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

6 млн. т/год показал возможность создания более мощных про­ мышленных установок первичной перегонки нефти. После неболь­ шого дооборудования ее мощность достигала 7,3 млн. т/год. Одна­ ко поскольку проект установки 1962 г. устарел, дальнейшее ее при­ менение оказалось невозможным. Был создан проект новой, более

высокопроизводительной установки ЭЛОУ — АТ на 6—7,5 млн. т/год на основе отечественного высокоэффективного оборудования, осна­ щенного современными средствами контроля и автоматики. Уста­ новка рассчитана на переработку смеси малосернистых туркмен­ ских и бакинских нефтей. Отдельный ее вариант предусмотрен для переработки сернистых нефтей. Принципиальная схема установки показана на рис. 37.

80

Установка состоит из блоков электрообессоливания и электро­ обезвоживания, атмосферной перегонки нефти, стабилизации фрак­ ции н. к. — 85 °С и щелочной очистки компонентов светлых нефте­ продуктов. Предполагается получать на установке следующие фракции: н. к .—85; 85—150 (85—140); 150—200 (140—200); 200—250 (200—240); 250—300 (240—300); 300—350 °С и компонент котельного топлива (фракция >350 °С). Щелочной обработке под­ вергаются фракции н. к .—85 °С, 150—200 °С (140—200 °С), 200— 250 °С (200—240 °С) и 250—350 °С (240—350 °С). Установка долж­ на обеспечить переработку 7,5 млн. т/год нефти; при необходимо­ сти производительность установки можно сократить до 6 млн. т/год. Количество аппаратов и оборудования в этом случае несколько уменьшится. Материальный баланс установки для переработки сме­

6—2551

Гл а в а V

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УКРУПНЕННЫХ АТМОСФЕРНО-ВАКУУМНЫХ УСТАНОВОК (АВТ)

В 1952—1953 гг. на отечественных нефтеперерабатывающих за­ водах строились в основном атмосферно-вакуумные трубчатые установки производительностью 1,0; 1,5 и 2,0 млн. т/год сернистой и малосернистой нефти (типовые установки А-12/1, А-12/2, А-12/1М, А-12/1,5, А-12/3). Установки АВТ, построенные по перечисленным проектам, принципиально являются комбинированными — в них технологически и энергетически связано несколько блоков и узлов. Основные технологические решения, принятые на первоначальных установках АВТ производительностью 1 млн. т/год нефти, сохрани­ лись и в последующих, более мощных установках.

В начале 1960 г. вследствие большой потребности народного хозяйства страны в массовых нефтепродуктах — бензине, дизельном топливе, минеральном масле, нефтебитумах — были разработаны проекты и по ним построены типовые установки АВТ производи­ тельностью 2 и 3 млн. т/год (А-12/4, А-12/5, А-12/6, А-12/7, А-12/5М,

А-12/7М, А-12/9). Эти установки отличаются друг от друга числом технологических узлов, аппаратурным оформлением, компоновкой, технологическими и энергетическими решениями. В это же время на отечественных заводах строились утановки АВТ мощностью 6,0 млн. т/год. В процессе эксплуатации установок вносился ряд новшеств с целью усовершенствования технологии отдельных узлов, улучшения энергетических показателей и интенсификации мощно­ стей АВТНиже кратко описаны наиболее характерные действую­ щие промышленные установки АВТ.

Установка АВТ производительностью 1,0 млн. т/год сернистой нефти

На установке сочетаются процессы: атмосферная перегонка нефти, вакуумная перегонка мазута, стабилизация головки бензи­ на, вторичная перегонка широкой бензиновой фракции, выщелачи­ вание компонентов светлых нефтепродуктов и приготовление рас­ творов щелочи.

Перегонка нефти осуществляется по схеме двухкратного испа­ рения (см. рис. 8), вакуумная перегонка — по схеме однократного испарения (см. рис. 11).

82

В результате длительных пробегов атмосферно-вакуумных уста­ новок на нефтеперерабатывающих заводах получены данные, по­ ложительно характеризующие работу этих установок. Производи­ тельность их в большинстве случаев превышает проектную на 20— 50%' Однако в работе отдельных технологических узлов имеются существенные недостатки. Так, отбор светлых составляет 95—96% от потенциала. Такой недобор светлых объясняется главным обра­ зом недоизтзлечением фракций дизельного топлива (2—3% на нефть) и потерями бензиновых компонентов с газом (0,5—0,7%).

Анализ работы отдельных аппаратов АВТ заводов Башкирии показал низкую погоноразделительную способность ректификаци­ онных колонн. Особенно неудовлетворительно работает первая рек­ тификационная колонна на двухколонных установках. Так, вместо получения с ее верха предусмотренной проектом фракции н. к. — 85 °С на некоторых установках получается фракция с повышенным концом кипения (145—205СС). Температура начала кипения ча­ стично отбензиненной нефти составляет 50—80 °С, т. е. наблюдается большое налегание фракций по температурам кипения. Одинаковые результаты получаются как при работе испарителей с 14—16 та­

пробеги и технологические расчеты показали, что это происходит из-за недостаточного подвода тепла в низ первой ректификацион­ ной колонны. Увеличение количества подаваемой горячей струи на одной из установок позволило повысить температуру внизу ко­ лонны с 218 до 238 °С. При таком изменении технологического режима значительно улучшилась фракционирующая способность первой ректификационной колонны. Температура кипения верхнего ее погона снизилась со 140 до 116°С, а температура начала кипе­ ния полуотбензиненной нефти повысилась с 67 до 105 °С, т. е. на-- легание фракций уменьшилось с 73 до 11 °С.

Вакуумные колонны с 18 тарелками имеют низкую погоноразде­ лительную способность. При повышении температуры нагрева ма­ зута на выходе из печи с 395—405 до 410—415 °С выход масляных фракций несколько увеличился и заметно улучшился состав гудро­ на. Одновременно с этим несколько улучшились качества масля­ ных фракций. Налегание первой фракции на вторую, которое со­ ставляло обычно более 100 °С, уменьшилось до 56 °С, налегание у последующих фракций также заметно уменьшилось.

Модернизированная установка АВТ производительностью 1,0 млн. т/год

Для улучшения работы отдельных технологических узлов и по­ вышения общих технико-экономических показателей действующих и вновь сооружаемых установок АВТ в их проекты были внесены следующие изменения и дополнения.:

усилена теплообменная поверхность предварительного подогре­ ва нефти с целью повышения ее температуры до 200 °С;

для улучшения работы колонны предварительного испарения повышено рабочее давление в первой ректификационной колонне до 4 кгс/см2 (вместо 3 кгс/см2) и температура низа колонны до

220 °С;

Рис. 38. Принципиальная схема модернизированной АВТ (типа А-12/1М):

установлена вторая колонна для вторичной перегонки бензина, что значительно повысило погоноразделительную способность это­ го узла;

в блоке вакуумной перегонки мазута колонна с 18 тарелками заменена колонной с 23 тарелками, усилено циркуляционное оро­ шение, разработаны мероприятия по уменьшению потерь легких фракций с продуктами разложения;

предусмотрена возможность работы установки без вакуумной части*

При модернизации установки внесены также изменения по кон­ трольно-измерительным приборам, насосам, коммуникациям и др.

Принципиальная схема модернизированной АВТ показана на рис. 38. Сырье — обессоленная нефть — двумя потоками прокачи­ вается через теплообменники 2. Первый поток нагревается за счет тепла верхнего циркуляционного орошения вакуумной колонны, циркуляционного орошения основной ректификационной колонны атмосферной части и масляных дистиллятов. Второй поток обессо­ ленной нефти нагревается за счет тепла фракций 240—300 °С, 300—

84

Такой режим характерен для большинства установок АВТ, пе­ рерабатывающих сернистые и малосернистые нефти.

Установка АВТ производительностью 1,5 млн. т/год

В 1955—1960 гг. на некоторых нефтеперерабатывающих заво­ дах были введены в действие установки АВТ мощностью 1,5 млн. т/год сернистой нефти. На этих установках в основном сохранены размеры и количество основного оборудования и аппа­

86

стигнута благодаря некоторым изменениям в схеме и главным образом в работе основной ректификационной колонны. Частич­ ная замена острого горячего орошения в колонне циркуляционным позволила значительно сократить количество паров по всей высоте колонны и соответственно уменьшить нагрузку конденсатора бен­ зиновых паров. Сделаны глухими 29-ая и 14-ая тарелки, добав­ лены штуцеры для отвода и подачи циркуляционного орошения, осуществлены два промежуточных циркуляционных орошения. Кро­ ме того, была увеличена поверхность теплообменников на 400 м2 и холодильников на 390 м2; некоторые насосы заменены более мощными.

Принципиальная схема переоборудованной установки АВТ про­ изводительностью 1,5 млн. т/год следующая (рис. 39). Нефть сырь­ евыми насосами 1 тремя потоками (по проекту двумя) прокачи­ вается через теплообменники 2 верхнего и нижнего промежуточ­ ного циркуляционного орошения, дизельного топлива и гудронные теплообменники в первую ректификационную колонну 5 (на 16-тую тарелку). Отгоняемый в колонне газ с парами бензина и воды от­ водится через конденсатор в газосепаратор. Часть бензина из газосепаратора используется для орошения первой колонны 5, а избы­ ток поступает в стабилизатор 10. На другой аналогичной установ-

87

:ке бензин из первой колонны 5 полностью выводится с установки,

.а колонна 5 орошается бензином основной ректификационной ко­ лонны 8. Отбензиненная нефть из первой ректификационной ко­ лонны 5 забирается насосом и прокачивается через печь в основ­ ную ректификационную колонну 8 под 7-ую тарелку. Пары с вер­ ха основной колонны поступают в конденсаторы погружного типа 3 и далее в газосепаратор. Часть бензина возвращается в колонну 8 на орошение, а остальная часть направляется на выщелачивание.

Керосиновая фракция с 31-ой или 29-ой тарелок основной ко­ лонны поступает в первую секцию отпарной колонны 5. Пары из отпарной колонны 9 направляются в основную колонну 8 под 30-ую тарелку. С низа первой секции отпарной колонны 9 фракция про­ качивается через холодильник в мерники. С 14-ой тарелки основ­ ной колонны 8 во вторую секцию отпарной колонны 9 отводится флегма дизельного топлива. Пары из этой секции возвращаются под 16-ую тарелку основной колонны, а дизельное топливо с низа отпарной колонны насосом через теплообменники и холодильники откачивается в мерники. В низ основной колонны 8 и в отдельные секции отпарной колонны 9 подается перегретый водяной пар. Мазут — остаток основной ректификационной колонны 8 забирает­ ся горячим насосом и прокачивается через печь 13 в вакуумную колонну 12. В случае временного отключения вакуумной части ма­ зут направляется на другие процессы, в частности на термический крекинг. Остальные технологические узлы установки — вакуумная перегонка мазута, стабилизация, абсорбция и выщелачивание ком­ понентов светлых продуктов — работают по описанной выше схеме установки АВТ производительностью 1,0 млн. т/год. Главным ап­ паратом установки является основная ректификационная колонна диаметром 3,8 м с 40 тарелками желобчатого типа. Из них шесть расположены в отгонной части, а 34 в концентрационной. В ко­ лонне осуществлено два циркуляционных орошения с отбором ■флегмы.

Описанная схема работы установки, в отличие от проектной, имеет следующие особенности. Установка работает по схеме двух­ кратного испарения с отбором легкого бензина с верха первой ко­ лонны и широкой фракции бензина с верха основной колонны. Проектом предусматривалась работа первой колонны как испари­ теля с подачей паров с верха его в основную ректификационную колонну. Вместо принятых в проекте двух потоков нефти в тепло­ обменники вводят три потока с целью уменьшения давления на выкиде сырьевого насоса.

Результаты обследования работы двух переоборудованных уста­ новок подтвердили эффективность принятой схемы реконструкции АВТ. Дистилляты, получаемые из колонн, отвечают требованиям внутрицеховых норм. Температурное налегание фракций между концом кипения бензина и началом кипения керосина на первой установке составляет от 8 до 20 °С, а между концом кипения ке­ росина и началом кипения дизельного топлива — от 1 до 15 °С;

88

на второй установке это налегание составляет соответственно 15— 32 и 3—33 °С. При отсутствии подачи (предусмотренной проектом) в питательную секцию основной колонны паров с верха первой колонны нагрузка тарелок по парам уменьшается и несколько по­ вышается производительность по сырью.

Технологический режим основной ректификационной колонны характеризуется следующими данными:

Качество фракций (суточных), получаемых на модернизирован­ ной установке АВТ-2, приведено в табл. 11.

Установка АВТ производительностью 2,0 млн. т/год

За последующие годы были введены в действие установки АВТ 'проектной мощностью 2,0 млн. т/год нефти. Имеются следующие

товку нефти методом термоэлектрообессоливания и атмосферно­ вакуумную перегонку нефти;

комбинированная установка АВТ со вторичной перегонкой ши­ рокой бензиновой фракции.

В эксплуатации находится большое число укрупненных устано­ вок ЭЛОУ-—АВТ; строятся установки АВТ со вторичной перегон­ кой бензина с учетом опыта эксплуатации действующих установок. Установки АВТ производительностью 2,0 млн. т/год рассчитаны для переработки сернистых нефтей типа ромашкинской и туймазинской. Они могут также перерабатывать малосернистую нефть и ра­ ботать по топливной или по масляной схеме. На установках можно получать широкий ассортимент товарных нефтепродуктов.

В период строительства, пуско-наладочных работ и во время эксплуатации первых установок АВТ мощностью 2,0 млн. т/год было установлено, что основные аппараты установки — печи, ко­ лонны, кипятильники, теплообменники и холодильники — имеют ре-

89