Первичная переработка нефти на установке ЭЛОУ-АВТ

Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Уфимский государственный нефтяной технический университет” в г. Салавате (Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате)

Кафедра «Оборудование предприятий нефтехимий и нефтепереработки»

Реферат на тему:

“Первичная переработка нефти на установке ЭЛОУ-АВТ”

Дисциплина: Машины и аппараты химических производств

Исполнитель:

студент Д.И. Ишкинина

Руководитель: Р.И. Насибуллин

Салават

2015

Содержание

1. Общее назначение установки первичной перегонки нефти

2. Процесс обессоливания нефти в аппарате с нижней подачей

3. Процесс обессоливания нефти в аппарате с одновременной верхней и нижней подачей нефти

4. Блок атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ - АВТ

5. Продукты атмосферной перегонки нефти на ЭЛОУ-АВТ

6. Блок вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ - АВТ

7. Продукты вакуумной перегонки мазута на ЭЛОУ-АВТ

8. Блок стабилизации и вторичной перегонки бензина установки

9. Продукты получаемые на ЭЛОУ АВТ при вакуумной перегонке по масляной схеме

1. Общее назначение установки

Установки первичной переработки нефти составляют основу всех нефтеперерабатывающих заводов, от работы этих установок зависят качество и выходы получаемых компонентов топлив, а также сырья для вторичных и других процессов переработки нефти.

В зависимости от исходного состава нефти может варьироваться принципиальная схема установки. Обычно установки предлагаются комплексом ЭЛОУ + АВТ.

Стандартно в ЭЛОУ-АВТ входят следующие установки:

· Установки обессоливания и обезвоживания нефти (блок ЭЛОУ)

· Установка атмосферной и вакуумной перегонки нефти (АВТ)

· Блок стабилизации бензина

· Установка вторичной перегонки бензина на узкие фракции

· Установка защелачивания дизельного топлива и бензина

На установке ЭЛОУ-АВТ-6 осуществляется процесс подготовки (обессоливания и обезвоживания) сырой нефти и первичной переработки подготовленной нефти по топливной схеме с целью получения: бензина прямогонного, фракции керосина, фракции дизельного топлива, газойля вакуумного, газойля вакуумного тяжелого, полугудрона. В качестве побочных продуктов на установке получаются углеводородный газ, кислый газ, ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов).

Установка состоит из блоков ЭЛОУ, отбензинивания нефти, атмосферной перегонки нефти, вакуумной перегонки мазута, физической стабилизации бензина, отпарки кислой воды.

Ввод установки ЭЛОУ-АВТ-6 позволяет увеличить мощности первичной переработки нефти, повысить четкость разделения целевых фракций, а также позволит вывести из эксплуатации морально и физически устаревшие производства АВТ-1, АВТ-4, ЭЛОУ-2, ЭЛОУ-5.

Стандартно специалисты компании комплектуют установки универсальными электродегидраторами с двойным вводом, позволяющими при необходимости эксплуатировать их в следующих режимах:

· только с нижней подачей - для обработки легкой и малообводненной нефти

· только с верхней подачей - для обработки нефти средней плотности с высокой обводненностью

· одновременно с верхней и нижней подачей - для обработки высоковязких нефтей

Рисунок 1- Конструкция электродегидратора с двойным вводом

2. Процесс обессоливания нефти в аппарате с нижней подачей

Предварительно нагретая нефть смешиваясь с пресной водой и деэмульгатором образует мелкодисперсную водонефтяную эмульсию, которая поступая в аппарат, промывается в дренажном слое воды и дальше движется к уровню раздела фаз вода - нефть.

Отделившаяся капельная жидкость оседает и дренируется из аппарата, а нефтяная эмульсия, содержащая в себе мелкие диспергированные частицы воды, поступает в зону электрического поля, которое усиливается от уровня раздела фаз по направлению к электродам.

Под воздействием электрического поля и оказываемого деэмульгатором действия происходит разрушение нефтяной эмульсии и процесс коалесценции частиц воды в капельную жидкость, содержащую в себе растворенные соли. По ходу гравитационного осаждения вода с растворенными в ней солями дренируется из аппарата, а обезвоженная и обессоленная нефть поступает на дальнейшую переработку.

3. Процесс обессоливания нефти в аппарате с одновременной верхней и нижней подачей нефти

Нефтяная эмульсия вводится в распределитель и разделяется на два потока. Около 70% нефти поступает в горизонтальные нижние отводы и распределяется по всему сечению аппарата. После стадии промывки в слое воды нефтяная эмульсия движется восходящим потоком вверх, постоянно коалесцируя с крупными частицами диспергированной воды снижая скорость. мазут бензин перегонка нефть

Промытая в слое дренажной воды эмульсия проходит уровень раздела фаз, освобождаясь от крупных водяных частиц и замедляя свое движение. Затем нефть поступает в электрическое поле высокой напряженности.

Второй поток нефти (около 30%) поступает по вертикальным коллекторам сразу в зону действия электрического поля между нижним и средним электродами откуда выделенная крупно капельная жидкость осаждается в подэлектродную зону.

Вследствие наличия в этой зоне двух встречных потоков нефти, содержащих микрочастицы воды, и снижения вертикальной скорости движения нижнего потока за счет подачи части нефти сразу в межэлектродную зону, процессы слияния, коалесценции и осаждения водяных капель в подэлектродной зоне происходят намного эффективней.

Выбор конкретного типа применяемого электродегидратора в рамках установки ЭЛОУ зависит от ряда факторов.

После первой подготовительной стадии подготовки нефти на блоке ЭЛОУ, обессоленная и обезвоженная нефть, нагреваясь в теплообменниках, поступает на атмосферную перегонку в ректификационную колонну, в которой происходит разгон на фракции.

4 Блок атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ - АВТ

ЭЛОУ-АВТ-6 функционирует по схеме двукратного испарения и двукратной ректификации (рисунок 2).

Обезвоженная и обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплообменниках и поступает на разделение в колонну частичного отбензинивания

1. Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и поступают в емкость орошения. Часть конденсата возвращается на верх колонны 1 в качестве острого орошения.

Отбензиненная нефть с низа колонны 1 подается в трубчатую печь 4, где нагревается до требуемой температуры и поступает в атмосферную колонну

2. Часть отбензиненной нефти из печи 4 возвращается в низ колонны 1 в качестве горячей струи. С верха колонны 2 отбирается тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонны 3 выводятся топливные фракции 180-220, 220-280 и 280-350С.

Атмосферная колонна, кроме острого орошения, имеет два циркуляционных орошения, предназначенных для отвода тепла ниже тарелок отбора фракций 180-220, 220-280С.

В нижние части атмосферной и отпарных колонн подается перегретый водяной пар для отпарки легко кипящих фракций. С низа атмосферной колонны выводится мазут, который направляется на блок вакуумной перегонки.

Рисунок 2- Принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ-6: 1-отбензинивающая колонна; 2-атмосферная колонна; 3-отпарные колонны; 4- трубчатая печь; I - нефть с ЭЛОУ; II - легкий бензин; III - тяжелый бензин; IV - фракция 180-220С; V - фракция 220-280С; VI -фракция 280-350С; VII - мазут; VIII - газ; IX - водяной пар.

5. Продукты атмосферной перегонки нефти на ЭЛОУ АВТ

Полученные бензиновые фракции отправляются в колонну стабилизации, после которой поступают на вторичную разгонку на более узкие фракции, а остаток атмосферной перегонки - мазут, разгоняют в вакуумной колонне.

6 Блок вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ - АВТ - 6

Основное назначение установки (блока) вакуумной перегонки мазута топливного профиля - получение вакуумного газойля широкого фракционного состава (350 - 500 °С), используемого как сырье установок каталитического крекинга, гидрокрекинга или пиролиза и в некоторых случаях - термического крекинга с получением дистиллятного крекинг - остатка, направляемого далее на коксование с целью получения высококачественных нефтяных коксов.

О четкости разделения мазута обычно судят по фракционному составу и цвету вакуумного газойля. Последний показатель косвенно характеризует содержание смолисто-асфальтеновых веществ, то есть коксуемость и содержание металлов. Металлы, особенно никель и ванадий, оказывают отрицательное влияние на активность, селективность и срок службы катализаторов процессов гидрооблагораживания и каталитической переработки газойлей.

Поэтому при эксплуатации промышленных установок ВТ исключительно важно уменьшить унос жидкости (гудрона) в концентрационную секцию вакуумной колонны в виде брызг, пены, тумана и т.д. В этой связи вакуумные колонны по топливному варианту имеют при небольшом числе тарелок (или невысоком слое насадки) развитую питательную секцию: отбойники из сеток и промывные тарелки, где организуется рециркуляция затемненного продукта. Для предотвращения попадания металлоорганических соединений в вакуумный газойль иногда вводят в сырье в небольших количествах антипенную присадку типа силоксан.

В процессах вакуумной перегонки, помимо проблемы уноса жидкости усиленное внимание уделяется обеспечению благоприятных условий для максимального отбора целевого продукта без заметного его разложения. Многолетним опытом эксплуатации промышленных установок ВТ установлено, что нагрев мазута в печи выше 420-425°С вызывает интенсивное образование газов разложения, закоксовывание и прогар труб печи, осмоление вакуумного газойля.

При этом, чем тяжелее нефть, тем более интенсивно идет газообразование и термодеструкция высокомолекулярных соединений сырья. Вследствие этого при нагреве мазута до максимально допустимой температуры уменьшают время его пребывания в печи, устраивая многопоточные змеевики (до четырех), применяют печи двустороннего облучения, в змеевик печи подают водяной пар и уменьшают длину трансферного трубопровода (между печью и вакуумной колонной). Для снижения температуры низа колонны организуют рецикл (квенчинг) частично охлажденного гудрона.

С целью снижения давления на участке испарения печи концевые змеевики выполняют из труб большего диаметра и уменьшают перепад высоты между вводом мазута в колонну и выходом его из печи. В вакуумной колонне применяют ограниченное количество тарелок с низким гидравлическим сопротивлением или насадку; используют вакуумсоздающие системы, обеспечивающие достаточно глубокий вакуум.

Количество тарелок в отгонной секции также должно быть ограничено, чтобы обеспечить малое время пребывания нагретого гудрона. С этой целью одновременно уменьшают диаметр куба колонн.

В процессах вакуумной перегонки мазута по топливному варианту преимущественно используют схему однократного испарения, применяя одну сложную ректификационную колонну с выводом дистиллятных фракций через отпарные колонны или без них. При использовании отпарных колонн по высоте основной вакуумной колонны организуют несколько циркуляционных орошений.

Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6 приведена на рисунке 3.

Мазут, отбираемый с низа атмосферной колонны блока АТ (рисунок 3), прокачивается параллельными потоками через печь 2 в вакуумную колонну 1. Смесь нефтяных и водяных паров, газы разложения (и воздух, засасываемый через неплотности) с верха вакуумной колонны поступают в вакуумсоздающую систему. После конденсации и охлаждения в конденсаторе-холодильнике она разделяется в газосепараторе на газовую и жидкую фазы.

Газы отсасываются трехступенчатым пароэжекторным насосом, а конденсаты поступают в отстойник для отделения нефтепродукта от водного конденсата. Верхним боковым погоном вакуумной колонны отбирают фракцию легкого вакуумного газойля (соляр). Часть его после охлаждения в теплообменниках возвращается наверх колонны в качестве верхнего орошения.

Вторым боковым погоном отбирают широкую газойлевую (масляную) фракцию. Часть ее после охлаждения используется как среднее циркуляционное орошение вакуумной колонны. Балансовое количество целевого продукта вакуумного газойля после теплообменников и холодильников выводится с установки и направляется на дальнейшую переработку.

С нижней тарелки концентрационной части колонны выводится затемненная фракция, часть которой используется как нижнее циркулирующее орошение, часть - может выводиться с установки или использоваться как рецикл вместе с загрузкой вакуумной печи.

С низа вакуумной колонны отбирается гудрон и после охлаждения направляется на дальнейшую переработку. Часть гудрона после охлаждения в теплообменнике возвращается в низ колонны. В низ вакуумной колонны и змеевик печи подается водяной пар.

Рисунок 3-Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6: 1 - вакуумная колонна; 2 - вакуумная печь; 3 - пароэжекторный насос; I - мазут из АТ; II - легкий вакуумный газойль; III - вакуумный газойль; IV - затемненная фракция; V - гудрон; VI - водяной пар; VII - газы разложения; VIII - конденсат (вода и нефтепродукт).

7. Продукты вакуумной перегонки мазута на ЭЛОУ АВТ

8. Блок стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ - АВТ - 6

Во фракциях легкого и тяжелого бензинов, отбираемых с верха соответственно отбензинивающей и атмосферной колонн (рисунок 4 ), содержатся растворенные углеводородные газы (С₁ -С₄). Поэтому прямогонные бензины должны подвергаться вначале стабилизации с выделением сухого (С₁-С₂) и сжиженного (С₂-С₄) газов и последующим их рациональным использованием.

Прямогонные бензины после предварительной стабилизации не могут быть использованы непосредственно как автомобильные бензины ввиду их низкой детонационной стойкости. Для регулирования пусковых свойств и упругости паров, товарных автобензинов обычно используется только головная фракция бензина н.к. - 62 (85°С), которая обладает к тому же достаточно высокой детонационной стойкостью.

Для последующей переработки стабилизированные бензины подвергаются вторичной перегонке на фракции, направляемые как сырье процессов каталитического риформинга с целью получения высокооктанового компонента автобензинов или индивидуальных ароматических углеводородов -- бензола, толуола и ксилолов.

При производстве ароматических углеводородов исходный бензин разделяют на следующие фракции с температурными пределами выкипания: 62 -85 °С (бензольную), 85-105 (120°С) (толуольную) и 105 (120)-140°С (ксилольную). При топливном направлении переработки прямогонные бензины достаточно разделить на 2 фракции: н.к.-85°С и 85-180°С.

Для стабилизации и вторичной перегонки прямогонных бензинов с получением сырья каталитического риформинга топливного направления применяют в основном двухколонные схемы, включающие колонну стабилизации и колонну вторичной перегонки бензина на фракции н.к. - 85 и 85 - 180°С.

Как наиболее экономически выгодной схемой разделения стабилизированного бензина на узкие ароматикообразующие фракции признана последовательно-параллельная схема соединения колонн вторичной перегонки, как это принято в блоке стабилизации и вторичной перегонки установки ЭЛОУ-АВТ - 6 на рисунке 3.

Рисунок 4-Принципиальная схема блока стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ --АВТ-6: 1 - колонна стабилизации; 2-5 - колонны вторичной перегонки; 1- нестабильный бензин; II - фракция С₅-62°С; III - фракция 65-105°С; V - фракция 62-85°С; V - фракция 85-105°С; VI - фракция 105-140°С, VII-фракция 140-180°С; VIII - сжиженная фракция С₂-С₄; IX - сухой газ (С₁-С₂) X - водяной пар

В соответствии с этой схемой прямогонный бензин после стабилизации разделяется сначала на 2 промежуточные фракции (н.к. - 105°С и 105-180°С), каждая из которых затем направляется на последующее разделение на узкие целевые фракции.

Как видно из рисунке 3, нестабильный бензин из блока AT после нагрева в теплообменнике поступает в колонну стабилизации (дебутанизатор) 1.

С верха этой колонны отбирают сжиженные газы С₂-С₄, которые проходят конденсатор-холодильник и поступают в газосепаратор. Часть конденсата возвращается в колонну 1 в качестве острого орошения, а балансовое количество выводится с установки. Подвод тепла в низ дебутанизатора осуществляется горячей струей подогретого в печи стабильного бензина.

Из стабильного (дебетированного) бензина в колонне 2 отбирают фракцию С₅-105°С. Пары этой фракции конденсируют в аппарате воздушного охлаждения.

Часть конденсата возвращают в колонну 2 в качестве острого орошения, а балансовую часть направляют в колонну 3. Кроме того, часть паров верха колонны 2 подают без конденсации в колонну 3. С верха колонны 3 отбирают фракцию С₅- 62°С, с куба - 62-105⁰С.

Которая может выводиться с установки как целевая направляться в колонну 4 для разделения на фракции 62-85°С (бензольную) и 85-105°С (толуольную). Остаток колонны 2 - фракцию 105-180°С -направляют на разделение в колонну 5 на фракции 105-140 °С и 140-180 °С.

Тепло в низ колонны 4 подводится через кипятильник, а остальных колонн вторичной перегонки (2,3 и 5) - с горячей струей подогретого в печи кубового остатка этих колонн.

На рисунке5 показана схема типовой ЭЛОУ АВТ включающей в себя следующие блоки:

· Блок ЭЛОУ

· Блок атмосферной перегонки

· Блок стабилизации

· Блок вторичной перегонки бензина

· Блок вакуумной перегонки мазута

Рисунок 5 -Типовая схема установки атмосферно-вакуумной перегонки нейти

Конфигурация блока вакуумной перегонки подобрана для получения топлив. В случае необходимости получения масел, вакуумный блок будет сконфигурирован иначе, в него будет входить 2 вакуумных колонны, позволяя получать 2-3 масляных фракции.

9. Продукты получаемые на ЭЛОУ АВТ при вакуумной перегонке по масляной схеме

В случае, когда необходим более глубокий отбор получаемых дистиллятов, компания может предложить иную компоновку установки ЭЛОУ АВТ с более глубокой перегонкой как в атмосферных так и вакуумных процессах (рисунок 6).

Рисунок 6 - Типовая схема установки атмосферно-вакуумной углубленной переработки нефти

Комбинированная установка атмосферно- вакуумной переработки нефти с предварительным обессоливанием и вторичной перегонкой бензина предназначена для переработки сырой нефти с целью получения продуктов первичной перегонки и полуфабрикатов-сырья установок каталитического риформинга, газофракционирования, битумной, гидроочисток, дизельного топлива, авиакеросина, каталитического крекинга.

Список использованной литературы

1. http://www.oil-refinery.ru/atm_oil_refining.php «НПЗ установка по первичной переработке нефти (ЭЛОУ АВТ)»

2. Левинтер М.Е., Ахметов С.А. Глубокая переработка нефти. М., 1992.

3. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник». Санкт-Петербург, «Химия», 1994.

4. Регламент установки

Размещено на Allbest.ru