Физико-химическая характеристика Ромашкинской нефти и составление материального баланса установки АВТ производительностью 7,5 млн.тонн в

 

 

Высота.

Высота колонны зависит от числа и типа ректификационных тарелок в колонне, а также расстояния между ними.

      По известным данными такие как, высота посадки и числа теоретических тарелок, определяем общую рабочую высоту вакуумной колонны. Фактическая высота колонны больше так как учитываем высоту, занятую свободным пространством между верхним днищем и верхней тарелкой аппарата, высоту слоя жидкости в низ колонны, высоту постамента колонны.

Высоту с верхнего днища до первой тарелки h1 принимаем конструктивно равной 1/2 диаметра, то есть

 м

Для определения высоты колонны так же будем руководствоваться практически принятыми расстояниям между тарелками.

Высота I слоя насадки равно 2,8 м а от низа насадки до седьмой тарелки 0,5 м, тогда:

                                h2 = 2,8 + 0,5=3,3 м

Между шестым и седьмыми тарелками есть две насадки, высотой 2,5 м и 1,6 м соответственно. Тогда расстояния между этими тарелками будет h3 = 6 м.

Между пятой и шестой тарелкой есть насадка. Высота насадки составляет 1,5 м. тогда расстояние между тарелками будет h4 = 2,5 м.

Высоту между четвертыми и пятыми тарелками h5 – берем из расчета расстояния между тремя тарелками

(а = 900 мм = 0,9 м)

h3 = а . 3 = 0,9 . 3 = 2,7 м.

Высоту h6 определяем по формуле:

Высоту h7 определяем исходя из запаса остатка на 15 минут = 900 секунд. Объем гудрона внизу колонны составляет

где  G = 468750 кг/ч = 130,2 кг/с

= 900 сек

= 1001

Площадь поперечные сеченья колонны

отсюда

Над 4, 5, 6 и 7 тарелками есть трубопроводы для отвода фракции. Поэтому, это высота для этих труб составляет:

В колонне есть 4 распылителя циркуляционного орошения высота, которые если занимают, составляют:

Расстояние от уровня жидкости внизу колонны до нижней тарелки принимаем равным h10 = 2 м.

Высоту опорной части принимаем h11 = 1,0 м.

Тогда общая высота вакуумной колонны будет равной:

         Тепловой баланс.

         Тепловой баланс колонны учитывает все тепло, вносимое в колонну и выносимое из нее. Согласно закону сохранения энергии, можно написать (без учета потерь тепла в окружающую среду):

Тепло вводимое в колону

1. С сырьем, нагретым до температуры

                                    

 

где: энтальпия сырья, КДж/кг

2. Тепло вводимое в колонну с водяным паром

Общее количество тепла, вводимое в колонну составит

Тепло выводится из колонны

1. С паром ректификата с гудроном с низа колонны.

2. Тепло выводимое с II-ой масляным погоном

3. Тепло выводимое с I масляным погоном

Тепло, выводимое с паровой фазой с фракцией выкипающие до 3500С:

  t = 2700C

 

Таблица 13 -Тепловой баланс III секции  вакуумной колонны.

Наименование	Gкг/ч	t0C	Теплосодержание
			IкДж/кг	QкДж/ч
1.Гудрон (фр. Выше 5200С)	229041,7	400	945,2	70183066,0
2.Водяной пар	3750,0	400	326,8	539220,0
Итого	232791,7	-	-	70722286,0
1.Гудрон (фр. Выше 5200С)	229041,7	330	722,7	53661987,0
2.Водяной пар	3750,0	330	3010	4966500,0
Итого	232791,7	-	-	58628478,0

 

Расход тепла с гудроном при t = 3300C

Gгуд = 229041,7 кг/ч

Тепло снижаемое орошением в секции I определяем по формуле:

Тогда масса циркулирующего гудрона составит:

 

 

Таблица 14 - Тепловой баланс II секции  вакуумной   колонны.

 

Наименование	Gкг/ч	t0C	Теплосодержание
			IкДж/кг	QкДж/ч
Приход
Паровая фаза
Фракция до 3500С	12565,25	270	1492,2	7383286,2
I масляный погон (фр. 350-4200C)	91916,7	325	1037,4	53490937,0
II масляный погон (фр. 420-4800C)	88233,3	390	1143,6	48352837,0
Водяной пар	3750,0	390	3262	5382300,0
Итого:	196465,25	-	-	114609350,0
Расход
Жидкая фаза
II масляный погон	88233,3	345	801,2	33875737,0
I масляный погон	91916,7	270	603	31092187,0
Паровая фаза
Фракция до 3500С	12565,25	270	1492,23	7383434,6
Водяной пар	3750,0	270	3000	4950000,0
Итого	196465,25			77301358,0

 

 

Расчет к тепловому балансу III секции

Паровая фаза t = 3450С

t = 3900C a = 477,66

водяной пар при  2700С, I = 3000

3900С, I = 3262

водяной пар при  2700С, I = 3000

3900С, I = 3262

Тепло снижаемое циркуляционными орошением составляет

Жидкая фаза при t = 1800С

 

Для водяного пара при t = 900С  II = 2680

Тепло снижаемое орошением в секции III равно:

массу острого орошения принимаем

Тогда, тепло снимаемое острым орошением равняется:

 

Таблица 15 - Тепловой баланс I секции вакуумной колонны.

 

Наименование	Gкг/ч	t0C	Теплосодержание
			IкДж/кг	QкДж/ч
Приход
Паровая фаза
а) газы разложения	468,75	270	949,36	195805,5
б) бензиновые пары	468,75	270	911,63	188023,68
в) нефтяные пары	468,75	270	873,91	180243,93
г) фракция ниже 3500С	12565,25	270	1492,23	7383434,6
д) водяной пар	3750,0	270	3000	4950000,0
Итого	17721,5	-	-	12897507,0
Расход
Жидкая фаза
а) фракция ниже 3500С	12565,25	150	380	1880209,6
Паровая фаза
а) газы разложения	468,75	90	565,2	116572,5
б) бензиновые пары	468,75	90	535,1	110364,4
в) нефтяные пары	468,75	90	486,5	100340,6
г) водяной пар	3750,0	90	2680	4422000,0
Итого	17721,5			6629487,1

 

 

Тепло верхнего циркуляционного орошения равняется:

Масса верхнего циркуляционного орошения:

 

4. Описание установки АВТ

Обессоленная и обезвоженная нефть объединяется на выходе из электродегидраторов в один поток и, предварительно разделившись на два потока, по трубопроводам поступает в теплообменники Т-1/6 - Т-1/9 и Т-2/6 - Т-2/9. В теплообменниках нагрев нефти осуществляется следующим образом: в Т-1/6 и Т-2/6 - за счет тепла фракции 180-230°С, в Т-1/7 и Т-2/7 - за счет тепла циркуляционного орошения, отводимого с тарелки отбора вакуумного газойля, в Т-1/8 и Т-2/8 - за счет тепла вакуумного газойля, в Т-1/9 и Т-2/9 -за счет тепла гудрона.

Выходя из теплообменников, нефть объединяется в один поток и по трубопроводу поступает в отбензинивающую колонну К-1.

С верха колонны К-1 отводятся пары бензиновой фракции (н.к. - 120°С) и газы. Конденсация паров бензина происходит в аппарате воздушного охлаждения АВО-1 и конденсаторе-холодильнике КХ-1. В емкости Е-1 происходит разделение бензина и газов. Легкая бензиновая фракция насосом Н-2 подается на орошение верха колонны, а ее балансовое количество направляется в теплообменник Т-3, где нагревается вместе с тяжелой бензиновой фракцией за счет тепла отводимого из рибойлера Т-4 стабильного бензина.

С низа колонны К-1 частично отбензиненная нефть насосом Н-3 направляется к печам П-1 и П-2. Часть нефти направляется в печь П-1 для создания горячей струи, подаваемой в низ колонны К-1, остальная нефть нагревается в печи П-2 и по трубопроводу поступает в основную колонну К-2.

С верха колоны К-2 отводятся пары бензина бензиновой фракции 120 - 180°С, конденсация их происходит в аппарате воздушного охлаждения АВО-2 и конденсаторе-холодильнике КХ-2. В емкости Е-2 бензин отделяется от газов и воды. Далее бензин насосом Н-4 подается на орошение верха колонны, а избыток выводится с установки через аппарат воздушного охлаждения АВО-12 .

С 31 тарелки колонны К-2 отводится фракция 180-230°С и поступает на верхнюю тарелку стриппинг-колонны К-2/1. Пары из колонны К-2/1 возвращаются под 32 тарелку колонны К-2, а фракция 180-230°С забирается насосом Н-11, прокачивается через теплообменники Т-1/6 и Т-2/6, где отдает тепло нефти, затем через аппарат воздушного охлаждения АВО-11 и выводится с установки.

С 21 тарелки колонны К-2 отводится фракция 230-280°С и поступает на верхнюю тарелку стриппинг-колонны К-2/2. Пары из колонны К-2/2 возвращаются под 22 тарелку колонны К-2, а фракция 230-280°С забирается насосом Н-10, прокачивается через теплообменники Т-1/4 и Т-2/4, где отдает тепло нефти, затем через аппарат воздушного охлаждения АВО-10 и выводится с установки.

С 11 тарелки колонны К-2 выводится фракция 280-350°С и поступает на верхнюю тарелку стриппинг-колонны К-2/3. Пары из колонны К-2/3 возвращаются под 12 тарелку колонны К-2, а фракция 280-350°С забирается насосом Н-9, прокачивается через теплообменники Т-1/5 и Т-2/5, где отдает тепло нефти, после этого направляется в АВО-9 и выводится с установки.

С низа колонны К-2 мазут направляется в вакуумную колонну К-6 насосом Н-8.

Избыток количества тепла колонны К-2 снимается циркуляционными орошениями:

- первое  циркуляционное орошение забирается  из кармана 29 тарелки колонны  К- 2 насосом Н-5, прокачивается через  теплообменники Т-1/1, Т-2/1 и возвращается  в колонну на 30 тарелку;

- второе  циркуляционное орошение забирается  из кармана 19 тарелки колонны  К-2 насосом Н-6, прокачивается через  теплообменники Т-1/2, Т-2/2 и возвращается  в колонну на 20 тарелку;

- третье  циркуляционное орошение забирается  из кармана 9 тарелки колонны К-2 насосом Н-8 , прокачивается через Т-1/3, Т-2/3 и возвращается в колонну К-2 на 10 тарелку;

Бензиновая фракция, нагретая в теплообменнике Т-3, поступает в колонну стабилизации К-3, работающую под давлением. В ней происходит освобождение бензина от растворенных газов и сероводорода. С верха колонны К-3 выводится газ, проходит через АВО-3 и КХ-3, где частично конденсируется. Из рефлюксной емкости Е-3 сверху уходит газ, а снизу - рефлюкс, который насосом Н-13 подается на орошение верха колонны К-3, а избыток выводится с установки.

С низа колонны К-3 выводится стабильный бензин, который по трубопроводу поступает в пароподогреватель Т-4, где нагревается и частично испаряется. Пары направляются в низ колонны К-3 для создания парового потока, а жидкость насосом Н-12 прокачивается через Т-3, где отдает свое тепло исходной бензиновой фракции и направляется по трубопроводу в колонну вторичной ректификации бензина К-4, перед этим нагреваясь в Т-5. В теплообменнике Т-5 бензин нагревается за счет тепла фракции 62-120°С.

С верха колонны К-4 отводятся пары фракции 28-62°С, которые, проходя через АВО-4 и КХ-4, конденсируются и поступают в емкость Е-4. Несконденсировавшиеся пары уходят с верха емкости, а жидкая часть фракции 28-62°С выводится снизу и насосом Н-15 подается на орошение верха колонны К-4, а избыток отводится с установки.

С низа колонны К-4 отводится фракция 62-120°С, которая направляется в рибойлер Т-6, где нагревается и частично испаряется. Пары направляются в низ колонны К-4 для создания парового потока, а жидкость насосом Н-14 подается в теплообменник Т-7, перед этим отдав тепло в Т-5.

В теплообменнике Т-7 бензин получает тепло от фракции 62-120°С. После Т-7 бензин поступает в колонну К-5. с верха колонны К-5 отводятся пары фракции 62-85°С, которые, проходя через АВО-5 и КХ-5, конденсируются и поступают в емкость Е-5. Несконденсировавшиеся пары уходят с верха емкости, а жидкая часть фракции 62-85°С выводится снизу и насосом Н-17 подается на орошение верха колонны К-5, а избыток отводится с установки через АВО-13.

С низа колонны К-5 отводится фракция 85-120°С, которая направляется в рибойлер Т-8, где нагревается и частично испаряется. Пары направляются в низ колонны К-5 для создания парового потока, а жидкость насосом Н-16 через Т-7, АВО-12 и выводится с установки.