Атмосферный блок установки АВТ
Наиболее распространенной схемой реализации процесса для атмосферного блока АВТ является схема двукратного испарения и двукратной ректификации нефти (рис. 2.1). По этой схеме работает широко распространенная установка АВТ-6, входящая в типовые блоки ЛК-6У многих нефтеперерабатывающих заводов РФ.
Обезвоженная и бессоленная нефть с блока ЭЛОУ (блок подготовки нефти – электрообезвоживание и обессоливание нефти) после подогрева до температуры 195-205 оС за счет рекуперации тепла материальных потоков, отходящих с установки, поступает на разделение в колонну частичного отбензиневания сырья К-1. Назначение К-1 – отбор из нефти легкого бензина и основной части растворенных газов для нормализации количества бензиновых углеводородов в основной колонне К-2 и стабилизации режима её работы при возможных колебаниях состава сырья. Дистиллятные пары из К-1 конденсируются в аппаратах воздушного и/или водяного охлаждения и разделяются в сепараторе С-1 на жидкую (II) и газовую (VIII) фазы. Часть жидкой фазы возвращается в К-1 в качестве флегмы, а балансовый избыток (фракция легкого бензина II) отводится с установки. Газовая фаза отводится на газофракционирующую установку (ГФУ). Частично отбензиненная нефть из низа К-1 поступает в печь П-1, нагревается до температуры 360-370 оС и подается на тарелку питания колонны К-2. Одновременно часть нагретой нефти (кубовый продукт К-1) возвращается в К-1 в виде «горячей струи» для создания парового орошения в исчерпывающей секции колонны. Дистиллятные пары с верха К-2 конденсируются в аппаратах АВО и поступают в сепаратор С-2. Часть жидкой фазы возвращается в качестве флегмы в К-2, а балансовый избыток (фракция тяжелого бензина III) отводится с установки. С промежуточных тарелок укрепляющей секции К-2 в виде боковых погонов выводятся топливные фракции 180-220 оС, 220-280 оС и 280-350 оС, которые направляются в отпарные колонны К-3, К-4 и К-5 соответственно. В низ колонны К-2, а также в низ отпарных колонн подается перегретый водяной пар (поток IX) для отпарки из продуктовых потоков более легких фракций. Отпаренные фракции вместе с водяными парами возвращаются в основную колонну К-2 выше точек отбора боковых погонов. Использование отпарных колонн позволяет существенно снизить содержание легких фракций в отбираемых дистиллятных продуктах и за счет этого повысить их качество.
Рис. 2.1. Принципиальная схема двукратной ректификации нефти атмосферного блока установки АВТ: К – ректификационные колонны;
П – печь; С – сепараторы; Т – теплообменники. Потоки: I – сырье (нефть с ЭЛОУ); II – лёгкий бензин; III – тяжелый бензин; IV - фракция 180-220 оС;
V – фракция 220-280 оС; VI – фракция 280-350 оС; VII – мазут; VIII – газ;
IX – водяной пар
В процессе ректификации нефти водяной пар играет особую роль, определяемую тем обстоятельством, что вода и углеводороды в жидкой фазе практически взаимно нерастворимы и образуют раздельно кипящую смесь. В этих условиях водяной пар не только вносит в систему тепло, необходимое для отпарки легких углеводородов, но и снижает парциальное давление нефтяных паров, что в свою очередь приводит к понижению температуры кипения углеводородной (нефтяной) фазы и одновременно к увеличению относительной летучести всех углеводородных пар компонентов. Поэтому ввод водяного пара в определенной мере эквивалентен понижению давления в ректификационной системе, что особенно важно для колонн, работающих под вакуумом. На тарелках ректификационных колонн установок АВТ водяной пар при используемых режимах работы не конденсируется, проходит всю колонну снизу вверх и конденсируется только во внешних конденсационных узлах. Расход водяного пара в атмосферном блоке составляет (1,2–3,5) % масс. В расчете на сырье установки [1].
Использование водяного пара приводит и к отрицательным эффектам:
· увеличиваются затраты энергии на проведение процесса;
· заметно возрастают паровые нагрузки в ректификационных колоннах, поскольку молекулярная масса воды существенно меньше молекулярной массы разделяемых углеводородов;
· в результате возрастают диаметры ректификационных колонн и их гидравлическое сопротивление;
· происходит обводнение нефтепродуктов, что вызывает необходимость их последующей осушки;
· образуются химзагрязненые сточные воды.
Поэтому в мировой практике наблюдается тенденция использования в качестве испаряющего агента взамен воды углеводородной фазы (бензиновой и керосино-газойлевой фракций). Однако в отечественной практике эти решения широкого распространения не нашли. В укрепляющей секции колонны К-2 (рис. 2.1) расположены 2 холодных циркуляционных орошения, которые обеспечивают промежуточную конденсацию парового потока в К-2. При этом возрастают расходы потоков жидкого орошения (внутренней флегмы) и обеспечивается более полный отбор целевых топливных фракций. Охлаждение циркуляционных орошений производится в выносных холодильниках.
На разных НПЗ режимы работы колонн атмосферного блока, а также аппаратурное оформление технологического процесса могут существенно различаться, что подтверждает необходимость проведения оптимизационных решений при анализе и совершенствовании показателей работы каждой конкретной установки. Характерные показатели режимов работы атмосферного блока установки АВТ-6 [1] при переработке западносибирской нефти приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Показатели режимов работы атмосферного блока АВТ-6
| Материальный баланс блока АТ | |
| Поступило, % | |
| Нефть | |
| Получено, % на нефть | |
| Газ и нестабильный бензин (н.к. – 180 оС) | 19,1 |
| Фракции: | |
| 180 – 220 оС | 7,4 |
| 220 – 280 оС | 11,0 |
| 280 – 350 оС | 10,5 |
| Мазут | 52,0 |
| Технологический режим работы блока АТ | |
| Колонна частичного отбензиневания нефти, К-1 | |
| Температура, оС | |
| питания | |
| верха | |
| низа | |
| в емкости орошения | |
| Давление, Мпа | 0.5 |
| Расход острого парового орошения, % на сырье | 0,6 |
| Атмосферная колонна К-2 | |
| Температура, оС | |
| питания | |
| верха |
Окончание табл. 2.1
| вывода фракций: | |
| 180 – 220 оС | |
| 220 – 280 оС | |
| 280 – 350 оС | |
| низа | |
| Давление, Мпа | 0,25 |
| Расход острого парового орошения, % на сырье | 1,4 |