книги из ГПНТБ / Хейфец А.Е. Опыт работы установок масляного блока на сернистом сырье

Применение вакуума при отпарке фенола является целесо­ образным, так как позволяет обеспечить надежную работу блока регенерации на пониженных температурах.

Для новых фенольных установок Гипронефтезавод рекомен­ дует использовать более совершенную конструкцию двухступен­ чатого эжектора, разработанную Гипронефтемашем, которая пред­ усматривает небольшой расход рабочего пара (всего 200 кг/ч). При этом схема вакуумной части остается без изменений.

Пары влажного ренолв из К~3 и в -6

Рис. 10. Схема включения водокольцевого вакуум-на­ соса типа РМК.

1 — конденсатор-холодильник влажного фенола Т- ll; г — рас­

ширитель; з — гидравлик Е-5; 4 — водокольцевой насос типа

РМК.

На действующих установках, кроме испытания нового эжек­ тора Гипронефтемаша, для создания вакуума в колоннах К-3 и К-6 может быть применен водокольцевой вакуум-насос типа РМК, установить который следует в помещении холодной насосной рядом с экстрактным насосом Н-4. Предлагаемая схема вклю­ чения вакуум-насоса типа РМК приведена на рис. 10. В про­ екте двухпоточной укрупненной установки Гипроазнефти для создания вакуума приняты водокольцевые насосы типа РМК.

При необходимости исправления температуры вспышки экс­ тракта проектом предусматривался возврат его после холодиль­ ника Т-13 на прием насоса Н-4. Возврат некондиционного экстрак­ та на прием этого насоса нарушает работу экстракционной ко­ лонны, так как при неизменной производительности насоса Н-4 это влечет за собой уменьшение поступления экстрактного рас­ твора из колонны К-1.

50

На установках Ново-Куйбышевского и Орского НПЗ возврат некондиционного экстракта производится не на прием насоса Н-4, а в экстрактную колонну К-4. На Орском НПЗ горячий экстракт с температурой 260—280° С возвращается насосом Н-19 в среднюю часть колонны К-4 (на нижнюю полуглухую тарелку), а на Ново-Куйбышевском НПЗ некондиционный экстракт выво­ дится на прием печного насоса Н-16, для чего проложена допол­ нительная линия от выкида насоса Н-19.

Нагрев рафинатного и экстрактного раствора до необходимой температуры (250—370° С) на установках фенольной очистки производится в трубчатых печах с ретурбендами. Опыт работы этих установок на различных нефтеперерабатывающих заводах показал, что отложение кокса в змеевиках печей П-1, П-2 и П-3 не происходит даже при кратковременном прекращении движе­ ния потока через печь и повышении температуры на выходе до 400—450° С. Чистка труб на фенольных установках практически не производится, а периодическое вскрытие контрольных пробок при ремонтах установок показывает отсутствие кокса. Прогар

качества труб, превышения установленного срока их службы или грубого нарушения технологического режима в течение дли­ тельного периода времени. Отсутствие кокса в трубчатых печах фенольных установок при нормальной их эксплуатации объяс­ няется тем, что температура разложения масляных фракций с об­ разованием кокса значительно выше температур, применяемых на блоке регенерации для нагрева растворов. Разложение фенола с образованием кокса также не происходит, если качество фенола

.соответствует требуемым нормам и в нем не содержится значи­ тельное количество смол и высших фенолов (остаток от перегонки

в среднем составляло 5—7%, а в отдельных партиях достигало 20%. При пуске установки на пониженной производительности имели место нарушения технологического режима трубчатой печи, вызванные неустойчивой работой печного насоса Н-16. Это привело к отложению кокса в трубах потолочного экрана печи и в экстрактной колонне. По мере отложения кокса в аппа­ ратуре качество фенола улучшалось, и при достижении светложелтого цвета его коксование прекратилось. После тщательной очистки аппаратуры от кокса при дальнейшей эксплуатации установки коксообразования больше не наблюдалось. Это по­ зволяет сделать вывод о том, что коксование продуктов на уста­ новке Волгоградского НПЗ не является характерным для уста­ новок фенольной очистки и объясняется лишь неудовлетвори­

тельным качеством фенола, а также значительными нарушениями технологического режима блока регенерации в первый период пуска и промышленного освоения.

Для установок очистки смазочных масел фенолом может быть рекомендовано применение трубчатых печей со сварными змее­ виками вместо печей с ретурбендами, что, безусловно, позволит повысить надежность эксплуатации печей и даст значительный экономический эффект. В том случае, когда в результате гру­ бого нарушения технологического режима все же будет иметь место отложение кокса в трубах, может быть применен паро­ воздушный способ выжига кокса, нашедший в последние годы широкое распространение на установках термического крекинга.

Для использования тепла рафината, откачиваемого с уста­ новки, и подогрева рафинатного раствора перед трубчатой печью П-1 проектом предусмотрен трубчатый теплообменник с плаваю­ щей головкой Т-5, однако он часто выходит из строя вследствие пропуска рафинатного раствора через прокладку плавающей головки. Это вызывает порчу готового рафината из-за попадания в него фенола. По этой причине на некоторых установках тепло­ обменник Т-5 вообще в работу не включается, а это приводит к перегрузке трубчатой печи П-1.

На установках Ново-Куйбышевского, Ново-Уфимского и Черниковского НПЗ в случае выхода из строя теплообменника Т-5 вместо него для подогрева рафинатного раствора используется теплообменник Т-4, по проекту предназначенный для подогрева сырья парами фенола, идущими из К-2. Однако использование

Для использования тепла рафината вместо кожухотрубчатого теплообменника с плавающей головкой целесообразно было бы применить теплообменник более надежной конструкции, напри­ мер, с U-образными трубками.

По проекту откачка рафината с установки производится при помощи трех поршневых насосов типа СЛ-1, из которых два — рабочие и один — резервный. В связи с повышенной производи­ тельностью для откачки рафината мощности двух насосов недо­ статочно и необходимо дополнительно подключать третий резерв­ ный насос. Это затрудняет обслуживание установок.

Проектная обвязка рибойлера Т-9 и теплообменников Т-8 не по­ зволяет отключать аппараты без аварийной остановки установки.

В последние годы на всех установках Ново-Уфимского, Омского

иЧерниковского НПЗ на линиях входа горячего фенола в Т-9

иТ-8 и на выходе из них установлены задвижки, позволяющие при необходимости отключить любой из этих аппаратов для ре­ монта на ходу, не останавливая установки. Кроме того, для воз­ можности откачки межтрубного пространства рибойлеров Т-9 при подготовке их к ремонту на установках Ново-Уфимского

52

НПЗ проложена специальная линия диаметром 50 мм, подклю­ ченная к приему экстрактного насоса Н-19.

Серьезные трудности при пуске фенольных установок возни­ кают вследствие наличия асбоалюминиевых прокладок во флан­ цевых соединениях, крышках задвижек и клапанах КИП, а также в разъемах внешних корпусов печных центробежных насосов типа 4НГ 5 x 4 , 5НГ 5 X 2 и 5НГ 5 x 4 . Фенол разъедает алю­ миний, что при пуске целого ряда установок на различных за­ водах приводило к их аварийным остановкам и потерям фенола. При пуске новых установок на всех заводах асбоалюминиевые прокладки заменяются на стальные илп паранитовые.

На всех действующих установках проведена большая работа по снижению потерь фенола и выявлению основных источников этих потерь. По данным промышленного обследования установок Ново-Уфимского НПЗ, проведенного БашНИИ НП [17], к ним в первую очередь следует отнести абсорбер К-7, потери фенола из которого составляют 45% всех потерь, и сальники насосов (18% всех потерь). В последнее время работе абсорбера уделяется большое внимание, и потери фенола с водяными парами, выводи­ мыми из него, значительно уменьшились. В первую очередь это следует отнести за счет более четкого ведения технологиче­ ского режима абсорбера, что в основном достигнуто путем автома­ тического регулирования температуры сырья на входе в К-7, которое не было предусмотрено проектом, а также строгим кон­ тролем за подачей постоянного количества азеотропной смеси из осушительной колонны К-5, работа которой, в связи с откач­ кой влажного фенола в К-1, также улучшилась. На установках Омского НПЗ, в целях обеспечения постоянства загрузки абсор-

,бера и исключения резких колебаний уровня в нем, осуществлено автоматическое регулирование расхода сырья на установку с кор­ ректировкой в зависимости от уровня в абсорбере при помощи вторичного прибора-регулятора типа 24 MG-610.

На установках Ново-Куйбышевского, Омского и Ново-Уфим­ ского НПЗ для уменьшения потерь фенола с водяными парами из абсорбера за счет некоторого снижения их скорости увеличен диаметр верхней части абсорбера до 1,5 ж.

Для снижения потерь фенола через сальники задвижек, уста­ новленных на линиях горячего фенола, в последние годы вместо прографиченного асбестового шнура в качестве сальниковой на­ бивки успешно применяется фторопласт-4 — белый или серова­ тый материал, являющийся полимером тетрафторэтилена (CF2 =

=CF2) и обладающий исключительной химической стабиль­ ностью [18]. Фторопласт-4 выпускается в виде плиток и пленок. Плитки на токарном станке превращают в стружку, используе­ мую для набивки сальников. Срок службы сальников при этом

увеличился в несколько раз. Пленочным фторопластом на установ­ ках Ново-Уфимского НПЗ обтягиваются паранитовые прокладки,

5.°.

устанавливаемые во фланцевых соединениях горячих трубопро­ водов, что обеспечивает надежную герметичность.

Для гидравлического уплотнения сальников центробежных насосов была предусмотрена проточная система масляного уплот­ нения, однако при ее включении имели место случаи попадания фенола в бачок сальникового масла. Поэтому на всех действую­ щих установках проектная схема заменена системой масляного уплотнения тупикового типа, которая оказалась гораздо надеж­ нее в эксплуатации и позволила снизить потери фенола через сальники насосов. При работе по этой схеме масло двумя пото­ ками с различным давлением подается раздельно на приемные и выкидные сальники насосов, причем постоянство давления каждо­ го потока поддерживается бесшкальными регуляторами давления. К недостаткам этой схемы следует отнести возможность попада­ ния уплотняющей жидкости (чаще всего экстракта фенольной очистки) в корпус центробежного насоса, что в некоторых случаях нежелательно. Так, при попадании значительного количества сальникового масла в корпус насоса Н-8, подающего фенол в экс­ тракционную колонну К-1, может произойти обмасливание фе­ нола и снижение его растворяющей способности.

В целях улавливания фенола и нефтепродукта при пропусках сальников центробежных насосов на многих установках осуще­ ствляется раздельный вывод воды, предназначенной для охла­ ждения сальников, и продукта, содержащего фенол, из картеров насосов. Вода после охлаждения сальников выводится в систему оборотной воды, а нефтепродукт собирается в дренажную емкость Е-7. Это достигается специальной конструкцией грундбуксы (нажимной втулки) сальника, выполненной по предложе­ нию работников Ново-Уфимского НПЗ и нашедшей широкое применение на всех заводах (рис. 11).

Диафрагмы расходомеров загрузки трубчатых печей П-1 и П-2, фенола и фенольной воды в колонну К-1 были в соответствии с проектом смонтированы на аппаратном дворе, а первичные приборы-датчики — в насосных помещениях. Поскольку длина импульсных линий была весьма значительной и обогрев их отсут­ ствовал, они часто забивались высокозастывающим продуктом и расходомеры выходили из строя. В настоящее время диафрагмы этих приборов монтируются в насосных помещениях в непосред­ ственной близости от датчиков, причем повсеместно выполняется паровой обогрев импульсных линий. Это обеспечивает надежную работу расходомеров.

Регулирование температуры верха сушильной колонны К-5 по проекту производится подачей фенольной воды в верхнюю часть колонны по показаниям термопары, установленной в верх­ нем днище. При такой регулировке имеет место большое запаз­ дывание изменения регулируемого параметра (температуры верха колонны), что приводит иногда к заливанию колонны фенольной

54

водой и падению температуры в низу К-5. При этом происходит вскипание воды в нижней части колонны, приводящее к «сбросу» насоса Н-17 и прекращению потока через печь П-2. Более четкое регулирование температуры верхней части колонны К-5 и стабили­ зация ее работы может быть достигнута, если клапан регулятора температуры связать с температурой средней части колонны, для чего необходимо установить дополнительную термопару над вводом загрузки в колонну (на 5-й или 6-й ректификационной та-

Рис. 11. Измененная конструкция нажимной втулки сальника с раздельным выводом охлаждающей воды.

1 — прокладка из свинцовой фольги 6 = 2 мм’, 2 — защитная втулка; 3 — сальниковая набивка; 4 — фонарное кольцо.

релке, считая сверху). Это даст возможность уловить малейшее возмущение регулируемого параметра и существенно облегчит обслуживание колонны.

Контроль за уровнями сухого фенола, фенольной воды и влаж­ ного фенола в емкостях Е-3, Е-4 и Е-6 должен осуществляться по проекту при помощи цилиндрических уровнемеров типа РУЦ-2000. Эти уровнемеры оказались ненадежными, часто вы­ ходят из строя и не поддаются настройке в период эксплуатации. По этой причине на большинстве установок до 1958 г. замер уров­ ней в емкостях осуществлялся вручную при помощи шеста с нане­ сенными на нем делениями, который опускался в емкость через

55

потоков сырья и циркулирующего экстрактного раствора, пода­ ваемых в экстракционную колонну. Для этой цели в часть трубча­ тых холодильников Т-3 и Т-1, поверхность которых значительно увеличена по сравнению с установками Гипронефтезавода, по­ дается вода с температурой +2 Ч— 1-8° С (в два из шести холо­ дильников Т-3 и в холодильники Т-1). Остальные аппараты охла­ ждаются оборотной водой с температурой 20—25° С. Для охла­ ждения воды до такой температуры предусмотрена специальная пароэжекторная холодильная машина типа 5-Э1 завода «Компрес­ сор». В отличие от установок Гипронефтезавода технологическая обвязка холодильников Т-1 и Т-3 довольно проста и автоматиче­ ское регулирование температуры потоков на выходе из них произ­ водится при помощи клапанов, установленных на линиях входа охлажденной воды в эти аппараты. Поскольку температура экстракции на установках «глубокой» очистки фракции 300— 400° С ниже температуры плавления сухого фенола (+40,97° С) и не исключена возможность застывания его при подаче в экстрак­ ционную колонну, предусмотрено использование фенола, содер­ жащего до 10% воды.

Схема пароводяной эжекторной машины для охлаждения воды представлена на рис. 12. Она включает в себя трехсекционный испаритель, снабженный тремя главными эжекторами, главный конденсатор, вспомогательные конденсаторы, эжекторы I и II ступени, внутреннюю арматуру и трубопроводы.

Холодопроизводительность машины можно регулировать коли­ чеством включенных главных эжекторов, каждый из которых обеспечивает Уз номинальной холодопроизводительности.

Охлаждение воды производится путем частичного испарения ее под вакуумом. Нагретая до температуры 24—28° С в тепло­ обменниках Т-1 и Т-3 вода поступает к входному коллектору испарителя. Туда же через регулирующую задвижку, расположен­ ную в спецальной камере, подается оборотная вода для пополне­ ния потерь. Вода поступает в сливную трубу, имеющую в нижней части 935 отверстий, через которые струями сливается на дно испарителя, образуя большую поверхность испарения.

Часть воды испаряется, отнимая тепло от основного количе­ ства воды, циркулирующей через испаритель. Охлажденная вода сливается в коллектор, откуда центробежным насосом подается

испарителя, где поддерживается вакуум, и направляет их в глав­ ный конденсатор, где также поддерживается вакуум. Паровые эжекторы I и II ступени с дополнительными конденсаторами отса­ сывают водяные пары и воздух, попадающий в машину с охла­ ждающей водой и через неплотности соединений. При попадании воздуха увеличивается давление конденсации, работа машины

57

Рис. 12. Приыципиальная схема « пароводяной эжек- I торной холодиль- ' ной машины типа 5Э1 завода «Ком­

прессор».

1 — испаритель; 2 —

коллектор входа воды в испаритель; 3—кол­

лектор выхода охла­ жденной воды к цир­ куляционному на­ сосу; 4 — главные эжекторы; 5 — глав­

ный конденсатор; 6 — 7 — вспомога­

тельные конденса­ торы; 8—9 — паровые

эжекторы I и II сту­ пени; ю — эжектор; 11 — гидравлик;

12 — уравновешиваю­

щий клапан.

~ Вода наохлаждениеиз Т-1иТ-3

ухудшается и холодопроизводительность ее снижается. Надежное уплотнение всех соединений вакуумной части является одним из наиболее важных элементов, обеспечивающих нормальную работу холодильной машины.

Конденсат из конденсатора I ступени перетекает через гидра­ влик в главный конденсатор, откуда выводится при помощи эжектора в конденсатопровод. По трубкам главного конденсатора циркулирует оборотная вода.

Температура воды, подаваемой в трубки главного конденсатора, имеет важное значение для нормальной работы машины, так как от нее зависит температура и давление конденсации. Чем выше температура охлаждающей воды, тем выше давление конденсации и тем больше расход рабочего пара на эжектор. Экономичная работа машины рассчитана на то, что температура воды, возвра­ щаемой из холодильников Т-1 и Т-3, не превышает 24° G. В этом случае работает только внутренний венец главных эжекторов, со­ стоящий из 5 сопел. Если температура воды выше 24° С, откры­ тием вентиля в паровой коробке эжектора дополнительно вклю­ чается наружный венец из 4 сопел.

Воздух и несконденсировавшиеся водяные пары из главного конденсатора отсасываются эжектором I ступени и нагнетаются в конденсатор I ступени. В этом конденсаторе рабочий пар, под­ веденный к эжектору, конденсируется, а воздух отсасывается эжектором II ступени и нагнетается конденсатором II ступени, где конденсируется рабочий пар, подведенный к эжектору, воз­ дух же выпускается в атмосферу. Конденсат из конденсатора I ступени перетекает в главный конденсатор по трубе, имеющей U-образную форму. Эта труба служит водяным затвором, препят­ ствующим поступлению пара из конденсатора I ступени в глав­ ный конденсатор и присоединяется к нему через уравновешиваю­ щий клапан. Клапаном и разностью уровней конденсата в коленах трубки уравновешивается разность давлений в конденсаторах

(главном и I ступени).

Регулирование холодопроизводительности машины осущест­ вляется подачей рабочего пара на главные эжекторы.

Специфичность очистки легкого сырья и необходимость приме­ нения повышенной кратности фенола (3,5 : 1) потребовали увели­ чения мощности регенерационного отделения. Число тарелок в ректификационной колонне рафинатного раствора К-2 доведено до 18, что при налаженной работе клапана регулятора температуры верха колонны обеспечивает надежное отделение легких масля­ ных фракций от фенола. На установках Гипронефтезавода при очистке дистиллятного сырья, содержащего фракции до 350° С, разделение осуществляется значительно хуже и происходит обмасливание фенола. Колонна К-2 установлена отдельно от отпарной колонны рафината К-3 и работает под избыточным давлением до 1,7 ати. Такое давление в колонне поддерживается для обеспе­

59