Файл: Багиров, И. Т. Современные установки первичной переработки нефти.pdf

лями большого количества тепловой энергии. Температура отхо­ дящих дымовых газов нефтетехнологических установок достигает 400—600 °С. Выброс большого количества дымовых газов с высо­ кой температурой в атмосферу вызывает потери и уменьшает к.п.д. аппарата огневого действия.

Тепло дымовых газов (<3Д.Г), печей, топок под давлением, парокотельных

установок зависит от количества сжигаемого топлива и определяется по форму­ ле (в ккал/ч):

Q/х.г = BQt

где В — количество сжигаемого топлива, кг/ч или м3/ч (при нормальных усло­ виях); q ( — энтальпия дымовых газов при t °С, ккал/кг (берется по таблицам).

Qt — сд.г^

где сд-г — средняя теплоемкость дымовых газов, ккал/(кг-рС); t — температу­

ра дымовых газов, РС.

В практических расчетах сдг рекомендуется принимать равной 0,23—0,24.

На современном нефтеперерабатывающем заводе с отходящи­ ми дымовыми газами теряется около 20% тепла, получаемого при сжигании топлива. На более ранних установках эти потери, вслед­ ствие несовершенной конструкции печей, значительно больше (до

30% и выше).

Нормами технологического проектирования предусматривается снижение температуры дымовых газов перед входом их в дымовую трубу при естественной тяге до 250 °С. При наличии специальных дымососов температуру можно снизить до 180—200 °С. Тепло ды­ мовых газов, имеющих температуру 200—450°С (средняя цифра), может быть использовано для подогрева на установке воздуха, воды, нефти и для производства водяного пара. Ниже приводятся данные о тепловых ресурсах дымовых газов на установке ЭЛОУ —

нефти; по мере укрупнения установок энергоресурсы увеличива­ ются.

Тепловые ресурсы охлаждающей воды. Уходящая из конденса­ торов и холодильников нагретая вода является источником боль­ шого количества низкопотенциального тепла. В случае оборотной системы водоснабжения вода поступает в технологические аппа­ раты при 25—26 °С и уходит при 45—50 °С и выше. Размер теп­ ловой энергии, содержащейся в сбрасываемой в канализационную систему воды, зависит от ее расхода. Так, на установке ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год нефти охлаждающая вода уносит в канализацию около 70 Гккал/ч низкопотенциального тепла. На охлаждение отработанной охлаждающей воды до первоначаль­ ной температуры (25—26 °С) в системе оборотного водоснабже­ ния требуется большое количество дополнительной энергии. Кро­ ме конденсаторов и холодильников вода расходуется в электроде­ гидраторах обессоливающей установки (100—110°С), а также подается в барометрические конденсаторы узла вакуумной пере­ гонки мазута (60—70 °С). В настоящее время тепловая энергия горячей воды применения на нефтезаводах не находит.

Пути рационального использования вторичных энергоресурсов

Получение дистиллятных фракций из нефтяного сырья связано с нагревом нефти до 340—350 °С. Установлены следующие интерва­ лы температур начала и конца кипения углеводородных фракций (с небольшими отклонениями, зависящими от технологического ре­ жима): бензины 62—140°С (180°С); керосины 140(180)—240°С;

дизельные топлива 240—300, 300—350 °С; масляные фракции 350— 400, 400—450, 450—490°С (500 °С); гудрон>490°С (500°С). Нефть нагревается до требуемой температуры в аппаратах огневого дей­ ствия — печах соответствующей тепловой мощности. Для уменьше­ ния тепловой мощности печей нефть предварительно нагревают за счет тепловой энергии вторичных энергоисточников на самой уста­ новке. Чем выше температура предварительного подогрева нефти, тем меньше тепловая нагрузка печи и расход сжигаемого топлива.

Для предварительного подогрева нефти можно использовать следующие вторичные источники: пародистиллятные фракции (110—124 °С); боковые погоны ректификационной колонны (фрак­ ции 140—240, 240—300, 300—350 °С); остаток — низ ректификаци­ онной колонны (310—315°С); циркулирующие орошения ректифи­ кационной колонны (от 150 до 300 °С); масляные фракции вакуум­ ной колонны (н.к.— 350, 350—400, 400—450, 450—490 °С); остаток вакуумной колонны — гудрон (>490 °С); циркулирующие ороше­ ния вакуумной колонны (от 200 до 350 °С); дымовые газы, поки­ дающие трубчатые печи с высокой температурой; промежуточные фракции и потоки из других технологических узлов установки.

Использование тепловой энергии пародистиллятных фракций.

Пародистиллятные фракции имеют среднюю температуру 115— 124 °С. На отечественных нефтеперерабатывающих заводах тепло­

212

вая энергия их не только не используется, но для конденсации и охлаждения этих фракций расходуется большое количество охлаж­ дающей воды. Существует ошибочная точка зрения, что исполь­ зование низкопотенциалы-юго тепла этого источника мало целесо­ образно. В то же время утилизация тепловой энергии пародистиллятиых фракций позволила бы значительно сократить расход обо­ ротной (или прямоточной) воды, а также уменьшить тепловую мощность печей. Если лишь 50% тепла, снимаемого в конденсато­ рах и холодильниках, использовать для предварительного подогре­ ва сырья, то нефть с начальной температурой 10 °С можно будет подогревать до 82 °С.

За рубежом тепло пародистиллятных фракций широко исполь­ зуется для предварительного подогрева нефтяного сырья. Так, на атмосферно-вакуумной установке фирмы Креол (Венесуэлла) про­ изводительностью 3 млн. т/год нефти в результате глубокой реге­ нерации тепла всех видов горячих потоков (в том числе и паро­ дистиллятных фракций) температура предварительного подогрева нефти достигает 260 °С. Нефть пропускается через теплообменные аппараты, обогреваемые теплоносителями в следующем порядке: циркуляционные орошения атмосферной колонны— нгародистиллятные фракции атмосферной колонны— ^-верхние продукты ваку­ умной колонны— ^-боковые потоки атмосферной колонны— Иэоковые потоки вакуумной колонны— >-вакуум-остаток. На обычных установках нефть поступает в атмосферную печь при 170—180 °С. Таким.образом, благодаря регенерации тепла горячих потоков теп­ ловая нагрузка печей уменьшается на 20—25%.

Использование тепловой энергии горячих нефтепродуктов. На современных установках первичной перегонки нефти тепловая энергия горячих нефтепродуктов используется для предваритель­ ного подогрева нефти, промышленной теплофикационной и химиче­ ски очищенной воды, для поддержания температуры быстрозастывающих продуктов, обогрева емкостей, трубопроводов, трубных лотков и др. На рис. 76 показана наиболее рациональная схема использования тепла горячих потоков для предварительного подо­ грева нефти на установке АВТ производительностью 2 млн. т/год. Такие установки имеются на многих отечественных нефтезаводах. Как видно из схемы, на установке в результате рационального использования вторичных энергоресурсов нефть предварительно подогревается с 10 до 234 °С. На более старых аналогичных уста­ новках нагрев нефти за счет тепла регенерируемых источников не превышает 160—170 °С. В результате теплообмена гудрон охлаж­ дается до сравнительно низкой температуры, и для его доохлаждения до температуры хранения требуется значительно меньше воды, чем на ранее построенных установках АВТ.

Весьма целесообразным является совмещение процессов элек­ трообессоливания и атмосферно-вакуумной перегонки на установ­ ках ЭЛОУ — АВТ. Электрообессоливание нефтей протекает при 110—115 °С и 10—12 кгс/см2. Более высокий эффект достигается

213

при повышении температуры обессоливания до 160—180 °С и дав­ ления 18 кгс/см2. Для нагрева нефти перед электродегидраторами необходимо чрезвычайно много тепловой энергии. Так, на уста­ новке производительностью 3 млн. т/год нефти для электрообессо­ ливания при 115°С требуется 18,8 Гккал/ч тепла, а в случае обес­ соливания при 180 °С 35 Гккал/ч.

Рис. 76. Схема использования тепла горячих потоков для предварительного подогрева нефти на установке АВТ:

] — теплообменники; ? — первая ректификационная колонна, / — сырая нефть; //—XIV — го­ рячие потоки с установки.

а ж iv XI ха хт хгг

Рис. 77. Схема использования тепла горячих потоков на установке ЭЛОУ—АВТ:

На рис. 77 показана схема использования тепла горячих пото­ ков на установке ЭЛОУ — АВТ производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти. Суммарное использование тепла горячих нефте­ продуктов на этой установке характеризуется следующими цифра­

14

ми (согласно расчетам проекта):

шается расход охлаждающей'воды. Если бы все это тепло снималось в аппаратах водяного охлаждения, потребовались бы холодильные аппараты со следующей общей поверхностью:

Как было отмечено выше, тепловая энергия горячих нефтепро­ дуктов на установках АВТ используется также для подогрева химически очищенной и промышленной теплофикационной воды. Например, на установке АВТ производительностью 3 млн. т/год нефти за счет тепла гудрона нагревается 111 000 кг/ч теплофика­ ционной воды с 70 до 130 °С. На этой же установке за счет тепла третьего циркуляционного орошения вакуумной колонны дополни­ тельно нагревается в таких же температурных пределах 19 800 кг/ч теплофикационной воды. Теплофикационная вода в зимних усло­ виях отапливает промышленные и коммунально-бытовые помеще­ ния; тем самым исключается расход большого количества пара низ­ кого и среднего давления.

На рис. 78 дана схема подогрева промышленной теплофикаци­ онной воды за счет тепла горячих нефтепродуктов на укрупнен­ ной установке АВТ производительностью 3 млн. т/год. Теплофи­ кационная вода из заводской магистральной линии поступает на установку при 70 °С. Часть воды проходит последовательно через теплообменники 1, предназначенные для широкой фракции вакуум­ ной колонны, фракции 240—300 °С, гудрона, и нагревается до 130 °С. Другая часть воды направляется в мерник 8 и циркулирует

лотков 5, трубопроводов 4 и поступает в мерник 8. Остальная часть

215