переработка нефти-1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 3.26. Типовой горизонтальный электродегидратор типа ЭГ:

1—штуцердлявводасырья;2—нижнийраспределительсырья;3—нижнийэлектрод;4—верхний электрод; 5 — верхний сборник обессоленной нефти; 6 — штуцер вывода обессоленной нефти; 7 — штуцер проходного изолятора; 8 — подвесной изолятор; 9 — дренажный коллектор; 10 — штуцер вывода соленой воды

454

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 3.27. Тангенциальный смеситель:

1 — коллектор для ввода воды; 2 — смесительная камера; 3 и 5 — конфузоры; 4 — трубопровод

455

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3.5. Вакуумсоздающие системы и оборудование

3.5.1. Общие положения

На установках АВТ для создания вакуума в колонных аппаратах используются пароэжекторныевакуум-насосы различных модификаций. Термин «вакуум-насосы» сохранился чисто исторически, речь идет не о насосах, а о компрессорах определенного назначения. Пароэжекторные насосы широко внедрены во многих областях техники. Основной причиной столь широкого применения пароэжекторных вакуумныхнасосов является сравнительная простота их конструкции и эксплуатации, связанная с отсутствием движущихся частей, долговечностью, небольшой стоимостью и простотой ремонта. Недостатком пароэжекторных вакуум-насосов, по сравнению с механическими насосами, являетсянизкийкоэффициентполезногодействия,связанныйсбольшим расходом пара.

Впрактике фракционирования вакуумной перегонки остатков наметиласьтенденциякиспользованиювместотрадиционныхпароэжекторных вакуумных систем гидроциркуляционных. Последние более сложные, что обусловлено включением в их схему системы транзита парогазового потока из контура циркуляции рабочего тела. Однако усложнение вакуумсоздающей системы и увеличение в связи с этим капитальных затрат оправдано явными преимуществами ее эксплуатации.

Вкачестве рабочего тела гидроциркуляционных вакуумных систем используется дизельное топливо, получаемое на самой установке. Отказ от использования в качестве рабочего тела водяного пара приводит к уменьшению сброса химически загрязненных вод. Другое важное преимущество гидроциркуляционных вакуумных систем обусловлено разницей тарифов на водяной пар и электроэнергию.

3.5.2.Конструктивные и технологические особенности пароэжекторных вакуум-насосов установок АВТ

УстановкиАВТнефтеперерабатывающихзаводовоборудуютсяпароэжекторными вакуум-насосами. Схема простейшего одноступенчатого пароэжекторного вакуум-насоса, состоящего только из пароструйного эжектора, который создает незначительное разрежение, представлена на рис. 3.28. Для создания более глубокого вакуума применяются несколько последовательно включенных пароэжекторов.

Многоступенчатые пароэжекторные вакуум-насосы снабжаются промежуточными холодильниками (конденсаторами), в которых рабо-

456

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

страняются требования, изложенные ниже.

Основныепараметрыпароэжекторныхвакуум-насосовдолжны

457

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 3.29. Вакуум-насосы пароэжекторные трехступенчатые с конденсаторами смешения (а) и с поверхностными конденсаторами (б)

Вакуум-насосы в зависимости от свойств отсасываемой среды изготавливаются в вариантах, различающихся по коррозионной стойкости материала (обозначения приведены в табл.3.10) и по типу конденсаторов (обозначения приведены в табл. 3.11).

Таблица 3.10 — Обозначения вакуум-насосов по коррозионной

стойкости материала

458

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Таблица 3.11 — Обозначениявакуум-насосовпотипуконденсатора

Примеробозначенияпароэжекторноговакуум-насосасповерхност- ными конденсаторами из углеродистой стали с отдельными деталями из нержавеющей стали, с количеством отсасываемой смеси 400 кг/ч, абсолютным давлением у входа 40 мм рт. ст., абсолютным давлением рабочего пара 1,0 МПа (10 кг/см2) и содержанием конденсирующихся

паров 20%:

400×40

Вакуум-насос ПСН 10 – 20 .

3.5.3.Требования, предъявляемые к вакуумсоздающим системам и основные тенденции конструктивного оформления вакуум-насосов

КматериаламвакуумсоздающейсистемынаустановкахАВТпредъявляют следующие требования:

—малое газовыделение;

—химическая стойкость;

—стабильность физических и технологических характеристик;

—надежность;

—малое гидравлическое сопротивление;

—герметичность;

—износостойкость.

Вкачестве конструкционных материалов промышленных вакуумных установок применяют низкоуглеродистую сталь, легированную сталь, легированный чугун, медь и алюминий.

Детали должны быть изготовлены из прокатной, вальцованной стали, т.к. отливки могут иметь дефекты в виде пор и других несплошностей. Широко применяют легированную сталь, т.к. она устойчива к окислению и коррозии, и при нагреве металла в вакууме не происходит газовыделение.

Коррозиянавакуумныхустановкахвызываетсяагрессивнымиагентами:нафтеновымикислотами,фенолами,сероводородом,меркаптанами, кислородом при высоких температурах; при низких температурах она гораздо слабее. Коррозия нафтеновыми кислотами зависит от кислотности,концентрацииитемпературы;онаначинаетсяпри225…250°С,

459

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

усиливается при 300°С и снова уменьшается при температуре выше 320°С. Наиболее опасны нафтеновые кислоты керосиновой и газойлевой фракции. В жидкой фазе коррозия усиливается, т.к. нафтенаты железа, образующиеся на поверхности металла, растворимы в нефтяных фракциях,инеобразуютзащитнойпленки.Впаровойфазенафтеновые кислоты образуют защитную пленку нафтената железа, удерживаемую на поверхности металла.

Нафтеновые кислоты вызывают общую и точечную коррозию печных труб и двойников и секции испарения вакуумной колонны.

При330…420°Ссероводородимеркаптанынепосредственновзаимодействуютсжелезом,образуятонкуюпленкусульфида,котораяоднако необеспечиваетэффективнойзащиты,таккаклегкоотслаиваетсяиз-за большого различия физических свойств пленки и основного металла.

Пропуски газа могут возникнуть в аппаратах из-за коррозии в соединениях трубопроводов. Поэтому во время ремонта установок необходимо проверить качество уплотнительных материалов, которые изготавливаютсяизпаронитаиизметаллов.Вкачествепрокладокприменяются эластомерные материалы, такие как каучук или более дорогой материал «Viton» в случаях, когда требуется обеспечить низкий уровень газовыделения при нагреве от100°С до 200°С ( газовыделение из материалов трубопроводов и уплотнений вакуумсодержащей системы начинается при давлениях порядка 10…4ммрт.ст. и ниже).

Сернистыесоединениявызываюткоррозиюрадиантныхтруб,трансферной линии, секции однократного испарения тарелок колонны, паровых эжекторов и др.

Гальваническая коррозия происходит в конденсаторах паровых эжекторов, интенсивная атмосферная — в паровых эжекторах. Пар из сопла эжектора может достигать сверхзвуковых скоростей. Если неконденсирующиеся газы и пары агрессивны, то удар струи в горловине эжектора резко усиливает коррозию и эрозию.

Абразивное действие капелек влаги, взвесей, содержащихся в паре, усиливает коррозию. Даже совершенно сухой пар, расширяясь, охлаждается и становится насыщенным.

Особенноинтенсивнакоррозиявнутреннейповерхностигорловины, где размеры очень важны. Прибавка на коррозии, принятая в расчетах, изменяется в зависимости от условий. Интенсивно коррозирует также колено, соединяющее эжектор с барометрическим конденсатором. В зоне однократного испарения и внизу вакуумная колонна защищена монолитной облицовкой из нержавеющей стали марок08Х17Н13М2Т или 12Х18Н9. Из этого же металла выполнены и тарелки колонны.

460

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Шлемовая линия — толстостенная труба из углеродистой стали. Кожухотрубчатый пучок конденсатора головного погона — углеродистая сталь.

Условия работы эжекторов по жесткости не уступают ускоренным коррозионным испытаниям.

Паровые сопла изготавливают из нержавеющей стали, но лучше из монеля.Горловину,котораякорродируетсильнее,изготавливаютизинконеля, монеля или нержавеющей стали, всасывающие камеры — из чугуна. Колено, соединяющее последнюю ступень эжектора с конденсатором, наиболее, подвержено износу, его выполняют из инконеля.

3.5.4.Некоторые аспекты эксплуатации и совершенствования вакуумсоздающих систем

При эксплуатации системы создания вакуума с помощью барометрических конденсаторов смешения на действующих установках АВТ с уходящей водой теряется до 0,80…0,98% на перерабатываемую нефть дизельнойигазойлевойфракции.Неконденсирующиесягазыразложения,втомчислеисероводород,выбрасываютсяватмосферу.Частичное растворениесероводородавводе,подаваемойнаконденсацию,вызывает усиленную коррозию труб (от конденсаторов смешения до барометрического колодца, коллектора и линий подачи воды в конденсаторы)

итребует создания на НПЗ изолированной третьей барометрической системы оборотного водоснабжения. Замена конденсаторов смешения конденсаторами поверхностного типа позволяет исключить большие потери нефтепродукта, загрязнение сточных вод и воздушного бассейна, поэтому осуществляемый в настоящее время на некоторых заводах переходнановуюсистемусозданиявакууманаатмосферно-вакуумных

ивакуумных установках заключается в полной замене конденсаторов смешения поверхностными конденсаторами кожухотрубчатого типа.

Сцелью обеспечения современных технологических, экологических требований к процессу вакуумной перегонки были созданы гидроэжекторные системы, применение которых позволяет сократить потребление водяного пара и объемы сточной воды на установке АВТ до минимума.

Особенностью таких систем является их оснащение жидкостногазоструйным аппаратом, в качестве рабочего тела которого выступает одна из фракций, получаемых на той же установке АВТ. Теоретические исследования и разработки наиболее системно выполнены фирмами «Техновакуум» и «Технотон», предлагающие оригинальные технологические схемы таких вакуумсоздающих систем.

461

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

На рис. 3.30 представлена принципиальная схема гидроэжекторной вакуумной системы, разработанной фирмой «Техновакуум».

Газы разложения мазута и пары углеводородов, воды из вакуумной колонны К-5поступаютвкаче-

Рис. 3.30. Схема создания вакуума вакуумсоздающей системы стве пассивного тела

фирмы «Техновакуум» в вакуумсоздающее

устройствоВ-1, куда из сепаратораС-1насосомН-1через холодильник Т-1нагнетается рабочая жидкость (фракция дизельного топлива из ат- мосфернойколонныК-2).Врезультатеконтактаактивногоипассивного тел происходит конденсация паров, сжатие газов разложения до задан- ногодавления10…20ммрт.ст.ГазожидкостнаясмесьизВ-1разделяется

всепараторе С-1, избыток рабочего тела отводится из системы, а рабочаяжидкостьдополнительнообновляетсясвежейдизельнойфракцией. Таким образом, создается замкнутый контур рабочего тела, полностью исключаются использование водяного пара и в максимальной степени снижается объем загрязненных промышленных стоков.

Вакуумсоздаюшая система, разработанная фирмой «Технотон», принципиально отличается от приведенной выше, и это связано с применениемдвухступенчатойилитрехступенчатойгидроэжекторнойсистемы,вкоторойиспользуютсяпринципывихревогоэжектированияпарогазовых систем рабочей жидкостью. Принципиальная схема такой гидроэжекторной системы дана на рисунке 3.31.

Газы разложения мазута, пара углеводородов, воды из вакуумной колонны К-5 поступают в струйный или вихревой эжектор В-1 и далее во вихревой эжектор В-2. Рабочим телом этих эжекторов является дизельная фракция (или вакуумный газойль), откачиваемая из сепаратора С-1 насосом Н-1 через фильтры Ф-1, Ф-2 в оба эжектора одновременно. Поток рабочей жидкости после эжектора В-2 подается

вциклонный газоотделитель Ц-1 и далее охлаждается в Т-1 и возвращается в сепаратор С-1. Потоки газов, выводимые из Ц-1, также подаются в сепаратор С-1 для отделения растворенных газов и далее отводятся в печь для дожига. Как и в предыдущем случае, осущест-

462

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

вляется вывод избытка рабочей жидкости и подача свежей дизельной фракции(иливакуумногогазойля).Втабл.3.12приведенысравнительные характеристики двух вакуумсоздающих систем – пароэжекторной и гидроэжекторной.

Сопоставлениеэксплуатационныхпараметровпоказываетбезусловные преимущества гидроэжекторной системы, которые заключаются всниженииостаточногодавлениянаверхуколонныдо15…30мм.рт.ст., увеличении выхода вакуумного газойля в 1,5 раза, сокращении потребления водяного пара до минимума, снижении объемов и загрязненности сточных вод. Вместе с тем гидроэжекторные системы отличаются от пароэжекторных намного большим потреблением электроэнергии и необходимостью использования высоконапорных насосов.

Рис. 3.31. Принципиальная схема двухступенчатой гидроэжекторной системы «Технотон»

463