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

П р и м е ч а н и е . Размеры общей дымовой трубы для всех дымовых печей 48Q0X150000 мм.

ции действующих нефтезаводов, позволяющих значительно улучшить показатели процесса. Ниже приводятся данные по производ­ ству на одном из НПЗ до и после его реконструкции в связи с пе­ реводом на переработку высокосернистой арланской нефти:

Как видно из приведенных данных, в связи с переводом НПЗ на высокосернистую нефть потребовалось значительно расширить объем вторичных процессов, в основном каталитических, а следо­ вательно, увеличить капиталовложения. При этом значительно улучшается качество получаемых продуктов: бензина, дизельных топлив и др.

При изучении группового состава сероорганических соединений и их содержания в дистиллятах арланской и волховской нефтей установлено следующее. С повышением температуры кипения фрак­ ций увеличивается содержание в них сероорганических соединений; в сероорганических соединениях фракций, выкипающих до 200 °С, преобладает сульфидная сера, а во фракциях, выкипающих выше

300°С,—остаточная сера.

Внастоящее время высокосернистые нефти перегоняют на уста­ новках АВТ, запроектированных для переработки сернистых неф­ тей. Атмосферная перегонка их производится по схеме двухкрат­ ного испарения. Ниже дается краткая-характеристика перегонки высокосернистой нефти типа арланской.

Предварительное отбензинование. Процесс осуществляют в пер­ вой ректификационной колонне. Как на всех установках АВТ, ра­ ботающих по схеме двухкратного испарения, с верха первой рек­

тификационной колонны отбирают фракции, выкипающие до 85 °С. Однако при этом не всегда можно получить продукты заданного качества.

Предварительное отбензинование высокосернистых нефтей на установках АВТ проводится в разных технологических режимах. При следующем режиме работы первой ректификационной колон­ ны: температуре ввода сырья 202 °С, верха 128 °С, низа 196 °С и из­

122

быточном давлении 2,94 кгс/см2, — в отбензиненной нефти сохра­ няется до 14% Ci—С4 . По мере повышения температуры остатка количество низкокипящих компонентов, переходящих в дистиллят светлых нефтепродуктов, резко возрастает. При загрязнении остат­ ка первой колонны даже незначительным количеством дистиллят­ ных фракций ими загрязняется и бензин второй колонны. Только при работе отгонной части первой колонны с паровым числом 0,53 (температура остатка 240 °С) углеводороды Ci—С4 в бензине ос­ новной ректификационной колонны практически отсутствуют.

В случае переработки высокосернистых нефтей предваритель­ ное отбензинование нефти является обязательным. Для этого тре­ буется более жесткий режим работы колонны. Чтобы выделить из отбензиненной нефти остающиеся в ней газообразные углеводоро­ ды, нужно в отгонной части первой колонны создать сильный па­ ровой поток и обеспечить циркуляцию большого количества горя­ чей струи. При создании парового потока с паровым числом 0,5 необходимость в стабилизации бензина основной ректификацион­ ной колонны отпадает.

Перегонка в атмосферной колонне. На разделение в основную ректификационную колонну поступает нефть, частично отбензинен­ ная в первой ректификационной колонне. С верха основной рек­ тификационной колонны отбирается широкая бензиновая фракция 85—140 (180)°С. Однако четкость ректификации при этом неудов­ летворительная. На одной обследованной установке АВТ наложе­ ние между 5 и 95%-ными точками выкипания по ИТК бензина и керосина равно 11°С, керосина и дизельного топлива 26°С, ди­ зельного топлива и мазута 64 °С; на другой установке АВТ эти цифры составляют 35, 28 и 43 °С. При увеличенном подводе тепла с сырьем в первую ректификационную колонну отделение дизель­ ного топлива от мазута в основной ректификационной колонне за­ метно улучшилось. Наложение между 5 и 95%-ными точками вы­ кипания этих продуктов на второй установке сократилось с 43 до

14 °С.

Повышение температуры нагрева отбензиненной нефти в печи

дельных печах) потоков горячей струи первой ректификационной колонны и сырья основной ректификационной колонны вследствие значительно отличающегося давления в этих аппаратах. Следует также увеличить число потоков сырья полуотбензиненной нефти из первой колонны,, подаваемого в печь, и диаметр трансферной линии.

Вакуумная перегонка мазута. С целью увеличения выхода свет­ лых нефтепродуктов, а также повышения октанового числа автомо­ бильного бензина широко применяются процессы каталитического крекинга. Основным сырьем этих процессов служат высококипящие вакуумные отгоны и в первую очередь вакуумный газойль. На отечественных заводах в качестве сырья каталитического кре-

12а

книга применяют фракции вакуумного газойля 350—500 °С, а на зарубежных нефтезаводах используют более тяжелый вакуумный

и малосернистых нефтей.

Ранее считалось, что из-за повышенного содержания тяжелых металлов, связанного азота и асфальто-смолистых веществ в ма­ зутах высокосернистых нефтей и неудовлетворительной разделяю­ щей способности вакуумных секций действующих АВТ из нефтей этого типа удается получить не более 6 % качественного вакуумно­ го отгона, который можно было бы использовать как сырье катали­ тического крекинга. Для современного завода такая степень отбо­ ра вакуумного газойля совершенно недостаточна. Однако резуль­ таты исследований в БАШНИИ НП показали еще в 1963 г. воз­ можность получения из высокосернистой арланской нефти на уста­ новках АВТ до 12% вакуумного газойля хорошего качества. В на­ стоящее время на промышленной установке АВТ выход фракции 340—550 °С из высокосернистой арланской нефти достигает 32— 35% на нефть, выход фракции 350—450 °С составляет 15%, а фрак­ ций 350—500 и 350—550 °С — соответственно 23 и 27%.

Стабилизация бензина. Все построенные за последние годы установки АВТ оборудованы блоком стабилизации бензинов. Установки, запроектированные институтом «Гипронефтезаводы», имеют депентанизатор, а в проектах Гипроазнефти стабилизация осуществляется в полной колонне. Обследование блока стабилиза­ ции установки АВТ при переработке арланской нефти показало

из сепаратора 0,28. В расчете на нефть выход общего газа состав­

Из приведенных данных видно, что режим работы стабилизатор ■ра близок к проектному, тем не менее было установлено, что из нестабильного бензина удаляется 50% углеводородов С2 —С4 , а в стабильном бензине остается 3,4% углеводородов Ci—С4. Сле­ довательно, стабилизация бензина проходит некачественно. При этом стабилизатор загружается только на 60%. Основная причина неудовлетворительной стабилизации заключается в низкой темпе­ ратуре поступающего сырья. Вместо 136 °С по расчету она факти­

124

Г л а в а VI

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ МОЩНОСТЕЙ ДЕЙСТВУЮЩИХ УСТАНОВОК АВТ

Мероприятия, проведенные на заводах

Омский нефтеперерабатывающий завод. На всех установках,

эксплуатируемых на этом заводе, были повышены мощности труб­ чатых печей путем увеличения и перераспределения поверхности нагрева. Так, на одной из АВТ в радиантной секции печи было дополнительно установлено 12 труб. В средней части конвекцион­ ной секции пароперегреватель заменили 1 1 трубами, а его перенес­ ли в нижнюю часть. Змеевик печи атмосферной части разделили на два потока (по проекту предусматривался один поток). В ре­ зультате уменьшения гидравлического сопротивления была обес­ печена нормальная работа печных насосов. Потоки нефти по тру­ бам потолочного экрана атмосферной части направили сверху вниз (по проекту они были направлены снизу вверх). На всех других установках АВТ было проведено полное экранирование трубчатых печей и дополнительно размещено по 1 2 труб вдоль каждой пере­ вальной стены. Таким образом, тепловая мощность типовых печей повысилась с 16 до 23 млн. ккал/ч.

В связи с переходом на тяжелое жидкое топливо установлены форсунки БашНИИ, обеспечивающие удовлетворительное сжига­ ние высоковязких топлив. Во всех печах установок АВТ оси форсу­ нок отклонены по горизонтали вверх на 1 0 —1 2 °, что способствует более равномерной теплонапряженности труб.

На двух установках Омского завода печи вакуумной части под­ верглись значительной реконструкции. Конвекционную секцию в этих печах используют для подогрева отбензиненной и обессо­ ленной нефти. Для повышения производительности установок была изменена схема движения нефти. Так, на одной из установок однопоточное движение нефти по теплообменникам заменено двух­ поточным, что обеспечило увеличенную подачу сырья без замены сырьевых насосов. Проектные теплообменники были частично за­ менены более укрупненными, например вместо теплообменников поверхностью 130 м2 установлены теплообменники поверхностью 450 м2 .Часть мазутных теплообменников типа труба в трубе за­ менены кожухотрубчатыми поверхностью 130 м2. Все это позволило

126

увеличить общую поверхность теплообменников примерно на 40% против проектной.

На одной из установок для обеспечения нормальной работы ос­ новной ректификационной колонны было осуществлено второе цир­ куляционное орошение, которое при работе с повышенной произ­ водительностью обеспечивает в колонне нормальную скорость па­ ров. На другой установке смонтировали одну новую колонну диа­ метром 3,8 м с 40 тарелками.

В связи с повышением производительности на второй установке внедрили более производительные ректификационные тарелки — ситчатые с отбойными элементами. Однако при их эксплуатации наблюдался значительный провал флегмы (хотя установки работа­ ли на проектной производительности), что ухудшало качество про­ дуктов. Поэтому наверху колонны восстановили желобчатые та­ релки, и дизельное топливо выводили с ситчатой и желобчатой та­ релок. Примерно 20% сечения остальных ситчатых тарелок пере­ крыли сплошными металлическими листами. В настоящее время такая комбинированная колонна довольно успешно эксплуатирует­ ся— она имеет хорошие показатели по качеству продуктов и про­ изводительности.

На Омском нефтеперерабатывающем заводе в результате ре7 конструкции производительность установок АВТ повысилась про­ тив проектной на 30—40%.

Ново-Горьковский нефтеперерабатывающий завод. На первых АВТ Ново-Горьковского НПЗ нефть обессоливали в блоке ЭЛОУ, состоящем из 12 вертикальных электродегидраторов типа НЗП. Каждая установка была дополнительно оборудована двумя гори­ зонтальными отстойниками по 84 м3, работавшими под избыточным

Эта схема не обеспечивала удовлетворительной подготовки нефти, особенно при возросшей производительности установок АВТ. По­ вышение избыточного давления в электродегидраторах до 6 кгс/см2 позволило увеличить проектную производительность ЭЛОУ на

25%.

Модернизирование технологической схемы ЭЛОУ применитель­ но к работе на неионогенных деэмульгаторах (ОП-7, ОП-Ю, Кау- фе-14) позволило увеличить производительность установок на 50% против проектной и снизить потери нефти. Замена вертикальных электродегидраторов горизонтальными способствовала повышению производительности (по нефти) в 6 раз. Два таких электродегид­ ратора служили I ступенью обессоливания. На II ступени исполь­ зовали 12 электродегидраторов типа НЗП. При работе I ступени двухступенчатой ЭЛОУ, оборудованной горизонтальными электро­ дегидраторами, производительность в два с половиной раза превы­ сила проектную. Расход электроэнергии снизился на 25—30%. Для

127

бесперебойного снабжения установок АВТ обессоленной нефтью каждая ЭЛОУ оборудована дополнительной емкостью объемом 56 м3. Благодаря модернизации двух электрообессоливающих уста­ новок была высвобождена третья установка; расход электроэнер­ гии снизился до 0,85—0,90 кВт-ч/т нефти.

На АВТ двухпоточную схему движения нефти через теплооб­ менники заменили четырехпоточной. В результате резко уменьши­ лись гидравлические потери. По новой схеме два потока нефти про­ ходят через дистиллятные теплообменники, а два — через гудрон­ ные типа труба в трубе. Увеличение давления против проектного в первой и основной ректификационных колоннах, отпарной ко­ лонне, емкостях для верхнего продукта колонн позволило повы­ сить производительность установки, особенно при низких отборах бензина.

Одной из причин, лимитировавших повышение производительно­ сти установок АВТ, была неудовлетворительная работа вакуумной колонны: увеличение производительности приводило к резкому ухудшению качества и уменьшению отбора масляных дистиллятов. Для улучшения погоноразделительной способности и улучшения; качества дистиллятов в вакуумной колонне были смонтированы внутренние отпарные секции.

Сливные гребенки на ректификационных тарелках установили таким образом, чтобы гидравлическое сопротивление паров было минимальным.

Существенно реконструировали трубчатые печи: в печи атмо­ сферной части дополнительно экранировали перевальные стенки — на каждой стене смонтировали по 10 труб, в пространстве от пере­ вальных стен до свода установили два ряда труб по 5 шт., а в ча­ сти свода между потолочными экранами—шесть труб. Для сни­ жения сопротивления змеевика продукт прокачивается через ра­ диантную часть печи в четыре потока. В печи вакуумной части установки взамен пароперегревателя установили 20 нагреватель­ ных труб. Схема печи вакуумной части также четырехпоточная: два потока предназначены для нагрева отбензиненной нефти и два для мазута вакуумной части. Значительно улучшена система от­ качки получаемых на установке продуктов, в основном путем уве­ личения диаметра трубопроводов. Осуществлена переобвязка хо­ лодильников дизельного топлива и керосина с целью обеспечения их параллельной работы. Для контроля и четкого регулирования технологического режима на установках АВТ установлены допол­ нительные расходомеры. На линии подачи в ректификационные колонны пара и орошения стабилизировано давление пара. В на­ стоящее время мощность действующих на заводе установок АВТ на 50% превышает проектную.

На заводе было разработано комбинирование отдельно стоя­ щей ЭЛОУ с АВТ, построенной по типовому проекту Гипроазнефти. Место для размещения ЭЛОУ было найдено в результате ис­ ключения из состава установки АВТ колонн блока вторичной пе-

128

регонки бензина (ввиду наличия отдельной мощности), блока сушки дизельного топлива, замены обычных маломощных тепло­ обменников более крупными и ликвидации трубной аппаратуры.

Для улучшения эксплуатационных показателей на заводе про­ ведены следующие мероприятия. Часть конденсаторов блока вто­ ричной перегонки была подключена к конденсаторам колонн атмо­ сферной части; увеличены мощности насосов атмосферной части установки и гудроновых насосов в вакуумной части; паровой при­ вод заменен электромоторами. Нефть и вода для ЭЛОУ и рибойлеров стабилизатора вместо пара (по проекту) подогреваются го­ рячими дистиллятами; вода из конденсаторов направляется само­ теком в холодильники, где используется вторично; вода II ступе­ ни ЭЛОУ подается в электродегидраторы I ступени; схему КИП дополнили анализаторами качества, установленными на потоке. Все эти мероприятия позволили сократить эксплуатационные за­ траты на 520,3 тыс. руб., а капитальные вложения — на 225,0 тыс. руб.; штат уменьшился на 8 чел.; производительность установки увеличилась на 40% против проектной.

Ново-Куйбышевский нефтехимический комбинат. На двух экс­ плуатируемых установках АВТ проведены примерно такие же ме­ роприятия, как и на Ново-Горьковском НПЗ. Для увеличения про­ изводительности установок добавлен третий поток нефти, нагре­ ваемый в конвекционной камере вакуумной печи и в одном из подовых экранов этой печи. Увеличены поверхности нагрева в пе­ чах атмосферной и вакуумной части. В печи атмосферной части демонтирован пароперегреватель. Вместо него установлено 12 про­ дуктовых труб, а также четыре трубы над форсунками с каждой стороны и шесть труб над перевалом. Пар для нужд установки подогревается только в пароподогревателе печи вакуумной части. В этой печи добавлено четыре трубы над перевалом и по четыре трубы над форсунками. В конвекционную камеру печи добавлено 11 труб. Один из потолочных экранов и четыре добавленные трубы над форсунками печи вакуумной части переобвязаны под нагревом теплоносителя для колонн блока вторичной перегонки широкой бензиновой фракции. С верха основной ректификационной колон­ ны получают не бензин, как это предусмотрено проектом, а ши­ рокую бензино-керосиновую фракцию, которая в дальнейшем под­ вергается разделению в колонне вторичной перегонки на бензин

иавиационный керосин. Выполнены работы по частичной замене

идополнительной обвязке насосов. Из схемы исключен узел выще­ лачивания дизельных фракций. В результате дополнительных

мероприятий производительность двух установок АВТ увели­ чена соответственно примерно на 39,5% и на 10,7% против про­ ектной.

Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод. На действую­ щей установке АВТ введен третий поток нефти, нагреваемый в ко»; векционной камере, вакуумной печи и в одном из подовых ее экра­ нов. В шахтах радиантной камеры печи добавлено 18 и 4 трубы'.