Развитие нефтеперерабатывающей промышленности в СССР. 17 страница

Жидкая фаза опускается по тарелкам нижней (отгонной) части секции и при этом из нее отгоняются легкие фракции.

Паровая фаза поднимается по тарелкам верхней концентра­ционной части секции /, постепенно облегчаясь по составу, и за­тем поступает в секцию 2. Секция / представляет собой полную ректификационную колонну, ректификат которой служит сырьем секции 2. В секции 2 от смеси отделяется фракция, которая ча­стично перетекает в секцию /, а частично поступает в отдельно расположенную отгонную часть. Здесь фракция дополнительно ректифицируется. Ректификат секции 2 является сырьем секции 3.

В секциях 3 н 4 отделяются в виде боковых погонов еще две фракции. Как секция 2, так и секции 3 и 4 представляют концент­рационные части' простых колонн. Отгонные части этих колонн выделены в самостоятельные колонны, которые обычно именуются

123

отпарными или стриппингами. Готовые продукты отбираются с низа отгонных секций, а отогнанные легкие фракции отводятся в ос­новную колонну, с верха которой уходит самый легкий дис­тиллят.

Сложные колонны применяются в тех случаях, когда не тре­буется особенно высокой четкости разделения продуктов. Для чет­кого и сверхчеткого фракционирования (при вторичной перегонке бензинов, газоразделении) обычно устанавливается несколько простых ректификационных колонн, в каждой из которых выде­ляется один или два целевых компонента.

Перегонка нефти до мазута и гудрона.Первичная перегонка нефти на трубчатых установках осуществляется при атмосферном давлении и под вакуумом. При перегонке нефти на трубчатых установках, работающих при атмосферном давлении, из нефти вы­деляют светлые дистилляты — бензиновый, керосиновый, дизель­ный. Остатком от перегонки при атмосферном давлении является мазут —фракция, перегоняющаяся выше 330—350 °С. Эти уста­новки носят название атмосферная трубчатая установка (AT).

Для того чтобы выделить более высококипящие нефтяные фракции, мазут подвергается перегонке на установках, работаю­щих с применением вакуума. Остатком от перегонки мазута яв­ляется гудрон.

В зависимости от общей схемы НПЗ и свойств поступающей для переработки нефти сооружаются либо установки атмосферной перегонки, либо установки, сочетающие атмосферную и вакуум­ную перегонку, — атмосферно-вакуумные трубчатые установки (АВТ). Различные варианты технологических схем НПЗ рассмат­риваются в § 86.

В тех случаях, когда на заводе необходимо получить макси­мальное количество светлых продуктов, перегонку ведут до гуд­рона. Выделенные из мазута темные дистиллятные фракции и гудрон затем используются для получения более легких нефтепро­дуктов методами крекинга, коксования и др. Перегонку до гудро­на проводят и в том случае, если на заводе организуется произ­водство нефтяных масел, кокса, битума. Если же. требуется полу­чить максимальное количество котельного топлива, то ограничи­ваются перегонкой до мазута.

Ассортимент продуктов атмосферных и атмосферно-вакуумных установок. Врезультате первичной перегонки нефти при атмосфер­ном давлении получаются следующие продукты.

1. Сжиженный углеводородный газ, состоящий в основном из пропана и бутана. Количество продукта зависит от того, насколь­ко глубоко была стабилизирована нефть на промысловых установ­ках. При переработке нефти с большим содержанием газа пропан-бутановая фракция выводится с перегонной установки не только в жидком, но и в газообразном виде. После очистки от сернистых соединений прямогонный сжиженный газ может использоваться какбытовое топливо. Прямогонный газ является также сырьем газофракционирующих установок.

124

2. Бензиновая фракция. Перегоняется в пределах 30—180 °С. Используется в качестве компонента товарного автобензина, как сырье установок каталитического риформинга.

3. Керосиновая фракция. Перегоняется в пределах 120—315°С. Используется в качестве топлива реактивных авиационных дви­гателей, для освещения, как горючее тракторных карбюраторных двигателей. Подвергается дополнительной обработке на установ­ках гидроочистки, щелочной очистки или демеркаптанизации с целью очистки от сернистых соединений и улучшения эксплуата­ционных качеств, в частности термической стабильности.

4. Дизельная фракция. Перегоняется в пределах 180—350 °С. Ранее дизельную фракцию называли атмосферным газойлем. Фракция используется как топливо для дизельных двигателей, установленных на автомобилях, тракторах, тепловозах, судах мор­ского и речного флота. Дизельная фракция, полученная из серни­стых нефтей, нуждается в очистке от серы, которая проводится с применением гидрогенизационного метода (см. § 56).

5. Мазут — остаток, получаемый при атмосферной перегонке нефти. Температура начала кипения 330—350 °С. Используется в качестве котельного топлива, является сырьем установок термиче­ского крекинга.

Ассортимент продуктов вакуумной перегонки мазута зависит от варианта переработки нефти. Существуют две схемы переработки мазута: масляная и топливная. При масляной схеме получают не­сколько фракций — вакуумных дистиллятов, при топливной — одну.

Число вакуумных дистиллятов при масляной схеме переработ­ки мазута определяется типом перерабатываемой нефти и равно 2—3. Каждый из дистиллятов затем подвергается очистке (см. гл. X), очищенные продукты смешиваются в различных соотно­шениях для получения тех или иных сортов масел.

Вакуумный дистиллят, вырабатываемый при топливной схеме переработки мазута, перегоняется при 350—500°С и используется как сырье каталитического крекинга или гидрокрекинга. Эту фракцию иногда называют вакуумным газойлем.

6. Гудрон — остаток от перегонки нефти, перегоняется при
температуре выше 500 °С. Это — высоковязкий продукт, застыва­
ющий при 30—40 °С. Он используется как сырье установок терми­
ческого крекинга, коксования, производстпа битума и высоковяз­
ких масел.

§ 26. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСТАНОВОК ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ

Типы установок.Атмосферные и вакуумные трубчатые установ­ки существуют независимо друг от друга или комбинируются в составе одной установки.

Атмосферные трубчатые установки подразделяются в зависи­мости от их технологической схемы на установки с однократным и двукратным испарением нефти.

125

Принципиальная схема установки с однократным испарением приводится на рис. 15, а. Нефть пропускается сырьевым насосом через теплообменники и трубчатую печь в ректификационную ко­лонну. В эвапорационном пространстве происходит однократное испарение нефти. Пары нефти затем разделяют ректификацией на целевые фракции, а из жидкости также с применением процесса ректификации удаляют легкокипящие фракции.

Схема установки с двукратным испарением приводится на рис. 15,6. Нагретая в теплообменнике нефть подается в так на-

Рис. 15. Схема атмосферной перегонки с однократным (а) и двукратным (б)

испарением нефти: I — нефть; // —газ; /// — бензин; /I/ —керосин; V— Дизельная фракция; VI — мазут.

зываемую отбензинивающую колонну. В эвапорационном простран­стве этой колонны происходит испарение нефти. Поскольку нефть нагрета только до 200—240 °С, количество образующихся паров невелико и в них в основном содержатся бензиновые фракции. На ректификационных тарелках концентрационной части колонны бензин отделяется от более тяжелых фракций и в виде паров ухо­дит из колонны. Вместе с парами бензина удаляются пары воды, поступившей на установку первичной перегонки с нефтью, и газы.'

Полуотбензиненную нефть забирают насосом и через трубча­тую печь подают в основную, атмосферную колонну, где происхо­дит повторное испарение нефти и ректификация паров с выделе­нием тяжелого бензина (смешиваемого затем с бензином, получаемым в отбензинивающей колонне), керосиновой и дизель­ной фракции. Остатком является мазут.

Достоинством схемы с однократным испарением является то, что легкие и тяжелые фракции испаряются совместно. Это спо-

126

собствует более глубокому отделению тяжелых компонентов при относительно низких (300—325°С) температурах подогрева нефти. Установки однократного испарения компактны, имеют малую про­тяженность трубопроводов, требуют меньше топлива, чем другие установки.

Недостатки схемы с однократным испарением следующие:

1) при перегонке нефтей с повышенным (выше 15%) содержа­нием бензиновых фракций значительно увеличивается давление в теплообменниках и трубах печного змеевика, что приводит к необ­ходимости применять более прочную и металлоемкую аппаратуру, увеличивать давление в линии нагнетания сырьевого насоса;

2) если на перегонку подается нефть, из которой плохо удале­на вода, то это также приводит к повышению давления в печи и может вызвать повреждение фланцевых соединений печных труб;

3) если перегоняемая нефть недостаточно хорошо обессолена, то при ее нагреве в трубах печи будут отлагаться минеральные соли, из-за этого происходят местные перегревы в змеевиках пе­чей, что в конечном итоге может приводить к аварии — прогару труб.

При двукратном испарении газ, вода и значительная часть бензина удаляются из нефти до ее поступления в печь. Это обстоя­тельство облегчает условия работы как печи, так и основной рек­тификационной колонны и является основным преимуществом схемы с двукратным испарением. Схема с двукратным испарением особенно удобна в тех случаях, когда часто происходит изменение типа перерабатываемой нефти. На установках Двукратного ис­парения устранены недостатки, характерные для установок одно­кратного испарения.

Однако, чтобы достичь такой же глубины отбора дистиллятов, как при однократном испарении, нефть на установках двукратного испарения приходится нагревать до более высокой температуры (360—370 °С). На установке с двукратным испарением удваивает­ся количество ректификационных колонн, загрузочных насосов, растут размеры конденсационной аппаратуры.

На установках и блоках вакуумной перегонки также приме­няются схемы однократного и двукратного испарения (рис. 16). Наиболее распространены блоки с однократным испарением ма­зута (рис. 16, а). Они построены на большинстве отечественных НПЗ. Но, как показал опыт эксплуатации, на таких блоках не удается получить хорошо отректифицированные вакуумные дистил­ляты с четкими пределами перегонки, необходимые для получения высококачественных масел. Среднее значение «налегания» темпе­ратур выкипания смежных вакуумных дистиллятов составляет 70—130 °С.

Добиться улучшения четкости вакуумных дистиллятов можно за счет увеличения числа ректификационных тарелок. Однако та­кое решение не всегда приемлемо, поскольку при увеличении чис­ла тарелок в колонне снижается вакуум, повышается температура

127

*nt

V

lit

£Г

к-i

Y^VM^-

 

/7-J

K-2

^

■if

-d

-@------- ► VI

-<Э------ *■ vn

-®------- +1K

Рис. 16. Схемы вакуумной перегонки мазута с однократ­ным (а) и двукратным (б, в) испарением:

/ — мазут; // — водяной пар; /// — пары с верха вакуумных колонн; IV — вакуумный дистиллят (фракция 350-500°С); V, VI, VII — масля­ные погоны; VIII — полугудрон; IX — гудрон.

на нижних тарелках, может уменьшиться глубина отбора и ухуд­шиться качество дистиллятов. Более рациональный путь улучше­ния качества вакуумных дистиллятов — перегонка по схеме дву­кратного испарения (рис. 16,б, а).

Схема, приведенная на рис. 16,6, предусматривает отбор в первой вакуумной колонне широкой масляной фракции, которая после нагрева в печи разделяется во второй колонне на фракции с более узкими пределами перегонки. По варианту, изображенно­му на рис. 16, в, в первой вакуумной колонне от мазута отделяет­ся в виде бокового погона легкий масляный дистиллят. Остаток — полугудрон вновь нагревается в печи и подается во вторую ко­лонну, в которой отбираются остальные дистилляты.

При двухступенчатой вакуумной перегонке расходуются допол­нительные количества топлива, пара, электроэнергии. Однако до­стигаемое улучшение качества масляных дистиллятов, а в конеч­ном итоге, товарных масел компенсирует эти затраты. Среднее значение налегания температур выкипания снижается до 30—60 °С.

Схемы установок. На НПЗ применяются все описанные выше схемы перегонки нефти и мазута, строятся отдельно стоящие установки атмосферной и вакуумной перегонки, комбинированные атмосферно-вакуумные трубчатые установки.

В 1947—1953 гг. в нашей стране строились AT и АВТ мощно­стью 0,5—0,6 млн. т в год. В последующие годы были сооружены установки мощностью 1—3 млн. т. Начиная с 1967 г. вводят в экс­плуатацию мощные установки по перегонке нефти, перерабаты­вающие 6—8 млн. т в год. На многих установках, построенных в последние 10—15 лет, атмосферно-вакуумную перегонку нефти ком­бинируют с обессоливанием сырья и вторичной перегонкой бензина.

На рис. 17 приводится технологическая схема комбинирован­ной установки ЭЛОУ-АВТ производительностью 6 млн. т нефти в год, рассчитанной на переработку сернистых нефтей и построен­ной на ряде заводов.

Нефть, поступающая на установку, забирается насосом Н-1 и двумя потоками проходит через сырьевые теплообменники, в которых нагревается до 130—140 °С. Первый поток нефти подо­гревается за счет теплообмена с первым (в Т-1) и вторым (в Т-2) циркулирующими орошениями колонны К-2. Второй поток прохо­дит через теплообменники Т-3, где подогревается фракцией 350— 500 °С, и Т-4— средним циркулирующим орошением вакуумной колонны К-6. Затем оба потока нефти смешиваются и поступают на блок обессоливания.

Обезвоженная и обессоленная нефть после электрообессолива-ния вновь делится на два потока и поступает в теплообменники. Первый поток нефти нагревается в Т-5 и Т-6 гудроном, второй — в Т-7 — нижним циркулирующим орошением К-6 и в Т-8 — гудро­ном. Нагретая до 220—240°С нефть поступает затем в отбензини-вающую колонну К-1-

Верхний продукт К-1 конденсируется и охлаждается в воздуш­ном и водяном конденсаторах-холодильниках ХК-1 и ХК-2, после

5 Зак, ЗВО

129

If

ХК-3 ХК

J K-2

Ш

н-з

хш

7-7   7-8

•-©-©-

7-5   7-6

Блок ЭЛОУ

7-3  7-4

XK-1 \XK-2

 

to

П{1

V2

 

 

 

Рис. 17. Технологическая схема атмосферно-вакуу / — нефть; // — газ; Я/ —головка стабилизации; /V, V, VI, VII — узкие бензинов 230-280 °С; X — фракция 280-350 °С; XI — фракция 350-500 °С; XII — гудрон

XIV — водяной пар.

 

чего поступает в рефлюксную емкость Е-1, из которой часть бен­
зина возвращается насосом в К-1 в качестве орошения (флегмы),
а балансовое количество под собственным давлением поступает в
емкость Е-3.
j     Нижний продукт К-1— частично отбензиненная нефть заби-

/ рается насосами Н-2 и Н-3 и направляется в трубчатую печь П-1.
^ Из печи выходят два потока нагретой до 360 °С нефти, один из ко-
j торых возвращается в колонну К-1, внося дополнительное количе-
-* ство теплоты, необходимой для ректификации.
.^Ч Второй поток нагретой полуотбензиненной нефти поступает
J5» в атмосферную колонну К-2, где разделяется на несколько фрак­
ций. Температура'нефти на выходе из печи П-1 составляет 360 °С.
^      Для снижения температуры низа колонны и более полного из-

J влечения из мазута светлых нефтепродуктов ректификация в К-2 <. проводится в присутствии водяного пара. Пар подается в нижнюю "2 часть колонны в количестве 1,5—2% на остаток.

С верха колонны К-2 уходят пары бензиновой фракции с кон­цом кипения 180°С, а также водяной пар. Пары поступают в воз­душный и водяной конденсаторы-холодильники ХК-3 и ХК-4; после конденсации продукт попадает в емкость-водоотделитель Е-2. .От­стоявшийся от воды тяжелый бензин подается насосом в Е-3. Часть бензина из Е-2 возвращается в К-2 в качестве острого орошения. Из колонны К-2 выводятся также три боковых погона — фрак­ции 180—230 °С, 230—280 °С, 280—350 °С. Эти погоны поступают первоначально в отпарные колонны К-3, К-4, К-5. В отпарных ко­лоннах из боковых погонов в присутствии водяного пара удаляются легкие фракции. Освобожденные от легких фракций целевые про­дукты в жидком виде выводятся с установки, а пары легких фрак­ций возвращаются в колонну К-2.

Фракция 180—230 °С перед выходом с установки проходит через теплообменник Т-7 и холодильник Х-1. Фракции 230—280°С и 280—350°С также охлаждаются в соответствующих теплообмен­никах и концевых холодильниках.

Для улучшения условий работы колонны К-2 и съема избыточ­ной теплоты в колонне предусмотрен вывод двух циркулирующих орошений: верхнее (с 11-й тарелки) проходит через теплообменник Т-1 и возвращается в К-2 на 10-ю тарелку; нижнее (с 21-й тарелки) проходит через теплообменник Т-2 и возвращается на 20-ю та­релку.

Остаток из атмосферной колонны — мазут — насосом Н-4 по­дают в трубчатую печь П-3. Мазут, нагретый в печи до 410°С, по­ступает в вакуумную колонну К-6. В колонне поддерживается остаточное давление 6,6 кПа. Для снижения температуры низа и облегчения условий испарения из гудрона легких компонентов в низ К-6 вводят водяной пар.

С верха К-6 выводят водяные пары, газы разложения, воздух и некоторое количество нефтепродукта (дизельной фракции), ко­торые поступают в конденсатор ХК-5. Несконденсировавшиеся газы отсасываются многоступенчатым эжектором А-1.

5*

131

А 4

со й . < 5 с

ж

---

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 362; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!