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

случае вместе с обезвоженной и обессоленной нефтью будут увле­ каться мелкие частицы воды, не успевшие отделиться от нефти. Самые малые скорости движения нефти (в 3 раза меньше скоро­ стей в шаровых электродегидраторах при одинаковой удельной загрузке аппарата) наблюдаются в горизонтальных электродегид­ раторах. Этим объясняется высокая удельная производительность горизонтального электродегидратора по отношению к его объему. Основные показатели различных типов электродегидраторов при­ водятся ниже:

За рубежом широко применяют электродегидраторы вертикаль­ ные фирмы Petrico (США) и горизонтальные электродегидраторы фирмы How Becker (США) с нижней подачей сырья. На вновь сооружаемых и реконструируемых отечественных заводах преиму­ щественно устанавливаются горизонтальные электродегидраторы типа 1ЭГ-160 и 2ЭГ-160 конструкции ВНИИнефтемаш (бывший Гипронефтемаш). Эти аппараты входят в блок ЭЛОУ комбиниро­ ванных установок первичной переработки нефти типа ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ и др.

Рис. 5. Принципиальная схема блока электрообессоливания с горизонтальными электродегидраторами 2ЭГ-160:

1, 3 — емкости; 2 — холодильник; 4 — насос для подачи промывной воды; 5 — сырьевой насос;

На рис. 5 дана принципиальная схема блока электрообессоли­ вания с горизонтальными электродегидраторами 2ЭГ-160 произво­

20

дительностью 3 млн. т/год нефти. Эмульсионная нефть подвергает­ ся электрообессоливанию в две ступени. Нефть, содержащая воду и соли, насосом 5 перекачивается тремя параллельными потоками' через подогреватели 6 (на рис. показан один подогреватель) в элек­ тродегидратор первой ступени 8. На прием насоса 5 подается; 2%-ный раствор деэмульгатора ОЖК. В электродегидраторе пер­ вой ступени поддерживается температура 110°С и абсолютное давление 10 кгс/см2. В деэмульгатор 8 перед поступлением эмуль­ сионной нефти вводят горячий соляной раствор из электродегидра­ тора второй ступени 9 с помощью инжектора 7, в котором нефть, равномерно перемешивается с водой и деэмульгатором. В электро­ дегидраторы нефть вводится снизу, через маточники-распылителиг создающие равномерный ее поток в электрическом поле снизувверх.

Частично обезвоженная и частично обессоленная нефть с верха электродегидратора первой ступени 8 направляется в электродегид­ ратор второй ступени обессоливания 9. Отстоявшийся в электроде­ гидраторах первой ступени соляной раствор сбрасывается в от­ стойник 12. Перед электродегидратором второй ступени через ин­ жектор в нефть подается насосом холодная вода (5% на нефть). Работа электродегидратора второй ступени аналогична работе электродегидратора первой ступени. Основная часть промывной воды из электродегидратора второй ступени поступает в инжекто­ ры 7, а небольшая часть сбрасывается в отстойник 12, где увлечен­ ная нефть отделяется от воды. Соляной раствор с низа отстойни­ ка 12 проходит в емкость 1. Для охлаждения соляного раствора с ПО до 60 °С в емкость 1 подается холодная вода. На некоторых вновь сооружаемых установках ЭЛОУ соляной раствор охлаждает­ ся в аппаратах воздушного охлаждения, а затем спускается в ка­ нализацию.

Обессоленная и обезвоженная нефть из электродегидратора второй ступени поступает в емкость обессоленной нефти 10, а отту­ да через теплообменники насосом 11 подается на установку.

Основные направления по улучшению подготовки нефти к переработке.

В результате глубокого обессоливания нефти на ряде нефтепе­ рерабатывающих заводов содержание солей в нефти не превы­ шает 20 мг/л. Однако необходимо, чтобы содержание солей в по­ ступающих на переработку нефтях было не более 5 мг/л. Этомупрепятствует плохая подготовка нефти на нефтепромыслах. На нефтезаводы из промыслов нефть поступает в виде постаревшей эмульсии, содержащей 1000—4000 мг/л солей и более. Правильнеебыло бы проводить первичное обессоливание на промыслах до со­ держания в них солей не более 40 мг/л. Значительно улучшить качество обессоливания нефти на нефтезаводских электрообессоли­ вающих установках можно повышением температуры обессолива­

21

Г л а в а II

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

Основные технологические факторы первичной переработки нефти

Поступающее на нефтетехнологические установки нефтяное сырье значительно различается по физико-химическим константам: углеводородному составу, плотности, вязкости, содержанию раство­ римых в нефтях минеральных солей, газа, серы, парафина, механи­ ческих примесей и др. Кроме углерода и водорода, которые обыч­

вызывает затруднения в процессе ее переработки.

Для современных промышленных установок, перерабатываю­ щих типовые восточные нефти, рекомендуются следующие фрак­ ции, из которых составляются материальные балансы переработ-.

(500 °С), тяжелый остаток — гудрон >490 °С (500 °С). Нефти силь­ но различаются по фракционному составу. Некоторые нефти бога­ ты содержанием компонентов светлых, и количество в них фрак­ ций, выкипающих до 350 °С, достигает 60—70 вес. %. Фракцион­ ный состав нефтей играет важную роль при составлении и разра­ ботке технологической схемы процесса, расчете ректификационной системы и отдельных аппаратов установки. Температуры выки­ пания отдельных фракций зависят от физико-химических свойств нефти. Последние учитываются при разработке и выборе схем пер­ вичной переработки, аппаратурном и материальном оформлении установки. Так, при переработке нефтей, содержащих серу, тре­ буются дополнительные процессы гидроочистки для обессеривания нефтепродуктов, а для парафинистых нефтей — депарафинизацион­ ные установки по обеспарафиниванию фракций, особенно кероси- но-газойлевых. Для проектирования новых установок необходимо разработать соответствующий регламент и получить нужные реко­ мендации.

23

Современные промышленные установки первичной переработки нефти

Наипростейшей схемой первичной перегонки нефти является -■атмосферная трубчатая установка (АТ). Из сырых нестабильных нефтей извлекают компоненты светлых нефтепродуктов — бензина, керосина, дизельных топлив. Остатком атмосферной перегонки яв­ ляется мазут; он подвергается вакуумной перегонке. При этом по­ лучают масляные фракции и тяжелый остаток — гудрон. Для полу­ чения из мазута масляных фракций сооружают атмосферно-ваку­ умные установки (АВТ).

Наиболее распространены установки АВТ, на которых нефть перерабатывают при сравнительно низких температурах (до 420 °С) л абсолютном давлении около 2 кгс/см2.

На ранее построенных установках АТ и АВТ не было очистки компонентов светлых нефтепродуктов выщелачиванием, стабилиза­ ции бензиновых фракций, абсорбции газов и др. Для этих процес­ сов сооружались самостоятельные установки на отдельной пло­ щадке. В результате усовершенствования технологии первичной переработки нефти и соответствующей аппаратуры, а также внед­ рения автоматизации начали сооружать на АТ или АВТ допол­ нительные блоки — электрообессоливания, стабилизации бензино­ вых фракций, выщелачивания компонентов светлых нефтепродуктов, абсорбции и десорбции жирных газов. Таким образом, инди­ видуальные технологические установки соединились в комбиниро­ ванные установки первичной переработки, называемые (независи­ мо от числа технологических узлов и процессов) комбинированны­ ми атмосферно-вакуумными установками (АВТ). Объединенные в единую технологическую схему установки электрообессоливания, электрообезвоживания и атмосферно-вакуумной перегонки носят название ЭЛОУ — АВТ. Достоинство таких установок — более ра­ циональное использование энергетических ресурсов АВТ.

На современных установках блоки ЭЛОУ сооружаются в лю­ бом случае, поскольку содержание соли и воды в нефтях, посту­ пающих на перерабатывающую установку, строго нормируется: соли не более 5—7 мг/л, воды 0,2 вес. %. Обессоленная и обезвожен­ ная нефть направляется в секции атмосферной перегонки и в ре­ зультате термической обработки из нефти выделяются легкие ком­ поненты, выкипающие в пределах 62—350 °С. В вакуумной части установки мазут, во избежание термического разложения высококипящих компонентов, перерабатывают при остаточном давлении наверху вакуумной колонны 40—60 мм рт. ст. При этом получают отдельные фракции или широкую вакуумную фракцию, включаю­ щую компоненты, выкипающие при 350—500 °С, и остаток — гуд­ рон. Температуры выкипания отдельных фракций зависят от фи­ зико-химических свойств перерабатываемой нефти. На установках первичной переработки нефти суммарный выход целевых продук­ тов достигает 65—75%. В табл. 3 приведены данные по выходам

24

целевых нефтепродуктов на установках АТ и АВТ, находящихся: на действующих нефтеперерабатывающих заводах. Номера заво­ дов указаны условно, а номера установок существующие. Остатки,, полученные после отгона светлых компонентов и масляных дистил­ лятов, служат компонентами котельного топлива или направляют­ ся в качестве сырья на вторичные процессы.

Т а б л и ц а 3. Выход целевых нефтепродуктов на установках АТ и АВТ

* Выход мазута, вакуумная колонна бездействует.

25-

В работе установок АТ и АВТ имеются существенные недостат­ ки технологического, энергетического и иного характера. Не дости­

оставшихся в мазуте в сравнительно больших количествах дизель­ ных фракций усложняет конструкцию вакуумной колонны. Быва­ ют случаи провала дистиллятных фракций в гудрон. Получаемые углеводородные фракции часто не соответствуют техническим нор­ мам. Одним из серьезных недостатков в ректификационной системе АТ и АВТ является налегание бензино-керосиновых, керосиновых,

.дизельных и масляных фракций по температурным градиентам. Доведение до минимума температурных налеганий отдельных

•фракций на установках АТ и АВТ является одной из задач по оп­ тимизации технологического режима. Выбор рациональной схемы отдельных узлов, правильное использование энергетических пото­ ков, оснащение современных установок эффективным оборудова­ нием с высоким к. и. д. средствами контроля и автоматики могут гарантировать высокие технико-экономические показатели промыш­ ленной установки и обеспечение большинства вторичных процессов (пиролиза, каталитического крекинга, риформинга, селективных ■очисток и др.) качественным сырьем.

Первичная перегонка нефти и развитие вторичных процессов переработки нефти

Ранее построенные установки первичной перегонки нефти рас­ считывали для получения ограниченного количества нефтяных угле­ водородных фракций. В секции атмосферной перегонки нефти по­ лучали не более 3—4 светлых компонентов (бензин, лигроин, керо­ син и дизельные топлива), а в секции вакуумной перегонки мазута насчитывалось всего 2—3 масляных фракции и гудрон. Современ­ ные установки обеспечивают производство большого ассортимента нефтепродуктов. Так, при переработке наиболее распространенных нефтей (обессоленных) Ромашкинского и Туймазинского место­ рождений на установках АВТ можно получить до 12 различных компонентов (табл. 4).

При переработке различных нефтей или их смесей выходы от­ дельных фракций неодинаковы, а компоненты получаются пример­ но одни и те же. Широкую бензиновую фракцию разделяют на узкие фракции в специальном блоке вторичной перегонки, соору­ жаемом на установке АВТ. Эти узкие фракции служат сырьем нефтехимического синтеза. При таком сочетании процессов АТ со вторичной перегонкой бензина сооружение отдельно стоящей уста­ новки вторичной перегонки, как это делалось раньше на нефтепе­ рерабатывающих заводах, не требуется. Потоки с процессов пер­ вичной перегонки нефти служат сырьем для большей части техно­ логических установок вторичных процессов и процессов основного

26

органического синтеза. Эти потоки должны удовлетворять предъ­ являемым к ним требованиям и не нуждаться в дополнительной подготовке. На рис. 6 показаны продукты, получаемые на установ­ ках АВТ, и пути их использования.

Производственные технологические и другие показатели вторич­ ных процессов: риформинга, каталитического крекинга, термиче­ ского крекинга, пиролиза, селективной очистки, деасфальтизации,.

депарафинизации, коксования, производства гудрона во многом зависят от процессов первичной перегонки нефти.

2Т

при этом возрастает нагрузка печи и ректификационной колонны. В связи с увеличением масштабов переработки загазованных неф­ тей наиболее распространена перегонка нефти по схеме двухкратного испарения — в двух ректификационных коИоннах (рис. 877 Сы­ рая нефть забирается насосом 1 и через теплообменник 2 подается

в электродегидратор 3 для обезвоживания. Отстоявшаяся нагретая нефть проходит теплообменник 4 и поступает в первую ректифика­ ционную колонну 5, где с верха ее отбирается легкая фракция бензина и. к .—85 °С. Остаток из первой колонны 5 — полуотбензиненная нефть насосом 6 подается через трубчатую печь 7 в ос­ новную ректификационную колонну 8, где отбираются все осталь­

и газа. При этом газы уходят с верха первой колонны вместе с лег­ кими бензиновыми парами. В результате предварительного выде­ ления из нефти части бензиновых компонентов в змеевике печи не создается большое давление. При работе по этой схеме необходи­ мы более высокие температуры нагрева в печи, чем при однократ­

гих нефтеперерабатывающих заводах в нашей стране и за ру­ бежом.

В конце сороковых годов установки АВТ строились производи­ тельностью 500—600 тыс. т/год. Вскоре эти мощности оказались недостаточными для удовлетворения растущей потребности в мас­ совых нефтепродуктах. С 1950 г. ускоренными темпами начали проектировать и строить установки АВТ, работающие по схеме

29