Схеми установки ЕЛОУ-АВТ

ВСТУП 

Серед корисних копалин (виключаючи нафтовий газ) нафта відома як пальне з найвищою теплотою згоряння, тому що в ній міститься найбільша  кількість водню. З компонентів  горючих копалин водень має найвищу  теплотою згоряння. З нафти виробляється широкий спектр різноманітних нафтопродуктів: палив, масел і різних хімічних речовин. 

В основі методів переробки  нафти і газу та застосування товарних нафтопродуктів у різних областях промисловості  і народного господарства лежать фізико-хімічні процеси. 
Управління цими процесами вимагає глибокого знання фізичних і фізико-хімічних властивостей газу, нафти, нафтових фракцій. Розрізняють первинні та вторинні методи переробки нафти. До первинних відносять процеси розділення нафти на фракції, коли використовуються її потенційні можливості по асортименту, кількості і якості одержуваних продуктів і напівпродуктів. 
На даному етапі нафтоперероблення трубчасті установки входять до складу всіх нафтопереробних заводів і служать постачальниками як товарних нафтопродуктів, так і сировини для вторинних процесів. Нафта готується до переробки, піддаючись очищенню від небажаних домішок, і розганяється на вузькі фракції, придатні до подальшого використання на установках вторинної переробки. 

Вакуумні трубчасті  установки зазвичай споруджують в єдиному комплексі з атмосферним щаблем перегонки нафти. Комбінування процесів атмосферної і вакуумної перегонки на одній установці має такі переваги: ​​скорочення комунікаційних ліній, менше число проміжних ємностей, компактність, зручність обслуговування, можливість більш повного використання тепла дистилятів і залишків, скорочення витрати металу і експлуатаційних витрат, велика продуктивність праці. 
Установка ЕЛОУ-АВТ є комбінованою установкою. Блок ЕЛОУ забезпечує зневоднення та знесолення нафти, а блок АВТ - атмосферну і вакуумну перегонку. Асортимент фракцій, одержуваних на АВТ визначається в першу чергу властивостями нафти і її окремих фракцій. 
У курсовому проекті зроблено вибір і обгрунтування схеми установки ЕЛОУ-АВТ продуктивністю 5,8 млн. т / рік, призначеної для переробки нафти.

1. Схеми установки ЕЛОУ-АВТ

Зазвичай установка  складається з блоку ЕЛОУ, блоку  АТ, блоку ВТ, блоку стабілізації і блоку вторинної розгонки бензинових фракцій. Блок ЕЛОУ призначений для  підготовки нафти до переробки шляхом видалення з неї води і солей. Блок АТ призначено разгонки світлих нафтопродуктів на вузькі фракції. Блок ВТ призначено разгонки мазуту (> 3500С) на фракції. Блок стабілізації призначений для видалення з бензину газоподібних компонентів, у тому числі корозійно-активного сірководню та вуглеводневих газів. Блок вторинної розгонки бензинових фракцій призначений для розділення бензину на фракції. 

1.1 Схеми блоку ЕЛОУ

Нафта, що надходить з  промислів на нафтопереробні заводи і відповідне вимогам ГОСТ Р 51858-2002, піддається додаткового-котельної обробці на НПЗ. 

Підготовка нафт до переробки, здійснюється на блоці ЕЛОУ, є найважливішою  умовою забезпечення роботи установки  первинної переробки нафти і  отримання якісних фракцій для  подальшої їх переробки. 
Електрообессоліваніе і зневоднення нафти виробляється в спеціальних апаратах - електродегідраторах. При цьому нафта попередньо нагрівається в системі теплообмінників (у два потоку), в неї додають деемульгатор, так як вода з нафтою утворює емульсію, яка зазвичай має високу стійкість і вимагає спеціальних методів руйнування. На блоці ЕЛОУ передбачається встановити два ступені електродегідраторов, між якими в потік нафти буде виробляється введення свіжої води, яка служить для вилучення солі. Найбільш поширені і високопродуктивні горизонтальні електродегідратори мають продуктивність 240-480 м3 / ч. Потужність проектованої установки становить 6,6 млн. т / рік.

Щільність нафти дорівнює 0,8678 г/см3. Таким чином, об'ємна продуктивність установки по нафти становить: 
5800000/0, 8695 = 6683568 м3/рік; 

Число робочих днів у  році приймаємо рівним 340. Тоді годинна  об'ємна продуктивність установки складе: 
6683568 / (340 ∙ 24) = 819 м3 / ч. 

Кількість електродегідраторов, які слід встановити на одному щаблі  знесолення, складе: 
N = 819/480 = 1,7 шт. 

Таким чином, приймаємо  число електродегідраторов на одному щаблі рівним двом.  

Температуру в електродегідраторах  приймаємо рівною 100-1600С. Для запобігання  газовиділення в електродегідраторах  підтримується підвищений тиск, що дорівнює 1,8 МПа. 

1.2 Вакумна перегонка мазуту

Перегонка мазуту здійснюється у вакуумній частини установки, так як перегонка мазуту без пониження  тиску викликає крекінг вуглеводнів, що входять до його складу. У відповідності  із завданням мазут розганяється по паливному варіанту з отриманням вакуумного газойлю, гудрону і утяжеленного дизельного палива у вигляді бічного погона. 

Мазут, який виводиться з  низу колони К-2 нагрівається в печі П-3 і з температурою 400-420 ° С  надходить у вакуумну колону К-6. У цій колоні пропонується розмістити 16 клапанних тарілок. З верху колони пари відводяться до вакуумсоздающей апаратурі. З верхньої тарілки відводимо обтяжені дизельне паливо, частина якого повертаємо в колону в якості зрошення. Боковим погоном з колони К-6 виводимо вакуумний газойль (350-490 ° С). Його відбір проводиться з 10 тарілки. Вакуумний газойль надходить у стріппінг-колону К-6/1, в низ якої подається водяна пара. З низу колони виводимо гудрон (залишок, що википає при температурі вище 490 ° С). У нижню частину колони подаємо водяна пара для зниження парціального тиску вуглеводнів. Надлишок тепла в колоні знімаємо циркуляційним зрошенням. 
 
2. Принципова технологічна схема установки ЕЛОУ-АВТ

Нафта, деемульгатор і  луг сировинним насосом Н-1 подається двома потоками в теплообмінники Т-1/1 - Т-1/5 і Т-2/1 - Т-2/5. У теплообмінниках Т-1/1 і Т-2/1 нафту нагрівається за рахунок тепла циркуляційного зрошення ЦО1, відведеного з тарілки відбору фракції 180 - 230 ° С. У теплообмінниках Т-1/2 і Т-2/2 нафту нагрівається за рахунок тепла циркуляційного зрошення ЦО2, відведеного з тарілки відбору фракції 230 - 280 ° С; в теплообмінниках Т-1/3 і Т-2/3 нафту нагрівається за рахунок тепла циркуляційного зрошення ЦО3, відведеного з тарілки відбору фракції 280 - 350 ° С; в теплообмінниках Т-1/4 і Т-2/4 нагрів нафти здійснюється за рахунок тепла фракції 230-280 ° С; в теплообмінниках Т-1/5 і Т-2/5 нагрів нафти здійснюється за рахунок тепла фракції 280 - 350 ° С. На виході з теплообмінників обидва потоку об'єднуються, до них додається вода з другого ступеня ЕЛОУ. Потім потік розділяється на 2 потоки і надходять у електродегідратори першого ступеня. З першого ступеня відводиться вода на очищення. Після першої сходинки до об'єднаним потокам додається свіжа вода для екстрагування залишилися солей нафти. Потім нафта надходить на другий ступінь ЕЛОУ, на другому ступені також відводиться вода, яка подається на першу сходинку. 

Знесолена і зневоднена нафту об'єднується на виході з  електродегідраторов в один потік  і, попередньо розділившись на два потоки, по трубопроводах надходить в теплообмінники Т-1/6 - Т-1/9 і Т-2/6 - Т-2/9. У теплообмінниках нагрів нафти здійснюється наступним чином: в Т-1/6 і Т-2/6 - за рахунок тепла фракції 180-230 ° С, в Т-1/7 і Т-2/7 - за рахунок тепла циркуляційного зрошення, відведеного з тарілки відбору вакуумного газойля, в Т-1/8 і Т-2/8 - за рахунок тепла вакуумного газойлю, в Т-1/9 і Т-2/9-за рахунок тепла гудрону. 

Виходячи з теплообмінників, нафта об'єднується в один потік  і по трубопроводу надходить у отбензінівающей колону К-1. 
З верху колони К-1 відводяться пари бензинової фракції (н.к. - 120 ° С) і гази. Конденсація парів бензину відбувається в апараті повітряного охолодження АВО-1 і конденсаторі-холодильнику КХ-1. У ємності Е-1 відбувається поділ бензину і газів. Легка бензинова фракція насосом Н-2 подається на зрошення верху колони, а її балансове кількість направляється в теплообмінник Т-3, де нагрівається разом з важкою бензинової фракцією за рахунок тепла відведеного з рібойлера Т-4 стабільного бензину. 

З низу колони К-1 частково отбензіненная нафту насосом  Н-3 направляється до печей П-1 і  П-2. Частина нафти направляється  в піч П-1 для створення гарячого струменя, що подається в низ колони К-1, решта нафту нагрівається в  печі П-2 і по трубопроводу надходить в основну колону К-2. 
З верху колони К-2 відводяться пари бензину бензинової фракції 120 - 180 ° С, конденсація їх відбувається в апараті повітряного охолодження АВО-2 і конденсаторі-холодильнику КХ-2. У ємності Е-2 бензин відділяється від газів і води. Далі бензин насосом Н-4 подається на зрошення верху колони, а надлишок виводиться з установки через апарат повітряного охолодження АВО-12. 

З 31 тарілки колони К-2 відводиться  фракція 180-230 ° С і надходить  на верхню тарілку стріппінг-колони К-2/1. Пари з колони К-2/1 повертаються під

32 тарілку колони К-2, а фракція  180-230 ° С забирається насосом  Н-11, прокачується через теплообмінники  Т-1/6 і Т-2/6, де віддає тепло нафти,  потім через апарат повітряного  охолодження АВО-11 і виводиться  з установки. 

З 21 тарілки колони К-2 відводиться  фракція 230-280 ° С і надходить  на верхню тарілку стріппінг-колони К-2/2. Пари з колони К-2/2 повертаються під

22 тарілку колони К-2, а фракція  230-280 ° С забирається насосом  Н-10, прокачується через теплообмінники Т-1/4 і Т-2/4, де віддає тепло нафти, потім через апарат повітряного охолодження АВО-10 і виводиться з установки. 

З 11 тарілки колони К-2 виводиться фракція 280-350 ° С і надходить на верхню тарілку стріппінг-колони К-2/3. Пари з колони К-2/3 повертаються під 12 тарілку колони К-2, а фракція 280-350 ° С забирається насосом Н-9, прокачується через теплообмінники Т-1/5 і Т-2/5, де віддає тепло нафти, після цього направляється в АВО-9 і виводиться з установки. 

З низу колони К-2 мазут  направляється у вакуумну колону К-6 насосом Н-8. 
Надлишок кількості тепла колони К-2 знімається циркуляційними зрошеннями: 
- Перший циркуляційний зрошення забирається з кишені 29 тарілки колони К-2 насосом Н-5, прокачується через теплообмінники Т-1/1, Т-2/1 і повертається в колону на 30 тарілку; 
- Друга циркуляційний зрошення забирається з кишені 19 тарілки колони К-2 насосом Н-6, прокачується через теплообмінники Т-1/2, Т-2/2 і повертається в колону на 20 тарілку; 
- Третя циркуляційний зрошення забирається з кишені 9 тарілки колони К-2 насосом Н-8, прокачується через Т-1/3, Т-2/3 і повертається в колону К-2 на 10 тарілку; 

Бензинова фракція, нагріта  в теплообміннику Т-3, надходить у колону стабілізації К-3, що працює під тиском. У ній відбувається звільнення бензину від розчинених газів і сірководню. З верху колони К-3 виводиться газ, проходить через АВО-3 і КХ-3, де частково конденсується. З рефлюксної ємності Е-3 зверху йде газ, а знизу - рефлюкс, який насосом Н-13 подається на зрошення верху колони К-3, а надлишок виводиться з установки. 

З низу колони К-3 виводиться стабільний бензин, який по трубопроводу надходить у пароподогреватель  Т-4, де нагрівається і частково випаровується. Пари направляються в низ колони К-3 для створення парового потоку, а рідина насосом Н-12 прокачується через Т-3, де віддає своє тепло вихідній бензинової фракції і прямує по трубопроводу в колону вторинної ректифікації бензину К-4, перед цим нагріваючись в Т -5. У теплообміннику Т-5 бензин нагрівається за рахунок тепла фракції 62-120 ° С. 

З верху колони К-4 відводяться  пари фракції 28-62 ° С, які, проходячи  через АВО-4 і КХ-4, конденсуються  і надходять в ємність Е-4. Несконденсировавшиеся пари йдуть з верху ємності, а рідка частина фракції 28-62 ° С виводиться знизу і насосом Н-15 подається на зрошення верху колони К-4, а надлишок відводиться з установки. 

З низу колони К-4 відводиться  фракція 62-120 ° С, яка направляється  в рібойлер Т-6, де нагрівається і частково випаровується. Пари направляються в низ колони К-4 для створення парового потоку, а рідина насосом Н-14 подається в теплообмінник Т-7, перед цим віддавши тепло в Т-5. 
У теплообміннику Т-7 бензин отримує тепло від фракції 62-120 ° С. Після Т-7 бензин надходить у колону К-5. з верху колони К-5 відводяться пари фракції 62-85 ° С, які, проходячи через АВО-5 і КХ-5, конденсуються і надходять в ємність Е-5. Несконденсировавшиеся пари йдуть з верху ємності, а рідка частина фракції 62-85 ° С виводиться знизу і насосом Н-17 подається на зрошення верху колони К-5, а надлишок відводиться з установки через АВО-13. 

З низу колони К-5 відводиться  фракція 85-120 ° С, яка направляється  в рібойлер Т-8, де нагрівається і  частково випаровується. Пари направляються в низ колони К-5 для створення парового потоку, а рідина насосом Н-16 через Т-7, АВО-12 і виводиться з установки. 
Мазут з низу колони К-2 насосом Н-8 направляється по трубопроводу в вакуумну піч П-3, де він нагрівається до температури не вище 420 ° С і направляється у вакуумну колону К-6. 

З кишені 17 тарілки колони К-6 відбирається обтяжені дизельне паливо, яке насосом Н-21 прокачується через  АВО-7, де охолоджується і по трубопроводу направляється на зрошення верху  колони К-6, а балансове кількість утяжеленного дизельного палива виводиться з установки. 

З 14 тарілки колони К-6 виводиться вакуумний газойль і  спрямовується на верхню тарілку  вакуумної стріппінг-колони К-6/1. Пари з колони К-6/1 повертаються під 15 тарілку  колони К-6, а вакуумний газойль (350-490 ° С) забирається насосом Н-20, прокачується через теплообмінники Т-1/8, Т-2/8, потім через АВО-8, де охолоджується і виводиться з установки. 
Надлишок тепла в колоні К-6 знімається циркуляційним зрошенням, яке забирається з кишені 12 тарілки насосом Н-18, прокачується через Т-1/7, Т-2/7, де охолоджується і повертається в колону К-6 на 13 тарілку. 
З низу К-6 виводиться гудрон, який насосом Н-19 прокачується по трубному простору теплообмінників Т-1/9 і Т-2/9, охолоджується в АВО-6 і виводиться з установки. 
Пари з верху колони К-6 надходять в конденсатор-холодильник КХ-6. Пари частково конденсуються холодною водою і направляються у вакуумний приймач Е-6, а вода йде на повторне використання. Чи не конденсованих пари з конденсаторів-холодильників об'єднуються в один потік і направляються в пароежекціонний вакуум-насос ЕЖ-1, потім в конденсатор-холодильник КХ-7, де частково конденсуються за рахунок холодної води. Чи не сконденсіровавшіся пари надходять на другу сходинку в пароежекціонний вакуум-насос ЕЖ-2 і конденсатор-холодильник КХ-8, а потім на третій щабель у пароежекціонний вакуум-насос ЕЖ-3 і конденсатор-холодильник КХ-9. Чи не сконденсувати пари після третього ступеня направляються до печей. Для роботи пароежекціонних вакуум-насосів ЕЖ-1, ЕЖ-2 і ЕЖ-3 використовується водяна пара. Сконденсувати пари з конденсаторів-холодильників КХ-7, КХ-8, КГ-9 об'єднуються в один потік і направляються в барометричний ящик Е-7.