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

н. к. — 85 °С направляется в теплообменники 6 и 8. Оттуда часть фракции н. к .—85 °С через холодильник 7 поступает в качестве абсорбента в абсорбер 9, а избыток ее направляется на выщелачи­

вание.

Технологический режим работы аппаратуры блока стабилиза­ ции и абсорбции следующий:

Вначале на установках АВТ с блоком стабилизации и абсорбции абсолютное давление в абсорбере рекомендовалось поддержи­ вать 10 кгс/см2. В дальнейшем оказалось достаточным 5 кгс/см2. При необходимости повышения давления сухого газа, выходящего- с верха абсорбера, устанавливают дожимные компрессоры соот­ ветствующей производительности. Стабилизатор работает удовлет­ ворительно при абсолютном давлении не менее 10—12 кгс/см2. Аппаратурное оформление блока стабилизации и абсорбции уста­ новок АВТ и их размер определяются углеводородным составом: бензиновых фракций, газа и их количеством. Стабилизационная колонна оборудуется ректификационными тарелками в количестве

40 шт.

На установках АВТ, построенных в 50-ые годы, стабилизации

кие бензиновые фракции 85—140 или 85—180 °С). На современных установках АВТ стабилизации подвергаются только легкие бен­ зиновые фракции н. к. — 85 °С, поскольку они содержат легколету­ чие компоненты углеводородов. Это позволило значительно сокра­ тить нагрузку блока стабилизации и уменьшить размеры техноло­ гического оборудования и коммуникаций. В результате удельные расходы энергии и металла на блоке стабилизации и абсорбции уменьшились.

Необходимость сооружения абсорбционного блока определяет­ ся при разработке технологии с учетом характеристики перераба­ тываемой нефти. На рис. 56 приведен общий вид стабилизатора- и фракционирующего абсорбера, применяемых в блоках стабили­ зации и абсорбции современных комбинированных установок АВТ. Эти цилиндрические аппараты колонного типа оборудованы фрак­ ционирующими тарелками (до 40 шт.), штуцерами-патрубками дляввода и вывода продуктов, люками-лазами для ремонтных и мон­ тажных работ. Высота и конструктивные данные указанных аппа­ ратов во всех случаях сохраняются одинаковыми, а диаметр их меняется в зависимости от углеводородного состава перерабаты­ ваемой нефти. Конструкция нижней части аппаратов зависит от вида теплоносителя (пар высокого давления, циркулирующая че­

151!

рез часть нижнего продукта и т. д.). Наиболее характерными яв­ ляются блоки стабилизации и абсорбции комбинированной АВТ типа А-12/9 производительностью 3 млн. т/год обессоленной ромашкинской нефти. В табл. 20 приведены типовые материальный я тепловой балансы стабилизатора. Недостающее тепло сообщается лутем циркуляции части нижнего продукта стабилизатора через трубчатую печь.

t iVU

5 6

G" 7

б

Тепло, которое нужно сообщить извне (в ккал/ч):

7 970 000 — 4 435 000 = 3 535 000

Это тепло подается в низ стабилизатора путем циркуляции че­ рез печь части нижнего продукта. Материальный баланс абсор- 'бера-десорбера установки типа А-12/9 приводится в табл. 21. Материальный баланс абсорбера II ступени приведен в табл. 22.

Тепловой баланс абсорбционной части абсорбера-десорбера приведен в табл. 23.

Тепло, снимаемое промежуточным орошением (в ккал/ч):

AQ = 1 104 000 — 392 800 = 711 200

Весовая скорость циркулирующего абсорбента G при охлаж­

352

Т а б л и ц а 23. Тепловой баланс абсорбционной части абсорбера-десорбера

Тепло, которое нужно сообщить извне через кипятильник ( в ккал/ч):

AQ = 1878 000 — 1 399 000 = 479 000

Это тепло сообщается водяным паром давлением 10 кгс/см2.

В табл. 26 приводятся технические характеристики стабилиза­ торов и абсорберов комбинированных установок АВТ разной про­ изводительности.

и абсорбции примерно одинакова. Фактически режим блоков ста­ билизации на действующих установках значительно отклоняется от

154

проектного. Так, по проекту на установках типа А-12/1, А-12/2, А-12/1,5М стабилизатор должен работать при абсолютном давле­ нии 10 кгс/см2, температура верха 65 °С, низа 160 °С. Фактически давление в стабилизаторе поддерживается от 3 до 8,5 кгс/см2, тем­ пература верха колонны 40—80 °С, а низа от 100 до 160 °С. В ре­ зультате вместе с газами, направляемыми на сжигание в топлив­ ную сеть завода, уходит значительное количество легких бензино­

0,7 вес. % от нефти, что для установки производительностью 6,0 млн. т/год составит не менее 40 тыс. т/год.

В дальнейшем рекомендуется в проектах установок АВТ при­ нимать абсолютное давление в стабилизаторе не менее 12 кгс/см2.

Блок выщелачивания компонентов светлых нефтепродуктов

На современных установках АТ и АВТ предусматривается со­ оружение блока очистки светлых нефтепродуктов (фракции и. к. — 85, 85—140, 140—240, 240—300 и 300—350 °С) от нежелательных примесей. Основной метод очистки — обработка щелочью и про­ мывка водой. На комбинированных установках первичной перегон­ ки технологический узел по выщелачиванию указанных выше фрак­ ций называют иногда очистным отделением. Для щелочной очистки разных дистиллятов применяют водные растворы NaOH различ­ ной крепости. Для очистки бензинов (фракции н. к .—85, 85—140, 85—180°С) употребляют 11 —14,5%-ные растворы едкого натра. Для более тяжелых дистиллятов, чтобы предотвратить образова­ ние устойчивых эмульсий, используют более слабые растворы: для керосина (фракции 140—240, 180—240 °С) 3,5—4,5%-ный раствор едкого натра, для дизельных топлив (фракции 240—300, 300— 350°С) 3—3,5%-ный раствор. Сведения о применяемых растворах щелочи излагаются в регламентах научно-исследовательских орга­ низаций или заводских лабораторий.

На установках, построенных в 1960 г. (А-12/1, А-12/1М, А-12/2, А-12/3 и др.), применяют следующие режимы очистки. Фракцию н. к. — 140 или и. к. — 180 °С промывают водой и выщелачивают в горизонтальных отстойниках 1 и 2 при 55 °С и абсолютном дав­ лении 4 кгс/см2 (рис. 57). Фракцию 140—240 °С выщелачивают в отстойнике 3, промывают водой в отстойнике 4, пропускают через фильтр 7, охлаждают в холодильнике 8 и направляют в заводские мерники. Выщелачивание и промывка фракции 140—240 °С осу­ ществляется при 50 °С и абсолютном давлении соответственно 4,0 и 3,5 кгс/см2. Фракцию дизельного топлива 240—350 °С выщелачи­ вают в отстойнике 5, промывают в отстойнике 6, пропускают через фильтр 7, холодильник 8 и. сушильную камеру 9. Остаток влаги в сушильной колонке отдувг.ется воздухом, подаваемым вентиля­ тором 10.

156

Очистные отделения для некоторых компонентов часто облада­ ют серьезными недостатками. В частности, применение воздуха под давлением в узле осушки дизельных топлив приводит к увеличе­ нию потерь продукта: выброс отработанного воздуха вызывает загрязнение среды. Кроме того, такая схема пожароопасна. В более поздних проектах выщелачивание дизельного топлива было исклю­ чено. Оказалось, что при переработке нефтей восточных районов

240 °С. Остальные фракции выщелачивания не требуют. При пере­ работке нефтей, богатых нафтеновыми кислотами (например, азер­ байджанских), выщелачивание фракции 240—350 °С (дизельного топлива) обязательно.

Ыа установках АВТ, где вторичной перегонкой широкой бензи­ новой фракции получают узкие фракции (н. к. — 62, 62—85, 85—

случае число щелочных и промывных отстойников, насосов, объем мерников, а также протяженность коммуникаций значительно уве­ личивается. Кроме того, такой узел занимает большую площадь.

В настоящее время широко применяют метод выщелачивания компонентов светлых нефтепродуктов (бензинов, керосинов, летних и зимних дизельных топлив и др.) в электрическом поле высокого напряжения с применением электроразделителей двух типов: 1ЭРГ-50 и 1ЭРГ-100. На рис. 58 приведена схема узла выщела­ чивания компонентов светлых нефтепродуктов в электрическом поле, входящего в состав укрупненной установки ЭЛОУ — АТ. Установка рассчитана на переработку азербайджанских нефтей,

157

а также смеси нефтей азербайджанских и туркменских (котуртепинской). Компоненты, полученные из смеси азербайджанских нефтей, характеризуются высокой кислотностью (более 100 кг КОН на 100 мл продукта), т. е. большим содержанием нафтеновых кис­ лот. При очистке этих фракций возникают трудности, связанные с обезвоживанием и удалением мыл нафтеновых кислот.

Для получения кондиционных дизельных топлив фракция 240— 350 °С (250—350 °С) подвергается двухступенчатому выщелачива­ нию в электроразделителях 1 и 2 (см. рис. 58) типа 1ЭРГ-100. Фракция 140—240 °С (140—250 °С) также очищается в две ступе­ ни—в электроразделителях 3 и 4. Бензиновая фракция н. к.— 85 °С вначале очищается в водяном отстойнике 5, затем в щелоч­ ном отстойнике 6, а после этого окончательно очищается в элек­ троразделителе 7.

По регламенту, разработанному ГрозНИИ, фракция 240—350 °С (250—350 °С) очищается в электроразделителе при 55—65 °С и аб­ солютном давлении 4,5—4,0 кгс/см2. Напряжение в электроде элек­ троразделителя 26—28 кВ, концентрация раствора щелочи 4—5%. линейная скорость прохождения топлива в аппарате 0,0007— 0,001 м/с. Щелочные отходы содержат 0,2% свободной кислоты. Аналогичная схема принята также для очистки керосина — фрак­ ции 140—240°С (140—250°С). Поскольку в керосине строго ли­ митируется кислотность (не более 0,7 мг КОН на 100 мл топлива),, процесс обратного растворения мыл нафтеновых кислот в продук­ те при его очистке нежелателен. Для уменьшения процесса обрат­ ного растворения вторую ступень очистки проводят при 40 °С. Бен­ зиновые фракции (н. к. — 85 °С) промывают, затем выщелачивают в отстойниках и осушают в элекрторазделителе 1ЭРГ-50. Очистку проводят при 35 °С и 5 кгс/см2.

Электроразделители широко распространены в СССР, США и ФРГ. Они характеризуются следующими техническими и кон­ структивными данными:

158

На рис. 59 показан общий вид высокопроизводительного элек­ троразделителя 1 ЭР Г-100, широко применяемого на укрупненных установках АВТ. Сырье, вводимое в аппарат, с помощью коллек­ тора 15 с отводом 13 равномерно распределяется по всему гори­ зонтальному сечению аппарата. Далее поток нефтепродукта дви­ жется вертикально вверх и собирается со всей площади горизон­ тального сечения аппарата в верхнем коллекторе 5 с отводами. Тяжелая фаза (вода, механические примеси) выводится из аппара­ та через дренажный коллектор 16. Уровень тяжелой фазы нахо­ дится несколько ниже коллектора ввода сырья и поддерживается

Рис. 59. Электроразделитель 1ЭРГ-100:

с помощью автоматического регулятора раздела фаз, присоединяе­ мого к штуцеру 11. При вертикальном движении с небольшой ско­ ростью нефтепродукт, разделенный на потоки между параллель­ ными пластинчатыми элементами положительного и отрицатель­ ного (заземленного) электродов 9, по всей высоте пластин элек­ трода подвергается воздействию электрического поля постоянной) тока. В результате обработки .в электрическом поле, из.нефтепро­

159

дукта выделяется тяжелая фаза и различные загрязнения, стекаю­ щие в нижнюю часть аппарата. Пластинчатые элементы положи­ тельного электрода с шагом 200 мм укреплены на двух парал­ лельных балках 7, подвешенных на изоляторах 8, которые закреп­ лены в люке 6. Пластинчатые элементы отрицательного электрода с таким же шагом (200 мм), сдвинутые на 100 мм по отношению

Рис. 60. Схема блока выщелачивания на Уфимском НПЗ:

к элементам положительного электрода, укреплены на уголках, расположенных вдоль стенки цилиндрической части аппарата. Электроды питаются от выпрямителя ВТМ 8/30 мощностью 6 кВт. Выпрямитель монтируется в отдельном помещении и соединяется с проходным изолятором электроразделителя с помощью кабеля.

Такой электроразделитель используется для выщелачивания на Уфимском НПЗ им. XXII съезда КПСС. Схема блока выщелачи­ вания на Уфимском НПЗ приводится на рис. 60. Сырье — керосин или зимнее дизельное топливо — насосами 1 и 2 подается через регулирующий клапан 3 в электроразделители 4 и 5. Одновременно на прием насосов через фильтры (из ткани бельтинг) 6 и 7 посту­ пает техническая вода. Обезвоженный нефтепродукт выводится из верхней части электроразделителей и направляется в заводские емкости. Отстоявшаяся вода автоматически сбрасывается в кана­ лизацию межфазным регулятором. Были проведены испытания при следующих условиях: электрическое напряжение (определенное экспериментальным путем) 15 кВ; напряженность электрического ноля при расстоянии между пластинами разной полярности 10 см — 1,5 кВ/см, сила тока не превышала 10 Ом; следовательно, потреб­ ляемая мощность была равна 150 Вт. При этих электрических параметрах продукт полностью обезвоживался. Испытания пока­ зали, что действие электрического поля, постоянного тока высокого напряжения на обводненный керосин и компонент дизельного топ­ лива значительно ускоряет процесс обезвоживания. .

160