Основная атмосферная колонна установки авт перерабатывает 207 кг с нефти



Horoshko.Zbornik_Zadach_po_Ximii_I_Gazy / horoshko.Zbornik_Zadach_po_Ximii_I_Gazy

Определить молярный состав паровой фазы конденсата, нагретого до 190°С при 392 кПа. Молярная доля отгона равна 0,84.

3.20 При давлении 189 кПа нефть подогревается до температуры 230°С. Характеристика нефти приведена ниже:

Молярная доля отгона при этих условиях е / =0,21. Определить массовую долю отгона нефти.

3.21 Отбензиненная нефть поступает в основную атмосферную колонну при 360°С и 178 кПа. Массовый состав нефти, средние температуры кипения и молярные массы фракций следующие:

Определить молярную долю отгона нефти при заданных условиях. 3.22 Широкая бензиновая фракция состоит из следующих фракций-

При нагреве фракции до некоторой температуры молярная доля отгона составила 0,17 при давлении 335 кПа.

Определить температуру нагрева.

3.3 МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

Материальный баланс . Материальный баланс ректификационной колонны составляется исходя из равенства количеств подаваемого сырья и выходящих продуктов и выражается обычно массовым или объемным расходом. На рис.3.4 приведена схема материальных потоков в колонне, бук-

вами G O , G D и G W на ней обозначено количество соответственно сырья, дистиллята и остатка. Для этого случая материальный баланс колонны при стабильном режиме запишется

Рисунок3.4 – Схема материальных и тепловых потоков в ректификационной колонне

Для любого i -го компонента он примет форму

G O x O i = G D x D i + G W x W i ,

где x O i , x D i , x W i − массовые доли компонента i в сырье, дистилляте и остатке. Совместное решение равенства (3.7) и (3.8) дает уравнение

Состав и количество сырья, т.е. величины G O и x O i обычно известны.

Принимая в соответствии с заданными требованиями степень чистоты продуктов (величины x D i и x W i ), определяют количество дистиллята и остатка.

Пример 3.7 На установке четкой ректификации из смеси ксилолов выделяется этилбензол. Расход сырья − 0,61 кг\с. Массовая доля этилбензола в сырье равна 0,15, в дистилляте − 0,998, в остатке − 0,04. Определить количество получаемого дистиллята.

Решение. Запишем уравнение (3.9) в виде

Тепловой баланс . Пренебрегая тепловыми потерями в окружающую среду, можно записать

где Ф вх и Ф вых − тепловой поток, соответственно входящий и выходящий из колонны, Вт (1 Вт = 1 Дж/с).

Тепловой поток поступает в колонну (см. рис.3.4):

1) с сырьем, нагретым до температуры t 0 , в случае подачи сырья в виде жидкости

Ф 0 = G 0 I t ж 0 ,

где I t ж − энтальпия жидкого сырья, Дж/кг; в случае подачи сырья в паро-

жидкостном состоянии с массовой долей отгона е.

Ф 0 = G 0 eI t п 0 + G 0 ( 1 − e ) I t ж 0 ,

где I t п − энтальпия паров сырья, Дж/кг;

2) с испаряющим агентом (водяным паром) Ф в.п или горячей струей Ф г.с способа подогрева низе колонны будет равен:

Ф вх = G 0 eI t п 0 + G 0 ( 1 − e ) I t ж 0 + Ф в . п

Ф вх = G 0 eI t п 0 + G 0 ( 1 − e ) I t ж 0 + Ф г . с

Тепловой поток выходит из колонны: 1) с парами дистиллята

Ф D = G D I t п D ,

где I t п − энтальпия паров дистиллята, дж/кг;

2) с жидким нижним продуктом

где I t ж − энтальпия жидкого остатка, Дж/кг;

3) с верхним орошение − Ф ор .

Пары орошения, покидающие колонну, имеют ту же температуру, что и пары дистиллята, − t D , и после их конденсации орошающая жидкость входит в колонну с температурой t ор . Следовательно,

Ф о р = G о р ( I t п D − I t ж о р ) .

Суммарный тепловой поток, покидающий колонну,

Тогда равенство (3.10) запишется в виде

G O eI t п + G O

( 1 − e ) I t ж + Ф в . п = G D I t п + G W I t ж + G о р ( I t п − I t ж ) .

Для сложной колонны, работающей с отводом боковых продуктов, их теплота должна быть учтена в статье расхода. В такие колонны теплота вносится, как правило, больше, и ее избыток снимается циркуляционными орошениями. При этом по дефициту теплового баланса определяется необходимое число орошений, количество циркулирующей жидкости и степень ее охлаждения.

Материальный и тепловой баланс представляют обычно в виде таб-

Пример 3.8 В ректификационную колонну, работающую под давлением 0,7 МПа, входит 35,07 кг/с нефти ( ρ 4 20 = 0,868 ), нагретой до 350°С и 0,95 кг/с водяного пара ( ρ =0,4 МПа, t=400°С). Продуктами являются бензиновая фракция ( ρ 4 20 = 0,765) − 2,85 кг/с, керосиновая фракция ( ρ 4 20 = 0,781) − 5,97 кг/с, дизельная фракция ( ρ 4 20 = 0,846 ) − 6,31 кг/с и мазут ( ρ 4 20 = 0,951) − 19,94 кг/с. Температурный режим колонны приведен на рис.3.5. Для отпарки боковых продуктов в отпарные колонны: керосиновую − 0,12 кг/с, дизельную − 0,13 кг/с подается водяной пар, имеющий те же параметры. Из отпарных колонн водяной пар возвращается вместе с парами фракций в основную колонну.

Рисунок 3.5 – Схема ректификационной колонны (к примеру 3.8)

Составьте тепловой баланс колонны и определить необходимый расход острого и циркуляционного орошений. Количеством отпарных фракций можно пренебречь.

Решение. Тепловой баланс составим по дизельной, керосиновой и бензиновой секциям (контуры А, Б и В на рис.3.5). Энтальпию жидких и парообразных нефтепродуктов рассчитает по формулам (1.16) и (1.17). Энтальпию перегретого водяного пара возьмем по прил.20 с учетом его парциального давления. Все результаты расчетов вне-

сем в табл.3.1, 3.2, 3.3.

Превышение приходной части теплового баланса по бензиновой секции состав-

∆ Ф б =9 990 930 − 7 558 860 = 2 432 070 Вт.

Избыток необходимо снять орошением. Обычно наверху колонны организуют острое орошение. Принимая температуру орошения равной 40°С ( l ж =80 кДж/кг), рассчитаем его расход:

Разность между приходящими и уходящими тепловыми потоками в двух нижних секциях составляет 6 390 760 Вт. Этот избыток снимают одним или несколькими

циркуляционными орошениями. Примем одно циркуляционное орошение ( ρ 4 20 = 0,817 )

с температурой вывода 250°С и возврата 90°С. Энтальпии жидкого орошения при этих температурах будут соответственно равны 583 кДж/кг и 183 кДж/кг. Расход циркуляционного орошения составит

Таблица 3.1 − Тепловой баланс дизельной фракции − контур А

Паровая фаза, фракции:

Паровая фаза, фракции:

Таблица 3.2 − Тепловой баланс секции керосиновой фракции − контур Б

Фракция в парах:

из отпарной секции

Фракция в парах:

Жидкая дизельная фракция

Таблица 3.3 − Тепловой баланс секции бензиновой фракции − контур В

Фракция в парах:

из отпарной секции

Бензиновая фракция в парах

Жидкая керосиновая фрак-

3.23 Основная атмосферная колонна установки АВТ перерабатывает 207 кг/с нефти. Массовый выход светлых продуктов составляет: газ − 1,8%, бензин − 22,1 %, фракция дизельного топлива − 31,8%. Установка работает 335 дней в году. Потери равны 0,83%, Составить материальный баланс установки в килограммах в час и тысячах тонн в год.

3.24 В вакуумной колонне получают (в массовых долях): пары и газы

разложения − 0,016, вакуумный газойль − 0,080, фракции 350-420°С − 0,243, фракции 420-500°С − 0,261 и гудрон. Потери составляют 0,013. Расход подаваемого в колонну мазута равен 17 кг/с. Составить материальный баланс колонны в килограммах в секунду и килограммах в час.

3.25 Состав продуктов (в массовых долях) блока четкой ректификации бензина следующий: фракция н.к.-62°С − 0,103; фракция 62-105°С −

0,348; фракция 105-140°С − 0,232; фракция выше 140°С − 0,301; остальное

− потери. Составить материальный баланс блока в килограммах в секунду, если суточная переработка по сырью равна 2870 т.

3.26 В колонну стабилизации бензина поступает 33,04 кг/с бензиновой фракции ( ρ 4 20 = 0,746 ), нагретой до температуры 170°С. Массовый вы-

ход стабильного бензина ( ρ 4 20 = 0,683 ) равен 8%. Температура верха колонны 65°С, низа 190°С. Расход острого орошения 5,03 кг/с, его температура

50°С. Составить материальный и тепловой баланс колонны и определить тепловой поток, который необходимо подвести вниз колонны.

Читайте также:  Установка деревянного бруса для забора

3.27 В бензиновую секцию основной атмосферной колонны поступает 4,28 кг/с паров бензиновой ( ρ 4 20 = 0,734 ), 9,21 кг/с паров керосиновой фракции ( ρ 4 20 = 0,805 ) и 1,29 кг/с водяного пара. Давление в секции 0,15 МПа. Температура всех входящих компонентов 190°С. Из секции выходят в тех же количествах пары бензина и водяной пар с температурой 100°С и жидкий керосин с температурой 185°С. Определить расход острого орошения, подаваемого с температурой 35°С.

3.28 Избыточный тепловой поток в колонне (12,7 МВт) снимается циркуляционным орошением ( ρ 4 20 = 0,839 ), которое выходит из колонны с температурой 230°С. Найти температуру ввода циркуляционного орошения, если его расход составляет 35 кг/с.

3.29 В вакуумную колонну поступает 13,75 кг/с мазута ( ρ 4 20 = 0,941 , t =410°С). Состав продуктов колонны (в массовых долях): пары газойля

( ρ 4 20 = 0,879 , t =465°С) − 0,093; масляный погон I ( ρ 4 20 = 0,916 , t =205°С) − 0,275; масляный погон II ( ρ 4 20 = 0,934 , t =350°С) − 0,264; гудрон ( ρ 4 20 = 0,962 ,

Вниз колонны подается 0,48 кг/с водяного пара ( t =400°С). Составить материальный и тепловой баланс колонны, определить количество острого орошения, которое уходит из колонны с той же тарелки, что и масляный погон I, и возвращается с температурой 60°С.

3.30 Расход отбензиненной нефти ( ρ 4 20 = 0,894 ), поступающей в колонну с температурой 350°С, составляет 79,72 кг/с. Массовая доля отгона нефти 0,35. Избыток теплоты в колонне снимается поровну двумя циркуляционными орошениями:

Источник

Атмосферный блок установки АВТ

Технология первичной переработки нефти основана на разделении нефти методом ректификации на узкие нефтяные фракции и определяется направлениями использования фракций, выделяемых на установках АВТ.

По типу работы этих установок различают:

  1. Топливные (выделяемые фракции предназначены преимущественно для производства моторных топлив)
  2. Масляные (предусматривается выделение узких масляных фракций)
  3. Топливно – масляные

Поэтому отечественные установки переработки нефти (АТ и АВТ) характеризуются большим разнообразием используемых схем ректификации в зависимости от ассортимента выпускаемых фракций. Однако во всех случаях выдерживаются несколько основных принципов:

  1. Процесс первичной ректификации нефти проводится в сложных колоннах, характеризующихся наличием нескольких зон ввода питания и отбора целевых продуктов.
  2. В процессе ректификации для обеспечения теплоподвода в систему и снижения парциального давления нефтяных паров широко используется острое паровое орошение (в систему вводится перегретый водяной пар).
  3. Для промежуточной конденсации паровой фазы по высоте колонны используются выносные холодные циркуляционные орошения.
  4. В схемах ректификации используются выносные отпарные колонны (стриппинг – секции), что приводит к появлению в системе дополнительных рецикловых связей.
  5. Сырьевое обеспечение производств зачастую характеризуется наличием нескольких поставщиков нефти, а значит и колебаниями во времени фракционного состава исходного сырья.
  6. Требования к качеству выделяемых фракций, в первую очередь в части снижения эффекта наложения соседних фракций друг на друга, постоянно повышаются.

Указанные обстоятельства существенно усложняют как схему реализации процесса, так и его конструктивное оформление. Технология разделения (схема) и конструктивное оформление оказывают существенное влияние друг на друга и должны рассматриваться совместно. Поэтому расчетное исследование процесса и особенно процедура его оптимизации становится чрезвычайно сложной задачей, которую невозможно решать без использования УМП.

Схема атмосферного блока установки АВТ

Схема АВТ

Схема атмосферного блока установки АВТ

Принцип работы атмосферного блока (АТ)

Наиболее распространенной схемой реализации процесса для атмосферного блока АВТ является схема двукратного испарения и двукратной ректификации нефти (рис. 2). По этой схеме работает широко распространенная установка АВТ-6, входящая в типовые блоки ЛК-6У многих нефтеперерабатывающих заводов РФ.

Обезвоженная и бессоленная нефть с блока ЭЛОУ (блок подготовки нефти – электрообезвоживание и обессоливание нефти) после подогрева до температуры 195-205 о С за счет рекуперации тепла материальных потоков, отходящих с установки, поступает на разделение в колонну частичного отбензиневания сырья К-1.

Назначение К-1 – отбор из нефти легкого бензина и основной части растворенных газов для нормализации количества бензиновых углеводородов в основной колонне К-2 и стабилизации режима её работы при возможных колебаниях состава сырья.

Дистиллятные пары из К-1 конденсируются в аппаратах воздушного и/или водяного охлаждения и разделяются в сепараторе С-1 на жидкую (II) и газовую (VIII) фазы.

Часть жидкой фазы возвращается в К-1 в качестве флегмы, а балансовый избыток (фракция легкого бензина II) отводится с установки.

Газовая фаза отводится на газофракционирующую установку (ГФУ). Частично отбензиненная нефть из низа К-1 поступает в печь П-1, нагревается до температуры 360-370 о С и подается на тарелку питания колонны К-2.

Одновременно часть нагретой нефти (кубовый продукт К-1) возвращается в К-1 в виде «горячей струи» для создания парового орошения в исчерпывающей секции колонны.

Дистиллятные пары с верха К-2 конденсируются в аппаратах АВО и поступают в сепаратор С-2. Часть жидкой фазы возвращается в качестве флегмы в К-2, а балансовый избыток (фракция тяжелого бензина III) отводится с установки. С промежуточных тарелок укрепляющей секции К-2 в виде боковых погонов выводятся топливные фракции 180-220 о С, 220-280 о С и 280-350 о С, которые направляются в отпарные колонны К-3, К-4 и К-5 соответственно.

Использование пара

В низ колонны К-2, а также в низ отпарных колонн подается перегретый водяной пар (поток IX) для отпарки из продуктовых потоков более легких фракций. Отпаренные фракции вместе с водяными парами возвращаются в основную колонну К-2 выше точек отбора боковых погонов.

Использование отпарных колонн позволяет существенно снизить содержание легких фракций в отбираемых дистиллятных продуктах и за счет этого повысить их качество.

Рис. 2. Принципиальная схема двукратной ректификации нефти атмосферного блока установки АВТ: К – ректификационные колонны;

П – печь; С – сепараторы; Т – теплообменники. Потоки: I – сырье (нефть с ЭЛОУ); II – лёгкий бензин; III – тяжелый бензин; IV – фракция 180-220 о С;

V – фракция 220-280 о С; VI – фракция 280-350 о С; VII – мазут; VIII – газ;

IX – водяной пар

В процессе ректификации нефти водяной пар играет особую роль, определяемую тем обстоятельством, что вода и углеводороды в жидкой фазе практически взаимно нерастворимы и образуют раздельно кипящую смесь.

В этих условиях водяной пар не только вносит в систему тепло, необходимое для отпарки легких углеводородов, но и снижает парциальное давление нефтяных паров, что в свою очередь приводит к понижению температуры кипения углеводородной (нефтяной) фазы и одновременно к увеличению относительной летучести всех углеводородных пар компонентов.

Поэтому ввод водяного пара в определенной мере эквивалентен понижению давления в ректификационной системе, что особенно важно для колонн, работающих под вакуумом.

На тарелках ректификационных колонн установок АВТ водяной пар при используемых режимах работы не конденсируется, проходит всю колонну снизу вверх и конденсируется только во внешних конденсационных узлах. Расход водяного пара в атмосферном блоке составляет (1,2–3,5) % масс. В расчете на сырье установки.

Использование водяного пара приводит и к отрицательным эффектам:

  • увеличиваются затраты энергии на проведение процесса;
  • заметно возрастают паровые нагрузки в ректификационных колоннах, поскольку молекулярная масса воды существенно меньше молекулярной массы разделяемых углеводородов;
  • в результате возрастают диаметры ректификационных колонн и их гидравлическое сопротивление;
  • происходит обводнение нефтепродуктов, что вызывает необходимость их последующей осушки;
  • образуются химзагрязненые сточные воды.

Поэтому в мировой практике наблюдается тенденция использования в качестве испаряющего агента взамен воды углеводородной фазы (бензиновой и керосино-газойлевой фракций).

Читайте также:  Помощь при установке виндовс

Однако в отечественной практике эти решения широкого распространения не нашли. В укрепляющей секции колонны К-2 (рис. 2.1) расположены 2 холодных циркуляционных орошения, которые обеспечивают промежуточную конденсацию парового потока в К-2.

При этом возрастают расходы потоков жидкого орошения (внутренней флегмы) и обеспечивается более полный отбор целевых топливных фракций. Охлаждение циркуляционных орошений производится в выносных холодильниках.

На разных НПЗ режимы работы колонн атмосферного блока, а также аппаратурное оформление технологического процесса могут существенно различаться, что подтверждает необходимость проведения оптимизационных решений при анализе и совершенствовании показателей работы каждой конкретной установки. Характерные показатели режимов работы атмосферного блока установки АВТ-6 [1] при переработке западносибирской нефти приведены в табл. 2.1.

Источник

Машины и аппараты нефтегазопереработки

Атмосферная трубчатка (АТ) предназначена для разделения нефти на группу светлых нефтепродуктов ( Ткип < 350 о С ) и мазут в качестве остатка. При этом могут использоваться 2 основные схемы разделения: 1 – одноколонная схема разделения (применяется при содержании легких (С1-С4) – до 1,2%, светлых – до 45%); 2 – двухколонная схема (увеличенное содержание легких и светлых). В отечественной промышленности большее распространение получила вторая схема. Они обладают большой гибкостью (меньшей чувствительностью к составу перерабатываемой нефти) и обеспечивают больший (на 2%) отбор светлых .

6.2 Принципиальная схема блока АТ установки ЭЛОУ-АВТ-6

Нефть с блока ЭЛОУ через группу рекуперационных теплообменников поступает в отбензиневающую колонну 1. В этой колонне из нефти отделяются растворенные газы и фракция легкого бензина, которые конденсируются и разделяются в конденсаторе и сепараторе. Часть конденсата подается на верх колонны 1 в качестве орошения (флегмы), а часть откачивается на склад. Тепло для организации разделения вносится в колонну «горячей» струей.

Отбензиненная нефть из колонны 1 прокачивается через печь и с температурой 340 о С поступает в основную сложную фракционирующую колонну 2. С верха этой колонны отбирается фракция тяжелого бензина, а сбоку через отпарные секции 3 выводятся топливные фракции (180-220), (220-280) и (280-350). Из низа К-2 отводится мазут. Отпарка более легких углеводородов из отбираемых фракций (куб К-2 и отпарные колонны 3) производится за счет подачи перегретого водяного пара. В колонне предусмотрены также 2 (иногда 3) циркуляционных орошения для снятия избыточного тепла из потока парового орошения для организации внутренней конденсации целевых фракций. Мазут из К-2 направляется на дальнейшее разделение в блок вакуумной ректификации мазута (установка АВТ ), или после охлаждения – на склад (схема АТ).

Рис. 6.1. Принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ-6:

1-отбензинивающая колонна; 2-атмосферная колонна; 3-отпарные колонны; 4-атмосферная печ ; I -нефть с ЭЛЛОУ; II -легкий бензин; III -тяжелый бензин; IV -фракция 180…220 0 С; V — фракция 220…280 0 С; VI — фракция 280…350 0 С; VII -мазут; VIII -газ; IX -водяной пар.

В процессе предусмотрена глубокая рекуперация тепла отводимых материальных потоков за счет установки специальных высокотемпературных трубчатых теплообменников типа ТП для подогрева исходного потока сырья (на схеме не показаны).

Примерный мат. баланс блока приведен в табл. 4.1.

Табл. 6.1. Материальный баланс блока АТ

Газ и нестабильный бензин (н.к. — 180°С)

Табл. 6.2. Технологический режим работы блока AT

Колонна частичного отбензинивания нефти

Температура, 0 С

в ёмкости орошения

Кратность острого орошения, кг /кг

Температура, 0 С

Кратность острого орошения, кг /кг

Табл. 6.3.Характеристика ректификационных колонн

Колонна частичного отбензинивания нефти

6.3. Принцип работы сложной колонны

Рис. 6.2. Цепочка простых колонн для разделения 5-ти компонентой смеси

Рис. 6.3. Разделение 5-ти компонентой смеси в сложной колонне

В колонне К-2 (рис. 6.1) проводится разделение исходной смеси (частично отбензиненной нефти) на 5 фракций (потоки III — VII ). Поток VIII не учитывается, поскольку он разделяется не в колонне, а в сепараторе. При обычной ректификации для этой цели используется цепочка из 4-х простых колонн (рис. 6.2).

Каждая простая РК состоит из 2-х секций (укрепляющей и исчерпывающей). Общее число секций составит при этом 8. В сложной колонне на верх секции 1 (первая колонна) последовательно устанавливаются укрепляющие секции следующих колонн (3, 5, 7), а исчерпывающие секции выносятся из сложной колонны и устанавливаются рядом (рис. 5.3). Поток жидкого орошения из секции 3 частично выводится из СРК боковым погоном и направляется в отпарную секцию 4, установленную рядом с основной колонной, а часть жидкого потока возвращается в секцию 1 (жидкое орошение). В паровом потоке, отходящем из секции 1, самый тяжелый компонент ( VII ) практически отсутствует (он отделен от сырья в секциях I и II ). Поэтому в жидком потоке, отходящем из секции 3 и направляемом в выносную секцию 4, присутствует следующий тяжелый компонент VI и более легкие компоненты. В отпарной колонне (секция 4) легкие компоненты отпариваются и возвращаются в СРК, а тяжелый компонент VI выводится из колонны. Подобным образом работают и остальные выносные секции ( стрипинги ). В качестве отпаривающего агента в низ СРК, а также в отпарные секции вводится водяной пар.

Использование СРК взамен цепочки простых колонн позволяет существенно сократить неравномерность гидравлических нагрузок по отдельным секциям колонны и за счет этого улучшить характеристики оборудования (табл. 5.3).

Особенности конструирования сложных колонн

1. Важнейшим признаком СК является наличие нескольких уровней ввода и вывода материальных потоков. Кроме того, само распределение внутренних материальных потоков (и пара, и жидкости) по высоте колонны характеризуется неравномерностью. Поэтому в СРК используется принцип применения тарелок с различным числом потоков по жидкости и с различным живым сечением по пару для разных секций колонны.

2. Для тарелок вывода жидких материальных потоков используются тарелки с увеличенным объемом сливных устройств, что обеспечивает большую устойчивость работы насосов (запас по жидкости). Ввод рецикловых потоков (холодное орошение) с этой же целью осуществляют выше тарелки отбора.

3. Ввод материальных потоков осуществляют через съемные телескопические трубопроводы, что позволяет перед ремонтом колонны извлекать эти устройства и проводить осмотр внутреннего пространства колонны.

4. Все секции снабжаются люк-лазами (как правило – не менее 2-х).

6.4. Блок вакуумной перегонки мазута

Вакуумная установка, работающая обычно в комплексе с атмосферной трубчаткой, предназначена для глубокой перегонки мазута (остатка атмосферной перегонки нефти). На вакуумной установке мазут перегоняется до гудрона с получением или широкой дистиллятной фракции 350-500 о С, являющейся сырьем термического и каталитического крекинга (топливный вариант работы), или с получением дистиллятных масел ( веретенное , трансформаторное, машинное, цилиндровое) и остаточных масел (авиационное, дизельное) при работе по масляному варианту.

Для понижения температуры кипения этих фракций, часто находящейся выше температуры начала их разложения, в колонне создают вакуум, а в качестве теплоносителя и одновременно инертного компонента для понижения Ткип . вводят перегретый водяной пар. Большая часть вакуумных установок работает по схеме однократного испарения мазута. Мазут подогревается в дистиллятных полугудроновых и гудроновых теплообменниках, доводится в трубчатой печи до температуры 425 ° С и поступает в ректификационную колонну, отгонная часть которой имеет меньший диаметр, чем концентрационная часть. Благодаря этому сокращается время пребывания остатка в колонне и уменьшается опасность его разложения. Боковыми погонами выводятся веретенный, трансформаторный и соляровый дистилляты. Отпаренный в отгонной колонне полугудрон идет на извлечение из него остаточных масел. Вакуум в колонне создается физико-механическим способом, т.е. конденсацией паров (обычно в барометрическом конденсаторе) и отсасыванием несконденсировавшихся газов насосами или пароструйными эжекторами. Конденсат откачивают насосами или удаляют свободным истечением.

Читайте также:  Установка сайлентблока переднего рычага санта фе

В вакуумной колонне стремятся создать условия, обеспечивающие высокую долю отгона (перехода в паровую фазу) вводимого сырья и его минимальное разложение. Для этого необходимо уменьшать время пребывания мазута в печи, снижать гидравлические сопротивления во всех элементах системы и применять вакуумсоздающие системы, обеспечивающие поддержание минимального давления в колонне (30 ¸ 50 мм. Hg ).

Для обеспечения высокоинтенсивного, но кратковременного нагрева мазута применяют печи с экранами двухстороннего облучения, а также вводят в змеевики водяной пар (снижает интенсивность коксообразования и его отложения на стенки труб), увеличивают диаметр труб змееевка , последних по ходу сырья, соединения труб змеевиков производят с помощью калачей, а не ретурбендов , трансферную линию выполняют с минимальным числом поворотов.

Рис. 6.4. Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6:

1-вакуумная колонна; 2-вакуумная печь; 3-пароэжекторный насос; I -мазут с АТ; II -легкий вакуумный газойль; III -вакуумный газойль; IV -затемненная фракция; V -гудрон; VI -водяной пар; VII — газы разложения; VIII –конденсат (вода или нефтепродукт).

Мазут из АТ ( I ) прокачивается через печь 2, где он нагревается до 425 ° С и вводится в нижнее сечение укрепляющей секции в виде парожидкостной смеси (доля отгона сырья достигает 0,5). Поднимающиеся пары подвергаются разделению за счет их взаимодействия со стекающим потоком жидкого орошения, который формируется за счет создания в укрепляющей секции 2-х холодных циркуляционных орошений (верхнее орошение формируется конденсатором). Целевые масляные фракции отбирают из колонны в виде боковых погонов : легкий вакуумный газойль ( II ), вакуумный газойль ( III ), затемненную фракцию ( IV ), а в качестве остатка из колонны выводят гудрон ( V ).

Несконденсированные углеводороды, газы разложения и подсосанный из атмосферы воздух эвакуируются из системы вакуумсоздающей системой.

6.5. Аппаратурное оформление вакуумного блока

6.5.1. Вакуумные колонны

ВК имеют специфическую форму – «перевернутая бутылка». Это связано с тем, что в кубовой части колонны процесс разложения углеводородов протекает наиболее активно. Поэтому поперечное сечение в данной зоне максимально снижают для уменьшения времени пребывания гудрона в этой зоне:

(6.1), где V — объем зоны, а W – объемный расход потока.

Традиционно в вакуумных колоннах установок АВТ использовались желобчатые тарелки (рис. 5.4), недостатки которых известны (малая эффективность, большое гидравлическое сопротивление, большая металлоемкость, …).

Рис.6.5. Желобчатая тарелка

На смену им пришли клапанные и ситчатые тарелки. Однако и этим тарелкам присущи существенные недостатки, главным из которых является высокое гидравлическое сопротивление.

Поскольку определяющее влияние на процесс разложения тяжелых углеводородов оказывает температура в кубе РК, а значит и давление в кубе, его снижение может быть достигнуто или снижением , или снижением числа тарелок. Второй подход неприемлем (ухудшается качество продукта). Поэтому снижение температуры достигают за счет ввода инерта (водяной пар) и за счет снижения . Для тарельчатых устройств этот резерв практически исчерпан. Поэтому в последние годы в вакуумных колоннах все шире используются высокоэффективные регулярные насадки с малым относительно теоретической тарелки (Па/ВЭТТ).

Рис. 6.6. Принципиальная конструкция противоточной насадочной колонны фирмы «Грима» (ФРГ):

I — мазут; II — легкий вакуумный дистиллят; III — глубоковакуумный газойль; IV — гудрон; V — водяной пар; VI — газы и пары к вакуумсоздающей системе

Рис. 6.7. Принципиальная конструкция перекрестноточной насадочной колонны АВТ-4 ПО « Салаватнефтеоргсинтез ».

1-телескопическая трансферная линия; 2-горизонтальный отбойник; 3-блок перекрестноточной регулярной насадки квадратного сечения;

I -мазут с АТ; II -вакуумный газойль; III — гудрон; IV -затемненный газойль; V -газы и пары

На рис. 6.6 представлена принципиальная схема вакуумной насадочной колонны фирмы Гримм (ФРГ). Аналогичные конструкции разработаны фирмами Нортон, Глитч , Перформ-Грид и др. Для всех эти колонн характерна сложная система распределения жидкости по насадке (сто точек орошения на 1 м 2 сечения) и высокая стоимость насадки ($1000 за 1 м 3 насадки).

Принципиально другой подход использован разработчиками перекрестноточной насадк (ПТН) – рис. 6.7. В этой конструкции сплошной слой насадки заменен блоками, нижний лист которых выполняет функции распределителя жидкости для последующего блока и гидравлического затвора для прохода пара. Это позволяет решать и задачи подвода в колонну потоков питания, а также отвода потоков боковых погонов .

Сами блоки проницаемы по пару только в поперечном направлении. Насадка занимает только часть поперечного сечения колонны и выполняется в виде различных геометрических фигур (четырехугольник, квадрат, кольцо , …). Насадка выполняется из недорогих профилей ( рукавновязанная сетка, просечновытяжные листы и т.д.). За счет конструирования при этом удается менять такой важный параметр, как соотношения сечений, открытых для прохода газа и жидкости соответственно:

Для насадочных колонн этот фактор, естественно, равен 1. Для ПТН прямоугольного сечения:

(6.4), (6.5), (6.6), где H – высота блока, а B – его ширина.

Как видим, у конструктора появляется возможность управлять этим соотношением в любых пределах, а значит обеспечивать оптимальные характеристики блока при любых нагрузках и по пару, и по жидкости. В настоящее время эти насадки промышленно освоены и широко используются на НПЗ. Удельное гидравлическое сопротивлении ПТН в 5 раз меньше, чем у клапанных тарелок, что позволяет за счет увеличения числа блоков повысить четкость погоноразделения или снизить затраты на разделение.

Схема вакуумной колонны с ПТН для четкого разделения мазута на фракции приведена на рис. 6.8.

Особенности конструирования ВК

1. Вакуумные колонны АВТ имеют большой диаметр ( 8 м и более) и большую высоту ( 40 м ). Поэтому расчет этих колонн на устойчивость (внешнее давление) приобретает особое значение. ВК обязательно оборудуется укрепляющими кольцами (внешними). При этом могут использоваться различные профили колец. Наиболее распространенные профили – тавр и двутавр .

2. Особая форма корпуса («перевернутая бутылка») определяет и конструкцию опорного устройства. Традиционная конструкция (опорная обечайка) оказывается недостаточно устойчивой. Поэтому опорное кольцо выполняют внизу верхней обечайки и опирают его на специальной металлоконструкции, расположенной над фундаментом.

Рис. 6.8. Вакуумная перекресточная насадочная колонна для четкого фракционирования мазута на масляные дистилляты

Сопоставление ТЭП вакуумной перекресточной насадочной колонны для четкого фракционирования мазута на масляные дистилляты

Источник

Решение задач «нефть»,
прикладная химия

1. Рассчитайте массу мазута, необходимого для получения 7,6 млн т светлых нефтепродуктов, если: 1) половина мазута вступает в реакции крекинга, а вторая коксуется; 2) выход в реакции крекинга составляет 34%, а в реакции коксования – 42%. 2. Рассчитайте массу нефти, необходимой для получения 20 т толуола, если: 1) выход бензина в процессе перегонки нефти составляет 15%; 2) выход толуола при каталитическом риформинге бензина прямой гонки – 30%. 3. Основная атмосферная колонна установки АВТ перерабатывает 207 кг/с нефти. Массовый выход светлых продуктов составляет: газ ? 1,8%, бензин ? 22,1 %, фракция дизельного топлива ? 31,8%. Установка работает 335 дней в году. Потери равны 0,83%. Какие массы продуктов вырабатывает установка: а) в час; б) в год? 4. В вакуумной колонне получают (в массовых долях): пары и газы разложения ? 0,016, вакуумный газойль ? 0,080, фракции 350-420°С ? 0,243, фракции 420-500°С ? 0,261 и гудрон. Потери составляют 0,013. Расход подаваемого в колонну мазута равен 17 кг/с. Какие массы продуктов вырабатывает колонна: а) в час; б) в год?

Закажите подобную или любую другую работу недорого

city city bush bush

Вы работаете с экспертами напрямую,
не переплачивая посредникам, поэтому
наши цены в 2-3 раза ниже

Источник

Adblock
detector