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: 70
Скачиваний: 0
мосферной части установок АВТ и связанное с этим ухудшение качества мазута оказывают отрицательное влияние и на ректифи кационную способность вакуумной части.
Вследствие перегрузки верхней части вакуумных колонн па рами легких дизельных фракций ухудшается качество масляных дистиллятов, снижается их отбор и резко увеличиваются потери нефтепродуктов с водами барометрического конденсатора. Эти по тери на действующих установках АВТ являются довольно высо кими и составляют примерно 0,6—0,8% на нефть [4, 5]. Уже одно это достаточно наглядно показывает, какое важное значение при обретает вопрос улучшения работы атмосферной части и получе ния мазута необходимого фракционного состава.
На работе вакуумной части АВТ отрицательно сказалось и
повышение |
производительности установок |
по |
нефти. |
Проектные |
|||
показатели |
по отбору и |
фракционному составу нефтепродуктов, |
|||||
особенно масляных дистиллятов, не были |
достигнуты |
даже при |
|||||
работе на проектной производительности. |
|
АВТ на большин |
|||||
Увеличение производительности установок |
|||||||
стве восточных нефтеперерабатывающих заводов было |
достигнуто |
||||||
в основном |
за счет увеличения тепловой мощности атмосферной |
||||||
печи, |
замены насосов более производительными, увеличения по |
||||||
верхности |
конденсаторов-холодильников |
и |
теплообменников. |
||||
При |
этом |
мероприятия |
по |
улучшению |
погоноразделительной |
||
способности установок не осуществлялись. До |
последнего времени |
||||||
реконструкция установок АВТ, направленная |
на повышение их |
||||||
мощности, |
затрагивала только |
атмосферную часть, в |
результате |
||||
чего на вакуумной части, |
особенно укрупненных АВТ, техноло |
гические показатели ухудшились, что привело к снижению отбора
икачества масляных дистиллятов.
Впоследние годы производительность установок АВТМ в сред нем составила около 140%, при этом отбор масляных дистилля тов находится на уровне 17,9—18,9% вместо 21% по проекту.
Мощность укрупненных АВТ превышает проектную на 25%, а отбор масляных дистиллятов составляет всего 10—14% вместо
24,5% по проекту [3, 5, |
7]. |
|
АВТ |
без |
рекон |
||
Повышение |
производительности установок |
||||||
струкции их |
вакуумной |
части |
затруднило |
работу |
и |
привело |
|
к значительному |
увеличению |
потерь нефтепродуктов с водами |
|||||
барометрического |
конденсатора |
[6]. |
|
|
|
Длительный опыт эксплуатации установок АВТ на различных зацодах показал, что для получения трех масляных дистиллятов, выкипающих в пределах 50—80° С, восемнадцати ректификацион ных тарелок (в том числе 14 в концентрационной части) недоста точно [5, 27 ]. На практике получаемые масляные дистилляты имеют более широкий фракционный состав, и температурное нале гание соседних фракций составляет 100—150° С, а в отдельных случаях 150-220° С [5, 26, 27].
13
Вопросу улучшения погоноразделительной способности ва куумной части установок АВТ в последние 3—4 года уделяется бо лее серьезное внимание; выявилось несколько направлений, целью которых является повышение отбора и улучшение качества масляных дистиллятов.
Одним из таких мероприятий является наращивание вакуум ной колонны и увеличение числа ректификационных тарелок с 18 до 24, осуществленное в 1959—1960 гг. на укрупненных АВТ Черниковского и Волгоградского НПЗ, позволившее несколько улучшить фракционный состав масляных дистиллятов и умень шить взаимное налегание соседних фракций по температурам разгонки.
Зарубежные данные по работе установок АВТ, а также дли тельный опыт эксплуатации установки Грозненского НПЗ [301 свидетельствуют о том, что для получения масляных дистиллятов более узкого фракционного состава количество ректифика ционных тарелок в вакуумной колонне должно быть значительно' больше (28—30) и, кроме того, на каждую выводимую масля ную фракцию следует иметь отпарную секцию с подогревом нижней части и подачей водяного пара для отпарки легких фракций [4].
Однако значительное увеличение числа ректификационных та релок в вакуумной колонне отрицательно сказывается на величине вакуума в зоне испарения и при прочих равных условиях приво дит к снижению глубины отбора [26 ].
Более перспективной, на наш взгляд, является двухступен чатая вакуумная перегонка, при которой в первой вакуумной колонне от мазута отбирается широкая масляная фракция, по следняя во второй колонне разделяется на более узкие. Зарубеж ные данные [28] показывают, что при двухступенчатой вакуумной перегонке налегание масляных фракций значительно меньше и составляет всего 10—20° С против 43—1110 С при одноступен чатой перегонке. В настоящее время двухступенчатая вакуумная перегонка находится в стадии внедрения на установках НовоКуйбышевского и Ново-Уфимского НПЗ.
В 1958—1959 гг. двухступенчатая вакуумная перегонка была успешно опробована при выработке трансформаторного дистил лята (фракция 300—400° С) на установке Ново-Уфимского НПЗ, где вторичной перегонке подвергалась смесь I и II масляных фрак ций [8, 9, 27]. Более эффективной в данном случае оказалась пред ложенная работниками Ново-Уфимского НПЗ рециркуляция из бытка I масляной фракции на нижние тарелки атмосферной ко лонны. При этом погоноразделительная способность вакуумной колонны (качество III и IY фракций) несколько улучшилась как за счет увеличения отбора дизельного топлива на 2% на нефть, так и за счет повышения температуры выхода нефти из атмосфер ной печи на 35—40° С [8, 9, 27 ]. В случае вывода тяжелого газойля
14
из атмосферной колонны необходимость в рециркуляции I масля ной фракции отпадет и нагрузка верхней части вакуумной ко лонны будет снижена за счет уменьшения количества паров лег ких дизельных фракций.
Использование двухступенчатой вакуумной перегонки при незначительных капитальных затратах, безусловно, позволит ре шить проблему получения качественного сырья для установок масляного блока.
Для обеспечения четкости процесса ректификации огромное значение имеет конструкция тарелок. Это особенно важно для ва куумных колонн, диаметр которых составляет 6,4 м, где обеспе чение равномерности работы тарелок и качественный их монтаж связаны с серьезными трудностями.
В колоннах диаметром выше 2,4 ж ректификационные тарелки выполняются из сборных элементов — сегментов — и от того, как выполнен монтаж тарелок и насколько надежно осуществлено уплотнение сегментов в местах соединений, зависит работа колонны. В качестве уплотнения элементов сборных ректифика ционных тарелок с круглыми и желобчатыми колпачками, при меняемых в вакуумных колоннах, используется асбестовый шнур, который при работе часто выходит из строя, причем момент нарушения уплотнения в период эксплуатации установки опреде лить практически невозможно. В результате этого происходит нарушение контакта между парами и жидкостью на тарелке и качество масляных дистиллятов ухудшается. Неудовлетвори тельная работа тарелок объясняется недостатками конструкций применяемых в настоящее время желобчатых и колпачковых тарелок. На ряде установок АВТ-масляных Ново-Уфимского НПЗ в 1959 г. места соединений сборных элементов ректификационных тарелок в вакуумных колоннах полностью заварены, что ре шило вопрос уплотнения тарелок, улучшило работу колонны [27], одновременно это создало определенные трудности при ремонтах колонн и демонтаже тарелок.
В последние годы разработаны и испытаны более совершенные конструкции тарелок. В первую очередь к ним следует отнести недавно разработанную Гипронефтемашем конструкцию ситчатой тарелки с отбойными элементами, которая в 1959—1960 гг. успешно прошла стендовые испытания и в настоящее время уста новлена на атмосферной колонне АВТ Ново-Куйбышевского НПЗ. Первые промышленные испытания этих тарелок дали весьма об надеживающие результаты.
Аналогичные промышленные испытания таких тарелок следует провести на вакуумных колоннах АВТ, вырабатывающих сырье для производства масел, с целью выявления их фракционирующей способности при перегонке мазута. На действующих установ ках целесообразно было бы испытать рекомендуемые фирмой «Баджер» [32] промывные тарелки и сетчатые фильтры, которые
15
дополнительно устанавливаются над испарительной секцией ко лонны для предотвращения заноса в дистилляты частиц остатка.
Особо следует остановиться на технологическом режиме ва куумной части установок АВТ.
Наиболее важной причиной налегания масляных фракций являются трудности, связанные с созданием в колонне глубокого вакуума. В связи с трудностью создания вакуума, предусмотрен ного проектом (720 мм pm. cm), на действующих установках в целях облегчения процесса испарения мазута в вакуумные колонны подают большое количество водяного пара (до 5% на мазут), что отрицательно сказывается на фракционировке. Ва куум в верхней части колонн поддерживается на уровне 600— 680 мм pm. cm.
На большинстве установок, стремясь к повышению произво дительности по обессоленной нефти, часть труб вакуумной печи переключали для нагрева атмосферного потока, что привело к снижению температуры мазута при входе в вакуумную колонну до 395—410° С вместо 425—430° С по проекту. Недостаточная тем пература мазута, поступающего в вакуумную колонну, отражается на отборе и качестве масляных дистиллятов, при этом происходит обогащение гудрона фракциями, выкипающими до 500° С.
В целях углубления отбора и утяжеления гудрона на НовоУфимском НПЗ [5, 27] в 1958 г. были осуществлены опытные про беги, во время которых температура нагрева мазута в печи была доведена до 420° С. Во избежание разложения мазута в потолоч ный экран вакуумной печи подавался водяной пар в количестве 1,2—1,5% на мазут. Это мероприятие позволило увеличить отбор масляных фракций на 2,0—2,3% на нефть, причем особенно уве личилось количество и улучшилось качество IV масляной фрак ции (повысилась ее вязкость). Температурное налегание масляных фракций значительно снизилось, а фракционный состав гудрона улучшился за счет снижения содержания фракций, выкипающих до 500° С. Во время опытного пробега было выявлено, что дальней шее повышение температуры мазута и увеличение расхода пара приводят к снижению Вакуума и ухудшению качества IV фракции за счет заноса смолистых веществ [5, 27].
Схема регулировки подачи мазута через трубчатую печь в ва куумную колонну, предусмотренная проектом для АВТМ, ока залась неудачной. По этой схеме подача мазута связана с уров нем в атмосферной колонне, и при колебаниях уровня происходят колебания загрузки вакуумной печи, а это резко отражается на работе колонны. На большинстве установок эта схема регулиро вания была изменена. В настоящее время регулируется постоян ство расхода мазута через трубчатую печь, что позволяет стаби лизировать работу вакуумной части.
На большинстве вакуумных колонн действующих установок не производится подача промежуточного циркуляционного оро
16
шения, целью которого является съём излишнего количества тепла. На установках подается только верхнее орошение, крат ность которого в связи с этим значительно увеличивается, однако в ряде случаев отсутствие промежуточного циркуляционного оро шения не компенсируется.
Отсутствие промежуточного съёма тепла и недостаток верх него орошения, особенно на укрупненных АВТ, привели к тому, что во многих случаях температура верха вакуумной колонны составляет 140—180° С вместо 75—125° С по проекту. Это, в свою очередь, влечет за собой увеличение потерь нефтепродуктов с во дами барометрического конденсатора. На величину вакуума в верхней части колонны серьезное влияние оказывает темпера тура охлаждающей воды, подаваемой в барометрический конден сатор. В летнее время на нефтеперерабатывающих заводах необ ходимую температуру воды не всегда удается обеспечить. Важную роль играет и чистота охлаждающей воды, ибо наличие в ней раз личных примесей (минеральные соли, ил и т. д.) приводит к засо рению тарелок барометрического конденсатора.
Трудности, связанные с получением из вакуумных колонн АВТ узких дистиллятных фракций 350—420° С и 420—500° С, вынудили на ряде установок вместо них выводить широкую ди стиллятную фракцию 350—500° С, что в некоторой степени позво лило увеличить отбор [5]. В дальнейшем на некоторых заводах эта фракция после селективной очистки и депарафинизации под вергается вторичной вакуумной перегонке с целью получения более узких фракций, из которых путем компаундирования полу чают различные сорта масел. Однако вторичная перегонка очи щенных дистиллятных масел отрицательно влияет на их стабиль ность и приводит к появлению побочных продуктов [31 ]. На ряде заводов установки вторичной вакуумной перегонки масел переоборудованы для разгонки гача депарафинизации с целью получения сырья узкого фракционного состава для производства парафина, поэтому не всегда представляется возможным осуще ствить вторичную перегонку широкой масляной фракции.
Получение широкой масляной фракции на установках АВТ не решает вопроса улучшения работы установок масляного блока и ограничивает ассортимент смазочных масел, выпускаемых неф теперерабатывающими заводами.
На некоторых действующих заводах выполнен ряд техниче ских мероприятий, направленных на улучшение технологических показателей работы вакуумной части АВТ. Работники НовоУфимского НПЗ внесли в технологическую схему вакуумной части установок следующие изменения:
1. Вывод III масляной фракции на укрупненной АВТ произ водится не с 9-й тарелки, как это было предусмотрено проектом, а с 11-й, что позволяет добиваться более четкого разделения III и IV масляных фракций [10, 27].
17