![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Багиров, И. Т. Современные установки первичной переработки нефти
.pdfГ л а в а XI
ЭНЕРГОРЕСУРСЫ ПРОЦЕССОВ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ И ПУТИ ИХ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Теплоэнергетическая характеристика установок АВТ
Получаемые на установках АТ и АВТ газы, пары и жидкие компоненты обладают высокой температурой и содержат большое количество потенциального тепла. Для обеспечения нормального хранения нефтепродуктов необходимо охладить их до 35—80 °С. Тепло выделяется также дымовыми газами, выходящими из труб чатых подогревателей, отработанным паром, конденсатом, охлаж дающей водой и др. Таким образом, все горячие потоки на уста новках обладают большими энергоресурсами и, следовательно, яв ляются вторичными энергоисточниками. Рациональное и эффек тивное использование вторичных энергоресурсов может значитель но повысить топливно-энергетический к.п.д. установок и заводов и уменьшить энергозатраты.
Ниже приводится температурный режим основных аппаратов установки ЭЛОУ — АВТ со вторичной перегонкой бензина (по двухколонной схеме) производительностью 3 млн. т/год:
|
Аппараты и потоки |
|
Т е м п е р ат у р а , |
|
|
oq |
|
Электродегидраторы первой и второй сту |
|
||
пеней .................................................................. |
|
105—115 |
|
Первая колонна атмосферной части . . |
. |
120—240 |
|
Основная |
колонна атмосферной части . |
. |
140—320 |
Дымовые газы из печей атмосферной части |
337—340 |
||
Стабилизатор ........................................................ |
|
75—180 |
|
Фракционирующий а б со р б ер ......................... |
40—80 |
||
Вакуумная |
к о л о н н а ......................................... |
. |
90—375 |
Дымовые газы из печи вакуумной части |
370—380 |
||
Колонны блока вторичнойперегонки . . . |
|
70—185 |
|
Блок выщелачивания......................................... |
50—55 |
Тепловая энергия, необходимая для ведения технологического процесса, получается в основном за счет сжигаемого в форсунках печей жидкого или газообразного топлива. Иногда для подогрева используют водяной пар высокого давления. Мощность теплоэнер гетических агрегатов зависит от характера и режимных условий процесса.
Основными факторами, определяющими потенциальную тепло вую энергию горячих нефтепродуктов, являются их масса и тем пература.
203
Т а б л и ц а |
41. Энтальпия горячих нефтепродуктов |
|
|
|
|
|
|
|||||
установок ЭЛОУ—АВТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
(Сырье—ромашкннская сырая нефть) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Темпе |
Тепло в потоке |
|
|||
|
Поток |
|
|
Количество |
энтальпия |
общее тепло |
||||||
|
|
|
Gn. кг/ч |
ратура |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t, |
°С |
ч- |
Q, ккал/ч |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ккал/(кг-°С) |
|
|
|
Э Л О У—А ВТ |
п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь ю |
3 |
млн. т/г о д |
|
|
|||||||
Блок, атмосферной |
перегонки |
|
100 980 |
|
|
|
|
|
|
|||
Верхний продукт первой ректифика |
1 2 0 |
138,1 |
14 935 000 |
|||||||||
ционной колонны н. к.—85 °С |
|
98 046 |
|
|
|
|
|
|
||||
Широкая бензиновая |
фракция |
85— |
1 2 2 |
139,1 |
13 638 200 |
|||||||
140 °С и водяной |
пар |
|
|
61 420 |
150 |
77,8 |
4 900 000 |
|||||
Керосин, фракция |
140—240 °С |
|
||||||||||
Дизельное |
топливо |
|
240—300 °С |
|
36 875 |
245 |
123,8 |
4 565 000 |
||||
летнее, |
фракция |
|
||||||||||
зимнее, |
фракция |
300—350 °С |
|
25 860 |
280 |
157,8 |
4 087 000 |
|||||
Мазут фракция >350 °С |
|
205 940 |
375 |
2 2 0 , 1 |
45 306 800 |
|||||||
|
|
|
И т о г о . . . |
— |
— |
— |
87 432 000 |
|||||
Промежуточное циркуляционное |
оро |
|
|
|
|
|
|
|
||||
шение |
' |
|
|
|
|
114 000 |
|
|
108,2 |
12 334 800 |
||
первое |
|
|
|
|
2 0 0 |
|||||||
второе |
|
|
|
|
|
71 300 |
268 |
148,7 |
1 0 |
602 0 0 0 |
||
третье |
|
|
|
|
|
62 500 |
305 |
173,8 |
9 762 500 |
|||
|
|
|
Итого |
|
— |
— |
— |
32 699 300 |
||||
Итого по блоку атмосферной пере |
|
|
|
|
120 131 300 |
|||||||
гонки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блок вакуумной перегонки мазута |
|
|
|
|
|
813 400 |
||||||
Масляные фракции, °С |
|
|
10 030 |
160 |
81,1 |
|
||||||
<350 |
|
|
|
|
|
|
813 400 |
|||||
350—400 |
|
|
|
|
25 934 |
225 |
123,5 |
3 6 8 6 |
700 |
|||
400—450 |
|
|
|
|
31 121 |
275 |
149,2 |
4 643 300 |
||||
450—490 |
|
|
|
|
24 484 |
315 |
179,3 |
4 390 000 |
||||
>490 |
|
|
|
|
|
112781 |
355 |
199,6 |
22 540 000 |
|||
|
|
|
Итого |
|
|
|
|
|
36 573 400 |
|||
Циркуляционное орошение |
|
17 000 |
160 |
81,1 |
1 378 700 |
|||||||
первое |
|
|
|
|
|
|||||||
второе |
|
|
|
|
|
33 700 |
215 |
1 1 0 , 8 |
3 734 000 |
|||
третье |
|
|
|
|
|
38 200 |
260 |
139,3 |
5 316 400 |
|||
четвертое |
|
|
|
|
40 500 |
310 |
172,7 |
6 |
994 300 |
|||
пятое |
|
|
|
|
|
33 500 |
350 |
195,6 |
6 |
552 600 |
||
|
|
|
Итого |
|
|
|
|
|
23 976 000 |
|||
Итого по блоку вакуумной перегонки |
|
|
|
|
60 549 400 |
|||||||
Всего по установке |
|
|
|
|
|
| |
. |
|
180 680 700 |
Продолоюение табл. 41
Тепло в потоке
Поток |
Количество |
Сп, кг/ч |
Темпе ратура t, °С
энтальпия
ч г
ккал/(кг°С)
общее тепло Q, ккал/ч
Э Л О У—А ВТ п р о и з в о д и [ т е л ь н о с т ь ю 6 м л н. т/г о д
Блок атмосферной перегонки
Головной погон Острое орошение Водяной пар Фракции, °С
180—220
220—280
280—350
Остаток н. к.—350 °С
И т о г о . . .
Циркулирующее орошение
второе
И т о г о . . .
Итого по блоку атмосферной пере-
ГОНКИ
83 900 |
126 |
140.6 |
11 700 000 |
||
127 000 |
126 |
140.6 |
17 330 000 |
||
15 100 |
126 |
651 |
9 830 000 |
||
52 100 |
186 |
1 0 0 , 2 |
5 324000 |
||
6 8 |
400 |
228 |
124 |
8 |
500 000 |
78 800 |
296 |
167 |
13 150 000 |
||
378 300 |
340 |
188.6 |
71 400 000 |
||
|
|
|
|
137 234 000 |
|
139 000 |
193 |
103,8 |
14 420 000 |
||
197 500 |
248 |
137,5 |
27 150 000 |
||
|
|
|
|
41 570 000 |
|
|
|
|
|
178 804 000 |
Блок вакуумной перегонки мазута |
|
|
|
|
|
|
Фракции, °С |
24 100 |
140 |
69,1 |
1 670 000 |
||
<350 |
||||||
350—500 |
Г544 000 |
300 |
165,6 |
25 600 000 |
||
<500 |
208 0 0 0 |
360 |
198 |
41 300 000 |
||
<500 |
14 900 |
368 |
203 |
2 990 000 |
||
И т о г о . . . |
|
|
|
|
71 560 000 |
|
Циркулирующее орошение |
242 |
000 |
140 |
69,1 |
16 700 000 |
|
верхнее |
||||||
среднее |
111 |
0 0 0 |
300 |
165,6 |
18 2 0 0 |
0 0 0 |
нижнее |
[49 |
500 |
368 |
217 |
10 360 000 |
|
И т о г о . . . |
|
|
|
|
45 260 000 |
|
Итого по блоку вакуумной перегонки |
|
|
|
|
116 820 0 0 0 |
Всего по установке |
295 624 000 |
Тепловую энергию горячих нефтепродуктов (в ккал/ч) вычисляют из соотно шения:
Qn = Оц?г
где Qn — потенциальное тепло, ккал/ч; Gn — масса горячего продукта, кг/ч; q t — энтальпия компонента при t ° С, ккал/кг.
Суммарная потенциальная тепловая энергия пародистиллятных фракций для различных установок характеризуется следующими данными:
Установка |
Производитель- |
Тепловая энергия |
пароднстнллятных |
||
|
ность, млн. т/год |
фракций, тыс. ккал/ч |
ЭЛОУ—АВТ |
1,0 |
12 750 |
А-12/1М |
1,5 |
12 950 |
А-12/2 |
2,0 |
15 940 |
А-12/7М |
2,0 |
17 548 |
А-12/5М |
2,0 |
17 618 |
А-12/6 |
3,0 |
27 500 |
А-12/9 |
3,0 |
28 600 |
11-4 |
6,0 |
70 000 |
В табл. 41 приводятся данные об энтальпии горячих нефтепро дуктов (высокопотенциальных источников энергоресурсов) уста новок ЭЛОУ— АВТ.
С увеличением мощности установок количество тепловой энер гии, уносимой горячими нефтепродуктами из основных технологи
ческих |
аппаратов, возрастает. Суммарное потенциальное тепло, |
||
которое |
может быть получено с двух установок мощностью |
3 |
и |
6 млн: |
т/год, эквивалентно соответственно тепловыделению |
15 |
и |
30 т/ч высококалорийного котельного топлива (или 120 и 240 тыс. т/год). В табл. 42 приведены данные о ресурсах тепла горячих нефтепродуктов на установках АВТ производительностью 2, 3 и 6 млн. т/год.
Как видно из табл. 42, рациональное использование горячих нефтепродуктов позволит значительно сократить все виды энерге тических затрат.
На рис. 74 показана схема потоков горячих нефтепродуктов основной ректификационной колонны установки ЭЛОУ — АВТ про изводительностью 3 млн. т/год сернистой нефти. На рис. 75 пока зана схема потоков горячих нефтепродуктов вакуумной колонны установки АВТ производительностью 6 млн. т/год. Для безопас ного хранения нефтепродуктов в заводских мерниках и резер вуарах необходимо их охладить до следующих температур (в °С):
Бензин....................................................................... |
35—40 |
Керосин, дизельное топливо................................. |
50—60 |
Масляные дистилляты........................................... |
60—70 |
Мазут и гу д р о н .................................................... |
90—95 |
Отнимаемое при охлаждении тепло является вторичным энер гоисточником нефтетехнологических установок.
Тепло вторичных энергоресурсов (Q3p) определяется по формуле (в ккал/ч):
<3зр = Оп (qiH — q t J
206
где Gn — масса продукта, кг/ч; q i — энтальпия горячего продукта по выход е из аппарата, ккал/кг; q / R — энтальпия продукта при температуре охлаждения, ккал/кг.
В связи с введением промежуточных циркуляционных ороше ний в колоннах атмосферной перегонки нефти и вакуумной пере гонки мазута установок АТ и АВТ появились новые источники тепловой энергии с большим содержанием потенциального тепла..
VE
Ш v
Рис. 74. Схема потоков горячих неф тепродуктов основной ректификациной колонны установки ЭЛОУ—АВТ производительностью 3 млн. т/год
(тип А-12/9):
1 — печь атмосф ерной |
части; |
2 — основная |
||||
ректиф икационная |
колонна. |
/ — водяной |
||||
пар; / / — подогретая |
неф ть; |
III, |
IV, |
V — |
||
циркуляционны е |
орош ения; |
VI — острое |
||||
орошение; |
VII — смесь паров; |
VIII, |
IX, |
|||
А — боковые |
ф ракции ; |
XI — м азут. |
|
Рис. 75. Схема потоков горячих нефтепродуктов вакуумной колонны установки АВТ производительностью- 6 млн. т/год:
/ — печь |
вакуум ной |
части; |
2 — вакуумная: |
||||
колонна. |
/ |
— водяной пар; |
/ / |
— горячий: |
|||
мазут; |
III, |
IV, |
V — циркуляционны е оро |
||||
ш ения; |
|
VI — острое |
орош ение; |
VII — про |
|||
дукты |
разлож ен и я; |
VIII, IX, |
X, |
XI — боко.-- |
|||
вые ф ракции ; |
X // — гудрон. |
|
Циркуляционные орошения характеризуются большими теплоэнер гетическими эффектами:
Тип установки |
П ронэводитель- |
Суммарное потенциальное |
тепло циркуляционных |
||
ЭЛОУ—АВТ |
ность, млн. т/год |
орошений, тыс. ккал /ч |
А-12/7М |
2,0 |
22 555 |
А-12/9 |
3,0 |
56 000 |
11-4 |
6,0 |
86 800 |
Использование тепла циркуляционных орошений позволяетзначительно повысить температуру подогрева сырья, поступающего на установку, и одновременно обеспечить регулирование теплового режима ректификационной, вакуумной и Абсорбционной колонн,, в которых введены промежуточные циркуляционные орошения.
Тепловые ресурсы дымовых газов. Дымовые газы трубчатых печей промышленных нефтезаводских установок являются носите-
207-
2551-14
Т а б л и ц а 42. |
Ресурсы |
тепла |
горячих |
нефтепродуктов |
на установках |
АВТ |
|
|
|
|
|
|
||||||
(Сырье—ромаш кпнская нефть) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Температура, °С |
Энтальпия. |
|
Тепло потенциальное, |
ккал/ч |
Ресурсы тепла- |
||||||
|
|
|
|
Коли |
|
|
|
|
ккал /(кГ ‘°С) |
|
|
|
|
|
||||
Нефтепродукты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
вторичного |
|||||
чество, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
использования, |
||||||
|
|
|
|
Q, |
кг/ч |
начальная |
|
конечная |
Ч‘н |
<7/ |
|
начальное |
конечное |
|
ккал/ч |
|||
|
|
|
|
|
|
|
<н |
|
|
|
|
% |
|
«к |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
‘к |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
А ВТ |
п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь ю |
2,0 |
м л н. |
т/г О д |
|
|
|
|
|||||
Фракции, |
°С |
|
20 674 |
|
124 |
|
40 |
141,6 |
19,3 |
2 908 000 |
|
398 000 |
2 510 000 |
|||||
85—140 |
|
|
|
1 |
||||||||||||||
140—240 |
|
47 012 |
|
160 |
|
50 |
82,4 |
24,4 |
3 593 800 |
147 000 |
2 446 800 |
|||||||
240—300 |
|
25 640 |
|
205 |
|
60 |
108,8 |
27,8 |
2 790 000 |
|
712 800 |
2 077 200 |
||||||
300—350 |
|
17 950 |
|
247 |
|
70 |
133,4 |
32,7 |
2 397 000 |
|
587 000 |
1810 000 |
||||||
350—420 |
|
27 178 |
|
260 |
|
80 |
140,1 |
36,7 |
3 800 000 |
1 |
992 000 |
2 808 000 |
||||||
420—490 |
|
29 230 |
|
380 |
|
90 |
223,1 |
40,6 |
6 521 000 |
182 000 |
5 339 000 |
|||||||
>490 |
|
|
77 692 |
|
385 |
|
90 |
216,3 |
39,5 |
16 804 000 |
3 080 000 |
13 724 000 |
||||||
|
|
И т о г о . . |
. |
— |
|
— |
|
— |
— |
— |
38 813 800 |
8 098 800 |
30 715 000 |
|||||
|
|
|
|
Э Л О У—А В Т п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь ю 3 мл и. т/г о д |
|
|
|
|
||||||||||
Фракции, |
°С |
|
100 980 |
|
120 |
|
35 |
138,1 |
18,1 |
14 935 000 |
1827 700 |
13 107 300 |
||||||
н. к.—85 |
|
|
|
|||||||||||||||
85—140 |
|
98 046 |
|
122 |
|
40 |
139,1 |
20,1 |
13 638 200 |
1 960 000 |
11 678 200 |
|||||||
140—240 |
|
61 420 |
|
150 |
|
50 |
77,8 |
24,4 |
4 900 000 |
1 490 000 |
3 410 000 |
|||||||
240—300 |
|
36 875 |
|
245 |
|
50 |
123,8 |
23,7 |
4 565 000 |
|
875 000 |
3 69QJ000 |
||||||
300—350 |
|
25 800 |
|
280 |
|
60 |
157,8 |
27,8 |
4 087 000 |
|
715 000 |
3 372 000 |
||||||
>350 |
|
|
205 940 |
|
375 |
|
90 |
220,1 |
41,7 |
45 306 800 |
8 580 000 |
36 726 800 |
||||||
<350 |
|
|
10 030 |
|
160 |
|
70 |
81,1 |
32,7 |
813 400 |
|
327 000 |
|
486 400 |
||||
350—400 |
|
25 934 |
|
225 |
|
70 |
123,5 |
33,8 |
3 686 700 |
|
874 000 |
2 812 700 |
||||||
400—450 |
|
31 121 |
|
275 |
|
75 |
149,2 |
33,4 |
4 643 300 |
1 040 000 |
3 603 300 |
|||||||
450—490 |
|
24 484 |
|
315 |
|
80 |
179,3 |
36,4 |
4 390 000 |
|
892 000 |
3 498 000 |
||||||
>490 |
|
|
112 781 |
|
355 |
|
95 |
199,6 |
42,5 |
22 540 000 |
4 770 000 |
17 770 000 |
||||||
Циркуляционное |
ороше |
|
|
|
|
|
|
# |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первое основной рек |
114 000 |
|
2 0 0 |
|
2 1 1 |
108,2 |
55,4 |
12 234 800 |
6 280 0 0 0 |
6 |
054 800 |
|||||||
тификационной ко |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
лонны |
|
71 300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
второе основной рек |
|
268 |
|
206 |
148,7 |
1 1 2 ,0 |
10 602 0 0 0 |
3 950 000 |
6 |
652 000 |
||||||||
тификационной ко |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
лонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
третье |
основной рек |
62 500 |
|
305 |
|
160 |
173,8 |
78,9 |
9 762 500 |
4 850 000 |
4 912 500 |
|||||||
тификационной ко |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
лонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
первое вакуумной ко |
17 000 |
|
160 |
|
80 |
81,1 |
38,9 |
1 378 700 |
662 0 0 0 |
|
716 700 |
|||||||
лонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
второе вакуумной ко |
33 700 |
|
215 |
|
90 |
1 1 0 , 8 |
41,7 |
3 734 000 |
1 410 000 |
2 324 000 |
||||||||
лонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
третье вакуумной ко |
38 200 |
|
260 |
|
170 |
139,3 |
84,5 |
5 316 400 |
3 300 0 0 0 |
2 016 400 |
||||||||
лонны |
|
40 500 |
|
310 |
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
четвертое вакуумной |
|
|
172,7 |
129,3 |
6 994 300 |
4 680 000 |
2 314 300 |
|||||||||||
колонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
пятое |
|
вакуумной ко |
33 500 |
|
350 |
|
246 |
195,6 |
126,5 |
6 552 600 |
4 250 000 |
2 302 600 |
||||||
лонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
И т о г о . . . |
— |
|
— |
|
— |
— |
— |
|
180 180 700 |
52 732 700 |
127 448 000 |
||||||
|
|
|
У кр у пне и н а я |
Э Л О У—А ВТ п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь ю |
6 млн. |
т/г о д |
|
|
||||||||||
Водяной |
пар |
|
15 100 |
|
126 |
|
40 |
651 |
40,0 |
9 830 000 |
607 000 |
9 223 000 |
||||||
Фракции, |
°С |
|
210 900 |
|
126 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
н. к .— 180 (с парами |
|
|
40 |
140,6 |
19,3 |
29 030 000 |
4 040 000 |
24 990 000 |
||||||||||
орошения) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
180—220 |
|
52 100 |
|
186 |
|
45 |
100,2 |
21,4 |
5 324 000 |
1 110 000 |
4 214 000 |
|||||||
220—280 |
|
68 400 |
|
228 |
|
50 |
124 |
27,8 |
8 500 000 |
1 895 000 |
6 605 000 |
|||||||
280—350 |
|
78 800 |
|
296 |
|
60 |
167 |
27,1 |
13 150 000 |
2 135 000 |
11 015 000 |
|||||||
>350 |
|
— |
- |
378 300 |
|
340 |
- |
90 |
188,6 |
41,7 |
71 400 000 |
15 780 000 |
55 620 000 |
|||||
<350 |
|
24 100 |
•140 |
60 |
69,1 |
27,8 |
1 670 000 |
671 000 |
|
999 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проддлжение табл. 42 |
|
|
|
|
Температура, °С |
Энтальпия, |
Тепло потенциальное, ккал/ч |
|
|||
|
|
Колн - |
ккад/(кг-°С ) |
Ресурсы тепла |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
для вторичного |
|
Нефтепродукты |
чество, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
использования, |
|||
|
|
Q, кг/ч |
начальная |
конечная |
|
|
начальное |
конечное |
|
|
|
% |
% |
ккал/ч |
|||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
'к |
«н |
« к |
|
||
350—500 |
|
154 400 |
300 |
95 |
165,6 |
44,5 |
25 600 000 |
6 850 000 |
18 750 000 |
<500 |
|
208 000 |
360 |
95 |
198 |
43,5 |
41 300 000 |
9 120 000 |
32 180 000 |
>500 |
|
14 900 |
368 |
95 |
203 |
. 42,5 |
2 990 000 |
634 000 |
2 356 000 |
Циркуляционное ороше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первое основной рек |
139 000 |
193 |
70 |
103,8 |
33,8 |
14 420 000 |
4 725 000 |
9 695 000 |
|
тификационной ко |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
второе основной рек |
197 500 |
248 |
80 |
137,5 |
38,4 |
27 150 000 |
7 580 000 |
19 570 000 |
|
тификационной ко |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
верхнее |
вакуумной |
242 000 |
140 |
50 |
69,1 |
22,7 |
16 700 000 |
5 500 000 |
11 200 000 |
колонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среднее |
вакуумной |
111 000 |
300 |
150 |
165,6 |
74,2 |
18 200 000 |
8 200 000 |
10 000 000 |
колонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нижнее |
вакуумной |
49 500 |
368 |
170 |
217 |
83 |
10 360 000 |
4 100 000 |
6 260 000 |
колонны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И т о г о . . . — |
— |
— |
— |
— 295 625 000 |
72 947 000 222 677 000 |
лями большого количества тепловой энергии. Температура отхо дящих дымовых газов нефтетехнологических установок достигает 400—600 °С. Выброс большого количества дымовых газов с высо кой температурой в атмосферу вызывает потери и уменьшает к.п.д. аппарата огневого действия.
Тепло дымовых газов (<3Д.Г), печей, топок под давлением, парокотельных
установок зависит от количества сжигаемого топлива и определяется по форму ле (в ккал/ч):
Q/х.г = BQt
где В — количество сжигаемого топлива, кг/ч или м3/ч (при нормальных усло виях); q ( — энтальпия дымовых газов при t °С, ккал/кг (берется по таблицам).
Qt — сд.г^
где сд-г — средняя теплоемкость дымовых газов, ккал/(кг-рС); t — температу
ра дымовых газов, РС.
В практических расчетах сдг рекомендуется принимать равной 0,23—0,24.
На современном нефтеперерабатывающем заводе с отходящи ми дымовыми газами теряется около 20% тепла, получаемого при сжигании топлива. На более ранних установках эти потери, вслед ствие несовершенной конструкции печей, значительно больше (до
30% и выше).
Нормами технологического проектирования предусматривается снижение температуры дымовых газов перед входом их в дымовую трубу при естественной тяге до 250 °С. При наличии специальных дымососов температуру можно снизить до 180—200 °С. Тепло ды мовых газов, имеющих температуру 200—450°С (средняя цифра), может быть использовано для подогрева на установке воздуха, воды, нефти и для производства водяного пара. Ниже приводятся данные о тепловых ресурсах дымовых газов на установке ЭЛОУ —
АВТ |
со |
вторичной |
перегонкой бензина |
производительностью |
||||
3 млн. т/год сернистой нефти: |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Трубчатые подогреватели (печи) |
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
Тепловая мощность печн, ккал/ч |
29 180 000 |
22 772 300 |
15 901 000 |
|||||
Расход жидкого топлива, кг/ч |
4000 |
3130 |
2200 |
|
||||
Температура дымовых газов на |
375 |
|
400 |
410 |
|
|||
|
выходе из печи, °С . . . . |
|
|
|||||
Объем дымовых газов при тем |
|
|
|
|
|
|||
|
пературе газов на выходе из |
47,7 |
38,7 |
27,5 |
|
|||
|
печи, м3/ ч ................................. |
|
||||||
Допустимая температура охла |
|
|
|
|
|
|||
|
ждения дымовых газов перед |
210 |
|
210 |
210 |
|
||
|
дымовой трубой, °С . . . |
|
|
|||||
Утилизируемое тепло дымовых, |
3 300 000 |
2 580 000 |
||||||
|
газов, ккал/ч............................. |
3 670 000 |
||||||
Таким образом, на рассматриваемой установке имеются сво |
||||||||
бодные |
тепловые |
ресурсы |
горячих |
дымовых |
газов, |
равные |
||
9,5 Гккал/ч, что эквивалентно условному |
топливу 10 880 |
т/год. |
||||||
То же |
наблюдается |
и на других установках |
первичной перегонки |
14* |
211 |
нефти; по мере укрупнения установок энергоресурсы увеличива ются.
Тепловые ресурсы охлаждающей воды. Уходящая из конденса торов и холодильников нагретая вода является источником боль шого количества низкопотенциального тепла. В случае оборотной системы водоснабжения вода поступает в технологические аппа раты при 25—26 °С и уходит при 45—50 °С и выше. Размер теп ловой энергии, содержащейся в сбрасываемой в канализационную систему воды, зависит от ее расхода. Так, на установке ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год нефти охлаждающая вода уносит в канализацию около 70 Гккал/ч низкопотенциального тепла. На охлаждение отработанной охлаждающей воды до первоначаль ной температуры (25—26 °С) в системе оборотного водоснабже ния требуется большое количество дополнительной энергии. Кро ме конденсаторов и холодильников вода расходуется в электроде гидраторах обессоливающей установки (100—110°С), а также подается в барометрические конденсаторы узла вакуумной пере гонки мазута (60—70 °С). В настоящее время тепловая энергия горячей воды применения на нефтезаводах не находит.
Пути рационального использования вторичных энергоресурсов
Получение дистиллятных фракций из нефтяного сырья связано с нагревом нефти до 340—350 °С. Установлены следующие интерва лы температур начала и конца кипения углеводородных фракций (с небольшими отклонениями, зависящими от технологического ре жима): бензины 62—140°С (180°С); керосины 140(180)—240°С;
дизельные топлива 240—300, 300—350 °С; масляные фракции 350— 400, 400—450, 450—490°С (500 °С); гудрон>490°С (500°С). Нефть нагревается до требуемой температуры в аппаратах огневого дей ствия — печах соответствующей тепловой мощности. Для уменьше ния тепловой мощности печей нефть предварительно нагревают за счет тепловой энергии вторичных энергоисточников на самой уста новке. Чем выше температура предварительного подогрева нефти, тем меньше тепловая нагрузка печи и расход сжигаемого топлива.
Для предварительного подогрева нефти можно использовать следующие вторичные источники: пародистиллятные фракции (110—124 °С); боковые погоны ректификационной колонны (фрак ции 140—240, 240—300, 300—350 °С); остаток — низ ректификаци онной колонны (310—315°С); циркулирующие орошения ректифи кационной колонны (от 150 до 300 °С); масляные фракции вакуум ной колонны (н.к.— 350, 350—400, 400—450, 450—490 °С); остаток вакуумной колонны — гудрон (>490 °С); циркулирующие ороше ния вакуумной колонны (от 200 до 350 °С); дымовые газы, поки дающие трубчатые печи с высокой температурой; промежуточные фракции и потоки из других технологических узлов установки.
Использование тепловой энергии пародистиллятных фракций.
Пародистиллятные фракции имеют среднюю температуру 115— 124 °С. На отечественных нефтеперерабатывающих заводах тепло
212
вая энергия их не только не используется, но для конденсации и охлаждения этих фракций расходуется большое количество охлаж дающей воды. Существует ошибочная точка зрения, что исполь зование низкопотенциалы-юго тепла этого источника мало целесо образно. В то же время утилизация тепловой энергии пародистиллятиых фракций позволила бы значительно сократить расход обо ротной (или прямоточной) воды, а также уменьшить тепловую мощность печей. Если лишь 50% тепла, снимаемого в конденсато рах и холодильниках, использовать для предварительного подогре ва сырья, то нефть с начальной температурой 10 °С можно будет подогревать до 82 °С.
За рубежом тепло пародистиллятных фракций широко исполь зуется для предварительного подогрева нефтяного сырья. Так, на атмосферно-вакуумной установке фирмы Креол (Венесуэлла) про изводительностью 3 млн. т/год нефти в результате глубокой реге нерации тепла всех видов горячих потоков (в том числе и паро дистиллятных фракций) температура предварительного подогрева нефти достигает 260 °С. Нефть пропускается через теплообменные аппараты, обогреваемые теплоносителями в следующем порядке: циркуляционные орошения атмосферной колонны— нгародистиллятные фракции атмосферной колонны— ^-верхние продукты ваку умной колонны— ^-боковые потоки атмосферной колонны— Иэоковые потоки вакуумной колонны— >-вакуум-остаток. На обычных установках нефть поступает в атмосферную печь при 170—180 °С. Таким.образом, благодаря регенерации тепла горячих потоков теп ловая нагрузка печей уменьшается на 20—25%.
Использование тепловой энергии горячих нефтепродуктов. На современных установках первичной перегонки нефти тепловая энергия горячих нефтепродуктов используется для предваритель ного подогрева нефти, промышленной теплофикационной и химиче ски очищенной воды, для поддержания температуры быстрозастывающих продуктов, обогрева емкостей, трубопроводов, трубных лотков и др. На рис. 76 показана наиболее рациональная схема использования тепла горячих потоков для предварительного подо грева нефти на установке АВТ производительностью 2 млн. т/год. Такие установки имеются на многих отечественных нефтезаводах. Как видно из схемы, на установке в результате рационального использования вторичных энергоресурсов нефть предварительно подогревается с 10 до 234 °С. На более старых аналогичных уста новках нагрев нефти за счет тепла регенерируемых источников не превышает 160—170 °С. В результате теплообмена гудрон охлаж дается до сравнительно низкой температуры, и для его доохлаждения до температуры хранения требуется значительно меньше воды, чем на ранее построенных установках АВТ.
Весьма целесообразным является совмещение процессов элек трообессоливания и атмосферно-вакуумной перегонки на установ ках ЭЛОУ — АВТ. Электрообессоливание нефтей протекает при 110—115 °С и 10—12 кгс/см2. Более высокий эффект достигается
213