Выпуск разнообразной продукции на нефтепереработки зависит во многом от качества сырья – нефти. Но немалую роль в качестве получаемых продуктов играет как выбор технологических процессов переработки, так и качество проведения каждого процесса.
Из сырой нефти непосредственно одним процессом нельзя получить ни один товарный нефтепродукт (за исключением газов), все они получаются последовательной обработкой на нескольких установках. Первой в этой цепочке всегда стоит установка ЭЛОУ-АВТ, поэтому от качества работы этой секции будет зависеть работа всех остальных звеньев технологической цепочки [1].
Установки первичной переработки нефти составляют основу всех НПЗ. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырья для вторичных процессов и для нефтехимических производств. От работы АВТ зависят выход и качество компонентов топлив и смазочных масел и технико-экономический показатель последующих процессов переработки нефтяного сырья. Проблемам повышения эффективности работы и интенсификации установок АВТ всегда уделялось и уделяется серьезное внимание.
Важнейшими из всего многообразия проблем, стоящих перед современной нефтепереработкой нужно считать следующие:
- дальнейшее углубление переработки нефти;
- повышение октановых чисел автобензинов;
- снижение энергоемкости производств за счет внедрения новейших достижений в области тепло- и массообмена, разработки более совершенных и интенсивных технологий глубокой безотходной и экологически безвредной переработки нефти и др.
Решение этих проблем предусматривает:
- Совершенствование основных аппаратов установок АВТ:
- контактных устройств ректификационных колонн, от эффективности работы которых зависят материальные, энергетические и трудовые затраты, качество нефтепродуктов и глубина переработки нефти и т.д.;
- конденсационно-вакуумсоздающих систем (КВС) промышленных вакуумных колонн;
- трубчатых печей и теплообменно-холодильного оборудования.
- Совершенствование технологических схем. При выборе технологической схемы и режима установки необходимо руководствоваться потенциальным содержанием фракций.
- Совершенствование схем и технологии вакуумной и глубоковакуумной перегонки мазута, то есть
- уменьшение уноса жидкости в концентрационную секцию колонны (установка отбойников из сетки и организация вывода затемненного тяжелого газойля);
- подбор эффективных контактирующих устройств для углубления вакуума.
Преимущества насадочных контактных устройств перед тарельчатыми заключается, прежде всего, в исключительно малом перепаде давления на одну ступень разделения. Среди них более предпочтительными являются регулярные насадки, так как они имеют регулярную структуру (заданную), и их гидравлические и массообменные характеристики более стабильны по сравнению с насыпными [2].
Разработка установки первичной переработки нефти
... последующих процессов переработки нефтяного сырья. Проблемам повышения эффективности работы и интенсификации установок АВТ всегда уделялось и уделяется серьезное внимание. На установках первичной переработки нефти достигнута ... По мере совершенствования нефтепереработки роль ППН изменялась. В Настоящее время первичная перегонка нефти, происходит в установках АВТ является головным процессом в схеме ...
Одним из подобных насадочных устройств является регулярная насадка «Кох-Глитч». Применение этой насадки в вакуумных колоннах позволило уменьшить наложение фракций, а также снизить расход водяного пара в куб колоны.
Коррозия оборудования – еще одна не менее важная проблема. Наличие в поступающей на переработку нефти хлоридов (как неорганических, так и органических) и соединений серы приводит вследствие их гидролиза и крекинга при прямой перегонки нефти к коррозии оборудования, главным образом конденсаторов и холодильников [1].
Имеющиеся ингибиторы коррозии не универсальны, поскольку у них есть ряд недостатков (неприятный запах, являются высокотоксичными соединениями и достаточно дорогими продуктами).
Однако в настоящее время разработан новый ингибитор коррозии – водный раствор полигексаметиленгуанидингидрат
Этот ингибитор не имеет вышеперечисленных недостатков [3].
Одним из направлений совершенствования установок АВТ является улучшение отбора фракций от их потенциального содержания. С мазутом уходит до 5% дизельных фракций, а с гудроном – до 10% масляных фракций.
В практики фракционирования остатков атмосферной перегонки, наметилась тенденция к использованию вместо традиционных пароэжекторных вакуумных систем (ПЭВС) гидроциркуляционных (ГЦВС).
Последние более сложные, но усложнение вакуум создающей системы и увеличение в связи с этим капитальных затрат оправдано явным преимуществом её эксплуатации.
В качестве рабочего тела в ГЦВЦ используется ДТ, получаемое на самой установке. Отказ от использования ПЭВС, а, следовательно, от использования в качестве рабочего тела водяного пара приводит к снижению на экологическую систему, за счёт сокращения сброса химически загрязненных вод.
Углубление вакуума, обеспечиваемое применением ГЦВЦ, даёт возможность снизить температуру потока питания вакуумной колонны при сохранении и даже увеличении доли отгона, т.е. уменьшить термическое разложение сырья в трубчатых печах [2].
Изложенный материал позволяет сделать вывод: установки АВТ еще далеки от универсальности. Однако их совершенствование приведет к решению не только перечисленных проблем, но и сыграет большую роль в защите окружающей среды.
1 Характеристика нефти по ГОСТ Р 51858-2002 и выбор варианта ее переработки
Выбор технологической схемы первичной и последующей переработки нефти в большой степени зависит от её качества. Данные о Девонской нефти взяты в справочной литературе [4].
Показатели качества нефти представлены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 – Показатели качества Девонской нефти
|
Показатели |
Единицы измерения |
Значение показателя |
|
Плотность нефти при 20°С |
кг/м3 |
889,5 |
|
Содержание в нефти: хлористых солей |
мг/дм3 |
119 |
|
воды |
% масс. |
0,67 |
|
серы |
% масс. |
2,82 |
|
парафина |
% масс. |
2,6 |
|
фракции до 360°С |
% масс. |
38,4 |
|
фракции 360-500°С |
% масс. |
18,7 |
|
фракции 500-600°С |
% масс. |
15,0 |
|
Плотность гудрона (остатка) при 20 °С (фр.>500°С) |
кг/м3 |
1009,3 |
|
Вязкость нефти: при t=20°C |
мм2/с |
38,9 |
|
при t=50°C |
мм2/с |
14,72 |
|
Выход суммы базовых масел с ИВ³90 и температурой застывания £-15°С |
% масс. |
— |
Таблица 1.2 – Потенциальное содержание фракций в Девонской нефти
|
Номер компонента |
Компоненты, фракции |
Массовая доля компонента в смеси, xi |
|
1 |
H2 |
0 |
|
2 |
CH4 |
0 |
|
3 |
C2H6 |
0,000278 |
|
4 |
C2H4 |
0,00000 |
|
5 |
H2S |
0,00000 |
|
6 |
SC3 |
0,003654 |
|
7 |
SC4 |
0,006068 |
|
8 |
28-62°С |
0,018 |
|
9 |
62-85°С |
0,016 |
|
10 |
85-105°С |
0,019 |
|
11 |
105-140°С |
0,036 |
|
12 |
140-180°С |
0,046 |
|
13 |
180-210°С |
0,039 |
|
14 |
210-310°С |
0,138 |
|
15 |
310-360°С |
0,072 |
|
16 |
360-400°С |
0,061 |
|
17 |
400-450°С |
0,064 |
|
18 |
450-500°С |
0,062 |
|
19 |
500-550°С |
0,081 |
|
20 |
>550°С |
0,338 |
|
Итого: |
1,000 |
Показатели качества Девонской нефти, приведенные в таблицах 1.1 и 1.2, позволяют сказать, что базовых масел с ИВ³90 и температурой застывания £-15°С в нефти нет.
Таким образом производство базовых масел, т.е. получение узких масляных фракций на установке АВТ является не целесообразным.
Нефть следует перерабатывать по топливному варианту.
Девонская нефть с массовой долей серы 2,82 % (класс 3, высокосернистая), плотностью при 20оС 889,5 (тип 3, тяжелая), концентрации хлористых солей 119 мг/дм3, массовой долей воды 0,67 % (группа 3), массовой долей сероводорода 24 ррm (вид 2) обозначается «3.3.3.2. ГОСТ Р 51858-2002». Данная нефть соответствует «ГОСТ Р 51858-2002.Нефть. Общие технические условия.» только для внутреннего использования (плотность не соответствует требованиям экспортного варианта — тип 3).
2 Характеристика фракций нефти и вариантов их применения
Характеристики всех фракций нефти составлена по данным справочника [4] и приводятся в виде таблиц.
2.1 Характеристика газов
Таблица 2.1 – Состав и выход газов на нефть
|
Компоненты |
Выход на нефть, % масс. |
|
Метан |
0 |
|
Этан |
1,0∙0,0278=0,0278 |
|
Пропан |
1,0∙0,3654=0,3654 |
|
Бутан |
1,0∙0,4546=0,4546 |
|
Изобутан |
1,0∙0,1522=0,1522 |
|
Итого: |
1,0 |
Содержание этана в рефлюксе: 2,78 % масс..
Девонской нефть содержит в основном тяжёлые газы, т.е. пропан и бутаны. Поэтому смесь этих газов можно получать в жидком состоянии в ёмкости орошения стабилизационной колонны в виде рефлюкса и использовать его как товарный сжиженный газ, т.к. содержание этана в нём будет <5 %).
2.2 Характеристика бензиновых
Таблица 2.2 – Характеристика бензиновых фракций Девонской нефти
|
Пределы кипения фракции, °С |
Выход на нефть, % масс. |
Октановое число без ТЭС |
Содержание, % масс. |
|||
|
серы |
ароматических углеводородов |
нафтеновых углеводородов |
парафиновых углеводородов |
|||
|
н.к.-70 |
2,1 |
59 |
0,1 |
1 |
13 |
86 |
|
70-120 |
4,5 |
51 |
0,18 |
7 |
22 |
71 |
|
70-140 |
6,8 |
45 |
0,20 |
9 |
27 |
64 |
|
140-180 |
4,6 |
37 |
0,32 |
12 |
29 |
59 |
|
н.к.-180 |
13,5 |
40 |
0,19 |
9 |
25 |
66 |
