На атмосферних нафтоперегінних установках нафту зазвичай поділяють на чотири дистилятні фракції і залишок – мазут. Побічним продуктом є суміш вуглеводневих газів, часто містить сірководень, який утворюється з нестійких сполук сірки при нагріванні нафти. Найбільш поширеною в нашій країні є установка АТ за схемою дворазового випаровування та дворазової ректифікації (рис. 1.2).

Зневоднена та знесолена на ЕЛОУ нафта додатково підігрівається у теплообмінниках і надходить на поділ у колону часткового відбензинювання (К-1). Вуглеводневий газ, що йдуть з верху цієї колони, і легкий бензин конденсуються і охолоджуються в апаратах повітряного і водяного охолодження і надходять в ємність зрошення. Частина конденсату повертається на верх колони К-1 як флегма. Відбензинена нафта з низу колони К-1 подається в трубчасту піч, де нагрівається до необхідної температури та надходить до атмосферної колони (К-2). З верху К-2 відбирається важкий бензин, а збоку, через відпарні колони виводяться паливні фракції: гасова, легка та важка дизельні.

Рис. 2.3. Принципова схема атмосферного блоку:

1 - колона, що відбензинює; 2 – атмосферна колона; 3 – відпарний клон; 4 – трубчаста піч; 5 – конденсатор-холодильник; 6 – теплообмінник; 7 – рефлюксна ємність;

I - Нафта з ЕЛОУ; II – пари бензину; III – флегма; IV – легкий бензин; V – відбензинена нафту; VI – пари важкого бензину; VII – важкий бензин; VIII – циркуляційне зрошення; IX, X, XI – бічні погони; XII – гасова фракція; XIII – легка дизельна фракція; XIV – важка дизельна фракція; XV – мазут; XVI – водяна пара; XVII – гази.

Атмосферна колона, крім гострого зрошення (флегми), має три циркуляційні зрошення (або два), які відводять тепло нижче за тарілки відбору бічних погонів. У нижні частини атмосферної та відпарних колон (під нижні тарілки) подається перегріта водяна пара для відпарювання легко киплячих фракцій. З низу К-2 виводиться мазут, який прямує на блок вакуумної перегонки .

Опис атмосферної колони

Атмосферна колона К-2 є складною колоною, що складається з трьох простих колон (рис.2.2). Надмірне тепло в колоні знімається зверху колони за допомогою гострого зрошення, що випаровується, і по висоті колони двома проміжними циркуляційними зрошеннями.

Кількість циркуляційних зрошень приймемо рівним кількості бічних фракцій.

На підставі літературних даних приймемо таку кількість тарілок у концентраційній частині колони: у секціях бензину, гасу та дизпалива – по 8 тарілок. На кожне циркуляційне зрошення приймемо по 2 тарілки. У відгінної частини колони та у стрипінг-секціях приймемо по 6 тарілок. Таким чином, за наявності двох циркуляційних зрошень у колоні загальна кількість тарілок в атмосферній колоні буде 34.

Принципова схема атмосферної колони

Рис.2.

Тиск

Приймемо тиск угорі колони (над верхньою, 34-ою тарілкою) 140 кПа. Це трохи вище за атмосферне і необхідно для подолання гідравлічних опорів при проходженні парів дистиляту через конденсатор-холодильник.

Приймемо до встановлення у колоні клапанні тарілки. За довідковими даними гідравлічний опір однієї клапанної тарілки становить =0,6 кПа. Розрахуємо абсолютний тиск під кожною тарілкою по висоті колони, починаючи згори (табл.2.5).

Таблиця 2.5

Фізичні характеристики по висоті колони

	Номер тарілки	Тиск під тарілкою,	щільність рідини на	Молекулярна вага рідини на тарілці	Температура на тарілці,
Секція бензину
Секція гасу
Секція дизпалива
Секція дизпалива
Відгінна частина

Атмосферний блок призначений для поділу знесоленої нафти шляхом ректифікації на сухий газ, головну фракцію, і фракції НК- 140 0С, 140 - 180 0С, 180 - 240 0С, 240 - 290 0С, 290 - 360 0о фракція > 3600°С.

Знизу колони К-1 відбензинена нафта забирається насосами Н-3/1,2, і чотирма паралельними потоками прокачується через печі П 1/2, де нагрівається до температури 360 °З подається в колону К-2 на 46 тарілку.

Внизу К-2 через клапан «НЗ» регулятора витрати позиції 956 подається перегріта водяна пара.

З верху колони К-2 газ, пари бензину і вода надходять через повітряні конденсатори Т 17/1-4, де охолоджуються до температури 33-400С і потім ємність Е-3. Газ із верху ємності Е-3 скидається на факел.

Бензин з ємності Е-3 надходить на прийом насоса Н-4/1,2 і потім двома потоками надходить на верх К-2 у вигляді гострого зрошення і другий потік - балансовий надлишок бензину відкачується через холодильник Т-15а Е-6.

Надмірне тепло колони К-2 знімається трьома циркуляційними зрошеннями: Перше циркуляційнезрошення з п'ятнадцятої тарілки К-2 надходить прийом насоса Н 1,2, прокачується через повітряні холодильники Т-30 і повертається на 14-ю тарілку К-2; Друге зрошення з двадцять п'ятої тарілки К-2 забирається насосом Н-23/1,2, повітряний холодильник Т-32 і повертається на двадцять четверту тарілку колони К-2; III циркуляційне зрошення забирається з тридцять п'ятої тарілки К-2 насосом Н-15/1,2, прокачується через теплообмінники Т-5/1,2, Т-31, Т-46 і повертається на тридцять четверту тарілку К-2.

З колони К-2 виводять 4 бічні насоси - фракція 120 - 180 °С виводяться в одинадцятій та тринадцятій тарілок на верхню тарілку К-6. Вниз К-6 подається перегріта водяна пара. Відпарені фракції повертаються на одинадцяту тарілку К-2 - фракція 180 - 240 °С виводяться з двадцять першої та двадцять третьої тарілок на верхню тарілку К-7. Вниз колони К-7 подається перегріта водяна пара. Відпарені фракції повертаються на двадцяту тарілку К-2, - фракція 240 -290 0С виводяться з тридцять першої та тридцять другої тарілок К-2 на верхню тарілку колони К-9. Вниз колони К-9 подається перегріта водяна пара. Відпарені легкі фракції повертаються на тридцять першу тарілку К-2, - фракція 290 - 350 0С з тридцять дев'ятої тарілки К-2 надходить на прийом насосів Н-20, Н-15/2 і прокачується через рибойлер Т-20, теплообмінники Т-6 та Т-12, повітряний холодильник Т-46 та виводяться з установки.

Таблиця 13 Матеріальний баланс колони К-2

	% мас на нафту	% мас на напіввідб. нафту	тис.т/рік
Напіввідбензинена нафта
Фракція 85-120 0
Фракція 120-240 0
Фракція 240-350 0

Режим температур та тисків.

У колону К-2 подається відбензинена нафта, зрошення та водяна пара. З колони виводиться головний погон - бензинова фракція 85-120 про З, бічні погони -фракція 120-240 про З, фракція 240-350 про З, зрошення, водяна пара і залишок - мазут. Пари головного погону та водяна пара виводяться через шоломову трубу колони, рідкий погон з бічної частини колони та залишок – з низу колони.

Температура відбензиненої нафти, що надходить у колону К-2, визначається за точкою кривої ОІ відбензиненої нафти, що відповідає сумарному відбору світлих нафтопродуктів (допускається, що світлі нафтопродукти повністю випаровуються у місці введення сировини до колони).

Раніше було показано, що значення температури в живильній секції колони К-2 становить t п.с.2 = 305 про С, тиск Р п.с.2 = 2 атм = 1520 мм рт. ст.

Колона К-2 на відміну від колони К-1 працює з водяною парою. На підставі заводських даних кількість водяної пари, що вводиться в колону К-2, (G 1) становить 1,01,5 % (приймаємо 1%) у перерахунку на напіввідбензинену нафту, а подається в відпарну колону (G 2) - 26 % ( приймаємо 2%) у перерахунку кожен бічний погон. Прийнявши відповідно 1,5 та 2,0 % водяної пари на потік, отримаємо:

G 1 = 0,01961765 = 9617,65 кг/год 9618 кг/год

G 2 = 0,02 179 177 = 3583,54 кг/год 3584 кг/год

G 3 = 0,02 191584 = 3831,68 кг/год 3832 кг/год

Температура парів, що виходять з верху колони К-2, встановлюється до кінця кривої ОІ головного погону при тиску, що відповідає парціальному тиску його парів у суміші з водяною парою.

На верху колони, де є двокомпонентна суміш парів бензину та води, на підставі закону Дальтона:

де Р б - парціальний тиск парів бензину;

Загальний тиск верхи колони;

Молярна концентрація парів бензину:

Попередньо знаходимо щільності фракцій 85-120°С, 120-240°С, 240-350°С:

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

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

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

з 20 4 (350-к.к.) = 0,9810 (350-к.к.) = 0,9836

Молекулярна маса бензину 85-120 про З визначається за формулою Крегга:

Тоді N б = = 274,05 км/год;

N вод.пар = = 946,33 км/год

Так як у колоні застосовується гостре верхнє зрошення, що виводиться у вигляді пар разом з парами балансового бензину і водяною парою через шоломову трубу колони, то при визначенні температури верху колони необхідно враховувати це зрошення, що змінює молярну концентрацію і парціальний тиск парів бензину.

Для нормальної роботи атмосферної колони достатньо 1-2-кратного зрошення. Відповідно до цієї рекомендації поставимо кратність зрошення 2. Тоді кількість гострого верхнього зрошення складе:

G ор = 2G б = 229622кг/год = 59244 кг/год; N ор = = 548,1 км/год

Молярна концентрація парів бензину: == 0,4649

Загальний тиск нагорі колони К-2 приймається рівним атмосферному тиску або дещо перевищує його. Приймемо = 1,5атм = 1140 мм рт. ст. Тоді парціальний тиск пари бензину складе:

Р б = 1,5 0,4649 = 0,697 атм = 530 мм рт. ст.

Отже, температура пари, що виходять з верху колони К-2, становитиме t в2 =88 про С.

За даними заводської практики, температура низу атмосферної колони повинна бути на 20-30 про З нижче температури в живильній секції. Приймемо t н2 = 305 – 20 = 285 про С.

Температура гострого верхнього зрошення становить 35 про З, приймемо t ор = 35 про З.

Температуру перегрітої водяної пари, що подається в колону, приймемо рівною = 350 про С. Цю пару зазвичай отримують шляхом перегріву відпрацьованої (м'ятої) пари від насосів з тиском 0,2-0,3 МПа в змійовику, розташованому в сировинній або спеціальній печі.

Кількість тарілок у концентраційній секції колони К-2 встановимо по перепаду температур між перетином введення сировини (t п.с.2 = 305 о С) та верхнім перетином (t в2 = 88 про С), виходячи з перепаду температур між сусідніми тарілками 5 -10 про З (приймаємо 6 про З):

36,2, приймаємо = 37 тарілок.

Нехай для відбору гасової фракції 120-240 про З будемо відводити з 13-ї тарілки, тоді дизельну фракцію 240-350 про З будемо відводити з 25-ї тарілки. Число тарілок у відгінної секції атмосферної колони становить від 5 до 7 штук, приймемо = 7 тарілок. Залежно від необхідної чіткості погоноподілу виносні колони мають від 4 до 8 тарілок. Приймемо число тарілок у стрипінг-секції N стрип. = 7.

Температура бічного погону встановлюється спочатку відповідної кривої ОІ, так як рідкий бічний погін, що виводиться з колони, знаходиться на тарілці при температурі закипання. У перетині виведення бічних погонів знаходяться і більш легкокиплячі компоненти, що знижують парціальний тиск парів, а тому істинні температури виведення бічних погонів зазвичай на 10-20 про нижче температур початкових точок їх кривих ОІ, побудованих при атмосферному тиску.

Визначимо температуру виведення гасової фракції 120-240 про З аналогічним описаним вище способом:

N КФ = = 1087,24 км/год

N вод.пар = = 946,33 км/год

Тиск на 13-й тарілці відведення фракції, виходячи з того, що тиск на верху колони дорівнює 1,5 атм (1140 мм рт ст.), А в живильній секції 2 атм (1520 мм рт ст.) і перепад між тарілками повинен бути 5-10 мм рт. ст. . Перевіримо це припущення:

Відтак кількість тарілок було обрано правильно. Тиск на 13-й тарілці дорівнює:

мм рт.ст. = 1,671 атм

Парціальний тиск КФ:

Р КФ = 15 = 1,6710,535 0,894 атм

Температура виведення гасової фракції з колони К-2 відповідає температурі 0% відгону по кривій ОІ, побудованої при Р КФ = 0,894атм =679 мм рт. ст. і становить = 141 про З.

Температуру КФ на виході з відпарної колони приймають на 20 про С нижче температури рідини на вході в стриппінг-секцію, тобто:

141 – 20 = 121 про С

Визначимо температуру виведення дизельної фракції 240-350 про З аналогічним описаним вище способом:

N ДФ = = 746,77 км/год

N вод.пар = = 747,22 км/год

Тиск на 25-й тарілці відведення фракції:

25 = 1140 + 25 10 = 1390 мм рт. ст. = 1,83 атм

Парціальний тиск ДФ:

Р ДФ = 25 = 1,83 0,50,915атм

Температура виведення дизельної фракції з колони К-2 відповідає температурі 0% відгону по кривій ОІ, побудованої при Р ДФ = 0,915 атм = 695,4 мм рт. ст. і становить = 259 про З.

Температуру ДФ на виході з відпарної колони приймають на 20 про С нижче температури рідини на вході в стриппінг-секцію, тобто:

259 – 20 = 239 про С

Тепловий баланс колони К-2.

У колону К-2 тепло подається з нагрітою в печі напіввідбензиненою нафтою, а також з колоною, що подається в низ, водяною парою.

Відводиться тепло з верхнім продуктом - бензиновою фракцією, бічними погонами - КФ і ДФ і залишком, а також відводиться гострим зрошенням, що випаровується.

Розрахунок теплового балансу основної колони ректифікації К-2 проводиться аналогічно розрахунку теплового балансу колони попереднього випаровування К-1.

Надходження тепла:

Кількість тепла, що вноситься сировиною (напіввідбензиненою нафтою) -Q пон, визначається з урахуванням частки парової та рідкої фаз. Частка відгону е визначається за кривою ОІ напіввідбензиненої нафти при температурі входу сировини в колону К-2, або, що те ж, нагріву в печі (305 про С) і тиск, що дорівнює тиску в живильній секції колони (2 атм = 1520 мм рт .ст.). Графічно отримуємо е = 0,415

Q пон = G пон,

де G пон - кількість напіввідбензиненої нафти, що надходить у колону, кг/год;

е - частка відгону напіввідбензиненої нафти при температурі нагріву печі;

907,86 кДж/кг-тепловміст парів напіввідбензиненої нафти при температурі виходу з печі (розраховано раніше в тепловому балансі К-1)

682,57 кДж/кг-тепловміст рідкої фази напіввідбензиненої нафти при температурі виходу з печі.

Q пон = 961765 * (0,415 * 907,86 + (1-0,415) * 682,57) = 746392491 кДж / год

Кількість тепла, що вноситься водяною парою:

Q вод.пар = G вод.пар q =G вод.пар (-),

де G вод.пар - кількість водяної пари, кг/год;

3176,59кДж/кг-тепловміст водяної пари на вході в колону К-2, кДж/кг;

2657,81кДж/кг-тепловміст водяної пари на виході з колони К-2, кДж/кг; (із Сарданашвілі)

Q вод.пар = 9618 * (3176,59-2657,81) = 4989626 кДж / год

Витрата тепла:

з верхнім продуктом: Q б = G б,

де G б - кількість парів бензину, кг/год;

255,07 * (4-0,7304) -308,99 = 525 кДж / кг

Q б = 29622 * 525 = 15551550 кДж / год

з бічним продуктом: Q КФ = G КФ,

301,57 кДж/кг

Q КФ = 179177 * 301,57 = 54034408 кДж / год

з бічним продуктом:

Q ДФ = G ДФ,

де G пон - кількість дизельної фракції, кг/год;

588,09 кДж/кг

Q ДФ = 191584 * 588,09 = 112668635 кДж / год

із залишком: Q ост = G ост,

де Q зост - кількість залишку (мазуту), кг/год;

624,21 кДж/кг

Q ост = 561382 * 624,21 = 350420258 кДж / год

з гострим (випаровується) зрошенням: Q ор = G ор q ор = G ор (-),

де G ор - кількість гострого зрошення (за складом гостре зрошення ідентично верхньому продукту), кг/год; при кратності зрошення 2 отримаємо G ор = 2G б;

525кДж/кг - теплозміст парів зрошення при температурі верху колони t в2 = 88 про;

71,57 кДж/кг

Q ор = 2 * 29622 * (525-71,57) = 26863007 кДж / год

Знайдемо кількість тепла, яке необхідно знімати циркуляційним зрошенням:

Q ц.о. = Q прих - Q расх = (Q пон + Q вод.пар) - (Q б + Q КФ + Q ДФ + Q зост + Q ор) = (746392491 + 4989626) - (15551550 + 54034408 + 112668635 + 330 ) = 191844259кДж/год

Тепловий баланс колони К-2 Таблиця 14

Найменування	% мас.на нафту	% мас.на напіввідб
напіввідбензинена нафта
водяна пара
фракція 85-120 0
фракція 120-240 0
фракція 240-350 0 С
гостре зрошення
циркуляційне зрошення

Розрахуємо кількість циркуляційного зрошення G ц. , необхідного для забезпечення нормальної роботи колони (кг/год):

де - тепломісткість рідини (флегми), що стікає з тарілки виведення циркуляційного зрошення (при температурі t 1 на 14-й тарілці);

Температуру t 1 приймаємо виходячи з рівномірного перепаду температур між сусідніми тарілками 5-10 про З (раніше прийняли 6 про З). Оскільки температура виведення гасової фракції з 13-ї тарілки дорівнює 141 про З, то отримаємо t 1 = 141 + 1 6 = 147 про З. Температуру входу в колону К-2 циркуляційного зрошення приймаємо рівною t 2 = 80 про З . Щільність циркулюючої рідини приймаємо, ґрунтуючись на припущенні про рівномірний перепад даного показника на кожну тарілку. Тоді, враховуючи густину гасової фракції, отримаємо:

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

314,8 кДж/кг

161,47 кДж/кг

Витрата циркулюючої рідини складе:

G ц.о. == 1251185,41251185 кг/год

Визначення основних розмірів колони К-2

Основні розміри основної колони ректифікації К-2 визначаються так само, як і розміри колони попереднього випаровування К-1.

При визначенні діаметра колони К-2 для встановлення перерізу, найбільш навантаженого по парах, перевіряються обсяги пар у випарному просторі (живильної секції) колони та під тарілками, з яких виводиться зрошення.

1. Перетин під першою тарілкою, на яку стікає холодне зрошення (пари бензину, холодне зрошення та водяна пара, що подається в низ К-2 і стриппінг-секції):

G пар = G б + G хол.ор. + G вод.пар = 29622 + 59244 + (9618 + 3584 + 3832) = 105900 кг/год

2. Перетин під 13-ою тарілкою (циркуляційне зрошення, пари, що надходять з відпарної колони, і та ж сумарна кількість водяної пари):

G пар = G стрип. + G вод.пар + G ц.о. = 1251185+0,19179177+ (9618 + 3584 + 3832) = 1302263кг/год,

де G стрип. = е КТ G КФ - кількість пар відпарюваних у стрипінг-секції (частка відгону е КФ = 0,19 визначається графічно відповідно до температури входу фракції КФ у відпарну колону, що дорівнює 141 про С)

3. Перетин під 25-ою тарілкою (циркуляційне зрошення, пари, що надходять з відпарної колони, та водяні пари):

G пар = G стрип. + G вод.пар + G ц.о. =0,25 * 191584 +1251185 + (9618 + 3832) = 1312531 кг/год,

де G стрип. = е ДФ G ДФ - кількість пар відпарюваних у стриппінг-секції (частка відгону е ДФ = 0,25 визначається графічно відповідно до температури входу фракції ДФв відпарну колону, що дорівнює 259 про С).

4. Перетин під 37-ою тарілкою (пари відбензиненої нафти і водяна пара, що подається в низ К-2):

G пар = G неф. + G вод.

Як видно з пропонованих розрахунків, найбільш навантаженим є переріз під 25 тарілкою, де навантаження по парах становить: G пар = 1312531кг/ч.

Виходячи з цього розрахуємо обсяг пари за рівнянням Менделєєва-Клапейрона:

На підставі практичних даних лінійна швидкість парів у вільному перерізі для колони К-2 становить w = 0,6 1,15 м/с. Приймемо w = 1,0 м/с, тоді площа поперечного перерізу колони становитиме:

Діаметр колони розраховується за рівнянням:

Відповідно до стандарту приймаємо значення діаметра атмосферної колони К-2, рівним D К-2 = 7 м.

Відстань між верхньою тарілкою та верхнім днищем колони приймаємо рівним половині діаметра колони, тобто h 1 = 7/2 = 3,5 м.

Висота концентраційної частини колони К-2 (n = 37):

h 2 = (n – 1) H т = (37 – 1) 0,600 = 21,6 м

Висота поживної секції колони:

h 3 = (2 3) H т = 2 0,600 = 1,2 м

Висота відгінної частини колони К-2 (n = 7):

h 4 = (n – 1) H т = (7 – 1) 0,600 = 3,6 м

Відстань від рівня рідини внизу колони до нижньої тарілки приймають рівним h 5 = 1 2 м, щоб пара рівномірно розподілялася за перерізом колони.

Висота, яку займає рідкий залишок у колоні, підраховується виходячи з 5-10-хвилинного запасу рідини при температурі низу колони (329,4 про С):

V ост = 55,5 м 3 /год,

де - абсолютна щільність залишку при температурі низу колони (285 о С), кг/м3:

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

5 хв = 0,083 год - запас часу, год.

Звідси висота, яку займає рідкий залишок:

Висоту постаменту приймаємо 7 = 4,0 м.

При розрахунку висоти концентраційної секції колони врахуємо, що через 4 тарілки за висотою колони встановлено 10 люків для забезпечення монтажу та ремонту тарілок. У цих перерізах приймаємо відстань між тарілками Н т = 800 мм. Тоді:

h 2 = 21,6 + 10 0,8 = 29,6 м

Корисна висота колони Н підлога (без урахування висоти опорної обичайки h 7):

Н підлога = = 3,5 + 29,6 + 1,2 + 3,6 + 2,0 + 1,44 = 41,34 м.

Повна висота колони:

Н К-2 = Н підлога + h 7 = 41,34 + 4,0 = 45,34 м? 46 м

Технологія первинної переробки нафти заснована на розподілі нафти методом ректифікації на вузькі нафтові фракції та визначається напрямками використання фракцій, що виділяються на установках АВТ.

За типом роботи цих установок розрізняють:

1. Паливні (фракції, що виділяються, призначені переважно для виробництва моторних палив)
2. Олійні (передбачається виділення вузьких масляних фракцій)
3. Паливно – масляні

Тому вітчизняні установки переробки нафти (АТ і АВТ) характеризуються великою різноманітністю використовуваних схем ректифікації залежно від асортименту фракцій, що випускаються. Проте завжди витримуються кілька основних принципів:

1. p align="justify"> Процес первинної ректифікації нафти проводиться в складних колонах, що характеризуються наявністю декількох зон введення харчування та відбору цільових продуктів.
2. У процесі ректифікації для забезпечення теплопідведення в систему та зниження парціального тиску нафтової пари широко використовується гостре парове зрошення (в систему вводиться перегріта водяна пара).
3. Для проміжної конденсації парової фази висотою колони використовуються виносні холодні циркуляційні зрошення.
4. У схемах ректифікації використовуються виносні відпарні колони (стриппінг – секції), що призводить до появи у системі додаткових рециклових зв'язків.
5. Сировинне забезпечення виробництв найчастіше характеризується наявністю кількох постачальників нафти, отже, і коливаннями у часі фракційного складу вихідної сировини.
6. Вимоги до якості фракцій, що виділяються, в першу чергу в частині зниження ефекту накладання сусідніх фракцій один на одного, постійно підвищуються.

Зазначені обставини суттєво ускладнюють як схему реалізації процесу, і його конструктивне оформлення. Технологія поділу (схема) і конструктивне оформлення істотно впливають один на одного і повинні розглядатися спільно. Тому розрахункове дослідження процесу особливо процедура його оптимізації стає надзвичайно складним завданням, яку неможливо вирішувати без використання УМП.

Схема атмосферного блоку установки АВТ

Схема атмосферного блоку установки АВТ

Принцип роботи атмосферного блоку

Найбільш поширеною схемою реалізації процесу для атмосферного блоку АВТ є схема дворазового випаровування та дворазової ректифікації нафти (рис. 2.1). За цією схемою працює поширена , що входить у типові блоки ЛК-6У багатьох нафтопереробних заводів РФ.

Установка ЕЛОУ-АВТ-6

Зневоднена та безсолена нафту з блоку ЕЛОУ (блок підготовки нафти – електрозневоднення та знесолення нафти) після підігріву до температури 195-205 про Зза рахунок рекуперації тепла матеріальних потоків, що відходять з установки, надходить на поділ у колону часткового відбиття сировини К-1.

Призначення К-1- відбір з нафти легкого бензину та основної частини розчинених газів для нормалізації кількості бензинових вуглеводнів в основній колоні К-2та стабілізації режиму її роботи за можливих коливань складу сировини.

Дистилятні пари з К-1конденсуються в апаратах повітряного та/або водяного охолодження та поділяються в сепараторі С-1 на рідку (II) та газову (VIII) фази.

Частина рідкої фази повертається до К-1 як флегмаа балансовий надлишок (фракція легкого бензину II) відводиться з установки.

Газова фаза відводиться на газофракціонуючу установку ( ДФУ). Частково відбензинена нафта з низу К-1надходить у піч П-1, нагрівається до температури 360-370 про Зі подається на тарілку живлення колони К-2.

Одночасно частина нагрітої нафти ( кубовий продукт К-1) повертається в К-1 у вигляді «гарячого струменя» для створення парового зрошення в вичерпній секції колони.

Дистилятні пари з верху К-2конденсуються в апаратах АВОі вступають до сепаратора С-2. Частина рідкої фази повертається як флегма в К-2а балансовий надлишок (фракція важкого бензину III) відводиться з установки. З проміжних тарілок укріплюючої секції К-2у вигляді бічних погонів виводяться паливні фракції 180-220 про З, 220-280 про З та 280-350 про З, які прямують у відпарні колони К-3, К-4 та К-5відповідно.

До речі, прочитайте цю статтю також: Установка каталітичного крекінгу

Вниз колони К-2, а також вниз відпарних колон подається перегріта водяна пара(Потік IX) для відпарювання з продуктових потоків легших фракцій. Відпарені фракціїразом з водяними парами повертаються в основну колону К-2 вище від точок відбору бічних погонів.

Використання відпарних колон дозволяє істотно знизити вміст легких фракцій у дистилятних продуктах, що відбираються, і за рахунок цього підвищити їх якість.

Рис. 2.1. Принципова схема дворазової ректифікації нафти атмосферного блоку установки АВТ: К – колони ректифікації;

П – піч; С – сепаратори; Т – теплообмінники. Потоки: I - сировина (нафта з ЕЛОУ); II – легкий бензин; III – важкий бензин; IV - фракція 180-220 про;

V - фракція 220-280 про; VI - фракція 280-350 про; VII – мазут; VIII – газ;

IX – водяна пара

У процесі ректифікації нафти водяна пара грає особливу роль, що визначається тим обставиною, що вода і вуглеводні в рідкій фазі практично взаємно нерозчинні і утворюють роздільно киплячу суміш.

У умовах водяна пара як вносить у систему тепло, необхідне відпарювання легких вуглеводнів, а й знижує парціальний тискнафтової пари, що в свою чергу призводить до зниження температури кипіння вуглеводневої (нафтової) фази і одночасно до збільшення відносної летючостівсіх вуглеводневих пар компонентів.

Тому введення водяної пари певною мірою еквівалентне зниження тискуу ректифікаційній системі, що особливо важливо для колон, що працюють під вакуумом.

На тарілках ректифікаційних колонустановок АВТ водяна пара при використовуваних режимах роботи не конденсується, проходить всю колону знизу нагору і конденсується лише у зовнішніх конденсаційних вузлах. Витрата водяної пари в атмосферному блоці становить ( 1,2–3,5 )% мас. У розрахунку сировину установки.

До речі, прочитайте цю статтю також: Установка виробництва сірчаної кислоти

Використання водяної пари призводить і до негативних ефектів:

• збільшуються витрати на проведення процесу;
• помітно зростають парові навантаження в ректифікаційних колонах, оскільки молекулярна маса води істотно менше молекулярної маси вуглеводнів, що розділяються;
• в результаті зростають діаметри ректифікаційних колон та їх гідравлічний опір;
• відбувається обводнення нафтопродуктів, що викликає необхідність їхньої подальшої осушування;
• утворюються хімзабруднені стічні води.

Тому у світовій практиці спостерігається тенденція використання як випарного агента замість води вуглеводневої фази (бензинової та гасово-газойлевої фракцій).

Однак у вітчизняній практиці ці рішення широкого розповсюдження не знайшли. У зміцнювальній секції колони К-2 (рис. 2.1) розташовані 2 холодні циркуляційні зрошення, які забезпечують проміжну конденсацію парового потоку в К-2.

При цьому зростають витрати потоків рідкого зрошення (внутрішньої флегми) і забезпечується повніший відбір цільових паливних фракцій. Охолодження циркуляційних зрошень проводиться у виносних холодильниках.

На різних НПЗ режими роботи колон атмосферного блоку, а також апаратурне оформлення технологічного процесуможуть істотно відрізнятися, що підтверджує необхідність проведення оптимізаційних рішень під час аналізу та вдосконалення показників роботи кожної конкретної установки. Характерні показники режимів роботи атмосферного блоку установки АВТ-6 під час переробки західносибірської нафти наведено у табл. 2.1.

ВАМ БУДЕ ЦІКАВО:

Вакуумний блок установки АВТ Ще дві установки запущено на Танеко Завершено будівництво 1-ї технологічної лінії установки виробництва сірки на Орському НПЗ Орський НПЗ веде пуско-налагоджувальні роботи на азотній станції №2 установки гідрокрекінгу На ВНПЗ "Газпром нафти" змонтовано обладнання нової установки уповільненого коксування