Файл: Хейфец А.Е. Опыт работы установок масляного блока на сернистом сырье.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 68
Скачиваний: 0
А. Е. Х§ЙФЕЦ, А. Л. ЧВЁРТКИН
ОПЫТ РАБОТЫ
УСТАНОВОК
МАСЛЯНОГО БЛОКА
НА СЕРНИСТОМ СЫРЬЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО НЕФТЯНОЙ И ГОРНО-ТОПЛИВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ЛЕНИНГРАД-1962
Of - * 0
В книге приводятся принципиальные технологические схемы установок по производству смазочных масел из сернистых неф тей. Обобщается опыт работы установок на различных нефте перерабатывающих заводах, рассматриваются недостатки приме няемых типовых проектов и рекомендуются мероприятия по улучшению технологического процесса, осуществленные на дей ствующих установках, а также даются рекомендации по улучше нию работы ряда технологических узлов.
Книга предназначена для инженерно-технических работни ков нефтеперерабатывающих заводов, проектных и научно-иссле довательских организаций.
ВВЕДЕНИЕ
В послевоенные годы бурными темпами развивается нефтепе рерабатывающая промышленность нашей страны. В различных районах введены в действие мощные нефтеперерабатывающие за воды, сооруженные по отечественным проектам с применением нового технологического оборудования и современных средств контроля и автоматики.
Новая программа Партии предусматривает огромный каче ственный и количественный рост нефтеперерабатывающей про мышленности нашей страны. В успешном развитии отечественной нефтеперерабатывающей промышленности, наряду с коллекти вами нефтезаводов и пусконаладочных бригад Союзной конторы Оргнефтезаводы, большая роль принадлежит научно-исследо вательским и проектным институтам, в частности ВНИИ НИ, Гипронефтезаводу, БашНИИ НИ, ГрозНИИ, Гипроазнефти и др., принимающим активное участие в разработке и освоении новых технологических процессов.
За последние годы на различных заводах полностью освоена технологическая схема производства смазочных масел из сернистых нефтей, разработанная ВНИИ НИ и Гипронефтезаводом в 1947— 1951 гг.
Расширение ресурсов сырья для производства смазочных ма сел за счет вовлечения в переработку сернистых нефтей восточных районов позволило рассредоточить производство масел по раз личным районам СССР. При пуске и эксплуатации установок маслоблока выявлены их достоинства и недостатки и проведены мероприятия, позволившие обеспечить бесперебойную работу установок на производительности, значительно превышающей проектную.
Целью настоящей работы является обобщение опыта работы масляных установок на различных заводах с тем, чтобы предотвра тить возможность повторения выявленных недостатков, и в даль нейшем при проектировании и строительстве аналогичных уста новок на новых заводах заранее предусмотреть внесение необ ходимых изменений в технологические схемы или конструкции отдельных аппаратов.
3
В первом разделе даны общие сведения о процессах производ ства смазочных масел, а в последующих подробно рассматриваются схемы работы действующих установок маслоблока. Дается анализ работы этих установок, разбираются недостатки проектных реше ний отдельных узлов, указываются мероприятия по их устра нению и делается попытка обобщения опыта работы различных заводов по усовершенствованию процессов производства масел.
Разделы I, V и VII написаны инженером Хейфецом А. Е ., II, III, IV и VI — инженером Чвёрткиным А. Л.
I. ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ ИЗ СЕРНИСТЫХ НЕФТЕЙ
На восточных нефтеперерабатывающих заводах для получе ния смазочных масел из сернистых нефтей применяется двухпо точная схема очистки дистиллятного и остаточного сырья, отби раемого из нефти при переработке ее на установках АВТ.
Длительный опыт промышленной эксплуатации установок на различных заводах показывает, что схема производства масел, разработанная Гипронефтезаводом по данным ВНИИ НИ, позво ляет получать смазочные масла в широком ассортименте и в ос новном соответствует своему назначению.
Однако промышленное освоение новых технологических про цессов производства смазочных масел из сернистых нефтей было сопряжено с известными трудностями. Это объясняется недоста точными исследовательскими данными, отсутствием надлежащего опыта проектирования подобных установок, отсутствием к момен ту пуска и освоения установок достаточно подготовленных кадров, недостатками в оборудовании, не всегда надежной системой кон троля и автоматики.
Неудачная конструкция вакуумной части масляных АВТ, а также частое изменение состава поступающих на переработку нефтей обусловливали низкое качество отбираемых продуктов.
Неудачные проектные решения отдельных узлов и аппаратов, работа которых осложнялась низким качеством сырья и приме няемых растворителей, потребовали внесения ряда серьезных технологических и конструктивных изменений, осуществление ко торых позволило достигнуть проектных показателей. Часть про блем, и в первую очередь подготовка сырья на АВТ, окончательно не решена до сих пор, что в значительной степени снижает эффек тивность работы установок по производству масел.
Нечеткая фракционировка мазута на АВТ, кроме усложне ния дальнейших процессов очистки, создает также известную диспропорцию в выходах остаточных и дистиллятных масел.
Низкий выход остаточного компонента масел объясняется недо статочно полным отбором от потенциала при последующих стадиях очистки (особенно на установках деасфальтизации). В этой связи приобретает интерес схема двухступенчатой деасфальтизации гудрона, разработанная в последние годы во ВНИИ НИ и внед-
5
\
ряемая в настоящее время на ряде нефтеперерабатывающих заводов (Ново-Куйбышевский, Волгоградский, Омский). По этой схеме деасфальтизация гудрона производится последовательно в двух экстракционных колоннах: сырьем для второй колонны служит раствор асфальта первой. При этом вязкость при 100° С деасфальтизата первой ступени составляет примерно 20 сст, а деасфальтизата второй ступени — 50—60 сст. Общий выход высоковязких, высокоиндексных компонентов масел в этом слу чае увеличивается примерно на 30% при той же производитель ности установки по сырью, а расход этих компонентов на приго товление базовых авиационных и дизельных масел значительно снижается. Коксовое число остаточных масел при двухступенча той деасфальтизации не выходит за пределы нормы (1,25—1,3% при работе на получение дизельного масла), а вязкость при 100° С остаточного компонента повышается до 35—37 сст [1].
На установках селективной очистки в качестве растворителя применяется фенол и для остаточных и для дистиллятных масел. Между тем, для последних фенол не является достаточно селек тивным. Он удаляет из очищенных масел часть ароматических углеводородов, способствующих обеспечению необходимой термо окислительной стабильности масел. Поэтому получение стабиль ных масел из легкого дистиллятного сырья (типа МС-8 и транс форматорного) в настоящее время на восточных заводах связано с большими трудностями.
Процесс фурфурольной очистки не нашел пока применения на отечественных заводах, вырабатывающих масла из сернистых неф тей. Очистка фурфуролом дистиллятных масел (особенно маловяз ких) более эффективна, чем очистка фенолом, о чем говорят и лабораторные исследования, и богатый промышленный опыт ра боты заводов США, на которых очистка фурфуролом получила более широкое распространение, чем очистка фенолом.
Унифицирование установок селективной очистки фенолом, наряду с отсутствием предусмотренного проектом растворителя для установок депарафинизации масел и обезмасливания пара фина, создало определенные трудности в расширении ассортимента смазочных масел, вырабатываемых из сернистых нефтей, и в зна чительной степени сдерживает дальнейшее развитие технологии производства масел. Замена метилэтилкетона (МЭК) менее эф фективным растворителем — ацетоном — отрицательно сказы вается на работе установок депарафинизации. Увеличенный тем пературный градиент депарафинизации, повышенная упругость паров ацетона и его более низкие селективные свойства привели к значительному удорожанию этих установок. Замена раствори теля вызвала еще большие трудности в работе установок глубо кой депарафинизации, на которых для получения масел с низкой температурой застывания (порядка —45 Ч-----48° С) приходится охлаждать смесь сырья с растворителем до —60 -----62° С.
6
В ближайшее время метилэтилкетон заменит ацетон, однако на повестке дня уже стоит вопрос о применении вместо МЭК бо лее качественных растворителей — высших кетонов, градиент депарафинизации которых близок к 0° С или имеет отрицательное значение. За рубежом уже длительное время успешно эксплуа тируются установки с подобными растворителями. Целесообраз ность и эффективность их применения была подтверждена также работами ВНИИ НИ.
В последнее время большое развитие получили процессы химической переработки парафина с целью получения жирных кислот (окисление парафина) и олефинов (термический крекинг парафина). Указанные процессы предъявляют особо жесткие требования к качеству сырья, которое должно быть тщательно подготовлено (глубоко обезмаслено и обессмолено).
Нужно отметить, что замена растворителя на установке обез масливания парафина вызвала такие же трудности, что и на установках депарафинизации масел.
Несовершенная конструкция, а также невозможность освоения регенерации адсорбента после перколяционной очистки парафина удорожили и затруднили процесс производства парафина.
Исследования ВНИИ НИ показывают, что при достаточно четкой работе АВТ из узких масляных фракций после глубокой их очистки фенолом и последующей депарафинизации получаются гачи, легко поддающиеся обезмасливанию с получением парафи нов, содержащих лишь 0,2—0,5% масла.
Особенно высокие выходы парафинов с низким содержанием масла получаются при обезмасливании гачей, содержащих 18—
20% масла, в |
растворе метилэтилкетона и |
бензола [1]. |
сырья |
|
Проектная |
схема получения масел из сернистого |
|||
завершается |
контактной |
очисткой отбеливающими землями. |
||
По сравнению с другими |
процессами, |
этот процесс |
весьма |
несовершенен и трудоемок. Особого улучшения качества сма зочных масел, кроме некоторого улучшения цвета, при его помощи добиться не удается. Контактная очистка не обеспечи вает достаточной стабильности цвета товарных масел. Добавление к маолам присадки ЦИАТИМ-339, имеющей темный цвет, ликви дирует, по существу, и тот небольшой эффект, который дает кон тактная очистка.
Укрупнение установок значительно удешевляет процесс, улуч шает его технико-экономические показатели, снижает себестои мость готовой продукции. Проектные институты на основании на копленного опыта проектирования и эксплуатации установок создали в последние годы новые модернизированные укрупненные маслоблоки. Однако различные институты по-разному подошли к разрешению этой проблемы.
Так, Гипронефтезавод на основании работ ВНИИ НП создал схему, не имеющую принципиального отличия от рассмотренной
7
выше. Она характеризуется лишь увеличением производительно сти всех звеньев и модернизацией установки для выделения па рафина из гача и церезина из петролатума.
Гипрогрознефтью совместно с ГрозНИИ создана оригинальная схема, которая значительно отличается от, существующей. По этой схеме из сернистых нефтей на АВТ получают два масляных дистиллята и гудрон. Масляные дистилляты — фракции 350— 420° С (300-400° С) и 420-500° С (400-490° С) очищают фурфу ролом, а для очистки гудрона применяют дуосол-процесс. Рафи наты депарафинируют в растворе кетон-бензол-толуольной смеси. Масла вместо контактной очистки подвергают гидродоочистке. Из гачей и петролатумов, получающихся при депарафинизации, выделяют парафин и церезин. Парафин очищают серной кисло той и щелочью и доочищают перколяционным способом [2].
Таким образом, в технологическую схему производства сма зочных масел из сернистых нефтей вводятся три новых процесса. Для очистки дистиллятов сооружается одна фурфурольная уста новка, двухпоточная по рафинатным растворам и с общей секцией регенерации растворителя из смешанного раствора экстракта. При той же стоимости, что и фенольная установка аналогичной производительности, она позволяет значительно поднять (в сред нем на 25%) выход рафинатов и получить дистиллятные мало вязкие масла с повышенной стабильностью против окисления.
Очистка гудрона фенол-крезольной смесью в растворе пропана на комбинированной установке дуосол-процесса позволяет увели чить выход высоковязких компонентов примерно на 30—33% по сравнению с деасфальтизацией гудрона пропаном и последующей очисткой деасфальтизата фенолом [2].
Представляет интерес экономическое сопоставление дуосолпроцесса с перспективной двухступенчатой деасфальтизацией гуд рона пропаном и последующей очисткой деасфальтизата фенолом.
Применение гидродоочистки масел вместо контактной очистки выгодно отличает эту схему от схемы, предложенной Гипронефтезаводом. При гидродоочистке потери составляют 4—2% вместо 6—8% при контактной, и масла получаются высококачественными.
В последние годы во ВНИИ НП разработана схема с приме нением нового технологического процесса адсорбционной очистки смазочных масел на адсорбенте — алюмосиликатной крошке (авторы: Л. Г. Жердева, Д. И. Орочко, И. А. Михайлов, С. 3. Левинсон). По этой схеме масляные дистилляты АВТ и концентрат, полученный в результате двухступенчатой очистки гудрона пропаном, раздельно поступают на адсорбционную очистку. Рафинаты затем депарафинируют в растворе кетон- бензол-толуольной смеси, а из гачей и петролатумов, получаемых при депарафинизации, выделяют парафин и церезин.
Применение адсорбционной очистки вместо очистки масляных компонентов фенолом или фурфуролом позволит увеличить вы>
8