МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ
Державна освітня установа
вищої професійної освіти
уфимський державний нафтовий
технічний університет
Кафедра технологій нафти і газу
Вакуумна перегонка мазуту. Технологічна схема типової установки АВТ, одержувані продукти та їх застосування.
Підготовка вуглеводневих газів до переробки.
/ Реферат /
Зміст
\ T "Заголовок 3; 1" 1. Введення. 3
2. Типи промислових установок. 4
3. Блок атмосферної перегонки нафти установки ЕЛОУ - АВТ - 6. 6
4. Блок вакуумної перегонки мазуту установки ЕЛОУ - АВТ - 6. 10
5. Блок стабілізації і вторинної перегонки бензину установки ЕЛОУ - АВТ - 6 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
6. Особливості технології вакуумної перегонки мазуту по масляного варіанту 16
7. Вакуумна (глибоковакуумна) перегонка мазуту в насадок колонах. 17
8. Перекрестноточние посадочні колони для чіткого фракціонування мазуту з отриманням масляних дистилятів. 22
9. Конденсаційно-вакуумсоздающіе системи вакуумних колон. 25
10. Фракціонування вуглеводневих газів нафтопереробки. 28
11. Висновок. 35
Список використаних джерел. 36
Введення
Особливо велике сучасне економічне значення нафти і газу. Нафта і газ - унікальні і виключно корисні копалини. Продукти їх переробки застосовують практично у всіх галузях промисловості, на всіх видах транспорту, у військовому та цивільному будівництві, сільському господарстві, енергетиці, в побуті і т.д. За останні кілька десятиліть з нафти і газу стали виробляти у великих кількостях різноманітні хімічні матеріали, такі, як пластмаси, синтетичні волокна, каучуки, лаки, фарби, миючі засоби, мінеральні добрива і багато іншого. Не даремно називають нафту «парних золотом», а XX століття - століттям нафти і газу. Нафта і газ визначають не тільки економіку і технічний потенціал, але часто і політику держави.
Залежно від напрямку використання фракцій установки перегонки нафти прийнято іменувати паливними, масляними або паливно-масляними і відповідно до цього - варіанти переробки нафти.
На установках AT здійснюють неглибоку перегонку нафти з отриманням паливних (бензинових, гасових, дизельних) фракції і мазуту. Установки ВТ призначені для перегонки мазуту. Отримувані на них газойлеві. масляні фракції і гудрон використовують як сировину процесів подальшої (вторинної) переробки їх з отриманням палив, мастил, коксу, бітумів та інших нафтопродуктів.
Сучасні процеси перегонки нафти є комбінованими з процесами зневоднення та знесолення, вторинної перегонки і стабілізації бензинової фракції: ЕЛОУ - AT, ЕЛОУ-АВТ, ЕЛОУ-АВТ-вторинна перегонка і т.д.
Діапазон потужностей вітчизняних установок перегонки нафти широкий - від 0,5 до 8 млн. т. нафти на рік. До 1950 р. максимальна потужність найбільш поширених установок AT і АВТ становила 500-600 тис.т / рік. У 1950-60-х рр.. проектувалися і будувалися установки потужністю 1, 1,5, 2 і 3 млн. т / рік нафти. У 1967 р. ввели в експлуатацію високопродуктивну установку АВТ потужністю 6 млн. т / рік. Переваги установок великої одиничної потужності очевидні: висока продуктивність праці і низькі капітальні і експлуатаційні витрати порівняно з установками малої продуктивності.
Ще більш істотні економічні переваги досягаються при комбінуванні AT і АВТ (або ЕЛОУ - AT і ЕЛОУ-АВТ) з іншими технологічними процесами, такими, як газо-фракціонування, гидроочистка паливних і газойльових фракцій, каталітичний риформінг, каталітичний крекінг, очищення масляних фракцій і т . д.
Треба відзначити, що старі установки малої потужності піддалися модернізації із збільшенням їх потужності в 2 - 2,5 рази і більше у порівнянні з проектною.
Оскільки в експлуатації перебувають AT і АВТ довоєнного і наступних поколінь, вітчизняні установки перегонки нафти характеризуються великою різноманітністю схем перегонки, широким асортиментом одержуваних фракцій. Навіть при однаковій продуктивності ретіфікаціоние колони мають різні розміри, неоднакове число і різні типи тарілок; по різному вирішені схеми теплообміну, холодного, гарячого, та циркуляційного зрошення а також вакуумсоздающей системи. У зв'язку з цим нижче будуть представлені лише принципові технологічні схеми окремих блоків (секцій), що входять до складу високопродуктивних сучасних типових установок перегонки нафти.
Перегонку стабілізованих нафт постійного складу з невеликою кількістю розчинених газів (до 1,2% з С 4 включно), відносно невисоким вмістом бензину (12-15%) і виходом фракцій до 350 ° С не більше 45% енергетично найбільш вигідно здійснювати на установках ( блоках) AT за схемою з одноразовим випаром, тобто з однієї складної ректифікаційної колоною з бічними отпарнимі секціями. Установки такого типу широко застосовуються на закордонних НПЗ. Вони прості й компактні, завдяки здійсненню спільного випаровування легких і важких фракцій вимагають мінімальної температури нагріву нафти для забезпечення заданої частки відгону, характеризуються низькими енергетичними витратами і металомісткістю. Основний їх недолік ─ менша технологічна гнучкість і знижений (на 2,5 -3,0%) відбір світлих, в порівнянні з двоколонний схемою, вимагають більш якісної підготовки нафти.
Для перегонки легких нафт з високим вмістом розчинних газів (1,5 - 2,2%) і бензинових фракцій (до 20 - 30%) і фракцій до 350 ° С (50-60%) доцільно застосовувати атмосферну перегонку дворазового випаровування, тобто установки з попередньої отбензінівающей колоною і складної ректифікаційної колоною з бічними отпарнимі секціями для поділу частково отбензіненной нафти на паливні фракції і мазут. Двохколонним установки атмосферної перегонки нафти отримали у вітчизняній нафтопереробці найбільшого поширення. Вони мають достатньої технологічної гнучкістю, універсальністю і здатністю переробляти нафти різного фракційного складу, так як перша колона, в якій відбирається 50 - 60% бензину від потенціалу, виконує функції стабілізатора, згладжує коливання в фракційному складі нафти і забезпечує стабільну роботу основної ректифікаційної колони. Застосування отбензінівающей колони дозволяє також знизити тиск на сировинному насосі, уберегти частково складну колону від корозії, розвантажити піч від легких фракцій, тим самим дещо зменшити необхідну теплову її потужність.
Недоліками двоколонний AT є більш висока температура нагріву отбензіненной нафти, необхідність підтримки температури низу першої колони гарячим струменем, на що потрібні витрати додаткової енергії. Крім того, установка обладнана додатковою апаратурою: колоною, насосами, конденсаторами-холодильниками і т.д.
Блок атмосферної перегонки нафти високопродуктивної, найбільш поширеною в нашій країні установки ЕЛОУ - АВТ - 6 функціонує за схемою дворазового випаровування та дворазовою ректифікації. Це показано на малюнку 1.
Зневоднена і обезсолена на ЕЛОУ нафту додатково підігрівається в теплообмінниках і надходить на розділення в колону часткового отбензініванія 1. Йшли з верху цієї колони вуглеводневий газ і легкий бензин конденсуються і охолоджуються в апаратах повітряного й водяного охолодження і надходять в ємність зрошення. Частина конденсату повертається наверх колони 1 як гострого зрошення. Отбензіненная нафту з низу колони 1 подається в трубчасту піч 4, де нагрівається до необхідної температури і надходить у атмосферну колону 2. Частина отбензіненной нафти з печі 4 повертається в низ колони 1 як гарячого струменя. З верху колони 2 відбирається важкий бензин, а збоку через отпарние колони 3 виводяться паливні фракції 180-220 (230), 220 (230) -280 і 280-350 ° С. Атмосферна колона, крім гострого зрошення, має 2 циркуляційних зрошення, якими відводиться тепло нижче тарілок відбору фракцій 180-220 і 220-280 ° С. У нижні частини атмосферної і отпарних колон подається перегрітий водяний пар для відпарки легко киплячих фракцій. З низу атмосферної колони виводиться мазут, який направляється на блок вакуумної перегонки. Нижче наведені матеріальний баланс, технологічний режим і характеристика ректифікаційних колон блоку атмосферної перегонки нафти (типу Самотлорському) [1].
Матеріальний баланс блоку AT
280-350 ° С-10,5
Мазут - 52,0
Технологічний режим роботи блоку AT
Колона часткового отбензініванія нафти
Температура, ° С
харчування - 205
верху - 155
низу - 240
в ємності зрошення - 70
Тиск, МПа - 0,5
Кратність гострого зрошення, кг / кг - 0,6:1
Атмосферна колона
Температура, ° С
харчування - 365
верху - 146
виведення фракцій: 180-220 ° С - 196
220-280 ° С - 246
280-350 ° С -312
низу - 342
Тиск, МПа - 0,25
Кратність гострого зрошення, кг / кг 1,4:1
Характеристика ректифікаційних колон
Діаметр, м Число тарілок [2]
Колона часткового 24 травня
отбензініванія нафти, в т.ч.
концентраційна частина 12
відгінна частина 10
Атмосферна колона
верхня частина 15 травня
середня частина липень 1923
нижня частина 5 липня
Отгонноє колони 2 по 10
Практикою експлуатації промислових установок AT і АВТ були виявлені такі недоліки схеми 1:
- Не забезпечуються проектні показники по температурі підігріву нафти на вході в К-1, тим самим і з відбору легкого бензину в ній;
- Спосіб регулювання температури низу К-1 за допомогою гарячої струменя через піч вимагає підвищених енерговитрат на циркуляцію отбензіненной нафти.
Для інтенсифікації роботи К-1 на ряді НПЗ були переобвязани теплообмінники по сировині і теплоносія з метою підвищення температури підігріву нафти на вході в К-1. На одному НПЗ [3] впроваджена енергозберігаюча технологія отбензініванія нафти яка відрізняється від схеми 1 тим, що частина надходить в К-1 вихідної знесоленої нафти нагрівається в конвекційної камері печі (атмосферної або вакуумної) до 180 ° С (замість 205 ° С) і подається другий потоком в секцію харчування, а в низ К-1 в якості випаровує агента подається водяна пара (≈ 0,7% мас.).
Про чіткості поділу мазуту зазвичай судять за фракційним складом і кольором вакуумного газойлю. Останній показник побічно характеризує зміст смолисто-асфальтенових речовин, тобто коксованість і вміст металів. Метали, особливо нікель і ванадій, роблять негативний вплив на активність, селективність і термін служби каталізаторів процесів гідрооблагороджування і каталітичної переробки газойлів. Тому при експлуатації промислових установок ВТ виключно важливо зменшити винесення рідини (гудрону) у концентраційну секцію вакуумної колони у вигляді бризок, піни, туману і т.д. У зв'язку з цим вакуумні колони по паливному варіанту мають при невеликому числі тарілок (або невисокому шарі насадки) розвинену живильне секцію: відбійники з сіток і промивні тарілки, де організується рециркуляція затемненого продукту. Для запобігання попаданню металоорганічних сполук у вакуумний газойль іноді вводять в сировині в невеликих кількостях антипінні присадку типу силоксан.
У процесах вакуумної перегонки, крім проблеми віднесення рідини посилена увага приділяється забезпеченню сприятливих умов для максимального відбору цільового продукту без помітного його розкладання. Багаторічним досвідом експлуатації промислових установок ВТ встановлено, що нагрівання мазуту в печі вище 420-425 ° С викликає інтенсивне утворення газів розкладання, закоксовиваніє і прогар труб печі, осмоленню вакуумного газойлю. При цьому, чим важче нафту, тим більш інтенсивно йде газоутворення і термодеструкція високомолекулярних сполук сировини. Внаслідок цього при нагріванні мазуту до максимально допустимої температури зменшують час його перебування у печі, влаштовуючи багатопотокові змійовики (до чотирьох), застосовують печі двостороннього опромінення, в змійовик печі подають водяну пару і зменшують довжину трансферного трубопроводу (між піччю і вакуумної колоною). Для зниження температури низу колони організують рецикл (квенчінг) частково охолодженого гудрону. З метою зниження тиску на ділянці випаровування печі кінцеві змійовики виконують із труб більшого діаметра і зменшують перепад висоти між введенням мазуту в колону і виходом його з печі. У вакуумній колоні застосовують обмежену кількість тарілок з низьким гідравлічним опором або насадку; використовують вакуумсоздающіе системи, що забезпечують досить глибокий вакуум. Кількість тарілок у отгонной секції також повинно бути обмежено, щоб забезпечити малий час перебування нагрітого гудрону. З цією метою одночасно зменшують діаметр куба колон.
У процесах вакуумної перегонки мазуту по паливному варіанту переважно використовують схему одноразового випаровування, застосовуючи одну складну ректифікаційної колони з висновком фракцій дистилятів через отпарние колони або без них. При використанні отпарних колон по висоті основний вакуумної колони організують кілька циркуляційних зрошень.
Принципова схема блоку вакуумної перегонки мазуту установки ЕЛОУ-АВТ-6 наведена на малюнку 2.
Мазут, що відбирається з низу атмосферної колони блоку AT (див. рис.1), прокачується паралельними потоками через піч 2 в вакуумну колону 1. Суміш нафтових і водяних парів, гази розкладу (і повітря, засмоктуваний через нещільність) з верху вакуумної колони надходять в вакуумсоздающую систему. Після кін і охолодження в конденсаторі-холодильнику вона поділяється в газосепаратори на газову і рідку фази. Гази відсмоктуються триступінчатим пароежекторним вакуумним насосом, а конденсати надходять на відстійник для відділення нафтопродукту від водного конденсату. Верхнім бічним погоном вакуумної колони відбирають фракцію легкого вакуумного газойлю (соляр). Частина його після охолодження в теплообмінниках повертається наверх колони в якості верхнього циркуляційного зрошення.
Другим бічним погоном відбирають широку газойлевой (масляну) фракцію. Частина її після охолодження використовується як середнє циркуляційний зрошення вакуумної колони. Балансове кількість цільового продукту вакуумного газойлю після теплообмінників і холодильників виводиться з установки і спрямовується на подальшу переробку.
З нижньої тарілки концентраційної частини колони виводитися затемнена фракція, частина якої використовується як нижня циркуляційний зрошення, частина - може виводитися з установки або використовуватися як рецикл разом із завантаженням вакуумної печі.
З низу вакуумної колони відбирається гудрон і після охолодження в теплообміннику повертається в низ колони в якості квенчінга. У низ вакуумної колони і змійовик печі подається водяна пара. МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ
Державна освітня установа
вищої професійної освіти
уфимський державний нафтовий
технічний університет
Кафедра технологій нафти і газу
Вакуумна перегонка мазуту. Технологічна схема типової установки АВТ, одержувані продукти та їх застосування.
Підготовка вуглеводневих газів до переробки.
/ Реферат /
Виконав: ст.гр. ЕА4з-06-01
В.А. Геч
зач. кн. № 062685Перевірив: викладач
А.Т. Гільмутдінов
Уфа - 2007Зміст
\ T "Заголовок 3; 1" 1. Введення. 3
2. Типи промислових установок. 4
3. Блок атмосферної перегонки нафти установки ЕЛОУ - АВТ - 6. 6
4. Блок вакуумної перегонки мазуту установки ЕЛОУ - АВТ - 6. 10
5. Блок стабілізації і вторинної перегонки бензину установки ЕЛОУ - АВТ - 6 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
6. Особливості технології вакуумної перегонки мазуту по масляного варіанту 16
7. Вакуумна (глибоковакуумна) перегонка мазуту в насадок колонах. 17
8. Перекрестноточние посадочні колони для чіткого фракціонування мазуту з отриманням масляних дистилятів. 22
9. Конденсаційно-вакуумсоздающіе системи вакуумних колон. 25
10. Фракціонування вуглеводневих газів нафтопереробки. 28
11. Висновок. 35
Список використаних джерел. 36
Введення
Особливо велике сучасне економічне значення нафти і газу. Нафта і газ - унікальні і виключно корисні копалини. Продукти їх переробки застосовують практично у всіх галузях промисловості, на всіх видах транспорту, у військовому та цивільному будівництві, сільському господарстві, енергетиці, в побуті і т.д. За останні кілька десятиліть з нафти і газу стали виробляти у великих кількостях різноманітні хімічні матеріали, такі, як пластмаси, синтетичні волокна, каучуки, лаки, фарби, миючі засоби, мінеральні добрива і багато іншого. Не даремно називають нафту «парних золотом», а XX століття - століттям нафти і газу. Нафта і газ визначають не тільки економіку і технічний потенціал, але часто і політику держави.
1. Типи промислових установок
Процеси перегонки нафти здійснюють на так званих атмосферних трубчастих (AT) та вакуумних трубчастих (ОТ) або атмосферно-вакуумних трубчастих (АВТ) установках.Залежно від напрямку використання фракцій установки перегонки нафти прийнято іменувати паливними, масляними або паливно-масляними і відповідно до цього - варіанти переробки нафти.
На установках AT здійснюють неглибоку перегонку нафти з отриманням паливних (бензинових, гасових, дизельних) фракції і мазуту. Установки ВТ призначені для перегонки мазуту. Отримувані на них газойлеві. масляні фракції і гудрон використовують як сировину процесів подальшої (вторинної) переробки їх з отриманням палив, мастил, коксу, бітумів та інших нафтопродуктів.
Сучасні процеси перегонки нафти є комбінованими з процесами зневоднення та знесолення, вторинної перегонки і стабілізації бензинової фракції: ЕЛОУ - AT, ЕЛОУ-АВТ, ЕЛОУ-АВТ-вторинна перегонка і т.д.
Діапазон потужностей вітчизняних установок перегонки нафти широкий - від 0,5 до 8 млн. т. нафти на рік. До 1950 р. максимальна потужність найбільш поширених установок AT і АВТ становила 500-600 тис.т / рік. У 1950-60-х рр.. проектувалися і будувалися установки потужністю 1, 1,5, 2 і 3 млн. т / рік нафти. У 1967 р. ввели в експлуатацію високопродуктивну установку АВТ потужністю 6 млн. т / рік. Переваги установок великої одиничної потужності очевидні: висока продуктивність праці і низькі капітальні і експлуатаційні витрати порівняно з установками малої продуктивності.
Ще більш істотні економічні переваги досягаються при комбінуванні AT і АВТ (або ЕЛОУ - AT і ЕЛОУ-АВТ) з іншими технологічними процесами, такими, як газо-фракціонування, гидроочистка паливних і газойльових фракцій, каталітичний риформінг, каталітичний крекінг, очищення масляних фракцій і т . д.
Треба відзначити, що старі установки малої потужності піддалися модернізації із збільшенням їх потужності в 2 - 2,5 рази і більше у порівнянні з проектною.
Оскільки в експлуатації перебувають AT і АВТ довоєнного і наступних поколінь, вітчизняні установки перегонки нафти характеризуються великою різноманітністю схем перегонки, широким асортиментом одержуваних фракцій. Навіть при однаковій продуктивності ретіфікаціоние колони мають різні розміри, неоднакове число і різні типи тарілок; по різному вирішені схеми теплообміну, холодного, гарячого, та циркуляційного зрошення а також вакуумсоздающей системи. У зв'язку з цим нижче будуть представлені лише принципові технологічні схеми окремих блоків (секцій), що входять до складу високопродуктивних сучасних типових установок перегонки нафти.
2. Блок атмосферної перегонки нафти установки ЕЛОУ - АВТ - 6
При виборі технологічної схеми та режиму атмосферної перегонки нафти керуються головним чином її фракційним складом і, перш за все, вмістом у ній газів і бензинових фракцій.Перегонку стабілізованих нафт постійного складу з невеликою кількістю розчинених газів (до 1,2% з С 4 включно), відносно невисоким вмістом бензину (12-15%) і виходом фракцій до 350 ° С не більше 45% енергетично найбільш вигідно здійснювати на установках ( блоках) AT за схемою з одноразовим випаром, тобто з однієї складної ректифікаційної колоною з бічними отпарнимі секціями. Установки такого типу широко застосовуються на закордонних НПЗ. Вони прості й компактні, завдяки здійсненню спільного випаровування легких і важких фракцій вимагають мінімальної температури нагріву нафти для забезпечення заданої частки відгону, характеризуються низькими енергетичними витратами і металомісткістю. Основний їх недолік ─ менша технологічна гнучкість і знижений (на 2,5 -3,0%) відбір світлих, в порівнянні з двоколонний схемою, вимагають більш якісної підготовки нафти.
Для перегонки легких нафт з високим вмістом розчинних газів (1,5 - 2,2%) і бензинових фракцій (до 20 - 30%) і фракцій до 350 ° С (50-60%) доцільно застосовувати атмосферну перегонку дворазового випаровування, тобто установки з попередньої отбензінівающей колоною і складної ректифікаційної колоною з бічними отпарнимі секціями для поділу частково отбензіненной нафти на паливні фракції і мазут. Двохколонним установки атмосферної перегонки нафти отримали у вітчизняній нафтопереробці найбільшого поширення. Вони мають достатньої технологічної гнучкістю, універсальністю і здатністю переробляти нафти різного фракційного складу, так як перша колона, в якій відбирається 50 - 60% бензину від потенціалу, виконує функції стабілізатора, згладжує коливання в фракційному складі нафти і забезпечує стабільну роботу основної ректифікаційної колони. Застосування отбензінівающей колони дозволяє також знизити тиск на сировинному насосі, уберегти частково складну колону від корозії, розвантажити піч від легких фракцій, тим самим дещо зменшити необхідну теплову її потужність.
Недоліками двоколонний AT є більш висока температура нагріву отбензіненной нафти, необхідність підтримки температури низу першої колони гарячим струменем, на що потрібні витрати додаткової енергії. Крім того, установка обладнана додатковою апаратурою: колоною, насосами, конденсаторами-холодильниками і т.д.
Блок атмосферної перегонки нафти високопродуктивної, найбільш поширеною в нашій країні установки ЕЛОУ - АВТ - 6 функціонує за схемою дворазового випаровування та дворазовою ректифікації. Це показано на малюнку 1.
Зневоднена і обезсолена на ЕЛОУ нафту додатково підігрівається в теплообмінниках і надходить на розділення в колону часткового отбензініванія 1. Йшли з верху цієї колони вуглеводневий газ і легкий бензин конденсуються і охолоджуються в апаратах повітряного й водяного охолодження і надходять в ємність зрошення. Частина конденсату повертається наверх колони 1 як гострого зрошення. Отбензіненная нафту з низу колони 1 подається в трубчасту піч 4, де нагрівається до необхідної температури і надходить у атмосферну колону 2. Частина отбензіненной нафти з печі 4 повертається в низ колони 1 як гарячого струменя. З верху колони 2 відбирається важкий бензин, а збоку через отпарние колони 3 виводяться паливні фракції 180-220 (230), 220 (230) -280 і 280-350 ° С. Атмосферна колона, крім гострого зрошення, має 2 циркуляційних зрошення, якими відводиться тепло нижче тарілок відбору фракцій 180-220 і 220-280 ° С. У нижні частини атмосферної і отпарних колон подається перегрітий водяний пар для відпарки легко киплячих фракцій. З низу атмосферної колони виводиться мазут, який направляється на блок вакуумної перегонки. Нижче наведені матеріальний баланс, технологічний режим і характеристика ректифікаційних колон блоку атмосферної перегонки нафти (типу Самотлорському) [1].
Матеріальний баланс блоку AT
Надійшло,%
Нафту 100Отримано,% на нафту
Газ і нестабільний бензин (н.к.-180 ° С) - 19,1Фракції: 180-220 ° С - 7,4
220-280 ° С-11, 0280-350 ° С-10,5
Мазут - 52,0
Технологічний режим роботи блоку AT
Колона часткового отбензініванія нафти
Температура, ° С
харчування - 205
верху - 155
низу - 240
в ємності зрошення - 70
Тиск, МПа - 0,5
Кратність гострого зрошення, кг / кг - 0,6:1
Атмосферна колона
Температура, ° С
харчування - 365
верху - 146
виведення фракцій: 180-220 ° С - 196
220-280 ° С - 246
280-350 ° С -312
низу - 342
Тиск, МПа - 0,25
Кратність гострого зрошення, кг / кг 1,4:1
Характеристика ректифікаційних колон
Діаметр, м Число тарілок [2]
Колона часткового 24 травня
отбензініванія нафти, в т.ч.
концентраційна частина 12
відгінна частина 10
Атмосферна колона
верхня частина 15 травня
середня частина липень 1923
нижня частина 5 липня
Отгонноє колони 2 по 10
Практикою експлуатації промислових установок AT і АВТ були виявлені такі недоліки схеми 1:
- Не забезпечуються проектні показники по температурі підігріву нафти на вході в К-1, тим самим і з відбору легкого бензину в ній;
- Спосіб регулювання температури низу К-1 за допомогою гарячої струменя через піч вимагає підвищених енерговитрат на циркуляцію отбензіненной нафти.
Для інтенсифікації роботи К-1 на ряді НПЗ були переобвязани теплообмінники по сировині і теплоносія з метою підвищення температури підігріву нафти на вході в К-1. На одному НПЗ [3] впроваджена енергозберігаюча технологія отбензініванія нафти яка відрізняється від схеми 1 тим, що частина надходить в К-1 вихідної знесоленої нафти нагрівається в конвекційної камері печі (атмосферної або вакуумної) до 180 ° С (замість 205 ° С) і подається другий потоком в секцію харчування, а в низ К-1 в якості випаровує агента подається водяна пара (≈ 0,7% мас.).
3. Блок вакуумної перегонки мазуту установки ЕЛОУ - АВТ - 6
Основне призначення установки (блоку) вакуумної перегонки мазуту паливного профілю - отримання вакуумного газойлю широкого фракційного складу (350 - 500 ° С), використовуваного як сировина установок каталітичного крекінгу, гідрокрекінгу або піролізу і в деяких випадках - термічного крекінгу з отриманням дистилятної крекінг - залишку, направляється далі на коксування з метою отримання високоякісних нафтових коксів.Про чіткості поділу мазуту зазвичай судять за фракційним складом і кольором вакуумного газойлю. Останній показник побічно характеризує зміст смолисто-асфальтенових речовин, тобто коксованість і вміст металів. Метали, особливо нікель і ванадій, роблять негативний вплив на активність, селективність і термін служби каталізаторів процесів гідрооблагороджування і каталітичної переробки газойлів. Тому при експлуатації промислових установок ВТ виключно важливо зменшити винесення рідини (гудрону) у концентраційну секцію вакуумної колони у вигляді бризок, піни, туману і т.д. У зв'язку з цим вакуумні колони по паливному варіанту мають при невеликому числі тарілок (або невисокому шарі насадки) розвинену живильне секцію: відбійники з сіток і промивні тарілки, де організується рециркуляція затемненого продукту. Для запобігання попаданню металоорганічних сполук у вакуумний газойль іноді вводять в сировині в невеликих кількостях антипінні присадку типу силоксан.
У процесах вакуумної перегонки, крім проблеми віднесення рідини посилена увага приділяється забезпеченню сприятливих умов для максимального відбору цільового продукту без помітного його розкладання. Багаторічним досвідом експлуатації промислових установок ВТ встановлено, що нагрівання мазуту в печі вище 420-425 ° С викликає інтенсивне утворення газів розкладання, закоксовиваніє і прогар труб печі, осмоленню вакуумного газойлю. При цьому, чим важче нафту, тим більш інтенсивно йде газоутворення і термодеструкція високомолекулярних сполук сировини. Внаслідок цього при нагріванні мазуту до максимально допустимої температури зменшують час його перебування у печі, влаштовуючи багатопотокові змійовики (до чотирьох), застосовують печі двостороннього опромінення, в змійовик печі подають водяну пару і зменшують довжину трансферного трубопроводу (між піччю і вакуумної колоною). Для зниження температури низу колони організують рецикл (квенчінг) частково охолодженого гудрону. З метою зниження тиску на ділянці випаровування печі кінцеві змійовики виконують із труб більшого діаметра і зменшують перепад висоти між введенням мазуту в колону і виходом його з печі. У вакуумній колоні застосовують обмежену кількість тарілок з низьким гідравлічним опором або насадку; використовують вакуумсоздающіе системи, що забезпечують досить глибокий вакуум. Кількість тарілок у отгонной секції також повинно бути обмежено, щоб забезпечити малий час перебування нагрітого гудрону. З цією метою одночасно зменшують діаметр куба колон.
У процесах вакуумної перегонки мазуту по паливному варіанту переважно використовують схему одноразового випаровування, застосовуючи одну складну ректифікаційної колони з висновком фракцій дистилятів через отпарние колони або без них. При використанні отпарних колон по висоті основний вакуумної колони організують кілька циркуляційних зрошень.
Принципова схема блоку вакуумної перегонки мазуту установки ЕЛОУ-АВТ-6 наведена на малюнку 2.
Рис. 2. Принципова схема блоку вакуумної перегонки мазуту установки ЕЛОУ - АВТ - 6: 1 - вакуумна колона; 2 - вакуумна піч, 3 - пароежекторние вакуумний насос; I - мазут з АТ; II - легкий вакуумний газойль; III - вакуумний газойль; IV - затемнена фракція ; V - гудрон; VI - водяна пара; VII - гази розкладання; VIII - конденсат (вода і нафтопродукт) |
Другим бічним погоном відбирають широку газойлевой (масляну) фракцію. Частина її після охолодження використовується як середнє циркуляційний зрошення вакуумної колони. Балансове кількість цільового продукту вакуумного газойлю після теплообмінників і холодильників виводиться з установки і спрямовується на подальшу переробку.
З нижньої тарілки концентраційної частини колони виводитися затемнена фракція, частина якої використовується як нижня циркуляційний зрошення, частина - може виводитися з установки або використовуватися як рецикл разом із завантаженням вакуумної печі.
Матеріальний баланс блоку вакуумної перегонки
Надійшло,% на нафту
Мазут -52Отримано. % На нафту
Легкий вакуумний газойль -1,2Вакуумний газойль - 22,0
Гудрон - 28,8
Технологічний режим у вакуумній колоні
Температура, ° С
харчування - 395
верху - 125
низу - 352
виведення:
легкого вакуумного газойлю -195
широкого вакуумного газойлю - 260
затемненій фракції - 300
Тиск нагорі (абс), кПа - 8,0
Характеристика вакуумної колони
Діаметр, м Число тарілок [4]Верхня частина 6,4 квітні
Середня частина 9,0 10
Нижня частина 4,5 4
4. Блок стабілізації і вторинної перегонки бензину установки ЕЛОУ - АВТ - 6
У фракціях легкого і важкого бензинів, що відбираються з верху відповідно отбензінівающей і атмосферної колон (див. рис. 1), містяться розчинені вуглеводневі гази (С 1-С 4). Тому прямогонні бензини повинні піддаватися спочатку стабілізації з виділенням сухого (С 1-С 2) і скрапленого (С 2-С 4) газів і наступним їх раціональним використанням.Прямогонні бензини після попередньої стабілізації не можуть бути використані безпосередньо як автомобільні бензини з урахуванням їх низької детонаційної стійкості. Для регулювання пускових властивостей і пружності парів, товарних автобензинів зазвичай використовується тільки головна фракція бензину н.к. - 62 (85 ° С), яка володіє до того ж досить високою детонаційної стійкістю.
Для подальшої переробки стабілізовані бензини піддаються вторинної перегонці на фракції, що направляються як сировину процесів каталітичного риформінгу з метою отримання високооктанового компонента автобензинів чи індивідуальних ароматичних вуглеводнів - бензолу, толуолу та ксилолів. При виробництві ароматичних вуглеводнів вихідний бензин поділяють на наступні фракції з температурними межами википання: 62 -85 ° С (бензолову), 85-105 (120 ° С) (толуольную) і 105 (120) -140 ° С (ксілольную). При паливному напрямку переробки прямогонні бензини достатньо розділити на 2 фракції: н.к.-85 ° С і 85-180 ° С.
Для стабілізації та вторинної перегонки прямогонний бензинів з отриманням сировини каталітичного риформінгу паливного напрями застосовують в основному двохколонним схеми, що включають колону стабілізації і колону вторинної перегонки бензину на фракції н.к. - 85 і 85 - 180 ° С. Як найбільш економічно вигідною схемою поділу стабілізованого бензину на вузькі ароматікообразующіе фракції визнана послідовно-паралельна схема з'єднання колон вторинної перегонки, як це прийнято в блоці стабілізації і вторинної перегонки установки ЕЛОУ-АВТ - 6 на малюнку 3. Відповідно до цієї схеми прямогонний бензин після стабілізації поділяється спочатку на 2 проміжні фракції (н.к. - 105 ° С і 105-180 ° С), кожна з яких потім спрямовується на подальший поділ на вузькі цільові фракції.
Як видно з рисунку 3, нестабільний бензин з блоку AT після нагрівання в теплообміннику надходить у колону стабілізації (дебутанізатор) 1. З верху цієї колони відбирають зріджені гази З 2-С 4, які проходять конденсатор-холодильник і надходять у Газосепаратори. Частина конденсату повертається в колону 1 як гострого зрошення, а балансове кількість виводиться з установки. Підведення тепла в низ дебутанізатора здійснюється гарячим струменем підігрітого в печі стабільного бензину. З стабільного (дебетувати) бензину в колоні 2 відбирають фракцію З 5 -105 ° С. Пари цієї фракції конденсують в апараті повітряного охолодження. Частина конденсату повертають в колону 2 як гострого зрошення, а балансову частину спрямовують в колону 3. Крім того, частина парів верху колони 2 подають без конденсації в колону 3. З верху колони 3 відбирають фракцію З 5 - 62 ° С, з куба - 62-105 0 С. яка може виводитися з установки як цільова направлятися в колону 4 для поділу на фракції 62-85 ° С (бензолову) і 85-105 ° С (толуольную).
Залишок колони 2 - фракцію 105-180 ° С-направляють на розділення в колону 5 на фракції 105-140 ° С і 140-180 ° С.
Рис. 3. Принципова схема блоку стабілізації і вторинної перегонки бензину установки ЕЛОУ-АВТ-6: 1 - колона стабілізації; 2-5 - колони вторинної перегонки; 1 - нестабільний бензин; II - фракція З 5 -62 ° С; III - фракція 65-105 ° С; V - фракція 62-85 ° С; V - фракція 85-105 ° С; VI - фракція 105-140 ° С, VII-фракція 140-180 ° С; VIII - зріджений фракція З 2-С 4; IX - сухий газ (С 1-С 2) X - водяний пар |
кубового залишку цих колон.
Матеріальний баланс блоку стабілізації і вторинної перегонки бензину
Надійшло,% на нафту
Нестабільний бензин -19,1Отримано,% на нафту
Сухий газ (С1-С 2) -0,2
Зріджений газ (С 2-С 4) -1,13
Фракція З 5 -62 ° С - 2,67
Фракція 62-105 ° С - 6,28
Фракція 105-140 ° С - 4,61
Фракція 140-180 ° С - 4,21
Технологічний режим і характеристика ректифікаційних колон блоку стабілізації і вторинної перегонки бензину
Колони №
Температура, ° С 1 2 3 4 5
харчування 145 154 117 111 150
верху 75 134 82 96 132
низу 190 202 135 127 173
в ємності зрошення 55 97 60 80 110
Кратність зрошення, кг / кг 3,5:1 1,3:1 2,2:1 2,4:1 4:1
Тиск, МПа 1,1 0,45 0,35 0,20 0,13
Діаметр, м
верхня частина 2,8 3,6 3,6 2,8 4,0
нижня частина 3,6 - - - -
Число тарілок [5] 40 60 60 60 60
Витратні показники установки ЕЛОУ-АВТ-6 на 1 т нафти, що переробляється: паливо рідке - 33,4 кг; електроенергія 10,4 кВт * год; вода оборотна - 4,3 м 3; водяна пара (1,0 МПа) з боку - 1,1 кг, власного вироблення - 48 кг. Нижче, на малюнку 4, представлений загальний вигляд установки ЕЛОУ-АВТ-6.
6. Особливості технології вакуумної перегонки мазуту по масляного варіанту
Основне призначення процесу вакуумної перегонки мазуту масляного профілю (ВТМ) - отримання вузьких масляних фракцій заданої в'язкості, що є базовою основою для отримання товарних масел шляхом наступної багатоступінчастої очищення від небажаних компонентів (смолистих, асфальтенових сполук, поліциклічних ароматичних вуглеводнів, твердих парафінів).Багато показників якості (в'язкість, індекс в'язкості, нагарообразующая здатність, температура спалаху та ін) товарних масел, а також техніко-економічні показники процесів очищення масляного виробництва багато в чому зумовлюються якістю вихідних нафт і їх масляних фракцій. Тому в процесах ВТМ, у порівнянні з вакуумною перегонкою паливного профілю, пред'являються більш суворі вимоги до чіткості погоноразделенія і вибору сировини. Найбільш масовим сировиною для виробництва олій в нашій країні є суміші західно-сибірських (Самотлорське, усть-Балицьким, сосніская) і волго-уральських (Туймазінський, Ромашкинского, волгоградська) нафт. Для отримання масел високої якості з таких нафт рекомендується отримувати вузькі 50-градусні масляні фракції (350-400; 400-450 і 450-500 ° С) з мінімальним налеганіем температур кипіння суміжних дистилятів (не більше 30-60 ° С). Для забезпечення необхідної чіткості погоноразделенія на ректифікаційних колонах ВТМ встановлюють більше число тарілок (до 8 на кожен дистилят), застосовують отпарние секції; поряд з одноколоннимі широко застосовують двохколонним схеми (дворазового випаровування з дистиляту) перегонки (малюнок 5 (а, б)).
Слід зазначити, що одноколонние ВТМ перевершують двохколонним по капітальних і експлуатаційних витрат, але поступаються по чіткості погоноразделенія: зазвичай налеганіе температур кипіння між суміжними дистилятів досягає 70-130 ° С. У той же час бажане підвищення чіткості ректифікації шляхом збільшення числа тарілок не досягається через зниження при цьому глибини вакууму в секції харчування колони. При роботі установки ВТМ за схемою рис. 5, а тиск в секції харчування колони підтримується порядку 13-33 кПа при тиску вгорі 6-10 кПа і температурі нагріву мазуту не вище 420 ° С. У низ колони подається 5-10% водяної пари (на гудрон). При роботі ВТМ за схемою рис. 5, б необов'язково мати у другій колоні глибокий вакуум, більший ефект розділення в ній досягається збільшенням загального числа тарілок. Температура нагріву мазуту на вході в першу колону 400 -420 ° С і широкої масляної фракції в другому ступені вакуумної перегонки - 350-360 ° С.
7. Вакуумна (глибоковакуумна) перегонка мазуту в насадок колонах
В останні роки у світовій нафтопереробці все більш широке поширення при вакуумній перегонці мазуту отримують насадочні контактні пристрої регулярного типу, що володіють, в порівнянні з тарельчатимі, найбільш важливою перевагою дуже низьким гідравлічним опором на одиницю теоретичної тарілки. Це гідність регулярних насадок дозволяє конструювати вакуумні ректифікаційні колони, здатні забезпечити або більш глибокий відбір газойльових (масляних) фракцій з температурою кінця кипіння аж до 600 ° С, або при заданій глибині відбору істотно підвищити чіткість фракціонування масляних дистилятів.
|
Застосовувані в даний час високопродуктивні вакуумні колони з регулярними насадками за способом організації відносного руху контактуючих потоків рідини і пари можна підрозділити на наступні 2 типу: протиточні і перекрестноточние.
Протиточні вакуумні колони з регулярними насадками конструктивно мало відрізняються від традиційних малотоннажних насадок колон: тільки замість насадок насипного типу встановлюються блоки або модулі з регулярної насадки і пристрої для забезпечення рівномірного розподілу рідинного зрошення по перерізу колони. У складних колонах кількість таких блоків (модулів) дорівнює кількості відбираються фракцій мазуту.
На малюнку 6 представлена принципова конструкція вакуумної насадок колони протиточного типу фірми Грімма (ФРН). Вона призначена для глибоковакуумна перегонки мазуту з відбором вакуумного газойлю з температурою кінця кипіння до 550 ° С. Відзначаються наступні достоїнства цього процесу:
- Висока продуктивність - до 4 млн. т / рік по мазуту;
- Можливість отримання глибоковакуумна газойлю з температурою кінця кипіння понад 550 ° С з низькими коксованість (менше 0,3% мас. По Конрадсону) і вмістом металів (V +10 Ni + Na) менше 2,5 ppm;
- Знижена (на 10-15 ° С) температура нагріву мазуту після печі;
- Більш ніж в 2 рази зниження втрати тиску в колоні;
- Суттєве зниження витрати водяної пари на відпарювання.
На Шведському НХК (ФРН) експлуатуються дві установки цієї фірми продуктивністю по 2 млн. т / г по мазуту. Вакуумна колона обладнана регулярної насадкою типу «Перформ-Грід». Тиск вгорі і зоні харчування колони підтримується відповідно 7 і 36 гПа (5,2 і 27 мм рт. Ст.).
На ряді НПЗ розвинених капіталістичних країн експлуатуються аналогічні високопродуктивні установки вакуумної (глибоковакуумна) перегонки мазуту, обладнані колонами з регулярними насадками типу «глітчем-Грід».
На деяких вітчизняних НПЗ впроваджена і успішно функціонує принципово нова високоефективна технологія вакуумної перегонки мазуту в перекрестноточних насадок колонах [6].
Гідродинамічні умови контакту парової та рідкої фаз в перекрестноточних насадок колонах (ПНК) істотно відрізняються від таких при противотоке. У протиточних насадок колонах насадка займає весь поперечний переріз колони, а пара і рідина рухаються назустріч один одному. У ПНК насадка займає тільки частину поперечного перерізу колони (у вигляді різних геометричних фігур: кільце, трикутник, чотирикутник, багатокутник і т.д.). Перекрестноточная регулярна насадка виготовляється з традиційних для протиточних насадок матеріалів: плетених або в'язаній металевої сітки (так звані рукавні насадки), просічно-витяжних листів, пластин і т.д. Вона проникна для пари в горизонтальному напрямку і для рідини у вертикальному напрямку. По висоті ПНК розділена розподільчої плитою на кілька секцій (модулів), що представляють собою єдину сукупність елемента регулярної насадки з розподільником рідинного зрошення. У межах кожного модуля організовується перекрестноточное (поперечне) контактування фаз, тобто рух рідини по насадці зверху вниз, а пара - в горизонтальному напрямку. Отже, в ПНК рідину і пари проходять різні незалежні перерізу, площі яких можна регулювати (що дає проектувальнику додатковий ступінь свободи), а при противотоке - одне і те ж розтин. Тому перекрестноточний контакт фаз дозволяє регулювати в оптимальних межах щільність рідкого та парового зрошень зміною товщини і площі поперечного перерізу насадочного шару і тим самим забезпечити майже на порядок перевищує при противотоке швидкість парів (у розрахунку на горизонтальний переріз) без підвищення гідравлічного опору і значно широкий діапазон стійкої роботи колони при збереженні в цілому по апарату принципу і достоїнств протитоку фаз, а також усунути такі дефекти, як захлинання, освіта байпасні потоків, бризгоунос та інші, характерні для протиточних насадок або тарілчастих колон.
Експериментально встановлено, що перекрестноточний насадок блок конструкції Уфімського державного нафтового університету (УГНТУ), виконаний з металевого сетчатовязаного рукава, висотою 0,5 м, еквівалентний однієї теоретичної тарілці і має гідравлічний опір в межах всього 1 мм рт. ст. (133,3 Па), тобто в 3-5 разів нижче в порівнянні з клапанними тарілками. Це гідність особливо важливо тим, що дозволяє забезпечити в зоні харчування вакуумної ПНК при її обладнанні насадним шаром, еквівалентним 10-15 тарілках, залишковий тиск менше 20-30 мм рт. ст. (27-40 ГПа) і, як наслідок, значно поглибити відбір вакуумного газойлю і тим самим істотно розширити ресурси сировини для каталітичного крекінгу або гідрокрекінгу. Так, розрахунки показують, що при глибоковакуумна перегонці нафт типу західно-сибірських вихід утяжеленного вакуумного газойлю 350-690 ° С складе 34,1% на нафту), що в 1,5 рази більше в порівнянні з відбором традиційного вакуумного газойлю 350-500 ° С (вихід якого становить 24,2%) З іншого боку, процес в насадок колонах можна здійснити в режимі звичайної вакуумної перегонки, але з високою чіткістю погоноразделенія, наприклад, масляних дистилятів. Низький гідравлічний опір регулярних насадок дозволяє «вмістити» у вакуумну колону стандартних типорозмірів у 3-5 рази більше число теоретичних тарілок. Можливий і такий варіант експлуатації глибоковакуумна насадок колони, коли перегонка мазуту здійснюється зі зниженою температурою нагріву або без подачі водяної пари.
Зазначене вище іншу перевагу ПНК - можливість організації високощільного рідинного зрошення - виключно важливо для експлуатації високопродуктивних установок вакуумної або глибоковакуумна перегонки мазуту, обладнаних колоною великого діаметру. Для порівняння можна порівняти потрібну кількість рідинного зрошення стосовно вакуумним колонам протиточного і перекрестноточного типів діаметром 8 м (площею перерізу ≈ 50 м 2). При противотоке для забезпечення навіть зниженої щільності зрошення ≈ 20 м 3 / м 2 год потрібно на зрошення колони 50x20 = 1000 м 3 / год рідини, що технічно не просто здійснити. При цьому вельми складною проблемою стає організація рівномірного розподілу такої кількості зрошення по перерізу колони.
У ПНК, на відміну від протиточних колон, насадок шар займає тільки частина її горизонтального перетину площею на порядок і більше меншу. У цьому випадку для організації рідинного зрошення у вакуумній ПНК аналогічного перерізу буде потрібно 250 м 3 / год рідини, навіть при щільності зрошення 50 м3 / м 2 год, що енергетично вигідніше і технічно простіше. На малюнку 7 представлена принципова конструкція вакуумної перекрестноточной насадок колони, впровадженої на АВТ-4 ВО «Салаватнефтеоргсинтез». Вона призначена для вакуумної перегонки мазуту Арланського нафти з відбором широкого вакуумного газойлю - сировини каталітичного крекінгу. Вона являє собою циліндричний вертикальний апарат (раніше недіюча вакуумна колона) з розташуванням насадок модулів всередині колони по квадрату. Діаметр колони 8 м, висота зміцнювальної частині близько 16 м. У колоні змонтований телескопічний введення сировини, Улита, відбійник і шість модулів з регулярної насадки УГНТУ. Чотири верхніх модуля призначені для конденсації вакуумного газойлю, п'ятий є фракционируют, а шостий служить для фільтрації і промивки парів. Для зниження крекінгу в нижню частину колони вводиться охолоджений до 320 ° С і нижче гудрон у вигляді квенчінга. Оскільки парові і рідинні навантаження в ПНК різні по висоті, насадочні модулі виконані різними по висоті і ширині відповідно з допустимими навантаженнями по парі і рідини. Передбачені циркуляційний зрошення, рецикл затемненого продукту, надійні заходи проти засмічення сітчастих блоків механічними домішками, проти вібрації сітки та проскакування бризгоуноса у вакуумний газойль.
Тиск в зоні харчування колони склало 20-30 мм рт. ст. (27-40 ГПа), а температура верху - 50-70 ° С; конденсація вакуумного газойлю була майже повною: добова кількість конденсату легкої фракції (180-290 ° С) в ємності - отделителе води - склало менше 1 т. У залежності від необхідної глибини переробки мазуту ПНК може працювати як з нагріванням його у вакуумній печі, так і без нагріву за рахунок самоіспаренія сировини в глибокому вакуумі, а також у режимі сухої перегонки. Відбір вакуумного газойлю обмежувався через високу в'язкості Арланського гудрону і становив 10-18% на нафту.
8. Перекрестноточние посадочні колони для чіткого фракціонування мазуту з отриманням масляних дистилятів
Рис.8. Вакуумна перекрестноточная насадок колон для чіткого фракціонування мазуту на масляні дистиляти (автори розробки К. Ф. Багатих і С. К. Чуракова) |
б) варіант звичайної вакуумної перегонки, але з більш високою чіткістю фракціонування відбираються дистилятів, коли ПНК обладнана великим числом теоретичних ступенів контакту.
Другий варіант особливо ефективний для фракціонування мазуту з отриманням масляних дистилятів з більш вузьким температурним інтервалом википання за рахунок зниження налеганія температур кипіння суміжних фракцій.
На одному з НПЗ Росії («Орскнефтеоргсінтез») проведена реконструкція вакуумного блоку установки АВТМ, де раніше відбір масляних дистилятів здійснювався за типовою двоколонний схемою з двократним випаровуванням за дистиляту (див. рис. 5, б) з переведенням її на одноколонний варіант чіткого фракціонування мазуту в ПНК. Принципова конструкція цієї колони представлена на рисунку 8.
При реконструкції вакуумної колони було змонтовано 20 перекрестноточних насадок блоків (з просічно-витяжного листа конструкції УГНТУ з малим гідравлічним опором), в т.ч. 17 з яких - у зміцнювальної частини, що еквівалентно 10.8 теоретичним тарілках (замість 5,6 до реконструкції).
При експлуатації реконструйованої установки АВТМ були отримані наступні результати по роботі ПНК та якості продуктів поділу:
Показники До Після
реконструкції реконструкції
Продуктивність, т / год 46-48 55
Залишковий тиск, мм рт. ст
на верху колони 40-70 40-60
в зоні харчування 96-126 53-73
Температура, ° С
сировини 365-375 350-360верху 165-175 165 -175
низу 340-355 340-350
Витрата, т / год
верхнього циркуляційного
зрошення 30-35 30-48
водяної пари 0,5-0,8 0,2-0,42
Число теоретичних тарілок
в зміцнювальної секції 5,6 10,8
Відбір на нафту,% мас.
I погонів 8,6-9,0 10,0-10,4
II погонів 9,0-9,5 13,0-15,6
Температурний інтервал
википання фракцій, ° С (t до 95% - t до 5%)I масляний погонів 130-140 100110
II масляний погонів 150-160 105-125
Налеганіе масляних фракцій, ° С 70-105 27-60
Температура спалаху, ° С
I масляний погонів 175-178 184-190
II масляний погонів 213-217 214 -221
гудрон 247-268 260-290
В'язкість при 50 ° С, сСт
I масляний погонів 10,5-14 11,7-17
II масляний погонів 35-59 39-60
Колір, од. ЦНТ
I масляний погонів 1,5-2,0 1,5-2,0II масляний погонів 4,5-5,0 3,5-4,5
Як видно з наведених вище даних, застосуванням ПНК досягається значна інтенсифікація процесу вакуумної перегонки на установках АВТМ. У порівнянні з типовим двохколонним енергоємним варіантом вакуумної перегонки енергозберігаюча технологія чіткого фракціонування мазуту в одній перекрестноточной насадок колоні має такі переваги:
- Виключається зі схеми вакуумної перегонки другий трубчаста піч і друга вакуумна колона з усім супутнім обладнанням та вакуумсоздающей системою;
--Температура нагріву мазуту на вході в ПНК нижче на 10-15 ° С;
- Витрата водяної пари менше в 2 рази;
- Масляні дистиляти мають вужчий фракційний склад: 100-110 замість 130-140 ° С;
- Відбір масляних дистилятів збільшується з 18,5 до 25% на нафту;
- Продуктивність вакуумного блоку збільшується приблизно на 10%.
9. Конденсаційно-вакуумсоздающіе системи вакуумних колон
Задана глибина вакууму в вакуумних колонах створюється за допомогою конденсаційно-вакуумсоздающіх систем (КВС) установок АВТ шляхом конденсації парів, що йдуть з верху колон, і ежектування неконденсуючий газів і парів (водяна пара, H 2 S, СО 2, легкі фракції і продукти термічного розпаду сировини і повітря, що надходить через нещільності КВС). Рис. 9. Основні способи конденсації парів, що застосовуються в конденсаційно-вакуумсоздающіх системах вакуумних колон: ВЦО - верхнім циркуляційним зрошенням; ГО - гострим зрошенням; ПКГ - у поверхневих конденсаторах-холодильниках; БКС - у барометричних конденсаторах змішування; ВЕК - у проміжних конденсаторах пароежекторного насоса; Е - ємність-сепаратор; КБ - колодязь барометричний |
Для конденсації парів на практиці застосовуються такі два способи (рис. 9):
- Верхнього циркуляційного зрошення (ВЦО) або (і)
- Гострого зрошення (ГО);
2) конденсація без ректифікації поза колони у виносних конденсаторах-холодильниках:
- Поверхневого типу (ПКГ) теплообміном з водою або повітрям;
- Барометричного типу (БКС) змішування з водою або газойлем, що виконує роль хладоагента і абсорбенту;
- У межступенчатих конденсаторах водою, що встановлюються безпосередньо в пароежекторних насосах (ВЕК).
Для створення досить глибокого вакууму в колоні не обов'язково використання одночасно всіх перерахованих вище способів конденсації. Так, не обов'язково включення в КВС обох способів конденсації парів з ректифікацією у верхній секції колони: для цієї мети цілком достатньо одного з двох способів. Однак ВЦО значно краще і знаходить більш широке застосування, оскільки в порівнянні з ГО дозволяє більш повно утилізувати тепло конденсації парів, підтримувати на верху вакуумної колони оптимально низьку температуру в межах 60-80 ° С, тим самим значно зменшити обсяг парів і газів. Із способів конденсації парів без ректифікації поза колони на установках АВТ старих поколінь застосовувалися переважно барометричні конденсатори змішання, характеризуються низьким гідравлічним опором і високою ефективністю теплообміну, крім того, при цьому відпадає необхідність у використанні Газосепаратори. Істотний недолік БКС - забруднення нафтопродуктом і сірководнем оборотної води при використанні останньої як хладоагента. У зв'язку з цим більш перспективним є використання в якості хладоагента і одночасно абсорбенту охолодженого вакуумного газойлю. За екологічним вимогам в КВС сучасних високопродуктивних установок АВТ, як правило, входять тільки поверхневі конденсатори-холодильники у поєднанні з Газосепаратори.
Як вакуум-насосів в даний час застосовують струменеві насоси - одно-і переважно дво-або триступінчаті ежектори на водяній парі та проміжної його конденсацією (ПЕН). Пароежекціонние вакуумні насоси мають ряд принципових недоліків (низький коефіцієнт корисної дії, значний витрата водяної пари і охолодженої води для його конденсації, забруднення охолоджуючої води і повітряного басейну і т.д.).
За ознакою зв'язку з навколишнім середовищем розрізняють збірники конденсату відкритого типу - барометричні колодязі (БК) та закритого типу - ємності-сепаратори (Е). Замість широко використовувалися раніше барометричних колодязів на сучасних установках АВТ застосовують збірники переважно закритого типу, що забезпечують більш високу екологічну безпеку для обслуговуючого персоналу.
КВС установок АВТ обов'язково включають барометрическую трубу (БТ) висотою не менше 10 м, яка виконує роль гідрозатвори між навколишнім середовищем і вакуумної колоною.
Глибина вакууму в колонах за інших ідентичних умовах залежить значною мірою від температури охолоджуючого, що подається в виносні конденсатори-холодильники. За вакуумної перегонки з водяною парою залишковий тиск у колоні не може бути менше тиску насичених парів води при температурі їх конденсації:
Температура води, ° С 10 15 20 25 30 40 50
Тиск насичених
парів води, гПа 1,25 17,1 23,4 32,2 42,5 74 124
Тому зазвичай влітку вакуум падає, а взимку підвищується. Практично тиск вгорі колони більше вищевказаних цифр на величину гідравлічного опору потоків пари в трубопроводах і виносних конденсаторах-холодильниках.
В останні роки на вакуумних колонах низки НПЗ (Московском. Мозирському. Мажейкяйському, Комсомольському. «Уфанефтехіме» тощо) впроваджена і успішно експлуатується нова високоефективна екологічно чиста КВС з використанням рідинного струменевого пристрої - вакуумного гідроціркуляціонного (ВГЦ) агрегату. У ВГЦ агрегаті конденсація парів і охолодження газів здійснюється не водою, а охолоджуючої робочою рідиною (стосовно АВТ - газойлевой фракцією, що відводиться з вакуумної колони). У порівнянні з традиційним способом створення вакууму з використанням парових ежекторів КВС на базі ВГЦ агрегатів володіє наступними перевагами:
- Не вимагає для своєї роботи витрати води і пари;
- Екологічно безпечно, працює з низьким рівнем шуму, не утворює забруднених стічних вод;
- Створює більш глибокий вакуум (до 67 Па або 0,5 мм рт. Ст.);
- Повністю виключає втрати нафтопродуктів і газів, що відходять з верху вакуумної колони;
- Значно зменшує споживання енергії та експлуатаційні витрати на тонну сировини;- Дозволяє дотискати гази розкладання до тиску, необхідного для подачі їх до установок сіркоочищення.
Принципова технологічна схема КВС для перспективних установок АВТ з використанням ВДУ агрегатів наведена на рисунку 10.
10. Фракціонування вуглеводневих газів нафтопереробки
Процеси газофракціювання призначені для отримання з нефтезаводской газів індивідуальних низькомолекулярних вуглеводнів З 1-С 6 (як граничних, так і неграничних, нормального або изостроения) або їх фракцій високої чистоти, що є компонентами високооктанових автобензинів, цінних нафтохімічним сировиною, а також сировиною для процесів алкілування і виробництв метилтретбутилового ефіру і т.д.Джерелом вуглеводневих газів на НПЗ є гази, що виділяються з нафти на установках AT, ABT і утворюються в термодеструктівних або каталітичних процесах переробки нафтової сировини, а також гази стабілізації нестабільних бензинів (таблиця 1).
У залежності від хімічного складу розрізняють граничні і неграничні гази. Граничні вуглеводневі гази виходять на установках перегонки нафти і гідрокаталітіческой переробки (каталітичного риформінгу, гідроочищення, гідрокрекінгу) нафтової сировини. До складу неграничних газів, які утворюються при термодеструктівной і термокаталітичний переробки нафтової сировини (в процесах каталітичного крекінгу, піролізу, коксування та ін), входять низькомолекулярні моно-, іноді діолефіни як нормального, так і изостроения.
Як правило, граничні і неграничні вуглеводні гази на НПЗ переробляються роздільно внаслідок їх різного призначення.
При фракціонуванні граничних газів отримують наступні вузькі вуглеводневі фракції:
- Метан-етанового (сухий газ), іноді етанового, яку використовують як сировину піролізу або як хладоагента на установках глибокої депарафінізації олив і т.д.;
- Пропановий, що використовується як сировина піролізу, побутової скраплений газ і хладоагент для виробничих установок;
--Ізобутановую, що є сировиною установок алкілування, виробництв синтетичного каучуку;
- Бутанову для отримання бутадієну або використовується як побутовий зріджений газ і як компонент автобензинів для регулювання їх пускових властивостей;
- Ізопентановую, яка служить сировиною для виробництва изопренового каучуку і високооктановим компонентом автобензинів;
- Пентанової фракцію - сировина для процесів піролізу, ізомеризації і т.д. Іноді суміш пентанов і більш важких вуглеводнів не поділяють на фракції, а використовують як газовий бензин.
Таблиця 1 - Склад газів різних процесів переробки Ромашкинского нафти,% мас.
На ДФУ неграничних газів з олефінсодержащіх потоків виділяються наступні фракції:
- Пропан-пропіленова - сировина процесів полімеризації та алкілування, нафтохімічних виробництв;
- Бутан-бутиленова - сировина установок алкілування для виробництв метилетилкетону, поліізобутилену, синтетичного каучуку та ін;
- Етан-етиленових і пентан - аміленовая фракції, використовувані як нафтохімічну сировину.
Отримувані на ДФУ фракції вуглеводневих газів повинні за якістю відповідати технічним умовам на ці нафтопродукти.
До фракціонування вуглеводневі гази направляються спочатку в блоки очищення від сірководню і осушення.
На нафто-і газопереробних заводах найбільшого поширення набули наступні фізичні процеси поділу вуглеводневих газів на індивідуальні чи вузькі технічні фракції: конденсація, компресія, ректифікація і абсорбція. На ДФУ ці процеси комбінуються в різних поєднаннях.
Компресія і конденсація - процеси стиснення газу компресорами і охолодження його у холодильниках з утворенням двофазної системи газу і рідини. З підвищенням тиску і зниженням температури вихід рідкої фази зростає, причому сконденсировавшейся вуглеводні полегшують перехід легких компонентів в рідкий стан, розчиняючи їх. Зазвичай застосовують багатоступінчасті (2, 3 і більше) системи компресії та охолодження, використовуючи як хладоагентов воду, повітря, випаровуються аміак, пропан або етан. Поділ стиснутих і охолоджених газів здійснюють у газосепаратори, звідки конденсат і газ направляють на подальше фракціонування методами ректифікації або абсорбції.
Абсорбція - процес розділення газових сумішей, заснований на виборчій поглинанні окремих компонентів сировини рідким поглиначем - абсорбентом. Розчинність вуглеводнів в абсорбенту зростає з підвищенням тиску, зростанням молекулярної маси і зниженням температури процесу нижче критичної температури абсорбується газу.
Абсорбція - оборотний процес, і на цьому засновано виділення поглинутого газу з рідини - десорбція. Поєднання абсорбції з десорбцією дозволяє багаторазово застосовувати поглинач і виділяти з нього поглинений компонент. Для десорбції сприятливі умови, протилежні тим, при яких проводять абсорбцію, тобто підвищена температура і низький тиск. Найкращим абсорбентом для вуглеводневих газів є близькі їм за будовою і молекулярній масі рідкі вуглеводні, наприклад, бензинова або гасова фракції.
Ректифікація є завершальною стадією поділу вуглеводневих газів. Особливість ректифікації зріджених газів, в порівнянні з ректифікацією нафтових фракцій, - необхідність поділу дуже близьких по температурі кипіння компонентів або фракцій сировини при високій чіткості фракціонування. Так, різниця між температурами кипіння етану і етилену складає 15 ° С. Найбільш важко розділити бутан-бутиленовой фракцію: температура кипіння ізобутану при нормальному тиску становить 11,7 ° С, ізобутилену - 6,9, бутену - 1 - 6,29, а н-бутану - 0,5 ° С.
Ректифікацію зріджених газів доводиться проводити при підвищених тисках в колонах, оскільки для створення рідинного зрошення необхідно сконденсувати верхні продукти колон у звичайних повітряних і водяних холодильниках, не вдаючись до штучного холоду.
Конкретний вибір схеми (послідовності) поділу, температури, тиску і числа тарілок у колонах визначається складом вихідної газової суміші, необхідної чистотою і заданим асортиментом одержуваних продуктів.
На НПЗ для поділу нефтезаводской газів застосовуються переважно 2 типу газофракционирующую установок, у кожної з яких входять блоки компресії і конденсації: ректифікаційної - скорочено ДФУ, і абсорбційної-ректифікаційної АГФУ. На рис.11 і 12 наведені принципові схеми ДФУ для поділу граничних газів і АГФУ для фракціонування жирного газу та стабілізації бензину каталітичного крекінгу (на схемах не показані блоки сіркоочистки, осушення, компресії і конденсації). У блоці ректифікації ДФУ (рис.11) з вуглеводневої газової сировини спочатку в деетанізаторе 1 витягають сухий газ, що складається з метану і етану. На верху колони 1 підтримують низьку температуру подачею зрошення, охолоджуваного в аміачному конденсаторі-холодильнику. Кубовий залишок деетанізатора надходить в пропановий колону 2, де розділяється на пропанових фракцію, виведену з верху цієї колони, і суміш вуглеводнів С 4 і вище, який спрямовується в бутанову колону 3. Ректифікатом цієї колони є суміш бутанів, яка в ізобутановой колоні 4 поділяється на ізобутановую і бутанову фракції. Кубовий продукт колони 3 подається далі в пентанової колону 5, де у вигляді верхнього ректифікату виводиться суміш пентанов, яка в ізопентановой колоні 5 поділяється на н-пентан і ізопентан. Нижній продукт колони 5 - фракція З 6 і вище - виводиться з установки.
Для деетанізаціі газів каталітичного крекінгу на установках АГФУ (рис.12) використовується фракционируют абсорбер 1. Він являє собою комбіновану колону абсорбер-десорбер. У верхній частині фракционируют абсорбера відбувається абсорбція, тобто поглинання з газів цільових компонентів (З 3 і вище), а в нижній - часткова регенерація абсорбенту за рахунок підводиться тепла. В якості основного абсорбенту на АГФУ використовується нестабільний бензин каталітичного крекінгу. Для доабсорбціі унесених сухим газом бензинових фракцій у верхню частину фракционируют абсорбера подається стабілізований (в колоні 4) бензин. Абсорбер обладнаний системою циркуляційних зрошень для зняття тепла абсорбції (на рис.12 не показана). Тепло в низ абсорбера подається за допомогою «гарячої струменя». З верху фракционируют абсорбера 1 виводиться сухий газ (С 1-С 2), а з низу разом з худим абсорбентом виводяться вуглеводні З 3 і вище. Деетанізірованний бензин, насичений вуглеводнями З 3 і вище, після підігріву в теплообміннику подається до стабілізаційної колону 2, нижнім продуктом якого є стабільний бензин, а верхньою - головка стабілізації. З неї (іноді після сіркоочищення) у пропанового колоні 3 виділяють пропан-пропіленового фракцію. Кубовий продукт пропанового колони поділяється в бутанової колоні 4 на бутан-бутиленовой фракцію і залишок (С 5 і вище), який поєднується зі стабільним бензином.
У таблиці 2 і 3 наведено технологічний режим ректифікаційних колон установок ДФУ і АГФУ.
Відомо, що витрати при ректифікації визначаються переважно флегмового числом і числом тарілок в колоні. Для блізкокіпящіх компонентів з малою відносною летючістю ці параметри особливо великі. Тому із загальних капітальних і експлуатаційних витрат на газофракціювання істотна (близько половини) частина припадає на розділення фракцій iC 4-НC 4 і iC 5-hC 5. У зв'язку з цим на НПЗ часто обмежуються фракціонуванням граничних газів без поділу фракцій С 4 і вище.
Таблиця 3 - Технологічний режим колон АГФУ
2) Довідник нафтопереробника. Під редакцією Ластовкіна Г. А., Радченко О.Д. Л.: Хімія, 1986;
3) Еріх В.М., Расіна М.Г., Рудін М.Т. Хімія і технологія нафти і газу. Л.: Хімія, 1985.
- Бутанову для отримання бутадієну або використовується як побутовий зріджений газ і як компонент автобензинів для регулювання їх пускових властивостей;
- Ізопентановую, яка служить сировиною для виробництва изопренового каучуку і високооктановим компонентом автобензинів;
- Пентанової фракцію - сировина для процесів піролізу, ізомеризації і т.д. Іноді суміш пентанов і більш важких вуглеводнів не поділяють на фракції, а використовують як газовий бензин.
Таблиця 1 - Склад газів різних процесів переробки Ромашкинского нафти,% мас.
| Компонент | Гази процесів переробки | Зріджені гази стабілізації | ||||||||
| АВТ | КР | ГО диз-палива | ЗК | піроліз | КК | АВТ | КР | КК | ЗК | |
| Водень Метан Етилен Етан Пропиляний Пропан Изобутилен Н-Бутилен Ізобутан Н-Бутан Амілі Ізопентан Н-Пентан Гексан і Вище Домішки | - 2,65 - 13,32 - 41,29 - 8,02 24,50 - 5,05 3,27 1,90 - | 5,50 12,50 - 24,50 - 32,00 - 11,00 14,50 - - - - - | - 34,0 - 24,5 - 20,5 - - 21,0 - - - - - | 0,4 32,5 4,5 21,5 4,0 15,0 2,2 4,4 7,0 8,5 - - - - - | 16,0 34,4 29,3 5,0 10,5 0,2 1,3 1,2 - 0,5 - - - - 1,50 | 2,50 11,0 6,0 8,0 22,0 12,5 6,0 14,0 14,0 4,0 - - - - - | - - - 0,80 - 21,70 - - 14,80 48,20 - 8,10 3,50 2,90 - | - - - 1,60 - 46,9 - - 26,2 21,1 - 2,2 2,0 - - | - - 0,12 0,84 23,00 7,89 19,81 18,81 17,47 4,14 3,07 4,43 0,90 0,06 0,09 | - - 3,5 5,0 7,5 6,6 2,15 6,60 12,90 15,50 13,25 2,10 11,50 13,00 0,75 |
- Пропан-пропіленова - сировина процесів полімеризації та алкілування, нафтохімічних виробництв;
- Бутан-бутиленова - сировина установок алкілування для виробництв метилетилкетону, поліізобутилену, синтетичного каучуку та ін;
- Етан-етиленових і пентан - аміленовая фракції, використовувані як нафтохімічну сировину.
Отримувані на ДФУ фракції вуглеводневих газів повинні за якістю відповідати технічним умовам на ці нафтопродукти.
До фракціонування вуглеводневі гази направляються спочатку в блоки очищення від сірководню і осушення.
На нафто-і газопереробних заводах найбільшого поширення набули наступні фізичні процеси поділу вуглеводневих газів на індивідуальні чи вузькі технічні фракції: конденсація, компресія, ректифікація і абсорбція. На ДФУ ці процеси комбінуються в різних поєднаннях.
Компресія і конденсація - процеси стиснення газу компресорами і охолодження його у холодильниках з утворенням двофазної системи газу і рідини. З підвищенням тиску і зниженням температури вихід рідкої фази зростає, причому сконденсировавшейся вуглеводні полегшують перехід легких компонентів в рідкий стан, розчиняючи їх. Зазвичай застосовують багатоступінчасті (2, 3 і більше) системи компресії та охолодження, використовуючи як хладоагентов воду, повітря, випаровуються аміак, пропан або етан. Поділ стиснутих і охолоджених газів здійснюють у газосепаратори, звідки конденсат і газ направляють на подальше фракціонування методами ректифікації або абсорбції.
Абсорбція - процес розділення газових сумішей, заснований на виборчій поглинанні окремих компонентів сировини рідким поглиначем - абсорбентом. Розчинність вуглеводнів в абсорбенту зростає з підвищенням тиску, зростанням молекулярної маси і зниженням температури процесу нижче критичної температури абсорбується газу.
Абсорбція - оборотний процес, і на цьому засновано виділення поглинутого газу з рідини - десорбція. Поєднання абсорбції з десорбцією дозволяє багаторазово застосовувати поглинач і виділяти з нього поглинений компонент. Для десорбції сприятливі умови, протилежні тим, при яких проводять абсорбцію, тобто підвищена температура і низький тиск. Найкращим абсорбентом для вуглеводневих газів є близькі їм за будовою і молекулярній масі рідкі вуглеводні, наприклад, бензинова або гасова фракції.
Ректифікація є завершальною стадією поділу вуглеводневих газів. Особливість ректифікації зріджених газів, в порівнянні з ректифікацією нафтових фракцій, - необхідність поділу дуже близьких по температурі кипіння компонентів або фракцій сировини при високій чіткості фракціонування. Так, різниця між температурами кипіння етану і етилену складає 15 ° С. Найбільш важко розділити бутан-бутиленовой фракцію: температура кипіння ізобутану при нормальному тиску становить 11,7 ° С, ізобутилену - 6,9, бутену - 1 - 6,29, а н-бутану - 0,5 ° С.
Рис. 11. Принципова схема газофракционирующую установки (ГФУ): 1 - деетанізатор; 2 - пропановий колона; 3 - бутанова колона; 4 - ізобутановая колона; 5 - пентанової колона; 6 - ізопентановая колона; I - сировина; II - сухий газ; III - пропановий фракція ; IV - ізобутановая фракція; V - бутанова фракція; VI - ізопентановая фракція; VII - пентанової фракція; VIII - фракція З 6 і вище |
Конкретний вибір схеми (послідовності) поділу, температури, тиску і числа тарілок у колонах визначається складом вихідної газової суміші, необхідної чистотою і заданим асортиментом одержуваних продуктів.
На НПЗ для поділу нефтезаводской газів застосовуються переважно 2 типу газофракционирующую установок, у кожної з яких входять блоки компресії і конденсації: ректифікаційної - скорочено ДФУ, і абсорбційної-ректифікаційної АГФУ. На рис.11 і 12 наведені принципові схеми ДФУ для поділу граничних газів і АГФУ для фракціонування жирного газу та стабілізації бензину каталітичного крекінгу (на схемах не показані блоки сіркоочистки, осушення, компресії і конденсації). У блоці ректифікації ДФУ (рис.11) з вуглеводневої газової сировини спочатку в деетанізаторе 1 витягають сухий газ, що складається з метану і етану. На верху колони 1 підтримують низьку температуру подачею зрошення, охолоджуваного в аміачному конденсаторі-холодильнику. Кубовий залишок деетанізатора надходить в пропановий колону 2, де розділяється на пропанових фракцію, виведену з верху цієї колони, і суміш вуглеводнів С 4 і вище, який спрямовується в бутанову колону 3. Ректифікатом цієї колони є суміш бутанів, яка в ізобутановой колоні 4 поділяється на ізобутановую і бутанову фракції. Кубовий продукт колони 3 подається далі в пентанової колону 5, де у вигляді верхнього ректифікату виводиться суміш пентанов, яка в ізопентановой колоні 5 поділяється на н-пентан і ізопентан. Нижній продукт колони 5 - фракція З 6 і вище - виводиться з установки.
Для деетанізаціі газів каталітичного крекінгу на установках АГФУ (рис.12) використовується фракционируют абсорбер 1. Він являє собою комбіновану колону абсорбер-десорбер. У верхній частині фракционируют абсорбера відбувається абсорбція, тобто поглинання з газів цільових компонентів (З 3 і вище), а в нижній - часткова регенерація абсорбенту за рахунок підводиться тепла. В якості основного абсорбенту на АГФУ використовується нестабільний бензин каталітичного крекінгу. Для доабсорбціі унесених сухим газом бензинових фракцій у верхню частину фракционируют абсорбера подається стабілізований (в колоні 4) бензин. Абсорбер обладнаний системою циркуляційних зрошень для зняття тепла абсорбції (на рис.12 не показана). Тепло в низ абсорбера подається за допомогою «гарячої струменя». З верху фракционируют абсорбера 1 виводиться сухий газ (С 1-С 2), а з низу разом з худим абсорбентом виводяться вуглеводні З 3 і вище. Деетанізірованний бензин, насичений вуглеводнями З 3 і вище, після підігріву в теплообміннику подається до стабілізаційної колону 2, нижнім продуктом якого є стабільний бензин, а верхньою - головка стабілізації. З неї (іноді після сіркоочищення) у пропанового колоні 3 виділяють пропан-пропіленового фракцію. Кубовий продукт пропанового колони поділяється в бутанової колоні 4 на бутан-бутиленовой фракцію і залишок (С 5 і вище), який поєднується зі стабільним бензином.
|
У таблиці 2 і 3 наведено технологічний режим ректифікаційних колон установок ДФУ і АГФУ.
Відомо, що витрати при ректифікації визначаються переважно флегмового числом і числом тарілок в колоні. Для блізкокіпящіх компонентів з малою відносною летючістю ці параметри особливо великі. Тому із загальних капітальних і експлуатаційних витрат на газофракціювання істотна (близько половини) частина припадає на розділення фракцій iC 4-НC 4 і iC 5-hC 5. У зв'язку з цим на НПЗ часто обмежуються фракціонуванням граничних газів без поділу фракцій С 4 і вище.
Таблиця 2 - Технологічний режим колон ДФУ
| Ректифікаційна колона [7] | Тиск, МПа | Температура, 0 С | |
| верху | низу | ||
| Деетанізатор (1) Пропановий (2) Бутанова (3) Ізобутановая (4) Пентанової (5) Ізопнтановая (6) | 2,6-2,8 1,2-1,4 2,0-2,2 1,0-1,2 0,3-0,4 0,35-0,45 | 25-30 62-68 58-65 65-70 75-80 78-85 | 110-115 145-155 110-115 80-85 120-125 95-100 |
| Параметр | Ректифікаційні колони | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
Тиск, МПаТемпература, 0 С:верху харчування низу Число тарілок Флегмовое число | 1,35 35 40 130 60 - | 0,93 78 150 218 60 2 | 1,73 44 86 107 60 3 | 0,59 48 61 106 60 3 |
11. Висновок
Технологічні установки перегонки нафти призначені для поділу нафти на фракції і подальшої переробки або використання їх як компоненти товарних нафтопродуктів. Вони складають основу всіх НПЗ. На них виробляються практично всі компоненти моторних палив, мастил, сировина для вторинних процесів і для нафтохімічних виробництв. Від їх роботи залежать асортимент і якість одержуваних компонентів і техніко-економічні показники подальших процесів переробки нафтової сировини.Список використаних джерел
1) Ахметов С.А. Технологія глибокої переробки нафти і газу. Уфа: «Гільом», 2002. - 671с.;2) Довідник нафтопереробника. Під редакцією Ластовкіна Г. А., Радченко О.Д. Л.: Хімія, 1986;
3) Еріх В.М., Расіна М.Г., Рудін М.Т. Хімія і технологія нафти і газу. Л.: Хімія, 1985.
[1] Залежно від типу переганяється нафти і структури випуску товарних нафтопродуктів на різних НПЗ отримують фракції, що трохи відрізняються за температурним межам википання.
[2] Тип тарілок - клапанна перехресно-прямоточна
[3] На ЕЛОУ - АВТ ВАТ «Орскнефтеоргсінтез»
[4] Тип тарілок: у концентраційної частини - клапанна перехресно-прямоточна, в отгонной - сітчатие з відбійниками.
[5] Тип тарілок - клапанні перехресно-прямоточні.
[6] Розробники - професор Уфімського державного нафтового технічного університету К. Ф. Багатих з співробітниками.
[7] Загальне число тарілок - від 390 до 720