Врпп лекция. ВРПП Лекция №41. Основные процессы переработки нефти, нефтепродуктов и газов. Факторы, влияющие на ход технологического процесса переработки газов и нефтепродуктов
 Скачать 19.44 Kb.
|
|
ВРПП (Лекция №41) Основные процессы переработки нефти, нефтепродуктов и газов. Факторы, влияющие на ход технологического процесса переработки газов и нефтепродуктов. Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных технологических процесса: 1. Первичная переработка - Разделение нефтяного сырья на фракции различных интервалов температур кипения; 2. Вторичная переработка - Переработка фракций первичной переработки путем химического превращения содержащихся в них углеводородов и выработка компонентов товарных нефтепродуктов; 3. Товарное производство - Смешение компонентов с использованием различных присадок, с получением товарных н/продуктов с заданными показателями качества. Номенклатура продукции нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) может включать до 40 позиций, в тч: - моторное топливо, - котельное топливо, - сжиженные газы, - сырье для нефтехимического производства, - смазочное, гидравлическое и прочее масло, - битум, - нефтяной кокс, - прочие н/продукты. Номенклатура н/продуктов, получаемых на конкретных НПЗ, зависит от состава и свойств поставляемой сырой нефти и потребностей в н/продуктах. Характеристики фракций: Газы, растворенные в нефти в количестве 1,9 % масс на нефть, и полученные при первичной перегонке нефти, состоят в основном из пропана и бутана. Это - сырье газофракционирующих установок и топливо (бытовой сжиженный газ). Фракции нк -62 и 62-85оС имеют небольшое октановое число, поэтому направляется на установку изомеризации для повышения октанового числа. Фракция 85-120 оС - это сырье каталитического риформинга для получения бензола и толуола, компонентов высокооктанового бензина. Фракции 85-120 и 120-180 оС - сырье каталитического риформинга для получения компонентов высокооктанового бензина, и компонента реактивного топлива. Фракция 180-230 оС - компонент реактивного и дизельного топлива. Фракции 230-280 оС и 280-350 оС - это фракции летнего и зимнего дизельного топлива. Цетановое число объединенной фракции 240 - 350 оС = 55 . Температура застывания -12 оС. Депарафинизация фракции 230 - 350 оС позволяет получить зимнее дизтопливо. Фракция 350-500 оС - вакуумный газойль - сырье процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга для получения высокооктанового бензина. Фракция, выкипающая при температурах выше 500 оС - гудрон - используется как сырье установок термического крекинга, висбрекинга, коксования, производства битума. Нефтепереработка - непрерывный технологический процесс, остановка которого предусмотрена только для проведения планово - предупредительного ремонта (ППР), ориентировочно каждые 3 года. Одна из основных задач модернизации НПЗ, проводимой компаниями, - это увеличение межремонтного периода, который, к примеру, у Московского НПЗ составляет около 4,5 лет. Основная техническая единица НПЗ - технологическая установка, комплекс оборудования которой позволяет выполнить все операции основных технологических процессов переработки. Основные операции 1. Поставка и прием нефти. Основные пути доставки сырья на НПЗ: - магистральные нефтепроводы (МНП) - основной для РФ вариант доставки сырой нефти, - по железной дороге с использованием вагонов - цистерн, - нефтеналивными танкерами для прибрежных НПЗ Нефть поступает на заводской нефтетерминал (рис 1) в нефтяные резервуары (обычно, типа Шухова), который связан нефтепроводами со всеми технологическими установками завода. Учет принятой на нефтетерминал нефти производится по приборам или путем замеров в нефтяных резервуарах. 2. Первичная переработка 2.1. Подготовка нефти к переработке (электрообессоливание). Обессоливание служит для уменьшения коррозии технологического оборудования от сырой нефти. Поступающую из нефтерезервуаров сырую нефть смешивают с водой для растворения солей и отправляют на ЭЛОУ - электрообессоливающую установку. Электродегидраторы - цилиндрические аппараты со смонтированными внутри электродами - это основное оборудование ЭЛОУ. Здесь под воздействием тока высокого напряжения (25 кВ и более), эмульсия (смесь воды и нефти) разрушается, вода собирается в низу аппарата и откачивается. Для более эффективного разрушения эмульсии, в сырье вводятся специальные вещества - деэмульгаторы. Температура процесса обессоливания - 100-120°С. 2.2.Перегонка нефти Обессоленая и обезвоженная нефть с ЭЛОУ поступает на установку атмосферно-вакуумной перегонки нефти (АВТ - атмосферно-вакуумная трубчатка). Нагрев нефти перед разделением на фракции производится в змеевиках трубчатых печей за счет тепла сжигания топлива и тепла дымовых газов. В последнее время актуальность приобрела задача перевода печей с жидкого на газообразное топливо, что повышает эффективность техпроцесса и существенно улучшает экологию. АВТ разделена на 2 блока - атмосферной и вакуумной перегонки. 2.2.1. Атмосферная перегонка Атмосферная перегонка обеспечивает отбор светлых нефтяных фракций - бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих при температуре до 360°С, выход которых может составлять 45-60% на нефть. Нагретая в печи нефть разделяются на отдельные фракции в ректификационной колонне - цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость - вниз. Различные по размеру и конфигурации ректификационные колонны используются на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них меняется в интервале 20 - 60. Тепло подводится в нижнюю часть колонны и отводится с верхней части колонны, поэтому температура в колонне постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, а жидкий мазут - остаток атмосферной перегонки , откачивается с низа колонны. 2.2.2. Вакуумная перегонка Вакуумная перегонка обеспечивает отбор масляных дистиллятов или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) от мазута. На НПЗ топливно-масляного профиля - отбор масляных дистиллятов, на НПЗ топливного профиля - вакуумного газойля. Термическое разложение углеводородов (крекинг) начинается при при температуре более 380°С , а конец кипения вакуумного газойля - при 520°С и более. Перегонка при близком к вакууму остаточном давлении 40-60 мм рт ст позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С, что позволяет отбирать масляные фракции. Паровые или жидкостные эжекторы - основное оборудование для создания разряжения в колонне. Остаток вакуумной перегонки - гудрон. 2.2.3. Стабилизация и вторичная перегонка бензина Получаемая на блоке АВТ бензиновая фракция не может быть использована по следующим причинам: - содержит газы, в основном пропан и бутан, в превышающем требования по качеству объеме, что не позволяет использовать их как компоненты автомобильного бензина или товарного прямогонного бензина, - процессы нефтепереработки, направленные на повышение октанового числа бензина и производства ароматических углеводородов в качестве сырья используют узкие бензиновые фракции. Поэтому используется техпроцесс, в результате которого от бензиновой фракции отгоняются сжиженные газы, и осуществляется ее разгонка на 2-5 узких фракций на соответствующем количестве колонн. Продукты первичной переработки нефти, собственно, как и продукты в других техпроцессах переработки, охлаждаются: - в теплообменниках, что обеспечивает экономию технологического топлива, - в водяных и воздушных холодильниках. Далее продукты первичной переработки идут на очередные переделы. Установка первичной переработки - обычно комбинированные ЭЛОУ -АВТ - 6 мощностью переработки до 6 млн т/ год нефти, в составе: - блока ЭЛОУ, предназначенного для подготовки нефти к переработке путем удаления из нее воды и солей, - блока АТ, предназначенного для разгонки светлых нефтепродуктов на узкие фракции, - блока ВТ, предназначен для разгонки мазута (>350оС) на фракции, - блока стабилизации, предназначенного для удаления из бензина газообразных компонентов, в тч коррозийно-активного сероводорода и углеводородных газов, - блока вторичной разгонки бензиновых фракций, предназначенного для разделения бензина на фракции. В стандартной конфигурации установки, сырая нефть смешивается с деэмульгатором, нагревается в теплообменниках, 4мя параллельными потоками обессоливается в 2х ступенях горизонтальных электродегидраторов, дополнительно нагревается в теплообменниках и направляется в отбензинивающую колонну. Тепло к нижнейчасти этой колонны подводится горячей струей, циркулирующей через печь. Далее частично отбензиненная нефть из колонны после нагрева в печи направляется в основную колонну, где осуществляется ректификация с получением паров бензина в верхней части колонны, 3 боковых дистиллятов из отпарных колонн и мазута в нижней части колонны. Отвод тепла в колонне осуществляется верхним испаряющим орошением и 2мя промежуточными циркуляционными орошениями. Смесь бензиновых фракций из колонн и направляется на стабилизацию в колонну, где сверху отбираются легкие головные фракции (жидкая головка), а снизу- стабильный бензин. Стабильный бензин в колоннах подвергается вторичной перегонке с получением узких фракций, используемых в качестве сырья для каталитического риформинга. Тепло к низу стабилизатора и колонн вторичной перегонки подводится циркулирующими флегмами, нагреваемыми в печи. Мазут из основной колонны в атмосферной секции насосом подается в вакуумную печь, откуда с температурой 420 оС направляется в вакуумную колонну. В нижнюю часть этой вакуумной колонны подается перегретый водяной пар. С верха колонны водяной пар вместе с газообразными продуктами разложения поступает в поверхностные конденсаторы, откуда газы разложения отсасываются 3-ступенчатыми пароэжекторными вакуумными насосами. Остаточное давление в колонне 50 мм рт cт. Боковым погоном вакуумной колонны служат фракции , которые насосом через теплообменник и холодильник направляются в емкости. В 3 сечениях вакуумной колонны организовано промежуточное циркуляционное орошение. Гудрон в низу вакуумной колонны откачивается насосом через теплообменник и холодильник в резервуары. Аппаратура и оборудование АВТ-6 занимают площадку 265*130 м2, или 3.4 га. Инфраструктура ЭЛОУ - АВТ - 6 включает: - подстанцию, насосную станцию для перекачки воды и компрессорную станцию, - блок ректификационной аппаратуры, - конденсационно-холодильная аппаратура и промежуточные емкости, установленные на 1-ярусном ж/бетонном постаменте, - насосы технологического назначения для перекачки н/продуктов, - многосекционные печи общей тепловой мощностью порядка 160 млн ккал*ч, используемых в качестве огневых нагревателей мазута, нефти и циркулирующей флегмы. |