Файл: Характеристика нефти и её фракций Обоснование ассортимента получаемых фракций.docx
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 147
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛОУ-АВТ.
3.1 Выбор и обоснование схемы блока ЭЛОУ. Принимаем допущение, что наша нефть содержит 0,5%мас. воды в соответствии с ГОСТ к товарным нефтям. Подготовка нефтей к переработке на блоке ЭЛОУ, является важнейшим условием обеспечения работы установки первичной переработки нефти и получения качественных фракций для их дальнейшей переработки или компаундирования (смешения). К нефтям после ЭЛОУ предъявляются жёсткие требования по содержанию воды (от 0,1%мас. до отсутствия) и хлористых солей (не более 3-5мг/дм3). Кроме того эффективность работы ЭЛОУ оценивается по степени удаления механических и коллоидных загрязнений и металлов. Вода, механические и коллоидные загрязнения должны быть полностью удалены, а содержание металлов снижено.
На современных установках ЭЛОУ в основном применяют горизонтальные электродегидраторы, рассчитанные на температуру до 160°С и давление около 1,6 МПа. Обессоливание и обезвоживание нефтей чаще осуществляют при 110-140°С с добавкой деэмульгатора и промывной воды в две – четыре ступени. В качестве промывной воды можно использовать пресную воду, химически очищенную или конденсат. Число ступеней подготовки определяем в соответствии с типом нефти (по плотности). Так как нефть первого типа (лёгкая), то принимаем двух ступенчатую очистку.
Определяем число электродегидраторов на каждой ступени исходя из производительностей одного электродегидратора и блока ЭЛОУ по сырью. Наиболее распространенные и высокопроизводительные горизонтальные электродегидраторы имеют производительность 240-280
. Мощность проектируемой установки составляет 5,8 млн.т/год. Плотность нефти равна 0,8430 г/
(таблица 1.1). Таким образом, объёмная производительность установки по нефти составляет: 5800000/0,8430 = 6880190 
; Число рабочих дней в году принимаем равным 335. Тогда часовая объёмная производительность установки составит:
Количество электродегидраторов, которые следует установить на одной степени обессоливания, составит:
следовательно на каждой ступени по 2 ЭДГ.Нагрев сырой нефти на установке ЭЛОУ-АВТ производительностью 5,8 млн.т/год осуществляется в три потока.
Схема блока ЭЛОУ представлена на рисунке 3.1
3.2 Выбор и обоснование схемы блока атмосферной перегонки нефти.
При выборе технологической схемы и режима атмосферной перегонки нефти руководствуются главным образом её фракционным составом и, прежде всего, содержанием в ней газов и бензиновых фракций. Перегонку стабилизированных нефтей постоянного состава с небольшим количеством растворённых газов (до 1-1,5 %мас.), относительно невысоким содержанием бензина (15-18 %мас.) и выходом фракций до 350
не более 45 % энергетически наиболее выгодно осуществлять на установках (блоках) АТ по схеме с однократным испарением и однократной ректификацией, то есть с одной сложной ректификационной колонной с боковыми отпарными секциями. Для перегонки легких, средних и тяжёлых нефтей с высоким содержанием растворённых газов (3 % и выше) и бензиновых фракций (до 20-30 %) и фракций до 350 (50-60 %) целесообразно применять атмосферную перегонку двухкратного испарения и двухкратной ректификации. Лёгкие нефти с небольшим содержанием растворённых газов (до 1,5 % ) и бензиновых фракций (18-20 %), целесообразно применять атмосферную перегонку двухкратного испарения и однократной ректификации.Схема блока перегонки нефти при атмосферном давлении зависят от природы нефти (содержания бензиновых фракций, выкипающих до 200°С, растворённых газов и общей серы). По данным Джъерской нефти, содержащей 1,8 %мас. растворённых углеводородных газов, бензиновая фракция, выкипающая до 200°С - 29,6 %мас., а содержание серы 0,7 %мас., переработку следует вести по схеме с двухкратным испарением и двухкратной ректификацией. На установке, работающей по данной схеме (см. рис.3.2), нефть предварительно подогревается в теплообменниках до температуры (обычно 220-250оС), обеспечивающей испарение легкой части бензиновой фракции, и поступает в отбензинивающую колонну. Дополнительное тепло в низ колонны сообщается горячей струей полуотбензиненной нефти. Частично отбензиненная нефть нагревается в печи и с температурой 340-370°С поступает в основную атмосферную ректификационную колонну, где происходит отбор светлых нефтепродуктов (бензиновых и средних дистиллятов). С низа колонны отбирают мазут.
Колонна К-1 предназначена для подготовки сырья колонны К-2. Из практических данных известно, что количество бензиновой фракции, отбираемой с верха колонны К-1, не должна быть ниже 8%мас. в расчёте на сырьё колонны и превышать 45-55% от общего количества бензиновых фракций, содержащихся в перерабатываемой нефти. При этом, чем больше бензина содержится в нефти, тем его больше отбирают в колонне К-1.
К достоинствам этой установки следует отнести следующие:
- возможность переработки любой нефти, в том числе высокопотенциальных и высокосернистых;
- возможность переработки нефтей, недостаточно хорошо обезвоженных и обессоленных;
Однако для данной установки характерны и недостатки:
- некоторое ухудшение условий работы основной атмосферной колонны из-за отсутствия легких углеводородов;
- увеличение расхода топлива в печи, служащей для нагрева сырья колонны, так как требуется производить нагрев нефти до более высокой температуры, чем при нагреве неотбензиненной нефти;
- нагрев горячей струи может привести к разложению сернистых соединений с образованием сероводорода, будет идти сероводородная коррозия;
- большие капитальные и эксплуатационные расходы.
3.3 Выбор и обоснование схемы блока стабилизации и вторичной ректификации широкой бензиновой фракции.
Нефть, поступающая на АВТ, содержит 1,8 %мас. газа, который преимущественно состоит из пропана и бутанов с небольшой примесью этана. Наличие трудно конденсируемых газов в нефти создаёт большие затруднения в ряде процессов нефтепереработки, начиная с прямой перегонки нефти. Метан-этановые фракции нарушают массо- и теплообмен на ректификационных тарелках и тем самым ухудшают чёткость ректификации.
Блоки стабилизации установок АВТ предназначены для выделения из бензинов растворённых в них углеводородных газов и сероводорода. Стабилизацию бензиновой фракции будем вести в одной колонне, так как мало сухого газа в бензине и не требуется получения рефлюкса, отвечающего ГОСТу на сжиженный бытовой газ. Достоинством этого варианта является простота и компактность установки, а недостатком – небольшоё количество отбираемого ректификата. При этом необходимая чёткость ректификации может быть достигнута только при высокой кратности орошения (не ниже пяти) и большом числе ректификационных тарелок (50-60 и выше). При этом колонна должна быть переменного сечения, так как в противном случае не представляется возможным создать необходимые условия работы укрепляющей и отгонной частей колонны: большое количество жидкой фазы в отгонной части ведёт к перегрузке колонны жидкостью, а малое количество паров в укрепляющей части приводит к низким скоростям их движения – в несколько раз ниже допустимых. Стабилизация бензиновой фракции в одной ректификационной колонне представлена на рисунке 3.3. Стабилизационная колонна К-3 на АВТ предназначена для освобождения бензиновой фракции от растворенных газов и от растворенного сероводорода. Сверху колонны отбирается газ, который разделяется в емкости Е-3 на метан-этановую и пропан-бутановую фракции (рефлюкс). Так как в обычных условиях рефлюкс является газом, для получения орошения в колонне поддерживается повышенное давление. Блок вторичной ректификации бензинов (см. рис 3.3.) на АВТ предназначен для получения узких бензиновых фракций. В данной работе получаем фракции 20-62°С, 62-105°С, 105-140°С. Для разделения бензиновой фракции 20-140°С на две более узкие требуется дополнительная колонна К-5.
3.4 Выбор и обоснование схемы блока вакуумной перегонки мазута и узла создания вакуума.
В нефтепереработки перегонка мазута может осуществляться по нескольким вариантам:
- перегонка мазута в одной ректификационной вакуумной колонне с получением утяжелённой дизельной фракции, вакуумного газойля и гудрона. Данная схема рекомендована для заводов топливного профиля, так как при отборе масляных дистиллятов в одной колонне происходит наложение температур выкипания.
- перегонка мазута в двух ректификационных вакуумных колоннах (по схеме с двухкратным испарением и двухкратной ректификацией) с получением вакуумного газойля, 3-4 масляных дистиллятов и гудрона.
Выбор схемы блока перегонки мазута под вакуумом зависит от варианта переработки нефти – топливного или топливно-масляного и ассортимента нефтепродуктов.
В соответствии с заданием мазут разгоняют с получением вакуумного газойля (350-500
, гудрона (500
; следовательно применение схемы с двухкратным испарением и двухкратной ректификацией экономически нецелесообразно, из-за больших капитальных и эксплуатационных затрат по сравнению с одной вакумной колонной. По индексу вязкости (более 85) и низкому выходу базовых масел на нефть (менее 8 %мас.), целесообразно выбрать топливный вариант перегонки мазута в одной вакуумной колонне. Мазут, который выводится с низа колонны К-2 нагревается в печи П-3 и с температурой 400-420°С поступает в вакуумную колонну К-6. В этой колонне предлагается разместить 16 клапанных тарелок. С верха колонны пары отводятся к вакуумсоздающей аппаратуре. С верхней тарелки отводим утяжеленное дизельное топливо, часть которого возвращаем в колонну в качестве орошения. Боковым погоном из колонны К-6 выводим вакуумный газойль (350-500°С). Его отбор производится с 10 тарелки. Вакуумный газойль поступает в стриппинг-колонну К-6/1, в низ которой подается водяной пар. С низа колонны выводим гудрон (остаток, выкипающий при температуре выше 500°С). В нижнюю часть колонны подаем водяной пар для снижения парциального давления углеводородов. Избыток тепла в колонне снимаем циркуляционным орошением. В качестве узла создания вакуума выбираем гидроциркуляционный аппарат, так как он обеспечивает получение глубокого вакуума.
Перегонка мазута под вакуумом в одной колонне с получением фракции вакуумного газойля – по схеме с однократным испарением и однократной ректификацией представлена на рисунке 3.4
5. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВКИ И ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
5.1 Электродегидраторы
Электродегидраторы используются на установке ЭЛОУ для обезвоживания и обессоливания нефти.
Электродегидраторы бывают вертикальные, горизонтальные, сферические. Наибольшее распространение в нефтепереработке получили горизонтальные электродегидораторы, которые имеют большую производительность, чем вертикальные и требуют меньшего расхода металла, чем сферические. Электродегидраторы различаются по характеру ввода нефти в аппарат: сырье может вводиться в нижнюю часть или непосредственно в межэлектродное пространство. Эффективным оказалось комбинирование обоих способов подачи, при котором часть сырья подается в нижнюю (подэлектродную) зону, а часть между электродами.
В электродегидраторах обезвоживание и обессоливание ведется с добавлением воды, деэмульгатора и щелочи. Нефть из резервуара насосом прокачивается через систему теплообменников в последовательно работающие электродегидраторы. Нагрев сырой нефти необходим для достижения необходимой степени очистки. Процесс ведется при температуре 160°С и давлении 1,8 МПа.
По ТУ 26-02-400-76 выбираем электродегидратор 2-ЭГ-160.
Эскиз электродегидратора
5.2 Ректификационные колонны
Ректификационные колонны в зависимости от числа получаемых продуктов при разделении многокомпонентных смесей делятся на простые и сложные.
В зависимости от давления ректификационные колонны делятся на колонны, работающие под давлением, атмосферные и вакуумные.
Колонны, работающие под давлением, применяются на АВТ в процессах стабилизации бензиновой фракции (колонна К-1). Атмосферными колоннами являются основная колонна К-1 и колонны в блоке вторичной ректификации бензинов. Вакуумные колонны применяются при перегонке мазута (колонна К-6).
В данной работе используются тарельчатые колонны. Тип тарелок - клапанные дисковые (ОСТ 26-02-1401-76). Клапанные тарелки имеют КПД более 70%, гидравлическое сопротивление 4,9-4,8 мм рт. ст.
Число тарелок в колоннах следующее:
- 30 штук в колонне К-1;
- 52 штуки в колонне К-2;
- 32 штуки в колонне К-3;
- 60 штук в колонне К-4;
- 60 штук в колонне К-5.
- 18 штук в колонне К-6.
Ректификационные колонны и тарелки необходимо изготовить из материала, устойчивого к сероводородной коррозии.
5.3 Теплообменные аппараты