Реконструкция блока ат установки Элоу-авт-5 с целью повышения качества светлых дистиллятов

1.4 Влияние основных факторов на качество продуктов

 

1.4.1 Температура подогрева сырья

 

Сырье перед поступлением в колонну подогревается. Необходимая температура нагрева сырья зависит от требований к температурному интервалу кипения извлекаемых низкокипящих фракций.

Температура предварительного подогрева сырья, как правило, поддер-живается на несколько градусов выше, чем требуется для отгона низкокипящего продукта.

Сырье подается на ту тарелку колонны, температура которой соответствует температуре подогрева сырья.

 

1.4.2 Равномерность подачи  сырья.

 

Желательно, чтобы сырье в колонну поступало равномерно, т.е. соблюдалось постоянство потока. Постоянство состава сырья и постоянство потока обеспечивает устойчивый режим работы колонны.

 

1.4.3 Подача орошения и температура верха.

 

Орошение подается для поддержания температуры верха колонны и образования жидкой фазы в зоне верхних тарелок. Количество подаваемого на верх колонны орошения должно быть постоянным и надежно обеспечивать регулирование температуры верха. Орошение в колонну подается с определенной кратностью.

В процессах перегонки нефти применяют следующие способы регули-рования температуры верха колонны.

Острое орошение. Паровой поток, уходящий с верха колонны, полностью конденсируется в конденсаторе-холодильнике (водяном или воздушном) и поступает в емкость или сепаратор, откуда часть

 

ректификата насосом подается обратно в ректификационную колонну в качестве холодного испаряющегося орошения, а балансовое его количество отводится как целевой продукт.

Циркуляционное орошение. Для создания циркуляционного орошения с некоторой тарелки колонны выводят часть флегмы (или бокового дистиллята), охлаждают в теплообменнике, в котором она отдает тепло исходному сырью, после чего насосом возвращают на вышележащую тарелку.

Изменение количества подаваемого в колонну орошения увеличивает расход стекающей по тарелкам колонны флегмы, тем самым изменяя фракционный состав получаемых дистиллятов.

Повышение температуры верха колонны приводит к утяжелению фракционного состава отводимой сверху фракции, а понижение температуры верха – к  облегчению ее фракционного состава.

 

1.4.4 Давление в колонне.

 

От постоянства давления в колонне зависит постоянство скоростей движения паровой фазы по высоте колонны. Изменение давления влияет на количество паров, т.к. с понижением давления объем паровой фазы увеличивается.

С увеличением паровой фазы скорость паров по высоте колонны растет и может быть такой, что при контактировании вызывает вспенивание жидкой фазы на тарелках и происходит забрасывание капель жидкости с нижней тарелки на верхнюю. В этом случае резко падает четкость погоноразделения колонны. Поэтому необходимо в колонне поддерживать постоянное давление.

При постоянстве температурного режима повышение давления в колонне приводит к уменьшению температуры конца кипения, а

уменьшение давления к увеличению конца кипения получаемых продуктов.

Обычно в колонне поддерживают пониженное давление, близкое к атмосферному. При таком режиме улучшаются качество получаемых продуктов и технико-экономические показатели процесса.

 

1.4.5 Температура низа колонны

 

Температура низа колонны поддерживается в пределах, обеспечивающих полноту испарения низкокипящих углеводородов. Если температура низа колонны будет поддерживаться ниже установленной нормы, то будет происходить потеря низкокипящих углеводородов.

С целью создания требуемого парового орошения в отгонной секции колонн, а также испарения низкокипящих фракций нефти широко применяют перегонку с подачей водяного пара.

Регулирование температуры низа колонны производится путем изменения теплоподвода, за счет регенерации тепла в теплообменниках.

Немаловажную роль для четкой ректификации играет и уровень жидкости внизу колонны, т.к. переполнение колонны ухудшает отпарку легких компонентов из остатка.

 

1.5 Описание и обоснование реконструкции

 

Технологическая схема установки АВТ должна обеспечивать получение выбранного ассортимента продуктов из заданного сырья наиболее экономичным способом. Ввиду боьшого разнообразия используемых нефтей и их качества, а так же возможного ассортимента продуктов не всегда следует применять одну типовую схему. При выборе схемы АВТ необходимо определять: оптимальную мощность установки, возможность и целесообразность комбинирования АВТ с другими установками, оптимальную схему отдельных блоков установки, схему

 

размещения оборудования на территории установки.

Повышение четкости погоноразделения является одной из важных задач перегонки нефти, поскольку основные показатели качества дистиллята существенным образом зависит от их фракционного состава.

Однако непрерывное наращивание мощности установок первичной перегонки нефти без значительной их реконструкции привело к заметному ухудшению качества продуктов: Наложение температур кипения между некоторыми дистиллятными фракциями достигло 100-150 оС, температура начала кипения мазута стало на 40-50 С ниже температуры кипения дизельного топлива, а содержание в мазуте фракций до 350 С  повысилось до 10-12 %

Блок атмосферной перегонки установки ЭЛОУ-АВТ-5 до реконструкции работало по схеме двукратного испарения и двукратной ректификации нефти. По этой схеме получались светлые дистилляты: бензиновые фракции, зимнее дизельное топливо, летнее дизельное топливо и остаток атмосферной перегонки - мазут. Светлые фракции получались невысокого качества из-за большого налегания фракции. Большая часть тяжелого дизельного топлива терялась с мазутом.

Установлено, что на разделительную способность ректификационных колонн значительное влияние оказывают число контактных устройств. Для получения светлых продуктов, отвечающих заданным требованиям по качеству необходимыми с другими параметрами ректификационных колонн иметь достаточное количество тарелок.

Поэтому мною была предложена реконструкция которая заключалась в следующем: в схему была введена дополнительная колонна К1 (эвапоратор) которая благодаря повторной ректификации позволила лучше отделить от нефти легкие бензиновые фракции.

В К2 изменен вывод товарных фракций: с верха колонны  К2 выводится смесь светлых дистиллятных фракций: тяжелой бензиновой и

 

легкой дизельной фракции. Боковым погоном с колонны К2 выводится тяжелое дизельное топливо,  остатком К2 является мазут. С верха К2 смесь светлых фракций направляется на разделение в К3.

Если для разделения фракций до реконструкции применялось 38 ректификационных тарелок, то после реконструкции для разделения тех же фракций применяются совокупности 50 тарелок. Это привело к улучшению четкости погоноразделения и повышению качества светлых дистиллятов.

Изменение схемы с внедрением дополнительной колонны позволяет улучшить четкость погоноразделения светлых дистиллятных фракций и соответственно их качество.

 

1.6 Описание технологической схемы .

 

Нефть после электродегидратора ЭГ2 разделяется на II потока:

I поток нефти проходит через трубное пространство теплообменников легкого вакуумного газойля Т8, Т7 и нижнего циркуляционного орошения колонны К2 Т 6 и Т5. Температура подогрева составляет от 120-180 0С.

II поток нефти проходит через трубное пространство теплообменников верхнего циркуляционного орошения колонны К2 – Т1, Т2, Т3 и теплообменник тяжелого вакуумного газойля Т4. Расход нефти обоих потоков поддерживается в равном соотношении.

После теплообменников Т5 и Т4 оба потока нефти соединяются в один объединенный поток, который прокачивается последовательно через межтрубное пространство теплообменника затемненной фракции Т9, межтрубное пространство теплообменников гудрона Т2, Т2а, Т 2б и подается на тарелки аккумулятора нефти К1а.

Пары бензина по шлемовой трубе из колонны К1а переходят в колонну К1, жидкая фаза перетекает с низа колонны К1 в колонну К1а.

 

 

С верха К1 по шлемовому трубопроводу газ, пары воды и бензина

поступают в конденсаторы воздушного охлаждения  КВО1, КВО2, КВО3, откуда газ и сконденсировавшаяся фракция бензина и воды поступают в буферную емкость Е1. Бензин из буферной емкости Е1 насосом Н1, подается в качестве острого орошения наверх колонны К1 на 13 тарелку. Балансовое количество бензина из буферной емкости Е1 насосом Н1, откачивается на установку вторичной перегонки прямогонных бензинов – 22-4. Температура бензина при откачке на установку 22-4 не более 60 0С. ..Из аккумулятора К1а отбензиненная нефть с температурой 190-220 0С перекачивается насосами Н2, Н3 двумя потоками через печь П1 в колонну К2. Отбензиненная нефть в печи П1 перекачивается двумя потоками, каждый из которых состоит из 33 витков в камере конвекции (диаметр трубопровода 152х8), 13 витков по перевальной стене (диаметр трубопровода 152х8), 4 витка по стене над форсунками, 24 витков в камере радиации (диаметр  трубопровода 152х8), далее 7 труб  над конвекционной частью  печи с диаметром трубопровода 158х8 и 1 труба  диаметром 219х10 с выходом из печи. После печи оба потока отбензиненной нефти в виде парожидкостной смеси поступает в эвапорационное пространство ректификационной колонны К2.

С верха основной ректификационной колонны К2 пары широкой фракции (бензин, керосиновые фракции, легкое дизельное топливо) по шлемовым трубопроводам поступают на ректификацию в эвапорационное пространство атмосферной колонны К3.

Орошение верха колонны К2 циркуляционное. Из кармана 21 тарелки (считая с низа колонны) верхнее циркуляционное орошение последовательно поступает в теплообменники Т4, Т3, Т2 и Т1, проходит по межтрубному пространству, и, охлаждаясь, поступает на прием центробежных насосов Н5. С выкида насосов верхнее циркуляционное орошение подается на 23 тарелку  колонны К2.  В нижнюю часть К2 подается перегретый  водяной пар. Тяжелое дизельное топливо выводится с 15  (считая с низа колонны К2) тарелки колонны К2,

 

проходит через теплообменники Т5, Т6  (нефть-тяжелое дизельное топливо) и  поступает в приемный трубопровод насосов Н4,

С выкида насосов Н4, тяжелое дизельное топливо возвращается на 17 тарелку в качестве промежуточного орошения. Балансовое количество идет в конденсатор воздушного охлаждения КВО 8.  В нижнюю часть колонны К3 подается перегретый водяной пар из печи П2.С низа колонны К3 легкое дизельное топливо (ЛДТ) через межтрубное пространство теплообменника Т1 (нефть - ЛДТ) подается на прием насосов     Н15, Н15а, которыми часть ЛДТ возвращается в колонну К3 в качестве промежуточного орошения. Балансовое количество ЛДТ перекачивается через аппарат воздушного охлаждения КВО7 в резервуарный парк товарного производства. С верха колонны К3 пары воды, лигроина охлаждаются в конденсаторах воздушного охлаждения КВО4, КВО5, КВО6 и поступают в буферную емкость лигроина.

Балансовое количество лигроина из буферной емкости Е2 центробежными насосами Н10а, Н12 откачивается на установку вторичной перегонки 22-4. Часть лигроина теми же насосами подается на острое орошение колонны    К3, имеется линия подачи лигроина на блок Бр-2,5М.

С низа колонны К2 мазут с температурой 320-360 0С перекачивается насосом   Н5 (Н5а)  двумя потоками в вакуумную колонну К4.

 

1.7 Устройство и принцип работы основных аппаратов

1.7.1 Колонны ректификации

К основным аппаратам на установке ЭЛОУ-АВТ5 относятся: ректификационные колонны, печи,иэлектродегидраторы .Ректификационная колонна представляет собой вертикальный цилиндрически аппарат со сферическими верхним и нижним днищем, и с контактными устройствами внутри.

Принцип работы: сырьё нагретое в теплообменниках и печах (в

 

виде пара, жидкости или парожидкостной смеси), поступает в метательную или эвапарационную зону колонны. Часть его, в виде паров, начинает подниматься вверх колонны, контактируя на тарелках или насадках со стекающей жидкостью, другая же часть, самотёком сверху вниз стекает и контактирует сверхсходящими парами.

За счёт разности температур происходит теплообмен, в результате чего часть паров конденсируется и стекает с жидкостным потоком.

Колонна К2 атмосферная, высотой 24м и диаметром 3,2м,  предназначена для отделения тяжелого бензина, легкого дизельного топлива от отбензиненной нефти. Колонна содержит 23 ректификационные тарелки, из них 12 - в концентрационной части, 11 – в отпарной. Тарелки клапанные. Против штуцеров для ввода сырья и теплоносителя (горячей струи из П1); в колонне установлены направляющие изогнутые пластины – для уменьшения силы удара струи и лучшего разбрызгивания жидкости, а так же для лучшего испарения, распределения. Колонна работает под давлением 3-5атм или 0,3-0,5МПа. Повышенное давление в колонне необходимо для обеспечения условий ректификации в присутствии газов, которые содержатся в нефти и легко из неё выделяются.

Свободное пространство, между нижним днищем и нижней тарелкой отгонной части, является сборником для мазута.

Колонна работает с вводом водяного пара, который необходим для поддержания температуры низа ректификационной колонны. На верх колонны подается остроё орошение, для поддержания температуры верха колонны и образования жидкой фазы в зоне верхних тарелок.

В процессе ректификации должны соблюдаться следующие условия:

наличие контактных устройств (тарелок), наличие паровой и жидкой фазы, температура поднимающихся вверх паров должна быть выше стекающей вниз жидкости. Только при соблюдении этих условий будет