Исследование режимов работы сепаратора С-2 одноколонной установки первичной переработки нефти

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование режимов работы сепаратора С-2 одноколонной установки первичной переработки нефти

К.Н. Соболева, магистрант, В.В. Кудайкин, магистрант, Н.Д. Губанов, кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии, Иркутский государственный технический университет

Аннотация

Представлены принципиальная технологическая схема сепараторов С-1 и С-2 одноколонной установки первичной перегонки нефти и результаты компьютерного моделирования режимов работы сепаратора С-2. Показано, что температура и давление в сепараторе С-2 значительно влияют на отбор парогазовой смеси и содержание в ней компонентов. На основании выполненных расчётов установлено, что с увеличением давления отбор компонентов уменьшается, а с ростом температуры возрастает.

Ключевые слова: нефть; первичная перегонка; одноколонная установка; сепаратор; отбор компонентов.

Abstract

The paper presents the technological schematic diagram of separators S-1 and S-2 of single-column units of primary oil distillation and results of computer simulation of the usage parameters of the separator C-2. It displays that the temperature and pressure in the separator-2 significantly influence the selection of the vapour-gas mixture and its components content. On the ground of the calculations, the authors indicate that with the rising pressure the selection of components decrease and as with the rising temperature, they increase.

Keywords: oil, primary distillation, single-column plant, separator, selection of components

Технологические установки первичной перегонки нефти предназначены для разделения её на отдельные фракции и использования их как компоненты товарных нефтепродуктов. Такие установки составляют основу всех нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. В настоящее время применяют различные варианты технологических схем этих установок.

При использовании двухколонной схемы первичной перегонки нефти на так называемых атмосферных трубчатых (АТ) или атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках в первой простой колонне осуществляется частичное отбензинивание сырой нефти, которая затем разделяется на отдельные фракции во второй сложной колонне.

В одноколонной установке сырая нефть, предварительно нагретая до необходимой температуры в трубчатой печи, делится на фракции в одной сложной колонне. Варианты технологических схем таких установок, их достоинства и недостатки подробно рассмотрены в [1, 2].

В последнее время для исследования режимов работы как отдельных аппаратов, так и технологических установок используются компьютерные системы технологического моделирования, представляющие собой объектно-ориентированные программы. С помощью таких программ возможно выполнение многовариантных расчётов технологических режимов с целью выбора оптимальных [3].

В работе [4] исследованы режимы работы сепаратора С-1 одноколонной установки первичной перегонки нефти производительностью 50 т/ч. Показано влияние давления в сепараторе и температуры подогрева сырой нефти на расходы компонентов парогазовой смеси. Из проведённых исследований видно, что в парогазовой смеси сепаратора С-1 максимально извлекаются неконденсирующиеся газы (этан-бутаны), низкокипящие компоненты (пентаны), но в значительном количестве содержатся вещества с температурой кипения в интервале 101-203 ^єС, являющиеся компонентами бензиновой фракции. На основании полученных данных сделан вывод о необходимости использования дополнительного сепаратора для наиболее полного отделения неконденсирующихся газов.

В продолжение наших исследований целью данной работы является выявление влияния давления и температуры на расходы компонентов парогазовой сепаратора С-2.

Принципиальная технологическая схема работы сепараторов С-1 и С-2 одноколонной установки первичной перегонки нефти представлена на рис. 1.

Сырая нефть насосом Н-1 подаётся в систему теплообменников Т-1, в которых подогревается до необходимой температуры за счёт теплоты отводимых из колонны фракций (на рис. 1 не показаны). Далее подогретая нефть через клапан Кл-1 поступает в сепаратор С-1, в котором происходит первичное разделение на парогазовую (пар С-1) фазу и жидкость (жид. С-1), подаваемую насосом Н-2 в трубчатую печь.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема сепараторов С-1, С-2

Парогазовая смесь из сепаратора С-1 через клапан Кл-2 поступает в холодильник Х-1, в котором охлаждается до необходимой температуры, и подаётся в сепаратор С-2. В сепараторе С-2 осуществляется дальнейшее разделение на парогазовую смесь (Пар С-2) и жидкость. Регулирование давления парогазовой смеси сепаратора С-1, поступающей в сепаратор С-2, осуществляется с помощью клапана (кл-2).

На рис. 2 представлена зависимость расхода парогазовой смеси от температуры и давления в сепараторе С-2. Видно, что с повышением давления отбор парогазовой смеси снижается, а с увеличением температуры возрастает.

Рис. 2. Влияние температуры на расход паровой фазы сепаратора С-2

В табл. 1, 2 приведены данные по влиянию температуры и давления на количество отдельных компонентов парогазовой смеси сепаратора С-2 и степень их извлечения при температурах 100 и 200 °С.

Значения, приведённые в верхней строке, соответствуют давлению Р=300 кПА, а в нижней - для Р=200 кПА. Обозначение ПК-101 означает псевдокомпонент со средней температурой кипения 101 °С и т.д.

Таблица 1. Влияние температуры и давления на количество компонентов парогазовой смеси сепаратора С-2

Таблица 2 Зависимость степени извлечения компонентов парогазовой смеси от температуры и давления

Из приведённых в табл.1, 2 данных следует, что отбор компонентов увеличивается с ростом температуры и снижением давления в сепараторе С-2. При температуре 200 °С практически полностью извлекаются неконденсирующиеся газы (этан-бутаны), низкокипящие компоненты (пентаны) и вещества с температурой кипения в интервале 101 - 106 °С, являющиеся компонентами бензиновой фракции.

Это объясняет большой расход парогазовой смеси при температурах 180-200 °С (см. рис. 2). При температуре в сепараторе С-2, равной 100 °С, достаточно полно извлекаются неконденсирующиеся газы и в незначительной степени компоненты бензиновой фракции.

Таким образом, для промышленного применения могут быть рекомендованы следующие параметры работы сепаратора С-2: давление 200-300 кПа, температура 100 °С.

сепаратор перегонка нефть парогазовый

Библиографический список

1. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учеб. пособие. - Уфа: Гилем, 2002. - 672 с.

2. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: учеб. пособие. - М.: Химия, 2001. - 568 с.

3. Касперович А.Г., Магарил Р.З. Балансовые расчёты при проектировании и планировании переработки углеводородного сырья газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений: учеб. пособие. - М.: Изд-во КДУ, 2008. - 412 с.

4. Губанов Н.Д., Ищук Н..А. Исследование режимов работы сепаратора С-1 одноколонной схемы первичной переработки нефти // Переработка углеводородного сырья: электронный сборник научных трудов студентов, магистрантов и молодых ученых химико-металлургмческого факультета ИрГТУ. - 2012.

Размещено на Allbest.ru