщелачивание. Вода из емкости сбрасы­ вается в канализацию. Избыточное тепло колонны 10 снимается тремя промежуточными циркуляционными орошениями. Циркуля­ ция потоков для орошения осуществляется насосами через тепло­ обменники для нагрева нефти и холодильники.

Для отпаривания боковых погонов основной ректификационной колонны служит отпарная колонна 11, состоящая из трех само­ стоятельных секций. Получающиеся в отпарной колонне фракции 140—240 °С, 240—300 °С, 300—350 °С откачиваются насосами через соответствующие теплообменники и холодильники. Часть фракции 140—240 °С через теплообменники для подогрева нефти 2 и холо­ дильник идет на выщелачивание, другая часть подается на вто­ рую ступень фракционирующего абсорбера 13 в качестве абсор­ бента. Фракция 240—300 °С после охлаждения в кипятильнике у фракционирующего абсорбера и в теплообменниках для нагрева нефти и холодильнике отводится с установки. Фракция 300—350 °С, охлажденная в теплообменниках для нагрева нефти и холодиль­

ной колонны 10 насосом прокачивается через печь 7 в вакуумную колонну 16.

Вакуумная перегонка мазута. Мазут из печи 7 с температурой

380 °С подается в вакуумную колонну 16, имеющую 40 тарелок. Тарелки 14-ая, 21-ая, 28-ая и 35-ая сделаны глухими. Вакуумная

денсируются в конденсаторе смешения и поступают в вакуум-при­ емник, расположенный в верхней части отпарной колонны 17. От­ туда избыток конденсата забирается насосом и через холодильник откачивается с установки.

В вакуумной колонне предусмотрено пять промежуточных цир­ кулирующих орошений для снятия избыточного тепла колонны.

Циркуляция всех потоков для орошения осуществляется насоса­ ми через теплообменники для подогрева нефти (третье орошение служит также для подогрева теплофикационной воды) и холодиль­ ники.

Фракция 350—400 °С с 28-ой тарелки поступает в отпарную ко­

теплообменники 2 для нагрева нефти и выводится с установки. Фракция 400—450 °С с 21-ой тарелки поступает в отпарную колон­ ну 17 (в среднюю секцию), пары из секции отпарной колонны воз­ вращаются в вакуумную колонну, а жидкий погон фракции 400— 450 °С забирается насосом, прокачивается через теплообменники для нагрева нефти и выводится с установки. Фракция 450—490 °С с 14-ой тарелки поступает в отпарную колонну 17 (в нижнюю сек­

106

цию), пары возвращаются в колонну 16, а фракция 450—490 °С забирается насосом, прокачивается через теплообменники для на­ грева нефти и выводится с установки.

Предусмотрен вывод из вакуумной колонны затемненного про­ дукта специальным насосом через холодильник. С низа вакуумной колонны насосом через теплообменники для нагрева нефти и промтеплофикационной воды откачивается остаток — гудрон.

Блок абсорбции и стабилизации верхнего продукта первой рек­ тификационной колонны 6. Основным аппаратом блока является фракционирующий абсорбер 13, разделенный глухой перегородкой на две части: нижнюю — абсорбер-дееорбер с 31 тарелкой и верх­ нюю— абсорбер второй ступени с 6 тарелками. В абсорбере-де- сорбере из газа поглощаются пропан и бутаны, а из жидкой фазы отпариваются метан и этан. Абсорбентом служит фракция н. к.— 85 °С. Абсорбер второй ступени предназначен для поглощения па­ ров бензина, увлеченных сухим газом из абсорбера-десорбера. Абсорбентом служит фракция 140—240 °С. Насыщенный абсорбент из абсорбера второй ступени насосом подается в первую ректифи­ кационную колонну 6\ сухой газ, выходящий с верха абсорбера второй ступени, поступает в топливную сеть завода. Тепло абсорб­ ции в абсорбере-десорбере снимается в трех точках по высоте аб­ сорбционной части аппарата циркуляцией абсорбента через хо­ лодильники.

Насосами абсорбент забирается с 12-ой, 17-ой и 23-ей тарелок фракционирующего абсорбера и после охлаждения в соответствую­ щих холодильниках возвращается на 14-ую, 19-ую, 25-ую тарелки. Тедло, необходимое для отпарки нижнего продукта фракционирую­ щего абсорбера 13, сообщается ему фракцией 240—300°С основ­ ной ректификационной колонны 10 в теплообменнике. Насыщен­ ный (жирный) абсорбент первой ступени фракционирующего аб­ сорбера с низа его забирается насосом и через теплообменники по­ дается в стабилизатор 12, работающий при абсолютном давлении 12 кгс/см2. Пары пропан-бутановой фракции с верха стабилизато­ ра поступают в конденсатор-холодильник. Конденсат —пропан-бу- тановая фракция — после конденсатора-холодильника собирается

вемкости, откуда насосом подается на орошение стабилизатора 12,

аизбыток откачивается с установки. Температура низа стабилиза­

билизатора насосом направляется в теплообменники, откуда часть фракции через холодильник поступает в качестве абсорбента во фракционирующий абсорбер 13, а часть через холодильник совмест­ но с фракцией 85—140 °С направляется на выщелачивание в от­ стойники 22.

Блок вторичной перегонки широкой бензиновой фракции. Необ­ ходимость вторичной перегонки широкой бензиновой фракции за­ висит от назначения установки и потребности предприятия в узких бензиновых фракциях. На заданной типовой установке из ромаш-

107

кннской нефти предусматривается получение следующих узких бензиновых фракций: н. к .—62; 62—85; 85—120; 120—140 °С (или 140—180 °С). В зависимости от сырья и технологического ре­ жима установки можно получить другие узкие фракции, напри­ мер н. к, — 62; 62—105; 105—120; 120—140; 140—180 °С.

Процесс вторичной перегонки широкой бензиновой фракции протекает по схеме: широкая бензиновая фракция н. к. — 140 °С или н. к. — 180°С прокачивается насосом в печь 7 и с температу­ рой 150 °С подается в колонну 19 блока вторичной перегонки, ра­ ботающую при абсолютном давлении 3,3 кгс/см2. Пары фракции н. к. — 85 °С с верха колонны 19 поступают в конденсатор-холо­ дильник. После конденсации и охлаждения узкая фракция соби­ рается в емкости, откуда насосом подается частично в колонну 19

давлением поступает в колонну 20. Температура низа колонны 19 поддерживается циркуляцией фракции 85—140 °С с помощью на­ соса через печь 7.

Пары фракции н. к. — 62 °С с верха колонны 18 поступают в конденсатор-холодильник и после конденсации и охлаждения со­ бираются в емкости, откуда часть подается насосом в колонну 18 на орошение, а избыток через холодильник выводится с установ­ ки. Фракция 62—85 °С с низа колонны 18 насосом прокачивается через холодильник и выводится с установки. Температура низа ко­ лонны 18 поддерживается циркуляцией фракции 62—85 °С с по­ мощью насоса через змеевик печи 7. Пары фракции 85—120 °С, выходящие из колонны 20, после конденсации и охлаждения в кон­ денсаторе-холодильнике поступают в емкость. Часть фракции 85—

или 120—180 °С отводится из колонны 20 в качестве основного по­ гона и направляется в отпарную колонну 21, работающую под аб­ солютным давлением 1,2 кгс/см2 и при 130 °С. Фракция 120—140 °С или 120—180 °С с низа отпарной колонны 21 забирается насосом и через холодильник откачивается с установки. Тепло, необходи­ мое для работы отпарной колонны, сообщается фракцией 140— 180 °С в кипятильнике у колонны.

Выщелачивание компонентов светлых нефтепродуктов. Выщела­ чиванию подвергаются фракции н. к. — 140 (н. к.— 180) и 140— 240°С (180—240 °С). Для обеих фракций используется 10%-ный раствор щелочи. Выщелачивание и промывка выщелоченной фрак­ ции водой осуществляются в горизонтальных отстойниках 22 объ­

в щелочном отстойнике, а также в отстойниках водной промывки для фракции и. к.— 140 °С 40 мин, для фракции 140—240 °С —

108

ника забирается насосом, прокачивается через теплообменник, зме­ евик печи и с температурой 150 °С подается в колонну вторичной перегонки. Таким образом, вторичной перегонке широкая бензино­ вая фракция подвергается после очистки щелочью и промывки водой.

Для обеспечения очистного узла щелочными растворами тре­ буемой крепости и промывочной водой установлены соответствую­ щие емкости, мерники и насосы.

Технологический режим работы основного оборудования. Дан­ ные эксплуатации установок, построенных по рассматриваемой схеме, свидетельствуют о том, что параметры их технологического режима близки к проектным (табл. 15). Это подтверждает пра­ вильность выбора проектных параметров.

В целях резкого сокращения расхода охлаждающей воды и, следовательно, количества загрязненных нефтепродуктами произ­ водственных стоков, требующих дальнейшей очистки, технологиче­ ская схема установки ЭЛОУ — АВТ типа А-12/9 была переработа­ на: аппараты водяного охлаждения заменены аппаратами воздуш­ ного охлаждения. Полученные данные показали явное преиму­ щество такой замены. При этом расход охлаждающей воды со­ кратился примерно на 70%.

Установка ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год, работающая по схеме однократного испарения

Следующим шагом технологического усовершенствования было создание комбинированной установки ЭЛОУ — АВТ по схеме од­ нократного испарения производительностью 3 млн. т/год неста­ бильной сернистой нефти. На этой установке в качестве сырья при­ нята нефть Ромашкинского месторождения с содержанием газа около 2 вес. % на нефть. Установка работает по топливной схеме (рис. 46). В установку включены следующие технологические уз­ лы: электрообессоливание, атмосферная перегонка нефти, вакуум­ ная перегонка мазута, абсорбция жирных газов, стабилизация и выщелачивание компонентов светлых нефтепродуктов.

Нестабильная нефть после нагрева до 140—150 °С подвергается двухступенчатому электрообессоливанию и обезвоживанию в го­ ризонтальном электродегидраторе. Сырая нефть двумя параллель­ ными потоками проходит теплообменник и поступает в электроде­ гидратор 3, где поддерживается давление 16 кгс/см2. Часть обес­ соленной нефти (2 0 % от производительности установки) отбирает^ ся через холодильники с целью накопления обессоленной нефти для ввода установки на режим после ремонта. Обессоленная нефть, содержащая газ, из электродегидратора 3 поступает в сборник. Нефть насосом подается через холодильник в печь 6 и при 340 °С на-

109