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

Объем воды (в м3/ч), потребный для охлаждения нефтепродуктов, опреде­

ляется из соотношения: q

W= 1000 (/«-/„)

где И/ — расход воды, м3/ч; Q — общее количество тепла, ккал/ч; <к, /н — конеч­

ная и начальная температуры охлаждающей воды.

Для предотвращения потерь тепла поверхность теплообменников изоли­ руется теплоизоляционным материалом.

Трубчатые печи

Основными аппаратами огневого действия на установках АВТ являются трубчатые печи различных типов и конструкций. Наибо­ лее распространены печи двухскатные шатрового типа, печи с излу­ чающими стенками и вертикально-факельного типа. До 60-ых годов в основном использовали печи шатрового типа тепловой мощностью

8, 12, 16 и 20 млн. ккал/ч.

На высокопроизводительных

вой мощностью 32-106 ккал/ч, работающие на комбиниро­ ванном газожидкостном топливе.

Двухскатные печи шатро­ вого типа имеют серьезные недостатки: они громоздки, металлоемки, к.п.д. их не превышает 0,74, теплонапряженность камер низкая, ды­ мовые газы покидают кон­ векционную камеру при сравнительно высокой тем­ пературе (450—500 °С). По­ скольку тепловая мощность их не превышает 16— 18 млн. ккал/ч, для высоко­ производительных установок

Рис. 6 8 . Печь беспламенного горе­

ния (с излучающими стенами):

требуется несколько печей. Конструктивная характеристика этих печей сводится к следующему. Конвекционная камера расположена

в середине нагревателя, а две радиантные камеры—по обе стороны от нее. Нагреваемое сырье поступает в конвекционную камеру и двумя потоками проходит через все трубы. Радиантные камеры однорядные. Печь смонтирована на железобетонном фундаменте рамного типа. Металлический каркас печи является несущей кон­ струкцией и рассчитан на нагрузку от кладки, облицовки труб,, трубных решеток и перекрытия печи. Сварной каркас вмонтиро­ ван в фундамент при помощи стоек и болтов. Предусмотрены меры,, предупреждающие температурные деформации каркаса. Газонеф­ тяные форсунки располагаются с двух сторон, вдоль радиантных труб. Для подачи топлива, газа и пара (для распыливания топли­ ва) печь имеет кольцевую обвязку трубопроводами.

Печами такого же типа оборудованы АВТ типа А-12/1, А-12/1М, А-12/1,5, А-12/2, А-12/3. Для более высокопроизводительных уста­ новок АВТ печи шатрового типа были реконструированы; при этом тепловая их мощность была доведена до 32—36 млн. ккал/ч. На рис. 67 показан общий вид печи шатрового типа. Ниже приведены основные габариты таких печей (в мм):

В 60-ые годы на АВТ и на других технологических установках начали широко применять печи беспламенного горения. В этих пе­

ПБ-16 и ПБ-20. Их тепловая мощность составляет соответственно 6, 9, 12, 16 и 20 млн. ккал/ч. Конструктивно печи отличаются между собой в основном длиной труб. Дымовые трубы печей рас­ положены в верхней части; дымовые газы направляются снизу вверх. Длина печей в соответствии с тепловой мощностью равна 6, 9, 12, 15 и 18 м. Печи работают на газообразном топливе, при­ чем газы должны иметь постоянный углеводородный состав, что является серьезным недостатком печей. Печи беспламенного горе­ ния компактны, малогабаритны. Общий вид печи показан на рис. 68.

183

184

Т а б л и ц а 33. Технологическая и энергетическая характеристика трубчатых печей шатрового типа установки ЭЛОУ—АВТ производительностью 3 млн. т/год

* В печи размещены две подогревательных секции для двух видов продуктов.

Проддлжение табл. 33

Номер печи

* Указана теплонапряженность конвекционных камер в двух точках.

гания жидкого или газового топлива применяют комбинированные газонефтяные форсунки, которые устанавливают в поду печи в шахматном порядке. При сжигании жидкого топлива эти форсунки могут работать на паровом или механическом распыле. Топливо, сгорая, образует огромную стену из вертикальных факелов, кото­ рые отдают тепло трубам, установленным в радиантной камере топки. Газы сгорания, пройдя радиантную камеру, поступают в кон­ векционную камеру и отдают тепло змеевику. Для повышения к.п.д. печи температуру уходящих дымовых газов необходимо максимально уменьшить. Обмуровка выполнена в основном из ша­ мотного фасонного подвесного кирпича. На рис. 70 показан общий вид печи вертикально-факельного типа ПГ21П тепловой мощно­ стью 25-108 ккал/ч.

В табл. 33 приведена технологическая и энергетическая харак­ теристика трубчатых печей шатрового типа укрупненной установки ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти. На установке имеется пять таких печей: 1 — для подогрева нефти перед атмосферной перегонкой; 2 — для подогрева мазута перед вакуумной перегонкой; 3 — для подогрева горячей струи; 4 — для подогрева нижней части стабилизатора; 5 — для подогрева цирку­ ляцией через печи цижнего продукта колонн блока вторичной пере­ гонки.

Во избежание загрязнения атмосферы продуктами сгорания число дымовых труб по возможности сокращают и их высоты на­ ращивают до 100—120 м. В табл. 34 приведены общие данные о

186

* ВП—блок вторичной перегонки; СТ—блок стабилизации; ГС—нагрев горячей струн при, двухколонной схеме блока АТ.

печах, используемых на современных установках АВТ разной про­ изводительности.

На некоторых заводах проводилась реконструкция атмосфер­ ных и вакуумных печей с целью увеличения производительности установок по нефти. Число нагревательных труб в печах было уве-

18?

лнчено путем экранирования радиантной камеры печи и добавле­ ния труб в конвекционую камеру. На некоторых установках на месте пароперегревательных секций были размещены нагреватель­ ные продуктовые трубы.

В табл. 35 показано изменение поверхности нагрева печей в результате их реконструкции. Из приведенных данных видно, что на действующих установках АВТ поверхности нагрева в печах, ис­ пользуемых для подогрева нефти, значительно больше, чем предусматривается проектом. Это связано с повышением произво­ дительности установок и подачей в печь нефти с более низкой температурой, чем по проекту. Конвекционные трубы вакуумных печей используются в основном для нагрева отбензиненной нефти, как в ранее построенных установках имеется резерв нагреватель­ ных поверхностей.

Вакуумсоздающая аппаратура

Мазут перегоняют в вакуумной колонне при пониженном дав-

.лении (вакууме). Вакуум создается в колонне путем конденсации паров в барометрических конденсаторах смешения и отсоса несконденсировавшихся газов и паров вакуум-насосами или паровыми эжекторами. Остаточное давление в верхней части вакуумных ко­ лонн на установках АВТ 60—80 мм рт. ст. При уменьшении оста­ точного давления расход водяного пара, подаваемого в колонну, сокращается. По данным одного нефтеперерабатывающего завода, расход водяного пара, подаваемого в вакуумную колонну при

188

остаточном давлении в питательной секции 150—180 мм рт. ст., составляет 3—4% на сырье, а при 64 мм рт.ст. не превышает 1,3—1,4%. На высокопроизводительных установках это имеет боль­ шое значение. Так, при производительности установки 6,0млн.т/год и указанной разнице в остаточном давлении расход пара составит соответственно 18,0—24,0 и 7,8—8,4 тыс. т/год.

Остаточное давление наверху вакуумной колонны можно умень­ шить путем применения высокоэффективной вакуумсоздающей ап­ паратуры. При этом необходимо сократить потери напора от дви­ жения паров на тарелках в колонне. Потеря напора на каждой тарелке вакуумной колонны 1,5—2,0 мм рт. ст. При более рацио­ нальной конструкции тарелок потеря напора будет минимальной. Состав смеси водяных паров и газов разложения наверху вакуум­ ных колонн определить трудно. В проектах установок АВТ при расчете вакуумных устройств принимают следующий состав смеси, поступающей из колонны в барометрический конденсатор (в % на сырье): водяной пар 1,6; нефтяные пары 0,05; газы разложения 0,06; сероводород 0,05; воздух 0,05.

Ниже приводятся данные о количестве паров и газов (в кг/ч), поступающих в барометрический конденсатор установок АВТ раз­ личной мощности:

Большая часть вакуумных установок оборудована барометриче­ ским конденсатором смешения. Размеры и конструктивные эле­ менты конденсатора зависят от производительности установки и объема парогазовых смесей, всасываемых с верха вакуумной ко­ лонны. Барометрический конденсатор (рис. 71) представляет собой сосуд цилиндрической формы с дырчатыми внутренними перего­ родками, не перекрывающими полное сечение конденсатора. На перегородках стекающая с верха холодная вода контактируется с поднимающимися парами и газами. Нижняя (суженная) часть конденсатора соединяется барометрической трубой (высотой 10 м) с колодцем. Загрязненная нефтепродуктами вода направляется через колодец в канализацию и далее на очистные сооружения завода. Несконденсировавшиеся газы разложения с верха конден­ сатора отсасываются пароэжекторными насосами (абсолютное давление пара 10—12 кгс/см2) в атмосферу. При такой работе объем стоков, загрязненных нефтепродуктами и сероводородом, составляет значительную величину. Одновременно при этом уве­ личивается потеря нефтепродуктов. На заводах для очистки стоков из барометрической системы сооружают специальные канализаци­

189

онные коллекторы и дорогостоящие очистные сооружения. Рас четный расход воды в барометрическом конденсаторе для устано­ вок разной производительности следующий:

На рис. 72 показана монтажная схема вакуумсоздающей ап­ паратуры.

Р

Вновь сооружаемые установки взамен конденсаторов смеше­ ния оборудуются более рациональными поверхностными конденса­ торами кожухотрубчатого типа. При этом непосредственный контакт между охлаждающей водой и парогазовой смесыо отсут­ ствует (так же, как в кожухотрубчатых конденсаторах и холо­

190

дильниках). Пары и газы из вакуумной колонны 1 (рис. 73) на­ правляются в межтрубное пространство поверхностных конденса­ торов 2, а по трубам стекает холодная вода. Конденсат поступает в приемник 3 и оттуда — в емкости. Газы разложения отсасывают­ ся пароэжекторными насосами и выбрасываются в канализацию через конденсаторы 5 и емкость 6. Чем ниже температура воды,

Благодаря применению поверхностных конденсаторов значи­ тельно сокращается объем стоков, загрязненных нефтепродуктами и сероводородом, и, следовательно, уменьшается объем строитель­ ства канализационных коллекторов и очистных сооружений. В табл. 36 приведены данные о количестве газов, отсасываемых пароэжекторными или вакуум-насосами.

191