Развитие нефтеперерабатывающей промышленности в СССР. 20 страница

149

флегмы, которого было бы достаточно не только для данной ко­лонны, но и для колонн, расположенных ниже. Таким образом, вышележащие секции оказываются перегруженными жидкостным потоком, величина которого значительно превышает необходимое для данной секции орошение. При переходе на комбинированную схему в виде острого орошения вводится только то количество

Рис. 32. Пароэжекторные агрегаты — одноступен­чатые (а) и двухступенчатые (б):

/ — отсасываемая смесь; Л —выхлоп; III — водяной пар;

IV — вода;

/ — паровое сопло; 2 —головка; 3 — диффузор; 4 — эжектор

I ступени; 5 — эжектор 2-й ступени; 6 — конденсатор смешения;

7 —барометрическая труба.

флегмы, которое необходимо для верхней секции колонны. В ос­тальных секциях флегма создается с помощью циркулирующего орошения, которое забирается с нижележащей тарелки соответст­вующей секции, охлаждается и подается на верхнюю тарелку этой секции. В атмосферных колоннах современных установок первичной перегонки имеется 2—3 циркулирующих орошения. Число проме­жуточных орошений, как правило, на единицу меньше числа отво­димых боковых погонов.

Внедрение промежуточных циркулирующих орошений позволяет улучшить условия регенерации тепла на установке, так как темпе­ратура отводимого циркулирующего орошения выше температуры острого орошения и дает возможность значительно разгрузить верхнюю часть атмосферной колонны и конденсаторы-холодильни­ки. В многосекционных вакуумных колоннах орошение создаетсяисключительно с помощью потоков циркулирующих орошений.

150

Способы создания вакуума. Вакуум в колоннах со­здается с помощью вакуум-насосов или пароструйных эжекторов. Вакуум-насосы по принципу действия аналогичны компрессорам. Существуют поршневые, ротационные и водокольцевые вакуум-насосы.

Принцип работы пароструйных эжекторов (рис. 32)—использо­вание кинетической энергии водяного пара. Струя пара с большой скоростью вытекает из сопла, захватывает отсасываемую газо­жидкостную смесь и вместе с ней выбрасывается в атмосферу.

Рис. 33. Схемы конденсации паров, уходящих из вакуумной

колонны;

а — с конденсатором смешения; 6 — с поверхностным конденсатором; / — во­дяной пар; // — вода; Ш-уловленный нефтепродукт; /V-вода, загрязнен­ная нефтепродуктами; V — несконденсировавшиеся газы (выхлоп эжектора); / — колонна; 2 —барометрический конденсатор; 3 — барометрическая труба; 4 — эжекторы; 5—промежуточный конденсатор пароэжекторного агрегата; в —барометрический колодец; 7 —поверхностный конденсатор; 8—газосепа­ратор; 9—отстойник-сепаратор.

Чтобы создать небольшой вакуум (до 90 кПа), используют од­ноступенчатые эжекторы. Если требуется более глубокий вакуум, применяют многоступенчатые пароэжекторные агрегаты, снабжен­ные промежуточными конденсаторами (см. рис. 32,6). В конден­саторах рабочий пар и газы, выходящие из предыдущей ступени, охлаждаются и конденсируются.

Эжекторами и вакуум-насосами из вакуумных колонн отсасы­ваются газы разложения, водяной пар, подаваемый в колонны для улучшения ректификации, а также воздух, попавший в аппаратуру вследствие ее недостаточной герметичности. Схемы конденсации паров, уходящих из вакуумных колонн, изображены на рис. 33.

В схеме на рис. 33, а основным аппаратом, применяемым для конденсации, является барометрический конденсатор смешения. Он представляет собой цилиндрический аппарат с каскадными ситча-тьши тарелками, под нижнюю из которых поступают пары с верха

151

вакуумной колонны. Охлаждающая вода подается на верхнюю тарелку. Сконденсировавшиеся нефтяные пары и вода сливаются по трубе 3 в барометрический колодец 6, а газ с верха барометри­ческого конденсатора отсасывается паровыми эжекторами или ва­куум-насосами 4. Существенный недостаток схемы а состоит в том, что при непосредственном, смешении с нефтяными парами охлаж­дающая вода сильно загрязняется сероводородом и нефтепродук­тами. Экспериментально установлено, что в воде конденсаторов содержится до 5% от получаемой на АВТ дизельной фракции. Вода, загрязненная нефтепродуктами, попадает затем в сточные воды завода, загрязняя почву и водоемы.

В схеме на рис. 33, б опасность загрязнения воды устранена. Пары с верха вакуумной колонны поступают в поверхностный конденсатор 7, где конденсируется основная часть водяных паров и унесенных нефтяных фракций. В качестве поверхностного кон­денсатора применяются кожухотрубчатые теплообменники с пла­вающей головкой или аппараты воздушного охлаждения. Затем конденсат и пары поступают в газоеепаратор 8, из которого не-сконденсировавшиеся пары отсасываются эжекторами. Конденсат по барометрической трубе поступает в отстойник-сепаратор 9. Сюда также подаются паровые конденсаты из межступенчатых конденсаторов эжектора. Вода из отстойника сбрасывается в кана­лизацию, а нефтепродукт, отделенный от воды, возвращается в ли­нию дизельной фракции. Выхлопные газы из эжектора сжигаются в трубчатой печи. На всех действующих АВТ система с использо­ванием конденсаторов смешения заменяется системой с поверх­ностными конденсаторами.

Современные схемы создания вакуума обеспечивают поддержа­ние в колоннах установок АВТ остаточного давления 5—9 кПа.

§ 29. МЕРЫ БОРЬБЫ С КОРРОЗИЕЙ

Причины коррозии при переработке нефти.При переработке нефти происходит разрушение металла, из которого выполнена ап­паратура, оборудование и трубопроводы, вызываемое коррозией. Коррозию на установках первичной перегонки могут вызывать:

1) минеральные соли, которые содержатся в нефтях, посту­пающих на переработку; при нагреве нефти соли — в основном хлориды — разлагаются и образуется хлористый водород, который в присутствии влаги обладает высокой коррозионной активностью;

2) сернистые соединения, которые присутствуют в большинстве перерабатываемых в настоящее время нефтей; при переработке сернистых нефтей выделяется большое количество коррозионноак-тивных веществ — сероводорода и меркаптанов;

3) нефтяные кислоты, содержание которых в ряде нефтей до­стигает 1,9%.

Скорость коррозии черных металлов в присутствии влажного хлористого водорода составляет 5—20 мм/год, а совместное при­сутствие сероводорода и хлористого водорода усиливает коррозию

152

в 3—4 раза. Наиболее интенсивно процессы коррозии протекают 6 конденсаторах-холодильниках, верхней части ректификационных колонн, печных трубах, трубопроводах горячих остатков (мазута и гудрона). Показателем интенсивности коррозии конденсаторов-холодильников и ректификационных колонн служит содержание ионов железа в воде, удаляемой из рефлюксных емкостей, а также рН этой воды.

Меры борьбы с коррозией.Для уменьшения коррозии на уста­новках первичной перегонки нефти применяются следующие ме­тоды: 1) глубокое обезвоживание и обессоливание нефти; 2) ис­пользование коррозиоиностойких материалов; 3) введение нейтра­лизующих веществ и ингибиторов коррозии.

Чтобы увеличить срок службы оборудования, на наиболее опасных его участках применяются стойкие против коррозии мате­риалы— легированные стали Х5М, 0X13, латунь, сплав никеля и меди, называющийся монель-металлом. Для снижения стоимости аппаратуры ее изготавливают из двухслойного металла: внутрен­няя поверхность, подверженная действию вредных соединений, де­лается из легированных металлов, наружная — из углеродистой стали.

Применение коррозиоиностойких материалов позволяет в несколько раз снизить скорость коррозии оборудования, однако наибольший эффект в борьбе с коррозией дает применение нейтра­лизующих веществ и ингибиторов коррозии. В качестве нейтрали­зующих веществ используются содо-щелочной раствор и аммиак. В результате скорость коррозии снижают до 0,1—0,2 мм/год. Бо­лее эффективное уменьшение коррозии достигается применением специальных веществ — ингибиторов коррозии. Ингибиторы (за­медлители) коррозии представляют собой органические вещества, которые образуют на поверхности металла тонкую защитную пленку.

В нашей стране разработаны и внедряются на нефтезаводских установках ингибиторы коррозии — ИКБ-2, ИКБ-4, за рубежом широко применяются ингибиторы кронокс, налко и др.

§ 30. ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЕРЕГОННЫХ УСТАНОВОК

Контроль и регулирование работы установок.Работу установок первичной перегонки, как и любых других технологических устано­вок, регулирует производственный персонал с помощью контроль­но-измерительных приборов, а также путем непосредственного контроля за состоянием аппаратуры, оборудования, коммуникаций, лабораторных анализов качества сырья и получаемой продукции.

Установки первичной перегонки оснащены большим числом приборов для измерения и автоматического регулирования расхода, температуры, давления и уровня продуктов в аппаратах и трубо­проводах. На современной установке АВТ имеется более 2 тыс. приборов автоматического контроля и регулирования.

153

Нормальная эксплуатация установки первичной перегонки во многом зависит от технологического режима печей. Схема регули­рования трубчатой печи приводится на рис. 34. Основной регули­руемый параметр в трубчатой печи — температура нагреваемого продукта на выходе из печи. Необходимо, чтобы температура эта поддерживалась постоянной.

В колонну

Рис. 34. Принципиальная схема регулирования трубчатой печи:

/, 7—клапаны; 2, 3— регуляторы; 4, 5—термопары; 6 — диафрагма; в—ре­гулирующий блок.

В настоящее время на НПЗ применяется схема связанного ре­гулирования температурного режима трубчатых печей. В системе имеются два регулятора 2 и 3. Один из них 2 поддерживает по­стоянной температуру дымовых газов над перевальной стенкой печи. При отклонении температуры от заданного значения регу­лятор с помощью клапана 1 изменяет подачу топлива в печь.

При постоянстве температуры, состава и расхода нагреваемого продукта и при неизменном состоянии змеевика печи температура продукта на выходе из печи будет постоянной. Однако эти пара­метры могут изменяться, а следовательно, будет меняться и тем­пература продукта на выходе. Чтобы стабилизировать темпера­туру продукта, на выходе его из печи установлен регулятор 8, соединенный с термопарой 5, который при изменении температуры меняет задание регулятору 2 и, следовательно, изменяет в допу-

154

стимых пределах температуру дымовых газов над перевалом за счет изменения подачи топлива.

На температурный режим печей влияет также равномерность
подачи продукта. Поскольку при частом изменении расхода про­
дукта меняется температура в печи и уменьшается продолжитель­
ность безаварийной эксплуатации труб змеевика, расход продукта
в печи следует поддерживать постоянным. Для этого на выходной
линии насоса устанавливается диафрагма в, связанная с регистри­
рующим прибором и регулирующим блоком 8. Регулирующий
блок в соответствии с установленным заданием действует на
клапан 7.                            ,                            .

Задача регулирования ректификационной колонны — обеспече­ние заданной четкости разделения при условии максимально эко­номичной работы аппарата. Поскольку ректификационные колон­ны используются в разных условиях эксплуатации, схемы их регулирования могут быть различными. При разделении много­компонентных смесей в колоннах вручную или автоматически ре­гулируются расход и состав питания, температура верха и низа колонны, давление, уровень остатка в нижней части колонны.

Температуру верха колонны поддерживают на заданном уров­не, изменяя расход орошения. Температуру низа регулируют, из­меняя количество теплоносителя, подаваемого в кипятильник, или подачу топлива в трубчатую печь, которая служит для подогрева «горячей струи».

- Давление в колонне регулируется: 1) изменением количества сбрасываемого из рефлюксной емкости неконденсирующегося продукта (газа); 2) изменением количества подаваемой на охлаж­дение продукта воды (применяется для вакуумных колонн); 3) с помощью клапана-регулятора на линии вывода паров из ко­лонны.

Однако и температура, и давление являются лишь косвенными параметрами, позволяющими судить о процессе и качестве полу­чаемых продуктов. Четкость разделения можно заметно повысить, если в схемах регулирования применить разработанные в послед­ние годы анализаторы качества. Так, в колоннах стабилизации бензина применяются схемы поддержания постоянства упругости паров стабильного бензина изменением подачи теплоносителя в рибойлер стабилизатора. В отпарных колоннах АВТ используется схема регулирования температуры вспышки выходящего из них продукта подачей пара.

На рис. 35 приводится схема регулирования работы отбензи-нивающей колонны. Для обеспечения постоянства загрузки ко­лонны и стабилизации ее работы расход нефти регулируется спе­циальным регулятором в зависимости от уровня отбензиненной нефти в нижней части колонны.

Температура верха колонны зависит от того, какой конец кипения должен иметь отбираемый в колонне бензиновый погон. Она поддерживается постоянной за счет подачи определенного количества острого орошения и корректируется автоматическим

155

анализатором конца кипения. При стабильных условиях работы и конец кипения бензина, и температура верха, и количество ороше-

Рис. 35. Принципиальная схема регулирования отбензинивающей колонны:

I — нефть; //—газ; /// — бензин на стабилизацию; IV—полуотбензиненпая нефть   в атмо­сферную колонну.

ния остаются постоянными. Если качество бензина по каким-либо причинам меняется, например за счет изменения состава сырья, то с помощью автоматического анализатора конца кипения изменяет­ся температура верха. Чтобы поддержать эту новую температуру верха, в колонну подается нужное количество орошения.

156

Расход отбензиненной нефти и «горячей струи» поддерживают постоянным, а температуру «горячей струи» и, следовательно, тем­пературу низа колонны регулируют изменением подачи топлива в печь.

Лабораторный контроль качества сырья ипродукции. Благо­даря лабораторному контролю персонал установок получает до­полнительные сведения, позволяющие правильно вести технологи­ческий процесс.

В лаборатории исследуют качество нефти, поступающей на пе­регонную установку, и продукции, уходящей с установки. При анализе нефти определяют ее плотность, содержание солей, воды, светлых фракций. Анализ бензиновых фракций состоит в опреде­лении октанового числа, наличия или отсутствия активных серни­стых соединений (проба на медную пластинку). Проводят также фракционную разгонку бензина. Для средних дистиллятов — ке­росиновой и дизельной фракции — анализируют фракционный со­став, вязкость, температуры вспышки, застывания или помут­нения.

Если в результате лабораторного анализа выясняется, что про­дукция не соответствует нормам, оператор должен немедленно определить причину этого и в случае необходимости изменить ре­жим работы установки или отдельных аппаратов.

На лабораторный анализ затрачивается много времени, его ре­зультаты поступают на установку через 1,5—2 ч после отбора про­бы, т. е. когда оператор уже не может исправить качество выпу­щенной за это время продукции. Кроме того, лабораторным контролем занимается большое число людей. Поэтому основное направление технического прогресса и совершенствования устано­вок первичной перегонки состоит в значительном увеличении сте­пени автоматизации, переходе к автоматическому контролю каче­ства продукции.

Разработанные в последние годы анализаторы качества на потоке позволяют не направлять отбираемые пробы сырья и продукции в цеховую или заводскую лабораторию, а получать результат анализа сразу же, непосредственно на установке. В пер­спективе, связав анализаторы качества с регуляторами техноло­гического режима, можно будет добиться полной автоматизации технологического процесса. Анализаторы качества, определяющие фракционный состав, температуру вспышки, плотность продукта, уже работают на многих установках прямой перегонки.

Организация и учет работыустановки. С помощью регистрирую­щих и показывающих приборов, а также руководствуясь данными лабораторных анализов, оператор имеет возможность непрерывно следить за эксплуатацией установки, соблюдением технологиче­ского режима.

Основным документом, в котором определены требования к процессу, является технологический регламент. В регламенте при­водится характеристика изготавливаемой продукции, сырья и полу­фабрикатов, описание технологического процесса, нормы режима,

157

описываются возможные неполадки, причины и способы их устра­нения.

Оперативный документ, находящийся на установке и содержа­щий основные требования по поддержанию режима технологиче­ского процесса, носит название технологической карты. Технологи­ческая карта вывешивается на видном месте в операторной уста­новке и служит для старшего оператора и всех работающих на установке основным руководством. Карту для каждой установки пересматривают ежегодно. Обычно в технологических картах при­водятся пределы регулирования различных параметров техноло­гического режима.

Текущую работу оператор анализирует с помощью записей о технологическом режиме и качестве сырья и продукции. Запись показателей режима производится с интервалом в два часа в спе­циальном режимном листе. В режимный лист заносят также дан­ные лабораторных анализов. Другим важным документом являет­ся вахтенный журнал, куда записывают сведения о регулировке режима в связи с переходом на отбор других нефтепродуктов, о возникающих в ходе вахты нарушениях режима и неполадках в работе установки. На основе вахтенного журнала и режимного листа заступающая на вахту смена знакомится с работой уста­новки в предшествующий период. Соблюдение норм технологиче­ского режима контролирует отдел технического контроля (ОТК) завода.

Остановка установки. Плановая остановка на ремонт установки первичной перегонки ведется следующим образом. Постепенно Снижают температуру на выходе нефти из печи и уменьшают до 50% производительность установки. После того как температура на выходе из печи снизится до 320 ^СС, установку переводят на горячую циркуляцию — прием сырья и вывод продуктов прекра­щается. Затем приостанавливают подачу острого водяного пара в колонны, перекрывают линии перетока боковых фракций из атмосферной колонны в отпарные секции, откачивают оставшиеся в отпарных секциях нефтепродукты в резервуар «некондиции» (некачественного продукта), находящийся в промежуточном пар ке установки.

Далее останавливают насосы циркулирующих орошений, но подачу острого орошения продолжают еще некоторое время, что­бы постепенно охладить колонну. Прекращение подачи острого орошения и отключение всех насосов и вентиляторов воздушных холодильников проводят после того, как исчезнет уровень жидко­сти в рефлюксных емкостях.

После снижения температуры на выходе из печи до 250 °С тушат все форсунки и перекрывают задвижки на линиях подачи топлива. Когда температура низа колонны К-1 и К-2 снизится до 150—160 °С, горячая циркуляция прекращается.

После того как установка остановлена, проводят тщательную подготовку аппаратуры к ремонту. Аппараты и трубопроводы

158

---

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 440; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!