И ликвидации аварийных ситуаций.
(номера вариантов от 00 до 19)
Установка АТ (атмосферная трубчатка) предназначена для перегонки нефти. Сырье, поступающее на установку, т.е. нефть, представляет сложный раствор взаиморастворимых углеводородов различного молекулярного веса (жидких, твердых, газообразных) с примесями различных солей и воды. От избыточного содержания солей и воды нефть очищается перед началом процесса перегонки.
Разнообразие углеводородов, входящих в состав нефти, и их различные температуры кипения дают возможность получать из нефти фракции с различными интервалами температур кипения – от наиболее легких фракций до тяжелых. На установках АТ, осуществляя совокупность ряда физических процессов (нагревание, испарение, конденсация), из сырой нефти получают бензины, керосины, дизельное топливо и в остатке – мазут.
Принципиальная технологическая схема установки первичной перегонки нефти (АТ) представлена на рис. 16.
Сырая нефть, очищенная от солей и воды, хранится на сырьевом складе в резервуарах 1. Из сырьевых резервуаров нефть забирается насосом и подается на установку для ее перегонки. Поступая на установку, нефть прежде всего подогревается до температуры 100–120 ºС в теплообменниках-подогревателях 2. Подогрев нефти ведется за счет использования теплоты конечного продукта перегонки мазута, который при выходе из низа ректификационной колонны имеет температуру до 350 ºС.
От подогретой до 100–120 ºС сырой нефти уже можно отделить наиболее легкие пары – пары бензина и растворенные в нефти газы. Для этого нефть из теплообменников подают в предварительный испаритель 3. Предварительный испаритель – это вертикальная колонна с тарелками.
При движении нефти по тарелкам колонны сверху вниз из нее отделяются пары легкого бензина и по трубопроводу 7 подаются в основную ректификационную колонну 8. В нижней части колонны 3 скапливается отбензиненная нефть, которая забирается горячим насосом 4 и под давлением до 1,6 МПа подается для основного подогрева в змеевик трубчатых печей 5.
За счет тепла сжигаемого топлива нефть в трубчатой печи нагревается до температуры кипения мазута и поступает по линии 6 на ректификацию (разделение) в основную ректификационную колонну 8. Так как давление в колонне небольшое (немного выше атмосферного), то на линии 6 имеется редуктор для снижения давления нефти, выходящей из трубчатой печи, до требуемой величины.
 |
Рис. 16. Установка первичной перегонки нефти (АТ):
а – принципиальная технологическая схема; б – план и продольный разрез установки
Ректификационная колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с тарелками. Нижняя часть колонны подогревается острым перегретым водяным паром, подаваемым по линии 24. Верхняя часть колонны питается орошением бензином, подаваемым по линии 13.
Поступающая в колонну нефть за счет взаимодействия жидкой фазы, движущейся по тарелкам сверху вниз, с паровой фазой, движущейся по колонне снизу вверх, разделяется на нужные фракции. Из верхней части колонны выходит самая легкая фракция – пары бензина в смеси с водяным паром. Эта смесь по шлемовой трубе 9 поступает на конденсацию и охлаждение в конденсатор-холодильник 10. Полученная смесь конденсата (бензин + вода) и несконденсировавшихся продуктов (пары бензина и легкие углеводородные газы) поступает на разделение в газосепаратор 11. В газосепараторе вода отсеивается от бензина и отводится из нижней части аппарата в дренажную канализацию. Бензин из средней части газосепаратора забирается насосом 12 и подается частично на орошение по линии 13 и в резервуар товарной продукции 14. Газовая фаза отводится из верхней части газосепаратора на утилизацию.
Фракция керосина отводится из колонны 8 в холодильник 16 и в охлажденном виде насосом 15 по линии 17 подается в товарный парк.
Фракция дизельного топлива отводится из колонны 8 в холодильник 19 и, охлажденная, по линии 20 подается в резервуар товарного парка.
Остаток от перегонки нефти – горячий мазут – из нижней части ректификационной колонны 8 прокачивается через подогреватели-теплообменники 2 для подогрева сырой нефти. Затем мазут для окончательного охлаждения проходит холодильник 23 и насосом 22 по линии 21 подается в резервуары с мазутом. Режим работы основных аппаратов и их размеры приведены в табл. 19, 20 и 21.
Все аппараты, кроме насосов, расположены на открытых площадках. Насосы размещены в насосной станции. План и продольный разрез установки показаны на рис. 16.
Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 00 до 09, после краткого изложения сущности технологического процесса первичной перегонки нефти должны дать анализ пожарной опасности аппаратов (данные указаны в табл. 20) и определить расчетным путем категорию взрывопожароопасности помещения насосной станции сырьевых насосов. Данные о насосной станции приведены в табл. 20.
Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 10 до 19, после краткого изложения сущности технологического процесса первичной перегонки нефти должны дать анализ пожарной опасности аппаратов (данные указаны в табл. 21) и определить расчетным путем категорию взрывопожароопасности помещения насосной станции продуктовых насосов. Данные о насосной станции приведены в табл. 21.
Таблица 19
Основные характеристики оборудования
| Позиция на рис. | Наименование аппаратов | Режим работы | Размеры | ||
| Р, МПа | t, ºС | d или l, м | h, м | ||
| 1. | Резервуар с нефтью1 | ||||
| 2. | Теплообменники | 0,2 | 0,8 | ||
| 3. | Предварительный испаритель | 0,1 | 1,5 | ||
| 4. | Насосы «горячие»1 | 0,16 | – | – | |
| 5. | Трубчатая печь1 | 0,16 | – | – | |
| 6. | Линия с редуктором | – | – | – | – |
| 7. | Линия бензиновых паров | – | – | – | – |
| 8. | Ректификационная колонна2 | 0,15 | 100-350 | ||
| 9. | Шлемовая труба | – | – | – | – |
| 10. | Холодильник-конденсатор | 0,12 | 0,8 | ||
| 11. | Газосепаратор | 0,11 | 0,8 | ||
| 12. | Насос бензиновый2 | 0,3 | – | – | |
| 13. | Линия подачи орошения | – | – | – | – |
| 14. | Резервуар с бензином | – | – | – | – |
| 15. | Насос керосина тракторного | – | – | – | – |
| 16. | Холодильник керосина | 0,15 | 0,8 | ||
| 17. | Линия отвода керосина | – | – | – | – |
| 18. | Насос дизельного топлива | 0,3 | – | – | |
| 19. | Холодильник дизельного топлива | 0,15 | 0,8 | ||
| 20. | Линия отвода дизтоплива | – | – | – | – |
| 21. | Линия отвода мазута | – | – | – | – |
| 22. | Насос мазутный | – | – | – | – |
| 23. | Холодильник мазута | 0,15 | 0,8 | ||
| 24. | Линия перегретого водяного пара | – | – | – | – |
Примечания:
1. Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 00 до 09, должны брать данные об указанных аппаратах в таблице 20.
2. Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 10 до 19, должны брать данные об указанных аппаратах в табл. 21.
Таблица 20
Основные характеристики оборудования и помещений (варианты от 00 до 09)
| Поз. на рис. | Исходные данные | Данные для вариантов | |||||||||||||||||||||
| Резервуар с сырой нефтью | |||||||||||||||||||||||
| Объем, м3 | |||||||||||||||||||||||
| Степень заполнения | 0,95 | 0,95 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,95 | 0,95 | |||||||||||||
| Температура рабочая, ºС | |||||||||||||||||||||||
| Давление рабочее, МПа | |||||||||||||||||||||||
| Молекулярный вес жидкости | |||||||||||||||||||||||
| Температура начала кипения ºС | |||||||||||||||||||||||
| PS при tр, мм.рт.ст | |||||||||||||||||||||||
| Насосы сырьевые «горячие», поршневые | |||||||||||||||||||||||
| Давление, МПа | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | |||||||||||||
| Рабочая температура, ºС | |||||||||||||||||||||||
| Диаметр всасывающей линии, мм | |||||||||||||||||||||||
| Диаметр нагнетательной линии, мм | |||||||||||||||||||||||
| Вид уплотнения вала | ТУ | ТУ | СУ | СУ | ТУ | ТУ | СУ | СУ | ТУ | ТУ | |||||||||||||
| Диаметр вала, мм | |||||||||||||||||||||||
| Производительность, м3/мин | 1,4 | 1,4 | 1,6 | 1,6 | 1,8 | 1,8 | 1,6 | 1,6 | 1,4 | 1,4 | |||||||||||||
| Трубчатая печь | |||||||||||||||||||||||
| Диаметр трубы, мм | |||||||||||||||||||||||
| Длина змеевика, м | |||||||||||||||||||||||
| Рабочее давление, МПа | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | |||||||||||||
| Рабочая температура жидкости, ºС | |||||||||||||||||||||||
| Температура топочного газа, ºС | |||||||||||||||||||||||
| Топливо | Газ | Газ | Жидк | Жидк | Газ | Газ | Жидк | Жидк | Газ | Газ | |||||||||||||
| Стационарная система тушения | Нет | Нет | Пар | Пар | Нет | Пар | Нет | Пар | Нет | Пар | |||||||||||||
| Насосная станция сырьевых насосов | |||||||||||||||||||||||
| Ширина, м | |||||||||||||||||||||||
| Длина, м | |||||||||||||||||||||||
| Высота, м | |||||||||||||||||||||||
| Кратность воздухообмена, 1/ч | |||||||||||||||||||||||
| Длина линии до задвижки, м | |||||||||||||||||||||||
| Скорость воздуха м/с | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | |||||||||||||
| Отключение задвижек | Ручн | Ручн | Ручн | Ручн | Авт | Авт | Авт | Авт | Ручн | Ручн | |||||||||||||
| Средства тушения | Пена | Пар | Пена | Пар | Пар | Пар | Пена | Пена | Пена | Пена | |||||||||||||
| Количество насосов | |||||||||||||||||||||||
Таблица 21
Основные характеристики оборудования и помещений (варианты от 10 до 19)
| Поз. на рис. | Исходные данные | Данные для вариантов | |||||||||
| Насос бензиновый центробежный | |||||||||||
| Давление рабочее, МПа | 0,4 | 0,45 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,6 | 0,55 | 0,5 | 0,45 | 0,4 | |
| Рабочая температура, ºС | |||||||||||
| Диаметр всасывающей линии, мм | |||||||||||
| Диаметр нагревательной линии, мм | |||||||||||
| Вид уплотнения вала | ТУ | ТУ | СУ | СУ | ТУ | ТУ | СУ | СУ | ТУ | ТУ | |
| Диаметр вала, мм | |||||||||||
| Производительность, м3/мин | 0,6 | 0,5 | 0,55 | 0,55 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | |
| Насосная станция продуктовых насосов | |||||||||||
| Ширина помещения, м | |||||||||||
| Длина помещения, м | |||||||||||
| Высота помещения, м | |||||||||||
| Кратность воздухообмена 1/ч | |||||||||||
| Длина линий до задвижки, м | |||||||||||
| Количество насосов | |||||||||||
| Отключение задвижек | Руч | Ручн | Ручн | Авт | Авт | Авт | Ручн | Ручн | Авт | Авт | |
| Средство тушения | Пар | Пар | Пар | Пена | Пена | Пена | Пар | Пар | Пар | Пар | |
| Скорость воздуха, м/с | 0,3 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 0,6 | |
| Ректификационная колонна | |||||||||||
| Диаметр, м | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | |||||||
| Высота, м | |||||||||||
| Температура низа колонны, ºС | |||||||||||
| Температура верха колонны, ºС | |||||||||||
| Давление МПа | 0,14 | 0,13 | 0,13 | 0,14 | 0,13 | 0,14 | 0,15 | 0,14 | 0,15 | 0,14 | |
| Объем парового пространства | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,8 | 0,7 | |
| Средства тушения | пар | орош | пар | орош | пар | орош | орош | орош | пар | пар | |
| Резервуар бензина | |||||||||||
| Объем, м3 | |||||||||||
| Степень заполнения, % | 0,95 | 0,9 | 0,95 | 0,9 | 0,95 | 0,9 | 0,95 | 0,9 | 0,95 | 0,9 | |
| Рабочая температура, ºС | |||||||||||
| Давление, МПа | 0,101 | 0,101 | 0,102 | 0,102 | 0,1 | 0,1 | 0,101 | 0,102 | 0,102 | 0,101 | |
| Молекулярный вес жидкости | |||||||||||
| Температура начала кипения, ºС | |||||||||||
| PS при tр, мм.рт.ст |