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

На основании результатов испытаний был разработан электро­ разделитель 2ЭР100 объемом 100 м3, диаметром 3 м, рассчитанный на рабочее давление до 8 кгс/см2 и температуру 100 °С; в даль­ нейшем этот аппарат был модернизирован и создан 1ЭРГ-100.

Блок вторичной перегонки бензина

На установках АВТ и АТ вырабатывают бензины широкого фракционного состава: н. к. — 140 или н. к. — 180 °С. Поскольку для нужд химической переработки в качестве сырья требуются более узкие бензиновые фракции, осуществляют вторичную пере? гонку бензина.

На комбинированных установках АВТ пятидесятых годов про­ изводительностью 1,0 млн. т/год нефти (А-12/1, А-12/1М) блок вторичной перегонки имел одну колонну с 40 желобчатыми тарел­ ками. Учитывая неудовлетворительную погоноразделительнуго спо­ собность блока вторичной перегонки с одной колонной, в даль­ нейшем эти установки были дооборудованы еще одной колонной аналогичной конструкции. На установках АВТ производительно­ стью 2,0 млн. т/год нефти в блоке вторичной перегонки бензина имелась одна основная и одна отпарная колонна с шестью тарел­ ками. Эти установки также не давали возможность получать узкие фракции нужных качеств, так как в большинстве случаев показа­ тели блоков вторичной перегонки установок АВТ не соответство­ вали проектным показателям. В проектах последующих типовых установок АВТ предусматривается более эффективная индивиду-

.альная схема блока вторичной перегонки бензина. Материальный баланс блока вторичной перегонки на комбинированной установ­ ке ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год приведен

в табл. 26.

Та б л и ц а 26. Материальный баланс блока вторичной перегонки (ромашкинская нефть)

Качество сырья и продуктов блока вторичной перегонки фрак­ ций из ромашкинской нефти приводится в табл. 27.

Схема блока вторичной перегонки бензина на комбинированной АВТ производительностью 3 млн. т/год приведена на рис. 61.

Рис. 61. Схема блока вторичной перегонки бензина на комбинированной АВТ:

Сырье — фракция н. к. — 140 °С (или н. к. — 180 °С) — после подо­ грева в печи 4 до 150 °С при степени испарения после подогрева 23% подается во фракционирующую колонну 5 блока вторичной перегонки. Пары фракции н. к. — 85 °С с верха колонны 5 посту­

162

С низа колонны 5 фракция 85—140 °С (или 85—180 °С) направ­ ляется в колонну 6. Пары фракции н. к. — 62 °С с верха колонны 3 проходят в конденсатор-холодильник 2, а оттуда в емкость 1. Из­ быток фракции и. к .—-62°С выводится с установки насосом через

кость 1, откуда забираются насосом. Часть фракции направляется в колонну 6 как орошение, а избыток после охлаждения в холо­ дильнике 9 выводится с установки. Фракция 120—140 °С выводит­ ся из колонны 6 как боковой погон и проходит в отпарную колон­ ну 7. Пары с верха отпарной колонны поступают в колонну 6. С низа отпарной колонны стабильная фракция 120—140 °С заби­ рается насосом и через холодильник 9 уводится с установки. Фрак­ ция, забираемая с низа колонны 6, прокачивается через теплооб-» менник 8 и холодильник 9 в мерники. Температура низа колонн 3, 5, 6 поддерживается циркуляцией нижних продуктов с помощью насосов через печи 4. Четыре колонны блока вторичной перегонки характеризуются следующими данными:

Температура низа колонн колеблется в пределах 120—170°С, что обусловлено подачей значительного количества тепла извне. Расчетное потребное тепло, сообщаемое в нижнюю часть колонн блока, характеризуется следующими данными:

На установках АВТ разной модификации и производительно­ сти источником тепла в колоннах блока вторичной перегонки мо­ жет служить тепло горячих потоков установки, водяной пар аб­ солютным давлением 6—10 кгс/см2, продукт, выходящий с низа колонн и циркулирующий через трубчатые подогреватели (печи). Недостаток подогрева в печах — наличие на установке дополни­ тельных огневых точек, а также возможность частичного разло­ жения бензиновых фракций. В отдельных случаях не исключается возможность использования пара высокого давления.

11*

Г л а в а I X

ОСНОВНЫЕ АППАРАТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ УСТАНОВОК ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

К материалам, из которых изготовляют аппараты и оборудова­ ние для современных процессов первичной переработки нефти, предъявляют жесткие требования. Это обусловлено ростом произ­ водительности комбинированных установок, переработкой нефти с большим содержанием минеральных солей, серы, парафина и др., а также влиянием аппаратов, оборудования, механизмов, приборов контроля и автоматики на технологический режим отдельных узлов и показатели установки. По мере укрупнения установок аб­ солютный расход металла резко увеличивается, а удельный его расход заметно снижается. Наличие в нефтях минеральных солей, механических примесей, серы и сернистых соединений вызывает необходимость расходования значительных количеств дефицит­ ных металлов.

Число аппаратов и оборудования на установках АВТ достигает 100—120. Аппараты и оборудование на установках АВТ группи­ руются следующим образом: основные и вспомогательные аппара­ ты; оборудование технологическое и энергетическое (насосы, ком­ прессоры, воздуходувки, котлы-утилизаторы, вентиляторы); изме­ рительные приборы, вычислительные машины и механизмы.

К основным и вспомогательным аппаратам относятся печи, ректификационные устройства, теплообменники, конденсаторы, хо­ лодильники, электродегидраторы, электроразделители, отстойники, емкости, вакуумсоздающие устройства и др.

В табл. 28 приводятся данные, характеризующие металлоем­ кость современных установок разных типов и мощностей. В табли­ це не указаны металлы, употребляемые для изготовления гидрав­ лического оборудования, контрольно-измерительных приборов и

.для строительных конструкций.

Расхождение в массе металла на некоторых однотипных уста­ новках объясняется применением аппаратов разных конструкций. Как видно из таблицы, расход металла распределяется примерно следующим образом: аппараты 65—80%, металлоконструкции

6,5—10%, трубы и арматура 18—24%.

Ниже дается краткая характеристика основной аппаратуры и оборудования современных атмосферно-вакуумных установок.

164

Т а б л и ц а 28. Металлоемкость Сбврбменных установок АТ и АВТ

* ВП—вторичная перегонка бензина.

Аппараты колонного типа

К этой группе аппаратов, предназначенных для испарения, рек­ тификации, или фракционирования сложных смесей, относятся: предварительный испаритель (эвапоратор), ректификационная ко­ лонна, отпарные колонны, вакуумная колонна, стабилизатор, аб­ сорбер, абсорбер-десорбер, колонны вторичной перегонки бензина (или фракционирующие колонны). Эти аппараты оборудуются рек­ тификационными элементами, представляющими собой тарелки различной конструкции: колпачковые, желобчатые, с S-образными элементами, клапанные и др. Наиболее распространены желобча­ тые тарелки (на установках, построенных в 50-ые годы и ранее), тарелки с S-образными элементами (60-ые годы) и клапанные (со­ временные, наиболее эффктивные). Более подробно о конструкциях тарелок изложено в гл. III.

Все колонны, имеющиеся на установках, представляют собой цилиндрические сосуды вертикального типа. Они оборудуются штуцерами, люками-лазами, патрубками и другими приспособле­ ниями, необходимыми для эксплуатации колонны при заданном режиме и проведения ремонтно-монтажных работ. Основные раз­ меры колонны (высота и диаметр, число ректифицирующих таре­ лок, размеры штуцеров, патрубков, число предохранительных кла­ панов и др.) определяются технологическими, термодинамическими, гидравлическими и механическими расчетами. Размеры колонн за­ висят от фракционного состава нефти, давления, температуры, си­ стемы орошения и других факторов. Важным размером является

нии колонны, м/с.

нах— 2—3 м/с, в стабилизаторе, работающем под абсолютным давлением 10 кгс/см2, допустимая скорость 2 м/с. Позже выяс­ нилось, что в этой формуле не учитываются давление, нагрузка колонн по жидкости, конструкция тарелок и др. Более точно до­ пустимая скорость определяется по формуле Нельсона. Для атмо­ сферных колонн допустимая скорость паров, рассчитанная по Нельсону, на 30% выше, а для вакуумных на 10% ниже, чем по Саудерсу и Брауну.

На некоторых действующих установках АВТ, рассчитанных по Саудерсу и Брауну, получены следующие значения скоростей па­ ров: в атмосферных колоннах 0,46; 0,71; 0,8 и 0,84 м/с; в вакуум­ ных колоннах 2,5—3,5 м/с при расстоянии между тарелками в

168

этих колоннах 0,61 м. Таким образом, ректификационные колонны могут работать при скоростях паров более высоких, чем приня­ тые в проектах. Так, на установках АВТ типа А-12/1, А-12/1М, А-12/2, А-12/3, А-12/5 и АВТ фактическая пропускная способность колонн атмосферной перегонки нефти оказалась выше проектной на 25—40%. Однако при этом печи, теплообменники, конденсато­ ры и холодильники не имели существенного резерва. В последую­ щих проектах этот недостаток был устранен.

Характеристика ректификационных колонн наиболее типичной комбинированной установки ЭЛОУ — АВТ типа А-12/9 производи­ тельностью 3 млн. т/год сернистой нефти приводится в табл. 29, а в табл. 30 приведены характеристики работы ректификационных колонн на действующих установках АВТ.

Т а б л и ц а 30. Характеристики работы ректификационных колонн на действующих установках АВТ

На рис. 62 показан общий вид ректификационной колонны ат­ мосферной перегонки АВТ. На рис. 63 дан общий вид вакуумной колонны АВТ производительностью 3 млн. т/год, работающей по масляной схеме. По конструкции вакуумные колонны несколько отличаются от других колонн. С целью уменьшения длительности пребывания остатка при высокой температуре диаметр нижней части колонны делается меньше, чем верхней. Для уменьшения потерь тепла поверхность ректификационных колонн покрывают теплоизоляционным материалом. Колонна оборудована необходи­ мыми штуцерами для вывода и, ввода продуктов, орошений и во­ дяного пара.

169