În rafinăriile atmosferice, petrolul este de obicei separat în patru fracțiuni de distilat, iar restul este păcură. Produsul secundar este un amestec de gaze de hidrocarburi, care conțin adesea hidrogen sulfurat, care se formează din compuși instabili ai sulfului atunci când uleiul este încălzit. Cea mai frecventă în țara noastră este instalarea AT după schema de dublă evaporare și dublă rectificare (Fig. 1.2).

Uleiul deshidratat și desarat la CDU este încălzit suplimentar în schimbătoare de căldură și alimentat la separare în coloana de topping parțial (K-1). Hidrocarburile gazoase și benzina ușoară care ies din partea superioară a acestei coloane sunt condensate și răcite în răcitoare cu aer și apă și intră în rezervorul de irigare. O parte din condensat este returnată în partea de sus a coloanei K-1 sub formă de flegmă. Uleiul acoperit din partea inferioară a coloanei K-1 este introdus într-un cuptor tubular, unde este încălzit la temperatura necesară și intră în coloana atmosferică (K-2). Benzina grea este preluată din vârful K-2, iar fracțiile de combustibil sunt îndepărtate din lateral, prin coloanele de stripare: kerosen, motorină ușoară și grea.

Orez. 2.3. Schema schematică a unității atmosferice:

1 – coloană de top; 2 – coloana atmosferică; 3 - clona de stripare; 4 - cuptor tubular; 5 - condensator-frigider; 6 - schimbator de caldura; 7 - capacitatea de reflux;

I - ulei cu ELOU; II - vapori de benzină; III - flegmă; IV - benzină ușoară; V – ulei stripat; VI - perechi de benzină grea; VII - benzină grea; VIII - irigatii circulante; IX, X, XI - curele laterale; XII - fracția de kerosen; XIII - fracțiune ușoară de motorină; XIV - fracția grea de motorină; XV - păcură; XVI - vapori de apă; XVII - gaze.

Coloana atmosferică, pe lângă irigarea acută (flegmie), are trei irigații de circulație (sau două), care îndepărtează căldura sub plăci pentru selectarea curelelor laterale. Aburul supraîncălzit este furnizat în părțile inferioare ale coloanelor atmosferice și de stripare (sub tăvile inferioare) pentru a îndepărta fracțiile ușor fierbinți. Păcură este îndepărtată din partea de jos a K-2, care este trimisă la unitatea de distilare în vid.

Descrierea coloanei atmosferice

Coloana atmosferică K-2 este o coloană complexă formată din trei coloane simple (Fig. 2.2). Excesul de căldură din coloană este îndepărtat din partea superioară a coloanei prin intermediul unui reflux evaporativ acut și de-a lungul înălțimii coloanei prin două refluxuri intermediare circulante.

Numărul de irigații circulante se va lua egal cu numărul de fracții laterale.

Pe baza datelor din literatură, vom lua următorul număr de plăci în partea de concentrație a coloanei: în secțiuni de benzină, kerosen și motorină - câte 8 plăci fiecare. Pentru fiecare irigare cu circulatie vom lua cate 2 farfurii. În partea de stripare a coloanei și în secțiunile de stripare vom lua câte 6 plăci. Astfel, cu două refluxuri circulante în coloană, numărul total de tăvi în coloana atmosferică va fi de 34.

Schema schematică a coloanei atmosferice

Fig.2.

Presiune

Să luăm presiunea din partea de sus a coloanei (deasupra vârfului, placa a 34-a) 140 kPa. Acesta este puțin peste nivelul atmosferic și este necesar pentru a depăși rezistența hidraulică în timpul trecerii vaporilor de distilat prin condensator-răcitor.

Acceptăm tăvi pentru supape pentru instalare în coloană. Conform datelor de referință, rezistența hidraulică a unui disc de supapă este = 0,6 kPa. Calculăm presiunea absolută sub fiecare placă de-a lungul înălțimii coloanei, începând de sus (Tabelul 2.5).

Tabelul 2.5

Caracteristici fizice după înălțimea coloanei

	număr de înmatriculare	Presiune sub placă	Densitate lichide pe	Greutatea moleculară a lichidului de pe farfurie	Temperatura de pe farfurie
Sectiunea benzina
Secțiunea Kerosen
Sectiunea Diesel
Sectiunea Diesel
Partea de distilare

Unitatea atmosferică este proiectată pentru separarea uleiului desarat prin distilare în gaz uscat, fracțiune de cap și fracții NK - 140 0С, 140 - 180 0С, 180 - 240 0С, 240 - 290 0С, 290 - 360 0С, 290 - 360 0С (rezidu, combustibil distilare atmosferică) - fracție > 3600 С.

Din partea inferioară a coloanei K-1, uleiul îndepărtat este preluat de pompele N-3 / 1.2 și este pompat prin cuptoarele P 1/2 în 4 fluxuri paralele, unde este încălzit la o temperatură de 360 ​​° C și introdus în coloana K-2 pentru 46 de tăvi.

În partea de jos a K-2, vaporii de apă supraîncălziți sunt furnizați prin supapa „NC” a regulatorului de debit 956.

Din partea de sus a coloanei K-2, gazul, vaporii de benzină și apa intră prin condensatoarele de aer T 17 / 1-4, unde sunt răcite la o temperatură de 33-400C și apoi în rezervorul E-3. Gazul din partea superioară a rezervorului E-3 este descărcat în flacără.

Benzina din rezervorul E-3 este alimentată la admisia pompei H-4/1.2 și apoi în două fluxuri merge în vârful K-2 sub formă de irigare acută și al doilea flux - excesul de benzină. este pompat prin răcitorul T-15a la E-6.

Căldura excesivă a coloanei K-2 este îndepărtată prin trei irigații circulante: 1a circulatie irigarea din a cincisprezecea tavă K-2 este alimentată la pompa H 1.2, pompată prin răcitoarele de aer T-30 și returnată în a 14-a tavă K-2; Irigarea a 2-a de la a douăzeci și cincia tavă K-2 este preluată de pompa H-23 / 1.2, răcitor de aer T-32 și returnată în a douăzeci și patra tavă a coloanei K-2; A treia irigare cu circulație este preluată din a treizeci și cincea tavă K-2 de către pompa H-15 / 1.2, pompată prin schimbătoarele de căldură T-5 / 1.2, T-31, T-46 și returnată în a treizeci și patra tavă. K-2.

4 pompe laterale sunt îndepărtate din coloana K-2 - o fracțiune de 120 - 180 ° C este îndepărtată în plăcile unsprezecea și treisprezecea de pe placa superioară K-6. Vaporii de apă supraîncălziți sunt alimentați cu K-6. Fracțiunile îndepărtate sunt returnate pe placa a unsprezecea K-2, - fracțiunea 180 - 240 ° C este îndepărtată de pe plăcile douăzeci și unu și douăzeci și trei pe placa superioară K-7. Vaporii de apă supraîncălziți sunt alimentați în coloana K-7. Fracțiunile îndepărtate sunt returnate pe placa a douăzecea de K-2, - fracția 240 -290 0С este îndepărtată de pe plăcile treizeci și unu și treizeci și secunde de K-2 pe placa superioară a coloanei K-9. Vaporii de apă supraîncălziți sunt alimentați în coloana K-9. Fracțiile ușoare îndepărtate sunt returnate în placa a treizeci și unu K-2, - fracția 290 - 350 0С din placa a treizeci și nouă K-2 este alimentată la pompele N-20, N-15/2 și este pompată prin refierbătorul T-20, schimbătoarele de căldură T-6 și T-12, răcitorul de aer T-46 și se retrag din instalație.

Tabelul 13 Bilanțul material al coloanei K-2

	% masa ulei	% masa pentru combustibil semi-alimentat. ulei	mii de tone/an
Ulei semi-marăcat
Fracția 85-120 0 C
Fracție 120-240 0 C
Fracția 240-350 0 С

Regimul de temperatură și presiune.

Coloana K-2 este alimentată cu ulei decapat, irigare și vapori de apă. Din coloană este afișată cureaua de cap - fracția benzină 85-120 o C, curele laterale - fracția 120-240 o C, fracția 240-350 o C, irigații, vapori de apă și restul - păcură. Vaporii de deasupra capului și vaporii de apă sunt evacuați prin conducta de cap a coloanei, umărul de lichid din partea laterală a coloanei și restul din partea de jos a coloanei.

Temperatura uleiului stripat care intră în coloana K-2 este determinată de punctul curbei RI a uleiului stripat, care corespunde selecției totale a produselor petroliere ușoare (se presupune că produsele petroliere ușoare se evaporă complet în punctul de introducerea materiilor prime în coloană).

Anterior, s-a arătat că valoarea temperaturii în secțiunea de alimentare a coloanei K-2 este t p.s.2 = 305 o C, presiunea P p.s.2 = 2 atm = 1520 mm Hg. Artă.

Coloana K-2, spre deosebire de coloana K-1, funcționează cu abur. Pe baza datelor din fabrică, cantitatea de vapori de apă introdusă în coloana K-2 (G 1) este de 1,01,5% (luăm 1%) în ceea ce privește uleiul semi-încărcat și furnizată în coloana de stripare (G 2). ) - 26% (acceptăm 2%) în ceea ce privește fiecare curea de umăr laterală. Presupunând 1,5 și respectiv 2,0% vapori de apă per flux, obținem:

G 1 \u003d 0,01961765 \u003d 9617,65 kg / h 9618 kg / h

G 2 \u003d 0,02 179177 \u003d 3583,54 kg / h 3584 kg / h

G 3 = 0,02 191584= 3831,68 kg/h 3832 kg/h

Temperatura vaporilor care părăsesc vârful coloanei K-2 este stabilită la capătul curbei OI a suprafeței la o presiune corespunzătoare presiunii parțiale a vaporilor săi în amestec cu vaporii de apă.

În partea de sus a coloanei, unde există un amestec cu două componente de benzină și vapori de apă, bazat pe legea lui Dalton:

unde R b - presiunea parțială a vaporilor de benzină;

Presiunea totală în vârful coloanei;

Concentrația molară a vaporilor de benzină:

Mai întâi găsim densitatea fracțiilor 85-120°С, 120-240°С, 240-350°С:

s 20 4 (85-120) = 0,7260 (85-120) = 0,7304

s 20 4 (120-240) = 0,8080 (120-240) = 0,8118

s 20 4 (240-350) = 0,8750 (240-350) = 0,8784

s 20 4 (350-c.c.) = 0,9810 (350-c.c.) = 0,9836

Greutatea moleculară a benzinei 85-120 ° C este determinată de formula Cragg:

Atunci Nb = = 274,05 kmoli/h;

N vapori de apă \u003d \u003d 946,33 kmol / h

Deoarece în coloană se utilizează refluxul superior acut, care este îndepărtat sub formă de vapori împreună cu vaporii de benzină și vaporii de apă în echilibru prin tubul superior al coloanei, acest reflux, care modifică concentrația molară și presiunea parțială a vaporilor de benzină, trebuie să fie luate în considerare la determinarea temperaturii vârfului coloanei.

Pentru funcționarea normală a coloanei atmosferice, este suficientă o irigare de 1 - 2 ori. În conformitate cu această recomandare, să setăm multiplicitatea de irigare la 2. Apoi, cantitatea de irigare ascuțită va fi:

G op \u003d 2G b \u003d 229622 kg / h \u003d 59244 kg / h; N op \u003d \u003d 548,1 kmol / h

Concentrația molară de vapori a benzinei: == 0,4649

Se presupune că presiunea totală din partea superioară a coloanei K-2 este egală sau puțin mai mare decât presiunea atmosferică. Să luăm = 1,5 atm = 1 140 mm Hg. Artă. Atunci presiunea parțială a vaporilor de benzină va fi:

P b \u003d 1,5 0,4649 \u003d 0,697 atm \u003d 530 mm Hg. Artă.

Prin urmare, temperatura vaporilor care părăsesc partea superioară a coloanei K-2 va fi t v2 \u003d 88 ° C.

Conform practicii din fabrică, temperatura fundului coloanei atmosferice ar trebui să fie cu 20-30 o C mai mică decât temperatura din secțiunea de alimentare. Să luăm t n2 \u003d 305 - 20 \u003d 285 o C.

Temperatura de irigare superioară acută este de 35 o C, să luăm t op = 35 o C.

Temperatura vaporilor de apă supraîncălziți furnizați coloanei este luată egală cu = 350 ° C. Acest abur este obținut de obicei prin supraîncălzirea aburului de evacuare (motolit) de la pompe cu o presiune de 0,2-0,3 MPa într-o bobină amplasată într-o bobină brută. sau cuptor special.

Numărul de tăvi din secțiunea de concentrare a coloanei K-2 va fi stabilit de diferența de temperatură dintre secțiunea de intrare a materiei prime (t p.s. -10 o C (se ia 6 o C):

36.2, accept = 37 plăci.

Lăsăm pentru selectarea fracției de kerosen 120-240 o C vom devia de pe placa a 13-a, apoi fracția de motorină 240-350 o C va fi deviată de pe placa a 25-a. Numărul de plăci din secțiunea de stripare a coloanei atmosferice este de la 5 la 7 bucăți, să luăm = 7 plăci. Coloanele de la distanță au de la 4 până la 8 plăci, în funcție de claritatea necesară a separării capului. Să luăm numărul de plăci din secțiunea de stripare N banda. = 7.

Temperatura fluxului lateral este setată la începutul curbei RI corespunzătoare, deoarece fluxul lateral lichid retras din coloană se află pe tavă la punctul de fierbere. În secțiunea transversală pentru retragerea fluxurilor laterale, există și componente cu fierbere mai ușoară care reduc presiunea parțială a vaporilor și, prin urmare, temperaturile adevărate pentru retragerea fluxurilor laterale sunt de obicei cu 10-20 ° C mai mici decât temperaturile inițiale. puncte ale curbelor lor RI construite la presiunea atmosferică.

Să determinăm temperatura de ieșire a fracției de kerosen 120-240 o C în același mod ca cel descris mai sus:

N CF \u003d \u003d 1087,24 kmol / h

N vapori de apă \u003d \u003d 946,33 kmol / h

Presiunea pe placa de îndepărtare a fracției a 13-a, pe baza faptului că presiunea din partea superioară a coloanei este de 1,5 atm (1140 mm Hg), iar în secțiunea de alimentare 2 atm (1520 mm Hg) și diferența dintre plăci ar trebui fie 5-10 mm Hg . Să verificăm această presupunere:

Prin urmare, numărul de plăci a fost ales corect. Presiunea pe placa a 13-a va fi:

mmHg. = 1,671 atm

Presiune parțială CF:

R CF \u003d 15 \u003d 1.6710.535 0.894 atm

Temperatura de ieșire a fracției de kerosen din coloana K-2 corespunde temperaturii de distilare 0% conform curbei RI, construită la P KF = 0,894 atm = 679 mm Hg. Artă. și este = 141 o C.

Se presupune că temperatura CF la ieșirea coloanei de stripare este cu 20 °C mai mică decât temperatura lichidului la intrarea în secțiunea de stripare, adică:

141 - 20 = 121 o C

Să determinăm temperatura de ieșire a fracției diesel 240-350 o C în același mod ca cel descris mai sus:

N DF = = 746,77 kmoli/h

N vapori de apă \u003d \u003d 747,22 kmol / h

Presiunea pe placa de ieșire a fracțiunii a 25-a:

25 = 1 140 + 25 10 = 1 390 mm Hg. Artă. = 1,83 atm

Presiune parțială DF:

R DF \u003d 25 \u003d 1,83 0,50,915 atm

Temperatura de extragere a fracțiunii de motorină din coloana K-2 corespunde temperaturii de distilare 0% conform curbei RI construită la P DF = 0,915 atm = 695,4 mm Hg. Artă. și este = 259 o C.

Se presupune că temperatura DF la ieșirea coloanei de stripare este cu 20 °C mai mică decât temperatura lichidului la intrarea în secțiunea de stripare, adică:

259 - 20 = 239 o C

Bilanțul termic al coloanei K-2.

Căldura este furnizată coloanei K-2 cu ulei semi-încărcat încălzit în cuptor, precum și cu vapori de apă furnizați în partea de jos a coloanei.

Căldura este îndepărtată cu produsul de vârf - fracțiunea de benzină, benzi laterale - KF și DF și restul și este, de asemenea, îndepărtată prin irigare ascuțită (evaporare).

Calculul bilanţului termic al coloanei principale de distilare K-2 se efectuează în mod similar cu calculul bilanţului termic al coloanei de pre-evaporare K-1.

Aport de căldură:

Cantitatea de căldură introdusă de materia primă (ulei semi-înclinat) -Q mon, se determină ținând cont de proporția fazelor de vapori și lichide. Fracția de distilare e se determină din curba RI a uleiului semi-înclinat la temperatura de intrare a materiei prime în coloana K-2 sau, ceea ce este același, încălzirea în cuptor (305 ° C) și o presiune egală. la presiunea din secțiunea de alimentare a coloanei (2 atm = 1.520 mm Hg st.). Grafic obținem e = 0,415

Q pon \u003d G pon,

unde Gpon - cantitatea de ulei semidecrat care intră în coloană, kg/h;

e - fracția de distilare a uleiului semidecrăcit la temperatura de încălzire în cuptor;

907,86 kJ/kg - conținutul de căldură al vaporilor de ulei semi-încărcat la temperatura de ieșire din cuptor (calculat mai devreme în bilanţul termic K-1)

682,57 kJ/kg - conținutul de căldură al fazei lichide a uleiului semidecrat la temperatura de ieșire din cuptor.

Q pon \u003d 961765 * (0,415 * 907,86 + (1-0,415) * 682,57) \u003d 746392491 kJ / h

Cantitatea de căldură introdusă de vaporii de apă:

Q vapori de apă = G vapori de apă q = G vapori de apă (-),

unde G vapori de apă - cantitatea de vapori de apă, kg/h;

3176,59 kJ/kg - conținutul de căldură al vaporilor de apă la intrarea în coloana K-2, kJ/kg;

2657,81 kJ/kg - conținutul de căldură al vaporilor de apă la ieșirea coloanei K-2, kJ/kg; (din Sardanashvili)

Q vapori de apă \u003d 9618 * (3176,59-2657,81) \u003d 4989626 kJ / h

Consumul de caldura:

cu produsul de top: Q b = G b,

unde G b - cantitatea de vapori de benzină, kg / h;

255,07*(4-0,7304)-308,99 = 525 kJ/kg

Q b \u003d 29622 * 525 \u003d 15551550 kJ / h

cu un produs secundar: Q KF = G KF,

301,57 kJ/kg

Q CF \u003d 179177 * 301,57 \u003d 54034408 kJ / h

cu produs secundar:

Q DF = G DF,

unde G mon - cantitatea de fracție de motorină, kg/h;

588,09 kJ/kg

Q DF \u003d 191584 * 588,09 \u003d 112668635 kJ / h

cu restul: Q rest = G rest,

unde Q ost - cantitatea de reziduu (pacură), kg/h;

624,21 kJ/kg

Q rest \u003d 561382 * 624,21 \u003d 350420258 kJ / h

cu irigare acută (evaporativă): Q op = G op q op = G op (-),

unde G op este cantitatea de irigare acută (compoziția irigației acute este identică cu produsul de vârf), kg/h; cu o multiplicitate de irigare de 2, obținem G op = 2G b;

525kJ/kg - conținutul de căldură al vaporilor de irigare la temperatura vârfului coloanei t in2 = 88 o C;

71,57 kJ/kg

Q op \u003d 2 * 29622 * (525-71,57) \u003d 26863007 kJ / h

Găsiți cantitatea de căldură care trebuie îndepărtată prin irigarea prin circulație:

Q c.o. \u003d Q de intrare - Q debit \u003d (Q pon + Q vapori de apă) - (Q b + Q KF + Q DF + Q rest + Q op) \u003d (746392491 + 4989626) - (15551550 + 54034408 + 604563 + 604563) + 26863007) = 191844259kJ/h

Bilanțul termic al coloanei K-2 Tabelul 14

Nume	% în greutate ulei	% greutate pe jumătate
ulei semi-marăcat
vapor de apă
fracție 85-120 0 C
fracția 120-240 0 С
fracția 240-350 0 С
irigare acută
irigatii circulante

Calculați cantitatea de irigare în circulație G c.o. necesare pentru a asigura funcționarea normală a coloanei (kg/h):

unde este conținutul de căldură al lichidului (flegmă) care curge în jos din placa de ieșire a irigației în circulație (la temperatura t 1 pe placa a 14-a);

Temperatura t 1 este luată pe baza unei diferențe uniforme de temperatură între plăcile adiacente de 5-10 ° C (anterior luate 6 ° C). Deoarece temperatura de ieșire a fracției de kerosen din placa a 13-a este de 141 ° C, obținem t 1 \u003d 141 + 1 6 = 147 ° C. Se ia temperatura la intrarea în coloana K-2 de irigare cu circulație. egal cu t 2 = 80 ° C. Acceptăm densitatea lichidului circulant, pe baza ipotezei unei scăderi uniforme a acestui indicator pentru fiecare placă. Apoi, ținând cont de densitatea fracției de kerosen, obținem:

0,8080+ 1 0,005 = 0,8130 = 0,8168

314,8 kJ/kg

161,47 kJ/kg

Debitul fluidului circulant va fi:

G c.o. == 1251185,41251185 kg/h

Determinarea dimensiunilor principale ale coloanei K-2

Dimensiunile principale ale coloanei principale de distilare K-2 sunt determinate în același mod ca și dimensiunile coloanei de pre-evaporare K-1.

La determinarea diametrului coloanei K-2, pentru stabilirea secţiunii cea mai încărcată cu vapori, se verifică volumele de vapori din spaţiul de evaporare (secţiunea de alimentare) al coloanei şi de sub plăcile din care se scoate irigarea.

1. Secțiune de sub prima placă, pe care curge pulverizarea rece (vaporii de benzină, pulverizarea rece și vaporii de apă furnizați la partea inferioară a K-2 și secțiunile de stripare):

G abur \u003d G b + G rece. + G vapori de apă = 29622 + 59244 + (9618 + 3584 + 3832) = 105900 kg/h

2. Secțiune sub cea de-a 13-a tavă (reflux circulant, abur provenit din coloana de stripare și aceeași cantitate totală de vapori de apă):

G abur = G bandă. + G abur de apă + G c.o. \u003d 1251185 + 0,19179177 + (9618 + 3584 + 3832) \u003d 1302263 kg / h,

unde G este o bandă. \u003d e CT G CF - cantitatea de vapori stripați în secțiunea de stripare (fracția de distilare e CF = 0,19 este determinată grafic în funcție de temperatura de intrare a fracțiunii CF în coloana de stripare, egală cu 141 ° C )

3. Secțiune sub placa a 25-a (reflux circulant, abur din coloana de stripare și vapori de apă):

G abur = G bandă. + G abur de apă + G c.o. \u003d 0,25 * 191584 + 1251185 + (9618 + 3832) \u003d 1312531 kg / h,

unde G este o bandă. = e DF G DF - cantitatea de vapori stripați în secțiunea de stripare (fracția de distilare e DF = 0,25 se determină grafic în funcție de temperatura de intrare a fracției de DF în coloana de stripare, egală cu 259 ° C) .

4. Secțiune de sub placa a 37-a (vapori de ulei decapat și vapori de apă furnizați în partea de jos a K-2):

G abur = G ulei abur + G vapori de apă \u003d e k-2 * G pon + G 1 \u003d 0,415 * 961765 + 9618 \u003d 408750 kg / h

După cum se poate observa din calculele propuse, secțiunea de sub placa a 25-a este cea mai încărcată, unde sarcina de abur este: G abur = 1312531 kg/h.

Pe baza acesteia, calculăm volumul vaporilor conform ecuației Mendeleev-Clapeyron:

Pe baza datelor practice, viteza liniară a vaporilor în secțiunea liberă pentru coloana K-2 este w = 0,6 1,15 m/s. Să luăm w = 1,0 m/s, atunci aria secțiunii transversale a coloanei va fi:

Diametrul coloanei este calculat prin ecuația:

În conformitate cu standardul, acceptăm valoarea diametrului coloanei atmosferice K-2 ca D K-2 = 7 m.

Distanța dintre placa superioară și partea inferioară superioară a coloanei este egală cu jumătate din diametrul coloanei, adică h 1 \u003d 7/2 \u003d 3,5 m.

Înălțimea părții de concentrare a coloanei K-2 (n = 37):

h 2 \u003d (n - 1) H t \u003d (37 - 1) 0,600 \u003d 21,6 m

Înălțimea secțiunii de alimentare a coloanei:

h 3 \u003d (2 3) H t \u003d 2 0,600 \u003d 1,2 m

Înălțimea părții de stripare a coloanei K-2 (n = 7):

h 4 \u003d (n - 1) H t \u003d (7 - 1) 0,600 \u003d 3,6 m

Se presupune că distanța de la nivelul lichidului din partea inferioară a coloanei până la placa inferioară este h 5 = 1 2 m, astfel încât vaporii să fie distribuiti uniform pe secțiunea coloanei.

Înălțimea ocupată de reziduul lichid din coloană este calculată pe baza unei alimentări de lichid de 5-10 minute la temperatura inferioară a coloanei (329,4 ° C):

V ost \u003d 55,5 m 3 / h,

unde este densitatea absolută a reziduului la temperatura fundului coloanei (285 ° C), kg / m 3:

981 - 0,522 (285 - 20) = 842,67 843

5 min \u003d 0,083 h - rezervă de timp, h.

De aici înălțimea ocupată de reziduul lichid:

Acceptăm înălțimea piedestalului h 7 \u003d 4,0 m.

La calcularea înălțimii secțiunii de concentrare a coloanei, ținem cont că prin 4 plăci sunt instalate 10 trape de-a lungul înălțimii coloanei pentru a asigura montarea și repararea plăcilor. În aceste secțiuni, luăm distanța dintre plăci H t \u003d 800 mm. Apoi:

h 2 \u003d 21,6 + 10 0,8 \u003d 29,6 m

Înălțimea utilă a podelei coloanei H (excluzând înălțimea carcasei suport h 7):

H etaj \u003d \u003d 3,5 + 29,6 + 1,2 + 3,6 + 2,0 + 1,44 \u003d 41,34 m.

Înălțimea totală a coloanei:

H K-2 \u003d H etaj + h 7 \u003d 41,34 + 4,0 \u003d 45,34 m? 46 m

Tehnologia de rafinare primară a petrolului se bazează pe separarea petrolului prin metoda rectificării în fracții înguste de petrol și este determinată de instrucțiunile de utilizare a fracțiilor separate la unitățile AVT.

După tipul de funcționare al acestor instalații, ele disting:

1. Combustibil (fracțiile izolate sunt destinate în principal producției de combustibili pentru motoare)
2. Uleioasă (se are în vedere izolarea fracțiilor uleioase înguste)
3. Combustibil - ulei

Prin urmare, unitățile interne de rafinare a petrolului (AT și AVT) se caracterizează printr-o mare varietate de scheme de distilare utilizate, în funcție de gama de fracții produse. Cu toate acestea, în toate cazurile, sunt respectate câteva principii de bază:

1. Procesul de distilare primară a uleiului se desfășoară în coloane complexe, caracterizate prin prezența mai multor zone de intrare a furajelor și selecția produselor țintă.
2. În procesul de rectificare, pentru a asigura alimentarea cu căldură a sistemului și a reduce presiunea parțială a vaporilor de ulei, se utilizează pe scară largă irigarea cu abur ascuțit (în sistem se introduc vapori de apă supraîncălziți).
3. Pentru condensarea intermediară a fazei de vapori de-a lungul înălțimii coloanei, se folosesc irigații cu circulație la rece la distanță.
4. În schemele de rectificare, se folosesc coloane de stripare la distanță (decapare - secțiuni), ceea ce duce la apariția unor legături de reciclare suplimentare în sistem.
5. Aprovizionarea cu materii prime pentru producție este adesea caracterizată prin prezența mai multor furnizori de petrol și, prin urmare, prin fluctuații în timp ale compoziției fracționate a materiei prime.
6. Cerințele pentru calitatea fracțiilor separate, în primul rând în ceea ce privește reducerea efectului de suprapunere a fracțiilor învecinate între ele, sunt în continuă creștere.

Aceste circumstanțe complică semnificativ atât schema de implementare a procesului, cât și proiectarea sa constructivă. Tehnologia de separare (diagrama) și designul au o influență semnificativă unul asupra celuilalt și ar trebui luate în considerare împreună. Prin urmare, studiul computațional al procesului, și mai ales procedura de optimizare a acestuia, devine o sarcină extrem de dificilă care nu poate fi rezolvată fără utilizarea CMF.

Schema unitatii atmosferice a instalatiei AVT

Schema unitatii atmosferice a instalatiei AVT

Principiul de funcționare al unității atmosferice (AT)

Cea mai comună schemă de implementare a procesului pentru unitatea atmosferică AVT este schema de dublă evaporare și dublă rectificare a uleiului (Fig. 2.1). Conform acestei scheme, funcționează cel utilizat pe scară largă, care este inclus în blocurile tipice LK-6U ale multor rafinării de petrol din Federația Rusă.

Instalarea CDU-AVT-6

Ulei deshidratat și fără sare din blocul ELOU (unitate de tratare a uleiului - deshidratare electrică și desalinizare a uleiului) după încălzire la o temperatură 195-205 despre C datorită recuperării de căldură a fluxurilor de material care părăsesc instalația, acesta intră în separarea în coloana de acoperire parțială a materiilor prime K-1.

Scop K-1– selectarea benzinei ușoare și a părții principale a gazelor dizolvate din petrol pentru a normaliza cantitatea de hidrocarburi de benzină din coloana principală K-2și stabilizarea modului de funcționare a acestuia cu posibile fluctuații în compoziția materiilor prime.

vapori distilat din K-1 sunt condensate în răcitoare cu aer și/sau apă și separate în separatorul C-1 în faze lichide (II) și gaze (VIII).

O parte din faza lichidă este returnată la K-1 ca o flegmă, iar excesul de sold (fracțiunea de benzină ușoară II) este îndepărtat din plantă.

Faza gazoasă este redirecționată către o instalație de fracționare a gazelor ( HFC). Uleiul parțial îndepărtat de jos K-1 intră în cuptor P-1, încălzit la o temperatură 360-370 despre Cși servit pe placa de alimentare coloanei K-2.

În același timp, o parte din uleiul încălzit ( produs de jos K-1) este returnat la K-1 ca un „jet fierbinte” pentru a crea reflux de abur în secțiunea de evacuare a coloanei.

Distilați vaporii din partea de sus K-2 se condensează în dispozitive AVOși intră în separator C-2. O parte din faza lichidă revine sub formă de flegmă K-2, iar excesul de sold (fracția III de benzină grea) este îndepărtat din instalație. Din plăcile intermediare ale secțiunii de întărire K-2 fracțiile de combustibil sunt îndepărtate sub formă de curele laterale 180-220 despre C, 220-280 o C și 280-350 o C, care sunt trimise la coloanele de stripare K-3, K-4 și K-5 respectiv.

Apropo, citește și acest articol: Unitate de cracare catalitică

În partea de jos a coloanei K-2, precum și în partea de jos a coloanelor de stripare, vapori de apă supraîncălziți(fluxul IX) pentru îndepărtarea fracțiilor mai ușoare din fluxurile de produse. Fracții îndepărtateîmpreună cu vaporii de apă revin în coloana principală K-2 deasupra punctelor de selecție a curelelor laterale.

Utilizarea coloanelor de stripare poate reduce semnificativ conținutul de fracții ușoare din produsele distilate selectate și, prin urmare, poate îmbunătăți calitatea acestora.

Orez. 2.1. Schema schematică a dublei distilare a uleiului în unitatea atmosferică a unității AVT: K - coloane de distilare;

P - cuptor; C - separatoare; T - schimbătoare de căldură. Fluxuri: I - materii prime (ulei cu ELOU); II - benzină ușoară; III - benzină grea; IV - fracția 180-220 aproximativ C;

V - fracția 220-280 aproximativ C; VI - fracția 280-350 aproximativ C; VII - păcură; VIII - gaz;

IX - vapori de apă

În procesul de rectificare a uleiului, vaporii de apă joacă un rol deosebit, determinat de faptul că apa și hidrocarburile în fază lichidă sunt practic insolubile reciproc și formează amestecul de fierbere separat.

In aceste conditii, vaporii de apa nu numai ca aduc in sistem caldura necesara decaparii hidrocarburilor usoare, ci si reduce presiunea parțială vapori de ulei, care la rândul lor conduce la scăderea punctului de fierbere al fazei de hidrocarburi (ulei) și, în același timp, la creșterea volatilității relative toate perechile de componente de hidrocarburi.

Prin urmare, introducerea vaporilor de apă este într-o anumită măsură echivalentă cu cadere de presiuneîntr-un sistem de distilare, care este deosebit de important pentru funcționarea coloanelor sub vid.

Pe farfurii coloane de distilare AVT instaleaza vapori de apa la modurile de functionare utilizate nu se condenseaza, trece toată coloana de jos în sus și condensează numai în unitățile de condensare exterioare. Debitul de vapori de apă în blocul atmosferic este ( 1,2–3,5 ) % gr. Pe baza materiilor prime ale plantei.

Apropo, citește și acest articol: Planta de acid sulfuric

Utilizarea vaporilor de apă duce, de asemenea, la efecte negative:

• costurile cu energia pentru proces cresc;
• sarcina de abur crește considerabil în coloanele de distilare, deoarece greutatea moleculară a apei este semnificativ mai mică decât greutatea moleculară a hidrocarburilor separate;
• ca urmare, diametrele coloanelor de distilare și rezistența lor hidraulică cresc;
• produsele petroliere sunt inundate, ceea ce necesită uscarea lor ulterioară;
• se generează ape uzate poluate chimic.

Prin urmare, în practica mondială există tendința de a folosi faza de hidrocarburi (fracțiuni de benzină și petrol-kerosen-gazoi) ca agent de evaporare în locul apei.

Cu toate acestea, în practica internă, aceste soluții nu sunt utilizate pe scară largă. În secțiunea de întărire a coloanei K-2 (Fig. 2.1) există 2 pulverizări reci circulante, care asigură condensarea intermediară a fluxului de abur în K-2.

În același timp, debitele de irigare lichidă (reflux intern) cresc și se asigură o selecție mai completă a fracțiilor de combustibil țintă. Răcirea irigației circulante se realizează în frigidere aflate la distanță.

La diferite rafinării, modurile de funcționare ale coloanelor unității atmosferice, precum și instrumentele proces tehnologic poate varia semnificativ, ceea ce confirmă necesitatea soluțiilor de optimizare în analiza și îmbunătățirea performanței fiecărei instalații specifice. Indicatorii caracteristici ai modurilor de funcționare ale unității atmosferice a instalației AVT-6 în timpul procesării uleiului din Siberia de Vest sunt date în tabel. 2.1.

VA FI INTERESAT DE:

Unitate de instalare a vidului ABT Încă două unități lansate la TANECO Construcția primei linii de producție a unității de producție a sulfului de la rafinăria de petrol din Orsk a fost finalizată Rafinăria de petrol Orsk efectuează lucrări de punere în funcțiune la stația de azot nr. 2 a unității de hidrocracare Echipamentul pentru o nouă unitate de cocsificare întârziată a fost instalat la Rafinăria Gazprom Neft Omsk