Проект установки АВТ для светлых нефтепродуктов

В отстойнике 2 легкий газойль отделяется от воды и далее насосом 5 откачивается с установки. Водяной конденсат чаще всего используется для промывки нефти в блоке ЭЛОУ [3].

Вывод: Теперь я знаю, как устроена установка, порядок ее работы, основные ее узлы и агрегаты, их взаимодействие между собой и порядок образования и выработки продуктов нефтепереработки.

 

4 Физическая сущность процесса

 

Установки АВТ включают АТ и ВТ. Атмосферная перегонка предназначена для отбора светлых нефтяных фракций - бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих до 360°С, потенциальный выход которых составляет 45-60% на нефть. Остаток атмосферной перегонки - мазут. 

Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции в ректификационной колонне - цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость - вниз. Ректификационные колонны различных размеров и конфигураций применяются практически на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них варьируется от 20 до 60. Предусматривается подвод тепла в нижнюю часть колонны и отвод тепла с верхней части колонны, в связи с чем температура в аппарате постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся жидким и откачивается с низа колонны. 

Вакуумная перегонка  предназначена для отбора от мазута масляных дистиллятов на НПЗ топливно-масляного профиля, или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) на НПЗ топливного профиля. Остатком вакуумной перегонки является гудрон.

Необходимость отбора масляных фракций под вакуумом обусловлена тем, что при температуре свыше 380°С начинается термическое разложение углеводородов (крекинг), а конец кипения вакуумного газойля - 520°С и более. Поэтому перегонку ведут при остаточном давлении 40-60 мм рт. ст., что позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С.  Разряжение в колонне создается при помощи соответствующего оборудования, ключевыми аппаратами являются паровые или жидкостные эжекторы.

В основе технологии первичной перегонки нефти лежит перегонка− это  процесс физического разделения нефти на составные части, именуемые фракциями. Перегонка осуществляется различными способами частичными выкипания нефти, отбора и конденсации образовавшихся паров, обогащенных легколетучими компонентами, в качестве дистиллятных фракций. По способу проведения процесса перегонка делится на простую и сложную.

Простая перегонка осуществляется путем постепенного, однократного и многократного испарения жидких смесей.

Перегонка с постепенным испарением, в соответствии с рисунком 4 (а), состоит в постепенном непрерывном нагревании жидкой смеси в кубе 1 от начальной до конечной температуры при непрерывном отводе образующихся паров, конденсации их в аппаратуре 3 и сборе в приемнике 4 целиком или выводе из него периодически отдельными фракциями.

Рисунок 4 – Схемы простой перегонки:

а – постепенная; б – однократная; в – двукратная; 1 – куб; 2 - кипятильник; 3 – конденсатор; 4 – приемник; 5 – сепаратор; I – сырье; II – отгон; III – остаток; IV – отгон второй ступени; V – остаток второй ступени

 

Перегонка однократным испарением, в соответствии с рисунком 4 (б). Исходную жидкую смесь непрерывно подают в кипятильник 2, где она нагревается до определенной конечной температуры при фиксированном давлении; образовавшиеся и достигшие состояния равновесия паровая и жидкая фазы однократно разделяются в адиабатическом сепараторе 5. Паровая фаза , пройдя конденсатор 3, поступает в приемник 4, откуда непрерывно отводится в качестве дистиллята.  Снизу сепаратора 5 непрерывно отводится жидкая фаза – остаток.

Отношение количества образовавшихся паров при однократном испарении к количеству исходной смеси называют долей отгона.

Перегонка с однократным испарением обеспечивает большую долю отгона, чем с постепенным. При одинаковых температурах и давлении, что используют в практике перегонки нефти для достижения максимального испарения, при ограниченной температуре нагрева вследствие разложения отдельных  компонентов нефти.

Многократное испарение заключается в последовательном повторении процесса однократного испарения при более высоких температурах по

отношению к остатку, полученному от предыдущего однократного испарения жидкой смеси. На рисунке 4 (в) показана схема двукратной перегонки. Остаток однократного испарения первой ступени после нагрева до более высокой температуры поступает в сепаратор второй ступени, с верхней части которого отбирают отгон второй ступени, а с нижней- остаток второй ступени.

Простая перегонка, особенно вариант с однократным испарением, не дает четкого разделения смеси на составляющие компоненты. Для повышения четкости разделения перегонку ведут с дефлегмацией или с ректификацией.

Перегонка с дефлегмацией основана на частичной конденсации образующихся при перегонке паров и возврате конденсата навстречу потоку пара. Благодаря этому однократному и одностороннему массообмену между встречными потоками пара и жидкости, уходящие из  системы, пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, так как при частичной конденсации из них преимущественно выделяются высококипящие составные части.

Дефлегмацию осуществляют в специальных по конструкции поверхностных конденсаторах воздушного или водяного охлаждения, размещаемых над перегонным кубом.

Перегонка с ректификацией дает более высокую четкость разделения смесей по сравнению с перегонкой с дефлегмацией. Основой процесса ректификации является многократный двусторонний массообмен между движущимися противотоком парами и жидкостью перегоняемой смеси. Этот процесс осуществляется в ректификационных колоннах. Для обеспечения более тесного соприкосновения между встречными потоками пара и жидкости ректификационные колонны оборудованы контактными устройствами- тарелками или насадкой [1].

Вывод: Установки АВТ включают АТ и ВТ. Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции в колоннах.

 

 

5 Характеристика получаемых продуктов

 

При первичной перегонке нефти получают широкий ассортимент фракций и нефтепродуктов, различающихся по температурным границам кипения, углеводородному и химическому составу, вязкости, температурам вспышки, застывания и другим свойствам, связанным с областью их применения и использования.

Углеводородный газ состоит преимущественно из пропана и бутанов, которые в растворенном виде содержатся в поступающих на переработку нефтях. В зависимости от технологии первичной перегонки нефти пропан-бутановую фракцию получают в сжиженном или газообразном состоянии. Ее используют в качестве сырья на газофракционирующих установках с целью производства индивидуальных углеводородов, бытового топлива, компонента автомобильного бензина.

Фракцию именуют нефтепродуктом, если ее свойства отвечают нормам стандарта или техническим условиям на товарный продукт, не требуя дополнительного передела.

Бензиновая фракция с пределами выкипания 28—180 °С преимущественно подвергается вторичной перегонке (четкой ректификации) для получения узких фракций (28—62, 62—85, 85—105, 105—140, 85—140, 85—180 °С), служащих сырьем для процессов изомеризации, каталитического риформинга с целью производства индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов), высокооктановых компонентов автомобильных и авиационных бензинов; применяется в качестве сырья пиролиза при получении этилена, реже — как компонент товарных бензинов.

Керосиновая фракция с температурами выкипания 120—230 (240) °С используется как топливо для реактивных двигателей, при необходимости подвергается демеркаптанизации, гидроочистке; фракцию 150—280 или 150—315 °С из малосернистых нефтей используют как осветительные керосины, фракцию 140—200 °С — как растворитель (уайт-спирит) для лакокрасочной промышленности.

Дизельная фракция, выкипающая при температурах 140—320 (340) °С, используется в качестве дизельного топлива зимнего, фракция 180—360 (380) °С — в качестве летнего. При получении из сернистых и высокосернистых нефтей требуется предварительное обессеривание фракций. Фракции 200—320 °С и 200—340 °С из высокопарафинистых нефтей используют как сырье для получения жидких парафинов депарафинизацией.

Мазут — остаток атмосферной перегонки нефти — применяется как котельное топливо или в качестве сырья установок вакуумной перегонки, а также термического, каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Широкая масляная фракция с температурами выкипания 350—500 и 350—540 (580) °С — вакуумный газойль — используется в качестве сырья каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Узкие масляные фракции с пределами выкипания 320 (350) — 400, 350—420, 400—450, 420—490, 450—500 °С используют как сырье для установок производства минеральных масел различного назначения и твердых парафинов.

Гудрон — остаток вакуумной перегонки мазута — подвергают деасфальтизации, коксованию с целью углубления переработки нефти, используют в производстве битума, остаточных базовых масел.

При выборе ассортимента продукции необходимо учитывать качество сырья. Например, получать узкие бензиновые фракции для установки ароматизации особенно целесообразно при высоком содержании нафтенов в бензиновых фракциях, широкие масляные фракции — при их высоком потенциальном содержании и большом индексе вязкости этих фракций. Однако учитывать специфику сырья можно только для относительно малотоннажных производств. При производстве же наиболее массовых продуктов — бензинов, реактивных, дизельных и котельных топлив — задача ставится так: из любого сырья получать высококачественную товарную продукцию, используя вторичные процессы.

К большинству фракций, получаемых на АВТ, даже по фракционному составу нельзя предъявлять требования ГОСТов на товарные продукты. В этих случаях качество отбираемых фракций определяется межцеховыми нормами. Последние должны быть составлены таким образом, чтобы качество товарных продуктов, получаемых из фракций на АВТ после вторичного процесса, соответствовало требованиям ГОСТа, а выход их был максимальным. Например, дизельное топливо получается на заводе после гидроочистки соответствующей фракции, получаемой на АВТ. При гидроочистке температура кипения продукта уменьшается на 5—15 °С (в зависимости от свойств катализатора и режима процесса). Следовательно, при отборе дизельной фракции на АВТ температура кипения фракции должна быть на 5—15 °С выше, чем нормируется по ГОСТу. В результате увеличивается отбор дизельной фракции на АВТ, и после гидроочистки получается товарный продукт.

При переработке высококачественных нефтей товарные продукты можно получать непосредственно на АВТ. В этом случае можно добиться полного соответствия фракционного состава и других нормируемых свойств требованиям ГОСТа, изменяя пределы отбора фракций. Подобным способом удается привести в соответствие с требованиями ГОСТа фракционный состав, содержание серы, вязкость, плотность, температуры застывания и вспышки.

Суммарный отбор светлых дистиллятов зависит не только от качества нефти, но и от ассортимента получаемых продуктов. Максимальный отбор дизельной фракции приводит к максимальному отбору светлых дистиллятов. С увеличением отбора керосиновой фракции уменьшается выход дизельной фракции и общий отбор светлых дистиллятов.[2].

Вывод: Получают из нефти дистилляты бензина, керосина, дизельного топлива, масла, мазут, битумы.

 

 

6 Выбор и  обоснование технологической схемы  установки, аппаратов и оборудования. Порядок работы

 

Обычно установка состоит из блока ЭЛОУ, блока АТ, блока ВТ, блока стабилизации и блока вторичной разгонки бензиновых фракций. Блок ЭЛОУ предназначен для подготовки нефти к переработке путем удаления из нее воды и солей. Блок АТ предназначен для разгонки светлых нефтепродуктов на узкие

фракции. Блок ВТ предназначен для разгонки мазута (>350ºС) на фракции. Блок стабилизации предназначен для удаления из бензина газообразных компонентов, в том числе коррозийно-активного сероводорода и углеводородных газов. Блок вторичной разгонки бензиновых фракций предназначен для разделения бензина на фракции [4].

 

6.1 Выбор и обоснование схемы  блока ЭЛОУ

Нефть, поступающая с промыслов на нефтеперерабатывающие заводы и соответствующая требованиям ГОСТ Р 51858-2002, подвергается дополнительной обработке на НПЗ.

Подготовка нефтей к переработке, осуществляется на блоке ЭЛОУ, является важнейшим условием обеспечения работы установки первичной переработки нефти и получения качественных фракций для дальнейшей их переработке.

Электрообессоливание и обезвоживание нефти производится в специальных аппаратах - электродегидраторах. При этом нефть предварительно нагревается в системе теплообменников (в два потока), в нее добавляют деэмульгатор, так как вода с нефтью образует эмульсию, которая обычно обладает высокой устойчивостью и требует специальных методов разрушения. На блоке ЭЛОУ предполагается установить две ступени электродегидраторов, между которыми в поток нефти будет производится ввод свежей воды, которая служит для извлечения соли. Наиболее распространенные и высокопроизводительные горизонтальные электродегидраторы имеют производительность 240-480 м3/ч [4].

 

6.2 Выбор и обоснование  схемы блока Атмосферной перегонки

В нефтепереработке приняты три основные схемы атмосферной переработки нефти. Это двухколонная схема с двукратным испарением и двукратной ректификацией, двухколонная схема с двукратным испарением и однократной ректификацией (первая колонна является в этой схеме пустотелым испарителем) и одноколонная схема с однократным испарением и однократной ректификацией.