Termokings.ru

Домашний Мастер
29 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Отпарные колонны их классификация и принцип работы

НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Назначение, сырье и продукты

На атмосферных нефтеперегонных установках нефть или смесь нефтей обычно разделяется на четыре дистиллятные фракции и остаток — мазут. Побочным продуктом является смесь углеводородных газов, часто содержащая сероводород, который образуется из нестойких соединений серы при нагреве нефти.

Технологическая схема

Установка атмосферной перегонки, двухколонная (по числу основных колонн: первая — простая, вторая — сложная, без учета внешних отпарных колонн) с двукратным испарением сырья. До поступления в первую ректификационную колонну, называемую также испарительной колонной, нефть нагревается только в теплообменниках, проходя в них одним, двумя или несколькими параллельными потоками. Верхним продуктом первой колонны являются легкая бензиновая фракция и небольшое количество газа. Остальные дистилляты, выводимые с установки, а также мазут получаются во второй колонне. Обе колонны обслуживаются общей трубчатой печью. Часть нижнего продукта испарительной колонны циркулирует между печью и первой колонной, этим достигается снабжение ее отгонной секции дополнительным количеством тепла. Ниже описана технологическая схема двухступенчатой установки атмосферной перегонки.

Обессоленная нефть, нагнетаемая насосом 8, проходит двумя параллельными потоками группу теплообменников 10, 11, 23, 26, 29 и нагретая до температуры 200—220°С поступает в среднюю часть колонны 2. Ректификационная колонна 2 работает при избыточном давлении, достигающем на некоторых установках 0,45 МПа.

Пары легкого бензина (конец кипения этой фракции в одних случаях равен 85°С, а в других — 140 или 160°С) по выходе из колонны 2 конденсируются в аппарате воздушного охлаждения 3. Далее конденсат и сопутствующие газы, охлажденные в водяном холодильнике 4, разделяются в газосепараторе 5. Отсюда легкий бензин насосом 7 направляется в секцию (блок) стабилизации и вторичной перегонки. Часть легкого бензина возвращается как орошение в колонну 2.

Из колонны 2 снизу частично отбензиненная нефть забирается насосом 1 и подается в змеевик трубчатой печи 6. Нагретая в змеевиках печи нефть поступает в парожидком состоянии в основную ректификационную, колонну 14. Часть же нефти после печи возвращается как рециркулят, или «горячая струя», на одну из нижних тарелок колонны 2.

Верхним продуктом колонны 14 является бензиновая фракция, более тяжелая по сравнению с отводимой с верха испарительной колонны 2. По выходе из колонны 14 пары бензина, а также сопровождающие их водяные пары конденсируются в аппарате воздушного охлаждения 15. Охлажденная в водяном холодильнике 16 смесь разделяется в газосепараторе 17 на газ, водный и бензиновый конденсаты. Жидкая бензиновая фракция из газосепаратора 17 (или дополнительного водоотделителя, не показанного на схеме) забирается насосом 22 и подается в секцию вторичной перегонки. Часть бензина этим же насосом возвращается в колонну 14, на ее верхнюю тарелку, как орошение.

Фракции 140—240 и 240—350°С (или 140—220 и 220—350°С) выводятся из отпарных колонн 18 и 19, прокачиваются с помощью насосов 20 и 21 и охлаждаются в последовательно соединенных аппаратах. Первая — керосиновая фракция — в теплообменнике 23, аппарате воздушного охлаждения 24 и водяном кожухотрубном холодильнике 25; вторая — фракция дизельного топлива — в теплообменнике 26, холодильнике 27 и водяном холодильнике 28.

Под нижние тарелки отпарных колонн вводится перегретый водяной пар.

Тяжелый неиспаренный остаток нефти в смеси с жидкостью, стекающей с последней тарелки концентрационной секции колонны 14, проходя нижние шесть тарелок в колонне, продувается перегретым водяным паром. Мазут, освобожденный в значительной мере от низкокипящих фракций, с низа колонны 14 направляется насосом 13 через теплообменник 29 и холодильники 30 и 31 в резервуар. В колонне 14 имеются два циркуляционных орошения, тепло которых отдается нефти в теплообменниках 10 и 11.

Последовательность прохождения нефтью теплообменников может быть и иной, чем показано на схеме.

Технологический режим

Температура, °С:
подогрева нефти в теплообменниках200 — 230
подогрева отбензиненной нефти в змеевиках трубчатой печи330 — 360
паров, уходящих из отбензинивающей колонны120 — 140
внизу отбензинивающей колонны240 — 260
паров, уходящих из основной колонны120 — 130
внизу основной колонны340 — 355
Давление, МПа:
в отбензинивающей колонне0,4 — 0,5
в основной колонне0,15 — 0,2
Читать еще:  Бетонный лоток для отвода воды: характеристика и особенности

Материальный баланс

Материальный баланс установки зависит от потенциального содержания светлых нефтепродуктов в нефти, от требуемого ассортимента их, а также от четкости фракционирования.

Ромашкинская нефтьСамотлорская нефтьРомашкинская нефтьСамотлорская нефть
ПоступилоПолучено
Нестабильная нефть100,0100,0Углеводородный газ1,01,1
Вода эмульсионная0,10,1Бензиновая фракция НК-140°С12,218,5
Керосиновая фракция 140-240°С16,317,9
Дизельная фракция 240-350°С17,020,3
Мазут >350°С52,741,4
Потери0,90,9
Итого100,1100,1Итого100,1100,1

Схемы подачи орошения

Обычно на верх атмосферной колонны в качестве острого орошения подается верхний дистиллят, а в различные точки по высоте колонны — несколько промежуточных циркуляционных орошений. Промежуточное орошение чаще всего отводят с одной из тарелок, расположенных непосредственно ниже точки вывода бокового дистиллята (погона), в выносную отпарную колонну (11). Другой вариант: в качестве промежуточного орошения используют сам боковой погон, который после охлаждения возвращают в колонну выше или ниже точки ввода в нее паров из отпарной выносной колонны (9) и (12).

Использование для теплообмена только острого орошения неэкономично, так как верхний продукт имеет сравнительно умеренную температуру. Применяя промежуточное циркуляционное орошение, рационально используют избыточное тепло колонны для подогрева нефти, при этом выравниваются нагрузки по высоте колонны, и это обеспечивает оптимальные условия ее работы. Выбирая схему орошения для работы колонны, следует учитывать степень регенерации тепла, влияние промежуточного орошения на четкость ректификации и размеры аппарата.

Анализ работы атмосферных колонн показал, что оптимальной будет схема, при которой острым (верхним) орошением колонны снимается около 40% тепла и двумя промежуточными — около 30% каждым.

Ректификационные колонны

Тепломассообмен между противоточно движущимися неравновесными паровой и жидкой фазами в ректификационных осуществляется на контактных устройствах (КУ), которые часто называются “тарелками”.

В ректификационных колоннах поток парового орошения создается нагревательными элементами (печь, ввод перегретого водяного пара), а жидкого – конденсационными устройствами (холодильники – конденсаторы, холодные циркуляционные орошения).

В результате взаимодействия между паровой и жидкой фазами на КУ в соответствии с законами термодинамического парожидкостного равновесия паровая фаза обогащается легкокипящими, а жидкая – тяжелокипящими компонентами. Поэтому именно КУ и определяют в значительной мере общую эффективность процесса разделения.

Для нефтяных колонн вообще и для колонн АВТ, в частности, можно выделить ряд присущих им характерных особенностей:

  • очень высокая производительность по сырью (до 1000 м 3 /ч для атмосферной колонны);
  • подвод тепла в разделительную систему осуществляется огневым нагревом сырья в трубчатой печи (основная и вакуумная колонны АВТ), вводом перегретого водяного пара (практически все колонны) и циркуляцией «горячей струи» (отбензиневающая колонна АТ);
  • последнее обстоятельство предполагает применение специальных сепарационных зон для разделения паровой и жидкой фаз;
  • в схеме ректификации присутствуют выносные отпарные секции, а также циркуляционные орошения, что предполагает возможность организации на КУ боковых отборов жидкой фазы и подводов как паровой, так и жидкой фаз в нескольких точках по высоте колонны.

Эти особенности должны учитываться при выборе конструкций контактных устройств в задачах проектирования блоков разделения нефти.

Чертеж

Аппарат представляет собой ректификационную колонну, состоящую из цилиндрических обечаек диаметром 1,4 и 2,2 м, соединенных конусным переходом. Внутри колонны установлены 34 клапанные тарелки. СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖ.

В верхней части колонны ввиду низких паровых и жидкостных нагрузок устанавливаются однопоточные тарелки (19-34), в нижней части колонны, ниже тарелки питания, установлены двухпоточные тарелки (1-18). Расстояние между тарелками составляет порядка 500-800 мм.

Читать еще:  Сварной метод соединения конструкций против болтового

Выбор поточности тарелок позволяет адаптировать паровые и жидкостные нагрузки внутри колонны. Кроме того, чем выше поточность тарелок, тем меньше может быть диаметр колонны. Чем меньше диаметр колонны, тем меньше металла необходимо потратить на ее изготовление. В особенности, если речь идет о легированных сталях, экономия капитальных затрат может быть весьма существенной.

Питание в колонну подается через жидкостной распределитель для более равномерного распределения жидкости по тарелке.

На верхнюю тарелку колонны подается холодное орошение (флегма) из емкости орошения для создания противотока парам, поднимающимся из нижней части колонны и для улучшения качества разделения. Тарелки в отпарной колонне обеспечивают тесный контакт между парами нефтепродуктов, поднимающимися вверх по колонне, и жидкими нефтепродуктами, стекающими вниз.

По высоте колонны присутствуют люки-лазы для проведения работ во время плановых ремонтов.

Расчетная температура работы колонны составляет 200 ○ С, расчетное давление 16 кгс/см 2 .

Расчетное давление в рабочих условиях для каждого расчетного сечения и пробное давление, измеряемое в верхней части колонны – по ГОСТ 14249-80.

Расчетную температуру для каждого элемента колонного аппарата следует определять по ГОСТ 14249-80.

Колонное оборудование для нефтепереработки

Чтобы удалить из дистиллятов легкие компоненты, их прогоняют через так называемые отпарные колонны, в которых применяется перегретый открытый водяной пар. В некоторых типах оборудования для этих целей используются специальные кипятильники, которые обогреваются с помощью нефтепродукта, температура которого выше, чем у отводимого из отпарной колонны дистиллята.

Уровни расхода водяного пара:

  • в атмосферной колонне – от 1,5 до 2,0 процентов (переработка нефти);
  • в вакуумной колонне – от 1,0 до 1,5 % (переработка мазута);
  • в отпарной колонне – от 2,0 до 2,5 процентов (переработка дистиллятов).

В ректификационных колоннах оборудования типов АТ и АВТ широкое распространение получило оборудование для циркуляционного промежуточного орошения, которое устанавливается в верхней части секции сразу под тарелкой вывода побочного дистиллята.

Колонное оборудование – пример продукции НСК

Отвод циркулирующей флегмы осуществляется двумя тарелками. Вернее орошение в вакуумных колоннах тоже, как правило, циркулирующего типа, и с целью уменьшения потерь получаемых нефтепродуктов через верхнюю часть колонны в таком оборудовании используют от 3-х до 4-х тарелок.

Чтобы создать вакуум, используют барометрический конденсатор в комплексе с двух- или трехступенчатыми эжекторами. Двухступенчатые применяются при создании вакуума глубиной 6,7 килопаскалей, а трехступенчатые – для создания глубины от 6,7 до 13,3 кПа.

Между ступенями устанавливаются конденсаторы, которые конденсируют рабочий пар, выходящий с предыдущей ступени, а также охлаждают отсасываемые газы. В последнее время вместо барометрического конденсатора широко применяются поверхностные конденсаторы, которые дают возможность не только создавать в колонне более высокий вакуум, но и избавить предприятие от колоссального количества загрязненных стоков, в особенности – при работе с сернистыми и высокосернистыми видами нефтей.

В качестве холодильников и конденсаторов-холодильников чаще всего практикуется применение АВО – аппаратов воздушного охлаждения. Их применение позволяет уменьшить расход воды, снизить первоначальные затраты на возведение объектов водоснабжения и канализации, а также очистных сооружений. Кроме того, снижаются и расходы на эксплуатацию.

Установки первичной нефтепереработки, как правило, отличаются высокой степенью автоматизации. К примеру, на таком заводском оборудовании применяются автоматические анализаторы качественных характеристик, работающие, что называется, «на потоке».

Они позволяют определять:

  • содержание в нефтяном сырье солей и воды;
  • температуру вспышки таких продуктов, как авиационный керосин, дизельное топлива и масляные дистилляты;
  • температуру выкипания 90 процентов пробы светлых нефтепродуктов;
  • значение вязкости для масляных нефтяных фракций;
  • содержание нефтепродуктов в промышленных стоках.

Некоторые такие качественные анализаторы включают в общие схемы по автоматическому регулированию. Такое регулирование позволяет, к примеру, в автоматическом режиме корректировать подачу в нижнюю часть отпарной колонны водяного пара, в зависимости от температуры вспышки дизельных видов топлива, которая также автоматически определяется с помощью включенного в систему анализатора соответствующего типа.

Читать еще:  Алюминиевый уголок – разве можно без него обойтись?

Для того, чтобы обеспечить непрерывное автоматическое определение и регистрацию состава потоков газов, как правило, используются хроматографы.

Преимущества мокрой абсорбции нежелательных примесей

С точки зрения пылегазоочистки абсорбция представляет собой процесс поглощения примесей газовоздушной среды в объеме жидкости, которая может представлять собой как активный раствор (кислый, щелочной, комплексный), так и водные барьеры различных видов (микропленка, пена, капельная завеса, кипящий слой).

Абсорбционные колонны, реализующие химическую нейтрализацию газов, аэрозолей или пылей называются хемосорбционными, башни же, где обработка происходит без образования / диссоциации соединений, фигурируют в технических публикациях как физиосорбционные.

Хемосорбционная колонна из полипропилена (для обработки химически активных потоков)

Среди преимуществ мокросорбционных колонных аппаратов, (а также горизонтальных насадочных исполнений), следует выделить следующие:

Сферы применения абсорберных и скрубберных установок

Гибкость, универсальность, высокая производительность и эффективность мокрых сорбционных фильтров позволила им занять одну из главенствующих ступеней пьедестала индустриальной пылегазоочистки. Укажем в таблице наиболее значимые отрасли современной промышленности.

Презентация колонного насадочного скруббера для комплексной очистки воздуха от кислых газов и пылевых включений

Область примененияНазначение
Химия и нефтехимияФильтрация кислот, щелочей, токсичных и технически нежелательных газов, паров, туманов и аэрозолей
Газовая сфераОчистка природного газа от сероводорода, меркаптанов / тиолов (RSH) / сульфонов и других сернистых соединений, фильтрация оксидов углерода, оксид-сульфида углерода COS (наряду с адсорбцией)
Аграрный комплексОчистка выбросов после производства сернистых, азотистых, фосфористых удобрений, очистка биогаза
Черная и цветная металлургияФторсодержащие выхлопы алюминевых производств, десульфация, азотоочистка, захват соединений марганца, кальция, калия, галогенидов, улавливание металлической пыли
Морские судаНейтрализация дымовых выбросов после дизельных и мазутных двигателей в рамках действующих директив по сохранению чистоты акваторий океанов, морей и рек
Покрасочные камеры, малярные боксыЗахват твердых и жидких красящих аэрозолей, задержание паров растворителей / ингибиторов / ЛОС
Энергетический комплексОбезвреживание выхлопов ТЭЦ, ТЭС, котельных, фильтрация угольной пыли (на твердотопливных объектах)
Водоочистные сооруженияОбеззараживание продуктов сжигания флотационных шламов (дехлорирование, дефторирование)
Обработка и транспортировкаФильтрование микропылевых и пылегазовых композиций, образующихся в результате механообработки / транспортировки минерального, полимерного и иного сырья, сухих строительных смесей, а также вязких, липких и маслянистых составов

Ректификационные колонны

Поток парового орошения в ректификационных колоннах создается нагревательными элементами, жидкое орошение – конденсационными устройствами. При взаимодействии жидкой и паровой фазы паровая фаза обогащается легкокипящими, а жидкая – тяжелокипящими компонентами.

Для нефтяных колонн характерен ряд особенностей:

  • Подвод тепла в разделительную систему осуществляется при помощи огневого нагрева сырья, ввода перегретого пара и отбензинивающей колонны АТ (предполагается применение сепарационных зон для разделения фаз – жидкостной и паровой);
  • Высокая производительность сырья;
  • Выносные отпарные секции и циркуляционные орошения, присутствующие в схеме ректификации, предполагают организацию на контактных устройствах боковых отборов жидкой фазы и подводов паровой и жидкой фаз в нескольких точках по высоте колонны.

Валковые дробилки

Валковая дробилка бокового дробления

Внутри таких дробилок имеются закрепленные горизонтально цилиндрические валки, количество которых может быть в зависимости от модели конкретного измельчительного агрегата в диапазоне от одного до четырех штук. Подлежащая дроблению порода поступает, как правило, сверху, затягивается за счет наличия трения валками/валком и далее дробится этими валками, поверхность которых может быть:

А) рифленой, Б) гладкой, В) ребристой, Г) с выступами или с зубцами.

Крупность выходящего продукта после измельчения его валковой дробилкой определяется и размером щели, имеющейся между валками, и типом поверхности этих валков. Валковые дробилки находят применение в основном на заключительных этапах измельчения, соответствующих мелкому и среднему дроблению.

В Российской Федерации на сегодняшний день предприятия, выпускающие валковые дробилки отсутствуют.

Среди зарубежных производителей, производящих подобное оборудование, можно назвать:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×