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

ректификационной колонны заменяется циркуляционным орошени­ ем; количество боковых циркуляционных орошений принимается равным количеству отводимых боковых погонов, а сложная ко­ лонна или система промежуточных колонн превращается в ряд самостоятельных колонн, связанных друг с другом только по парам.

Рис. 21. Типовая схема циркуляционного орошения вакуумной колонны на промышленной установке А-12/9:

1 — печь; 2 — насосы; 3 — теплообменники; 4 — холодильники; 5 — вакуумная колонна; 6 — ва­

На рис. 20 и 21 приводятся типовые схемы циркуляционного орошения основной ректификационной колонны атмосферной части и вакуумной колонны на АВТ типа А-12/9 производительностью 3 млн. т/год ромашкинской или туймазинской сернистой нефти. Эти установки введены в эксплуатацию в 1968 г. Показатели колонн обеих установок находятся на уровне технических требований. На отборочных колпачковых тарелках основной ректификационной колонны сливной карман выполнен глухим для того, чтобы флегма направлялась в отпарную секцию или в емкость и не попадала в виде острого орошения на лежащую ниже тарелку.

Судя по предварительным данным, полученным в результате эксплуатации установок АТ и АВТ на нескольких нефтеперераба­ тывающих заводах, при работе по описанной схеме ректификации с увеличеннным числом циркуляционных орошений достигается чет­ кость разделения фракций, практически более удовлетворительная, чем при одном циркуляционном орошении.

42

шения, поступающего в колонну при начальной температуре tx и выходящего

при конечной температуре t2-

Требуемое циркуляционное орошение определяется из следующего урав­ нения (в кг/ч):

° ^ 0 = qh - q h

где Q — тепло флегмы, отводимое из колонны в качестве циркулирующего оро­

при температуре входа в колонну /2,. ккал/кг.

Циркуляционное орошение для соответствующих сечений колонн рассчи­ тывается в соответствии с тепловым и материальным балансом. Например, для первого сечения тепло циркуляционного орошения будет равно (в ккал/ч):

Qi = Gl (q?l - q r ) + D 1

где Qi — тепло первого циркуляционного орошения, ккал/ч; Gt — циркуля­ ционное орошение, кг/ч; q" , q * — энтальпия при данном сечении колонны паро­

вой и жидкой фазы, ккал/кг; D x — компоненты, перешедшие в паровую фазу, кг/ч; tx — температура паров при данном парциальном давлении.

В тепловом и материальном балансе колонны Qi принимается как разница между поступающим и отводимым теплом:

Q i= Qn Qo

где Qn и Q0 — поступающее и отводимое тепло, ккал/ч.

Выбор схемы перегонки

От четкости разделения нефти на заданные углеводородные фракции зависит эффективность последующих процессов и каче­ ство товарных нефтепродуктов. Опыт эксплуатации ряда атмосфер­ ных и атмосферно-вакуумных трубчаток показал, что не на всех установках достигаетсяудовлетворительное фракционирование. Так, на установках АВТ, построенных в 1947—1955 гг., бензиновые фракции первой колонны получались утяжеленными, с к. к. до 200 °С, а отбензиненная нефть имела начало кипения 65—80 °С, т. е. в ней оставалось значительное количество легких компонен­ тов. Таким образом, налегание фракции составляло около 100 °С. На этих установках с верха второй колонны предусматривалось получение фракции 85—130 °С, а в качестве боковых погонов — фракций 130—240, 240—300 и 300—350 °С. Фактически с верха колонны отбиралась широкая фракция 40—220 °С и затем один боковой погон — дизельное топливо. В мазуте оставалось до 3% на нефть фракций дизельного топлива.

43

Основной причиной некачественного погоноразделения была плохая работа ректификационных колонн. На установках АВТ, работающих по схеме двухкратного испарения, количество тарелок в колоннах [в первой 14 тарелок, во второй (основной) 23]| не обеспечивало удовлетворительного фракционирования. В последую­ щих установках АВТ мощностью 1 и 2 млн. т/год нефти (проект

Рис. 22. Схема атмосферной части комбинированной установки ГК-3:

Гипроазнефти), также выполненных по схеме двухкратного испа­ рения, этот недостаток был устранен: в первой колонне устанавли­ валось 28' тарелок, а во второй (основной) 38. Увеличение числа тарелок привело к улучшению ректификации нефти. В атмосферной части комбинированной установки ГК-3 (рис. 22) производитель­ ностью 3 млн. т/год нефти (проект Гипрогрознефти) число тарелок еще больше — в первой колонне 31, во второй (основной) 55. Од­ нако следует учесть, что из основной ректификационной колонны отводится четыре боковых погона.

Наряду с числом тарелок и их конструкцией существенное влияние на фракционирующую способность колонны оказывает кратность орошения в отдельных ее секциях, а также схема пере­ гонки. Опыт эксплуатации показал, что применение схемы двух­ кратного испарения целесообразно при наличии в перерабатывае­ мой нефти больших количеств растворенных газов (порядка 1 — 3 вес. % на нефть и выше). При этом колонна предварительного испарения обеспечивает выделение из нефти смеси газа с легкими бензиновыми компонентами, и основная ректификационная колон­

44

на разгружается. При переработке стабильных нефтей, не содер­ жащих газ, наличие двух ректификационных колонн в атмосферной части установки необязательно. В этом случае предпочтительна схема с предварительным испарителем или однократного испаре­ ния. По схеме с предварительным испарителем работают уста­ новки типа «советская трубчатка», построенные в 30-х годах.

При сравнении двух схем перегонки в качестве основного кри­ терия нефти была принята глубина отбора целевых продуктов, ко­ торая контролировалась содержанием в мазуте фракций, выкипаю­ щих до 350 °С. Показатели работы установок АТ по разным схе­

Как видно из приведенных данных, на установках с двумя ректификационными колоннами расход топлива на 1 т перераба­ тываемой нефти выше на 30—35%, а расход электроэнергии — больше на 40%. В табл. 5 приведены показатели установок АВТ производительностью 3 млн. т/год нестабильной нефти, работаю­ щих по схемам однократного испарения (А-12/10В), двухкратного испарения (А-12/9В) и с предварительным испарителем (А-12/6).

Как видно из приведенных в табл. 5 данных, при одинаковой производительности атмосферной части перегонки нефти наимень­ ший расход металла наблюдается на установке А-12/6, работаю-

45

Т а б л и ц а 5. Показатели промышленных установок АВТ производительностью 3 млн. т/год нефти, работающих по разным схемам

* С оребреннымн трубками.

щей по одноколонной схеме с предварительным испарителем. Канественные показатели получаемых фракций во всех трех схемах

ш

Рис. 23. Схема однократного испарения нефти на современной промышленной установке А-12/10 (проект Гипроазнефти):

46

существенно не различаются. Большое число нефтяных теплооб­ менников на установке А-12/9 объясняется применением аппара­ тов малой поверхности. На установке А-12/10 в основном преду­ смотрены конденсаторы и холодильники воздушного охлаждения с оребренными трубками. Во вновь сооружаемых АВТ предпочте­ ние отдается установкам, работающим по одноколонной схеме ат­ мосферной перегонки нефти или по схеме однократного испарения

' (рис. 23). Такая схема приемлема при переработке нефтей с со­ держанием растворенного газа до 1—1,2%; при более высоком со­ держании газа рекомендуется двухколонная схема перегонки неф­

установленных на масляных АВТ некоторых отечественных заво­ дов. В вакуумных колоннах отечественных установок АВТ преду­ сматривалось 18 тарелок. В дальнейшем число тарелок было уве­ личено до 24 и 28.

* С применением соответственно одного, двух и трех циркулирующих орошений. В вариан­ тах II и III применены фракции 2 и 3 (считая сверху), используемые для производства масел.

47