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

при повышении температуры обессоливания до 160—180 °С и дав­ ления 18 кгс/см2. Для нагрева нефти перед электродегидраторами необходимо чрезвычайно много тепловой энергии. Так, на уста­ новке производительностью 3 млн. т/год нефти для электрообессо­ ливания при 115°С требуется 18,8 Гккал/ч тепла, а в случае обес­ соливания при 180 °С 35 Гккал/ч.

Рис. 76. Схема использования тепла горячих потоков для предварительного подогрева нефти на установке АВТ:

] — теплообменники; ? — первая ректификационная колонна, / — сырая нефть; //—XIV — го­ рячие потоки с установки.

а ж iv XI ха хт хгг

Рис. 77. Схема использования тепла горячих потоков на установке ЭЛОУ—АВТ:

На рис. 77 показана схема использования тепла горячих пото­ ков на установке ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти. Суммарное использование тепла горячих нефте­ продуктов на этой установке характеризуется следующими цифра­

14

ми (согласно расчетам проекта):

шается расход охлаждающей'воды. Если бы все это тепло снималось в аппаратах водяного охлаждения, потребовались бы холодильные аппараты со следующей общей поверхностью:

Как было отмечено выше, тепловая энергия горячих нефтепро­ дуктов на установках АВТ используется также для подогрева химически очищенной и промышленной теплофикационной воды. Например, на установке АВТ производительностью 3 млн. т/год нефти за счет тепла гудрона нагревается 111 000 кг/ч теплофика­ ционной воды с 70 до 130 °С. На этой же установке за счет тепла третьего циркуляционного орошения вакуумной колонны дополни­ тельно нагревается в таких же температурных пределах 19 800 кг/ч теплофикационной воды. Теплофикационная вода в зимних усло­ виях отапливает промышленные и коммунально-бытовые помеще­ ния; тем самым исключается расход большого количества пара низ­ кого и среднего давления.

На рис. 78 дана схема подогрева промышленной теплофикаци­ онной воды за счет тепла горячих нефтепродуктов на укрупнен­ ной установке АВТ производительностью 3 млн. т/год. Теплофи­ кационная вода из заводской магистральной линии поступает на установку при 70 °С. Часть воды проходит последовательно через теплообменники 1, предназначенные для широкой фракции вакуум­ ной колонны, фракции 240—300 °С, гудрона, и нагревается до 130 °С. Другая часть воды направляется в мерник 8 и циркулирует

лотков 5, трубопроводов 4 и поступает в мерник 8. Остальная часть

215

потока направляется в заводскую сеть. В результате теплофика­

13,2 т/ч пара давлением 3 кгс/см2. Расход воды на охлаждение нефтепродуктов уменьшается на 426 м3/ч, или 3370 тыс. м3/год; кроме того экономится около 10 т/ч пара, который потребовался бы для подогрева воздуха в калориферах, а также обогрева лотков и мерников. Эффективность использования тепловой энергии горячих нефтепродуктов на установках определяют в основном следующие факторы:

Рис. 78. Схема подогрева промышленной теплофикационной воды за счет тепла горячих нефтепродуктов:

конструктивные особенности аппаратов, обеспечивающие их работу при более высоком коэффициенте теплопередачи;

правильный выбор источника тепла и разработка рациональ­ ной схемы теплообмена с учетом последовательности включе­ ния в систему теплоносителей;

минимальные размеры тепловых потерь, достигаемые сокраще­ нием длины технологических коммуникаций, а также выбором материала тепловой изоляции;

обеспечние технически правильной эксплуатации энергосисте­ мы, недопущение загрязнения трубок, корпуса теплообменных ап­ паратов и др.

Использование тепловой энергии дымовых газов. Поскольку с дымовыми газами теряется 20—30% тепла, большая часть печей работает с к.п.д., не превышающим 60—70%. Тепло высокотем­ пературных дымовых газов может быть использовано на следую­ щие нужды: перегрев пара в пароперегревательном змеевике, уста­ новленном в конвекционной шахте печи; подогрев воздуха в воз­ духоподогревателе, установленном между боровом и дымовой тру­

216

бой; производство водяного пара в выносном котле-утилизаторе; подогрев воды технической и теплофикационной; подогрев нефти, поступающей на переработку, и др.

Подогрев водяного пара. На установках АТ и АВТ перегретый водяной пар в основном используют в ректификационных колон­ нах блока атмосферной' перегонки, блока вакуумной перегонки мазута и в отпарных колоннах этих блоков. На установках про­ изводительностью 3 млн. т/год для атмосферного блока расходует­ ся пара 9075 кг/ч давлением 10 кгс/см2, для вакуумного блока 3600 кг/ч давлением 3 кгс/см2. Для перегрева пара используется часть тепла дымовых газов конвекционной камеры печи. Змеевикпароперегреватель располагается между нижними и верхними ря­ дами продуктовых труб конвекционной камеры. Насыщенный пар поступает в змеевик снизу, в противоток горячим дымовым газам, и перегревается до 200—400 °С.

На установке ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год в печах шатрового типа перегрев пара за счет тепла дымовых газов характеризуется следующими данными:

На некоторых установках пароперегреватели были перенесены из конвекционных камер в боров дымоходов. На освободившемся месте в конвекционной камере печей с целью интенсификации мощности установок расположили дополнительные продуктовые трубы. На ряде восточных и южных заводов страны пароперегревательные змеевики размещены в борове печи.

П о д о г р е в в о з д у х а . На некоторых промышленных установ­ ках первичной перегонки часть тепла дымовых газов используется для подогрева воздуха. Благодаря этому уменьшается расход топ­ лива и улучшается процесс горения.

П р о и з в о д с т в о в о д я н о г о п а р а . Печи тепловой мощно­ стью более 15 млн. ккал/ч являются экономически выгодными для вторичного использования тепловой энергии горячих дымовых га­ зов. В последнее время почти во всех мощных печах установок первичной перегонки нефти тепловая энергия печных газов упо­ требляется для производства водяного пара.

217

На рис. 79 показана схема производства пара при использова­ нии дымовых газов печей беспламенного горения. Во всех трех печах 1 над конвекционной камерой 4 установлены котлы-утилиза­ торы 5. Конденсат из заводской сети поступает в паросборник 6 и оттуда насосом 7 подается в котлы-утилизаторы 5. Полученная

Рис. 79. Схема производства пара при использовании дымовых газов печен беспламенного горения:

пароконденсатная смесь снова возвращается в паросборник. Насы­ щенные пары из паросборника направляются в пароперегревате­ ли 3 двух печей 1. Перегретый пар поступает в заводскую сеть. Третья печь обслуживает вакуумную колонну установки. В эту печь пар для перегрева поступает из заводской сети и после пере­ грева возвращается снова в заводскую сеть.

218

На рис. 80 показана схема утилизации тепла дымовых газов печей шатрового типа для подогрева воздуха, производства водя­ ного пара и его перегрева. Такая схема, более эффективная по

•сравнению с другими схемами, обеспечивает максимальное исполь­ зование тепловой энергии дымовых газов и одновременно способ­ ствует повышению к.п.д. печи. Вода из заводской линии через теплообменник 10 поступает в паросборник 9. Насосом 8 нагретая вода направляется в котел-утилизатор 3, расположенный в боро­ ве. Оттуда пароконденсатная смесь поступает в паросборник 9. Насыщенный пар с верха паросборника 9 направляется в паропе­ регреватель 2, расположенный в конвекционной камере печи. Ат­ мосферный воздух забирается вентилятором 4 и направляется че­ рез калориферы 6 в рекуператор 5.

На типовой установке ЭЛОУ— АВТ (А-12/9) производитель­ ностью 3 млн. т/год со вторичной перегонкой бензина установлено пять печей суммарной тепловой мощностью 81 Гккал/ч. Во всех печах за 1 ч сжигается 11 130 кг топлива. Температура дымовых газов на выходе из конвекционных камер печей 375—410 °С. Для использования тепловой энергии дымовых газов перед вводом их в дымовую трубу в печах установлены выносные котлы-утилизато­ ры типа КУ-40.

В табл. 43 приводятся данные об утилизации тепла дымовых газов печей установки ЭЛОУ—АВТ со вторичной перегонкой ши­

219

Г л а в а XII

ОБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВОК СРЕДСТВАМИ КОНТРОЛЯ И АВТОМАТИКИ

На установках АВТ постоянно измеряются, регулируются и ре­ гистрируются следующие основные параметры: расход сырья, про­ межуточных продуктов, готовой продукции, топлива, пара, рас­ творов щелочи и воды; давление в аппаратах, емкостях, трубопро­ водах, насосах и др.; температура потоков в аппаратах, емкостях

итрубопроводах; уровень жидкостей в технологических аппаратах

иемкостях. Кроме того, постоянно контролируется качество сырья, компонентов светлых нефтепродуктов и масляных дистиллятов. Число контрольно-измерительных приборов определяется произво­ дительностью установок.

Для контроля и автоматизации рекомендуются приборы систе­

мы «старт». На ранее построенных установках ведущее место за­ нимают приборы системы АУС. Благодаря блочному принципу построения, полной взаимозаменяемости приборов и блоков, еди­ ным унифицированным входным и выходным сигналам всех при­ боров, большой дистанции, быстроте передачи и обработки ин­ формации, простоте сочетания с машинами и управляющими вы­ числительными устройствами в единых цепях управления приборы системы «старт» обеспечивают большую гибкость при построе­ нии сложных схем автоматизации производственных процессов. С помощью приборов «старт» можно осуществлять схемы автома­ тизации, которые позволяют из одной операторной управлять всем ходом технологического процесса.

Для измерения и регулирования расхода проектом предусмат­ ривается использование в качестве датчика дифманометра ком­ пенсационного типа ДСП. При измерении расхода показания вы­ носятся на информационную машину. При регулировании расхода прибор состоит из датчика типа ДСП, вторичного прибора ПВ10.1Э, пневматического регулятора ПР3.21 и регулирующего клапана. Для учета количества поступающих и уходящих потоков приме­ няют объемные счетчики с выходом на информационную машину. Давление измеряют и регулируют датчиком системы ГСП.

Температуру измеряют с помощью хромель-капелевых и хро- мель-алюминиевых одинарных термопар. Они работают в комплек­ се с электропреобразователями, служащими для преобразования термоэлектродвижущей силы в пропорциональный ей постоянный

221

ток, который передает показания на информационную вычисли­ тельную машину. Регулируют температуру с помощью комплекта приборов, состоящего из сдвоенной термопары, электропневмопре­ образователя, электропреобразователя вторичного прибора ПВ10.1Э, пневматического регулятора ПР3.21 и регулирующего клапана. В качестве измерителей и регуляторов уровня приме­ няют приборы с пневматическим выходом.

Качество продуктов контролируется и регулируется анализато­ рами качества, которые включены в систему регулирования. На­ значение анализаторов качества: автоматическое определение вязкости, температуры вспышки, начала кипения светлых нефте­ продуктов, определение содержания соли в воде и воды в нефти, определение фракционного состава, плотности. Существуют также следующие приборы: хроматограф промышленный автоматический, газоанализатор оптико-акустический для автоматического опреде­ ления содержания (в %) окиси углерода, газоанализатор магнит­ но-электрический для автоматического определения содержания (в %) кислорода; прибор для определения вязкости нефтепродукта на потоке.

Предусматривается регулирование расхода и давления водя­ ного пара, поступающего на установку. Давление мятого пара так­ же измеряется и контролируется. Для учета количества химически очищенной воды и топливного газа, поступающих на установку, предусмотрены счетчики. Давление топливного газа поддерживает­ ся постоянным при помощи регулятора давления; автоматически регулируется давление воздуха, используемого для питания прибо­ ров КИП. Давление на выкидах всех насосов и на аппаратах, ра­ ботающих под давлением, контролируется манометрами, установ­ ленными непосредственно на месте измерения.

Принципиальная схема контроля и управления

Первая ректификационная колонна. Расход сырья, подаваемого в первую ректификационную колонну, поддерживается постоянным регулятором расхода, который находится на общей линии сырья перед теплообменниками. Перемещение контрольного индекса ре­ гулятора расхода осуществляется от уровнемера — дифманометра, установленного внизу первой ректификационной колонны. Выход­ ное давление регулятора уровня подается на суммирующий блок, который служит для сравнения двух величин: задания основному регулятору и выходного давления регулятора уровня. На выходе суммирующего блока обрабатывается откорректированное задание основному регулятору. При повышении уровня увеличивается дав­ ление суммирующего блока, которое является заданием блока ре­ гулирования расхода. Температура сырья на установку и на выходе потоков из каждой группы теплообменников замеряется.

Печи. Нормальный режим работы печи обеспечивается регули­ рованием температуры продукта на выходе из печи. Регулирующие

222

клапаны устанавливаются на линиях газового или жидкого топли­ ва. Расход сырья, поступающего в печь, регулируется постоянным регулятором расхода. Кроме того, на линии каждого потока, на­ правляемого в печь, регулируется давление.

Основная ректификационная и отпарная колонны. Для обеспе­ чения заданного температурного режима вверху каждой секции ректификационной колонны, где отбирают циркуляционное ороше­ ние, устанавливают регуляторы температуры. Это позволило пол­ ностью использовать избыточное тепло колонны на подогрев ис­ ходного сырья, что, в свою очередь, резкосократило кратность острого орошения в верхней части ректификационной колонны.

Спуск конденсата из емкости орошения в конденсатную линию осуществляется регулятором уровня. Постоянство уровня продук­ та в емкости (водоотделителе) также обеспечивается регулятором уровня. Регулирующий клапан устанавливается на линии выкида насоса, откачивающего продукт из емкости орошения в абсорбердесорбер. Расход пара, подаваемого в низ основной ректификаци­ онной колонны, регулируется с коррекцией от анализатора фрак­ ционного состава продукта. Уровень в основной ректификационной колонне поддерживается уровнемером — дифманометром. Для обеспечения постоянства уровня в отдельных секциях отпарной колонны на линиях соответствующих фракций, поступающих в ще­ лочные отстойники, устанавливают регуляторы уровня с регули­ рующими клапанами.

Для отпаривания легких фракций, увлеченных флегмой, в низ отпарной колонны подается острый водяной пар. В колонне из­ меряется температура. Поскольку изменение парциального давле­ ния водяного пара сильно влияет на состав продукта, весьма целе­ сообразна автоматическая корректировка подачи пара в колонну (в зависимости от температуры вспышки продукта). Расход водя­ ного пара в отпарные секции поддерживается постоянными регу­ ляторами расхода.

Из регулятора температуры пневматический импульс поступает в блок суммирования, куда одновременно дается импульс задания от вторичного прибора типа 2 МП-ЗОВ. Выходной пневматический импульс из блока суммирования типа БС-34А является заданием для регулятора ПРЗ-21. При отклонении температуры вспышки от заданной величины импульс задания от вторичного прибора к ре­ гулятору расхода корректируется автоматически так, чтобы полу­ чить требуемое значение температуры вспышки. Если температура вспышки получаемого продукта не отклоняется от нормы, то регу­ лятор ПРЗ-21 поддерживает постоянный расход пара в секции отпарной колонны в соответствии с заданием от вторичного при­ бора ПВ10.17.

Вакуумная колонна. Для обеспечения качества потопов, отводи­ мых из вакуумной колонны, контролируются и регулируются сле­ дующие параметры:

температура верха колонны подачей острого орошения. В ре­

223