Технологический режим основных аппаратов

⇐ ПредыдущаяСтр 28 из 30Следующая ⇒

К-1 К-2

Объемное отношение пропан : сырье ... 7:1 6:1

Давление, МПа.................................................. 4,3 3,6

Температура экстракции, °С

верха........................................................... 87 82

низа............................................................. 63 60

Нагрузка на единицу площади попереч
ного сечения, м³/(м² ■ ч)........................... 34,7—44,0

Давление, МПа

в К-3, К-6, К-7........................................... .......... 0,1

в Т-2, Т-3, К-4............................................ .......... 2,7

в Т-4, К-5 . ............................................. .......... 1,8

Температура, °С

в Т-2, Т-3.................................................. 50-100

в Т-4 . ................................................. 150

на выходе из П-1........................................ 200—250

Материальный баланс процесса при работе на гудроне ромашкинской нефти [в % (масс.)]

Поступило: Получено:

Гудрон ромашкинской нефти 100,0 Деасфальтизат I........................... 28,4

Деасфальтизат II......................... 10,0

Асфальт....................................... 61,6

Итого . . . 100,0

331

Аппаратура.Основной аппарат установки производительностью 250 тыс. т/год — экстракционная колонна диаметром 3 и высотой 20 м. Колонна имеет 11 тарелок жалюзийного типа. В верхней части колонны (20% от высоты колонны) расположена отстойная зона без тарелок, которая снабжена шестью внутренними паровыми подогревателями. О распределении пропана между растворами деасфальтизата и асфальта можно судить по материальному балансу колонны [в % (масс.)]:

Поступило: Получено:

Сырье................................ 100 Раствор деасфальтизата . . . 390

Пропан.............................. 400 масло.......................... 28

---------------------- пропан ........... ... 362

Итого . . . 500 Раствор асфальта.......... 110

асфальт....................... 72

пропан.......................... ..... 38

Итого . . . 500

Подача пропана осуществляется с помощью центробежного насоса марки Н-500-420 СГ (подача 420 м³/ч, давление всасывания 2,7 МПа дифференциальный напор 500 м ст. ж.). Насос оборудован торцовым уплотнением.

Контроль и автоматизация процесса.Основные параметры процесса регулируются автоматически. Температура верха колонн К-1 иК-2 регулируется подачей пара во внутренние паровые подогреватели колонн. Расход сырья и пропана в колонны должен быть постоянным. Уровень раздела фаз в колоннах поддерживается постоянным при помощи клапанов, установленных на линии выхода растворов асфальта с низа колонны. Давление в системе регулируется клапанами.на выводе паров пропана из испарителей Т-2, Т-3, Т-4. Температура в испарителях регулируется клапанами на линиях подачи пара в испарители, а на выходе раствора асфальта из печи П-1 — клапаном на подаче топлива в печь.

Техника безопасности.Основную опасность при работе установки представляет пропан. Он взрывоопасен, его пары токсичны. Пропан находится под давлением, поэтому особое значение приобретает тщательная герметизация всего оборудования, аппаратуры, трубопроводов. Помещения насосной и компрессорной снабжаются автоматическими газоанализаторами; все помещения оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией. Установка снабжается пеногаси-тельным устройством. Резкое увеличение скорости подачи пропана в колонны приводит к повышению давления в системе отпарки пропана. Поэтому увеличивать расход пропана надо плавно.

К наиболее неприятным авариям относятся прекращение подачи воды на установку и нарушение герметичности в трубопроводах и аппаратах. В обоих случаях необходимо прежде всего вызвать пожарную охрану и газоспасательную службу, остановить пропановые насосы, прекратить подачу пара в испарители и топлива в печь, дать пар в камеру сгорания, прекратить прием сырья на установку.

332

Примерные технико-экономические показатели на 1тдеасфаль-тизата

Пар, ГДж...................................................... ..... 1466,5-2304,5

ВоДа оборотная, м³..................................... 28,4—47.0

Электроэнергия, МДж .......................... 9,7—16,6

Топливо, кг ............................................ 9,6—11,5

Потери пропана зависят от соотношения растворителя и сырья и составляют примерно 0,1% объемного расхода пропана.

§ 69. УСТАНОВКИ ФЕНОЛЬНОЙ И ФУРФУРОЛЫНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ

Селективной очистке подвергают как дистиллятные, так и остаточные масляные фракции для удаления из них смолисто-асфаль-теновых соединений и полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями. В результате улучшается цвет масла, повышается индекс вязкости, снижаются коксуемость , и содержание сернистых соединений.

Наиболее распространенными растворителями в промышленной практике являются фенол и фурфурол. При взаимодействии с масляной фракцией они хорошо растворяют нежелательные компоненты масла и относительно мало растворяют ценные углеводороды. При обработке масла растворителем образуются две фазы. ^NВерхняя фаза — рафинатный раствор — содержит масло с небольшим количеством растворителя, нижняя фаза — экстрактный раствор— содержит основную массу растворителя и нежелательные компоненты. Количество растворителя должно быть оптимальным.

При постоянной температуре составы экстрактной и рафинат-ной фазы находятся в состоянии равновесия. Увеличение соотношения растворитель : сырье приводит к уменьшению концентрации экстрактного раствора и нарушению равновесия между фазами. Часть углеводородов вследствие, этого переходит из рафинатного в экстрактный раствор. Степень очистки повышается, выход рафи-ната сокращается. Уменьшение соотношения растворитель : сырье приводит к обратному результату. Однако при слишком больших объемах растворителя может образоваться однородный раствор без разделения фаз.

Очистка избирательными растворителями возможна в таких температурных условиях, когда существует две фазы. С повышением температуры растворяющая способность растворителя увеличивается, а избирательность медленно понижается, и при критической температуре растворения получается однородный раствор. Поэтому к растворителям селективной очистки предъявляется специфическое требование: критическая температура растворения сырья в растворителе должна быть достаточно высокой, чтобы можно было вести экстракцию в интервале температур 80—150 °С.

Экстракция фенолом и фурфуролом осуществляется в колонных аппаратах. Растворитель, имеющий более высокую плотность,

333

чем сырье, подается сверху, сырье вводится в низ колонны. Поднимаясь все выше по колонне и находясь непрерывно в контакте с растворителем, сырье все более освобождается от нежелательных компонентов, а растворитель чем ниже опускается по колонне, тем более обогащается смолистыми и полициклическими соединениями. При этом критическая температура рафината повышается. Для улучшения процесса экстракции на вводе растворителя поддерживается более высокая температура, чем на вводе масла. Разность этих температур, зависящая как от свойств растворителя, так и от свойств сырья, называется температурным градиентом экстракции.

Растворитель и оптимальные параметры очистки в каждом отдельном случае подбирают опытным путем в зависимости от качества исходного продукта и требований к получаемому продукту. Фурфурол имеет перед фенолом ряд преимуществ. Фурфурол менее токсичен, дает более высокий [на 12—15% (масс.)] выход рафината и значительно экономичнее фенола вследствие более низких значений температуры кипения и удельной теплоты испарения. Однако в ряде случаев, в особенности при очистке остаточных масел, качество рафината после фурфурольной очистки хуже, чем после фенольной, и увеличение соотношения фурфурол : сырье не дает никакого эффекта. Фурфурол хуже чем фенол растворяет смолы, поэтому масла после фурфурольной очистки имеют более темный цвет.

Способом повышения качества и выхода рафината является замена фенола и фурфурола более эффективными растворителями, например Af-метилпирролидоном. Л'-Метилпирролидон стабилен, неагрессивен, имеет температуру кипения 206 °С, температуру плавления —240 °С, менее токсичен и более селективен, чем фенол и фурфурол.

Селективная очистка фурфуролом

Фурфурол (см. табл. 17) хорошо извлекает из масел полициклические ароматические и нафте^ю-ароматические углеводороды, причем позволяет получить высокий выход рафината. К недостаткам фурфурола относятся его способность осмоляться под воздействием высокой температуры и кислорода, довольно высокая растворимость в воде и токсичность.

ТАБЛИЦА 18

Качество рафинатов, полученных при очистке масел фурфуролом

Показатели	Сырье	Рафинат	Сырье	Рафинат	Сырье	Рафинат
Плотность р^° ...	0,922	0,891	0,916	0,896	0,893	0,850
Индекс вязкости . .	-3,5	52	25	50	77	108
Коксуемость, °/о
	0,14	0,04	0,75	0,28	0,94	0,12
Температура засты-
	-20	-17	-11	-1	35	45

334

-41

Н-1

К-1

Н-2

Рис. 87. Технологическая схема установки селективн I — сырье; II — фурфурол; III — рафинат; IV — экстрак

Об изменении качества масляных фракций в результате фур-фурольной экстракции можно судить, если сравнить такие важные показатели, как коксуемость и индекс вязкости, для сырья и рафи-натов (табл. 18). Индекс вязкости повышается на 25, 30 и даже

58 единиц, коксуемость уменьшается

в 3—8 раз.

i^^Hid^rp ₁ Технологическая схема.Технологи-

x*^TIIrr /*\ ческая схема очистки масел фурфуро-

/ хАу^ ^^² лом приводится на рис. 87. Масляная

фракция сырьевым насосом Н-1 пода
ется в деаэратор К-1, где масло с по
мощью водяного пара освобождается
от растворенного воздуха. Из деаэра
тора К-1 через подогреватель Т-1 мас-
П-4 Щ-"-"'"— ^ло направляется в среднюю часть дис-

Ш---------- 111---- I •- кового контактора К-2. Сверху вво
дится нагретый в подогревателе Т-2
фурфурол. В нижней части контакто
ра отстаивается экстрактный раствор.
Здесь из экстракта выделяется вто
ричный рафинат в результате сниже
ния температуры низа контактора К-2
и ввода из колонны К-7 экстракта, ос
вобожденного от растворителя. Рафи-
натный раствор с верха контактора
К-2 насосом Н-3 подается через теп
лообменник Т-3 и печь П-1 на отпар-
ку растворителя последовательно в ко
лонны К-3 и К-4.

Рис. 88. Роторно-дисковый контактор:

/ — кожух вала; 2 —верхняя отстойная зона; 3 — снтчатые .тарелки; ■4г-аал ротора; б — роторные диски; 6 — корпус аппарата; 7—статорные кольца; 8 — нижняя отстойная зона.

В колонну К-4 вводится водяной пар. Рафинат с низа колонны К-4 насосом Н-5 после охлаждения в теплообменнике Т-3 и холодильнике Х-1 выводится с установки. Экстрактный раствор с низа контактора К-2 откачивается насосом Н-4.

Часть раствора через холодильник Х-2 возвращается в низ контактора с целью снижения температуры К-2, другая часть раствора направляется на регенерацию растворителя через теплообменник Т-4 и печь П-1 в колонну К-5. Далее экстрактный раствор с низа колонны К-5 подается насосом Н-6 через печь П-2 в колонну К-6 и с низа колонны К-6 насосом Н-7 — в колонну К-7, откуда частично возвращается насосом Н-9 в низ контактора К-2, остальное количество перетекает в колонну К-8. С низа К-8 экстракт насосом Н-8 отводится с установки.

Таким образом, регенерация фурфурола из экстрактного раствора происходит в 4 ступени: в колоннах К-5 и К-6 — под давлением, в колоннах К-7 иК-8 — под вакуумом. В колонну К-8, как и

в колонну К-4, подается водяной пар. Пары сухого фурфурола из колонн К-3 и К-7, а также из колонн К-5 и К-6 конденсируются и собираются в емкости Е-3, откуда насосом Н-10 фурфурол подается в контактор К-2.

Из колонн К-4 и К-8 пары фурфурола и воды направляются в систему разделения воды и фурфурола. Сконденсированные в холодильнике Х-5 вода и фурфурол собираются в емкости Е-2, где разделяются на два слоя: верхний — раствор фурфурола (7%) в воде и нижний — раствор воды (6%) в фурфуроле. Верхний слой вводится в колонну К-9, обогреваемую острым водяным паром. С низа колонны К-9 уходит вода со следами фурфурола. Эта вода используется здесь же на установке для получения водяного пара. Таким образом, во-первых сокращаются потери фурфурола, во-вторых, уменьшается загрязнение стоков. Нижний слой подается в колонну К-Ю, обогреваемую змеевиком с водяным паром. С низа колонны К-Ю сухой фурфурол поступает в емкость Е-3. С верха колонны К-9 и К-Ю уходят пары азеотропной смеси фурфурола и воды, поступающие снова в холодильник Х-5 и емкость Е-2. Колонны К-4, К-5, К-6, К-7 и К-8 орошаются сухим фурфуролом.

Технологический режим лроцесса

Соотношение фурфурол: сырье

для дистиллятных масел................................................. 1,5—3,5: 1

для остаточных масел...................................................... 2,5—5 : 1

Температура, "С

в экстракционной колонне

верх............................................................................... 95—110

низ.................................................................................. 55—75

на выходе из печи

рафмнатный раствор из П-1........................................ 200—220

экстрактный раствор из П-2........................................ 230

Температурный градиент экстракции, °С.................. 35—40

Материальный баланс фурфурольной очистки

дистиллятных масляных фракций сернистых нефтей

типа ромашкинской [в % (масс.)]

.Поступило:

Фракция Фракция

300-400 °С 400-500 °G

Сырье................................................................. ......... 100,0 100,0

Фурфурол.......................................................... 150,0 150,0

Итого . . . 250,0 250,0

Получено:

Рафинат ..................................................... 73,85 75,85

Экстракт............................................................ .......... 25,95 23,95

Фурфурол.......................................................... .......... 149,80 149,80

Потери............................................................... ............ 0,40 0,40

сырье.......................................................... ............. (0,2) (0,2)

фурфурол................................................... ............. (0,2) (0,2)

Итого . , . 250.Q 250,0

337

Аппаратура. Основной аппарат установки — вертикальный роторно-дисковый контактор (РДК) производительностью около 40 т/ч, диаметром 2,4 и высотой 13,1 м (рис. 88). На внутренних стенках РДК закреплены статорные кольцевые перегородки диаметром 1610 м, образующие по высоте аппарата 20 камер высотой 0,29 м каждая. Через ось РДК проходит вертикальный вал с за-, крепленными на нем дисками диаметром 1,22 м, вращающимися в средней части камер между кольцевыми перегородками. Вал (ротор) приводится в действие от электродвигателя через редуктор-вариатор. Вращающиеся диски ротора вместе с кольцевыми перегородками статора образуют эффективную рабочую зону контактора. Выше и ниже рабочей зоны расположены отстойные зоны, отделенные от рабочей зоны ситчатыми тарелками. Части вала ротора, проходящие через отстойные зоны, заключены в кожух, чтобы исключить вращение жидкости вместе с валом в этих зонах.

Селективная очистка фенолом

Фенол (см. табл. 17) хорошо извлекает из масел смолистые, полициклические и отчасти сернистые соединения. Селективность фенола ниже, чем фурфурола, а растворяющая способность выше. К недостаткам фенола относятся его способность осмоляться (хотя и в меньшей степени, чем фурфурол), токсичность, довольно высокая растворимость в воде, высокая температура плавления и корродирующее воздействие на аппаратуру.

Качество рафинатов, полученных при очистке фенолом дистил-лятных и остаточных фракций, приводится в табл. 19.

ТАБЛИЦА 19

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 304; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 21 22 23 24 25 26 272829 30 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!