Мазут: виды, назначения и вакуумная перегонка. Разгонка нефти до мазута


3.4. Установки вакуумной перегонки мазута

Эффективность процесса вакуумной перегонки мазута, как и пере­гонки нефти, зависит как от параметров технологического режима, так и от конструктивных особенностей отдельных узлов блока: печи, трансферной линии, узла ввода сырья, конструкции тарелок, насадок и т. д.

Основное назначение вакуумной перегонки мазутов: получение ши­рокой фракции 350—550 °С (и выше) — сырья для каталитических про­цессов и дистиллятов для производства масел и парафинов. В отноше­нии требований к качеству сырья эти две задачи различаются по четко­сти ректификации, но общим условием является максимальный отбор дистиллятов при минимуме потерь их с остатком. Эти требования влия­ют на технологические и конструктивные решения, а также аппаратур­ное оформление вакуумной перегонки мазута. К настоящему времени мощности вакуумных колонн достигают 3 млн. т/год, а их диаметры увеличились до 8,6—9,0 м. В соответствии с повышением мощностей изменялись и конструкции вакуумных колонн. В отечественной и зару­бежной практике перегонка мазута осуществляется в основном по трем схемам, приведенным на рис. 3.7 ( а, б, в). Для масляно-парафинового варианта перегонки применяются все три схемы; для топливного (полу­чение сырья каталитических процессов) — только схема а. Появление схем б и в вызвано повышением требований к четкости ректификации масляных дистиллятов и необходимостью сужения пределов их выки­пания.

Состав мазута, поступающего на вакуумный блок из атмосферной колонны, регламентируется содержанием фракций, выкипающих до 350 °С. Традиционно считают, что содержание светлых должно составлять не более 5 % (мас.), так как их рост приводит к увеличению диа­метра вакуумной колонны, затрудняет полную конденсацию паров на верху колонны и увеличивает загрузку вакуумсоздающей системы. Не­обходимо отметить, что содержание светлых фракций в мазуте опреде­ляется фракционным составом (а именно температурой конца кипе­ния) получаемого в атмосферной колонне дизельного топлива.

Рис. 3.7. Варианты схем (а, б, в) вакуумной перегонки мазута:

1 — вакуумные колонны; 2— печи; 3 — эжекторы; 4—холодильники;

I—сырье; II—IV— масляные фракции; V—гудрон; VI— несконденсированные пары и газы; VII— водяной пар

Для регулирования (стабилизации) состава сырья вакуумной ко­лонны и одновременно с этим повышения отбора светлых (до 98 % от потенциала) между атмосферной и вакуумной колоннами в неко­торых патентах рекомендуют помещать буферную ступень испарения мазута.

Температура нагрева сырьевого потока (мазута) определяется темпе­ратурой его термического разложения, которое ведет к образованию не-конденсируемых газов разложения. На их откачку расходуется мощ­ность вакуумсоздающей системы. При нагреве малосернистых мазутов до 410—415 °С и сернистых до 400—410 °С выход этих газов составляет 0,05—0,15 % (маc.) на мазут при теплонапряженности поверхности на­грева труб печей 62,7—71 тыс. кДж/(м2-ч). Эти температуры нагрева близки к предельно допустимым. Минимальное давление на выходе из печи обеспечивается правильным подбором конструкции трансфернойлинии, связывающей печь с колонной, при этом минимизируется пере­пад давления между печью и вакуумной колонной. Рекомендуются сле­дующие оптимальные значения параметров: длина трансферной линии не более 30 м (без резких поворотов и вертикальных участков), удельная массовая скорость потока мазута — не более 150 кг/(с • м2).

Схемы орошения вакуумных колонн определяют как отбор и каче­ство продуктов, так и стабильность режима работы. Одной из суще­ственных особенностей вакуумных колонн является использование верхнего орошения, предназначенного для полной конденсации паров, поэтому верхняя секция часто называется конденсационной.

Для полной конденсации паров вверху вакуумной колонны (по сравнению с атмосферной) требуется значительно больше тарелок цир­куляционного орошения, чтобы обеспечить те же значения тепла кон­денсации.

Для создания максимального температурного напора и равномер­ной нагрузки на тарелки ВЦО рекомендуется схема порционной пода­чи охлажденной флегмы. Предполагается, что при такой схеме, кроме углубления конденсации и сокращения потерь сверху колонны, обес­печивается гибкость и стабильность режима верха колонны и вакуум-создающего устройства. При проектировании иногда не учитывают специфику работы конденсационной части вакуумной колонны. Это часто приводит к общему недостатку существующих высокопроизво­дительных вакуумных колонн — нехватке флегмы для полной конден­сации и поддержания нужной температуры вверху конденсационной секции.

Промежуточное циркуляционное орошение (ПЦО) почти во всех вакуумных колоннах создается за счет подачи части охлажденного вы­водимого бокового погона на несколько тарелок выше его вывода. В вакуумных колоннах вторичной перегонки широкой масляной фрак­ции ПЦО часто работает индивидуально, под тарелкой вывода боково­го погона.

Количество ПЦО должно определяться исходя из того, какое число боковых погонов и в каком количестве выводится их колонны (или ка­ково соотношение количеств этих погонов), а также исходя из требова­ния к их качеству. При этом количество ПЦО определяет и объем паров в максимально нагруженном сечении колонны.

studfiles.net

Вакуумная перегонка мазута. Технологическая схема типовой установки АВТ, получаемые продукты и их применение (стр. 1 из 6)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

уфимский государственный нефтяной

технический университет

Кафедра технологий нефти и газа

Вакуумная перегонка мазута. Технологическая схема типовой установки АВТ, получаемые продукты и их применение.

Подготовка углеводородных газов к переработке.

/реферат/

Выполнил: ст.гр. ЭА4з-06-01

В.А. Геч

зач. кн. №062685

Проверил: преподаватель

А.Т. Гильмутдинов

Уфа – 2007

Содержание

1. Введение. 3

2. Типы промышленных установок. 4

3. Блок атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ – АВТ – 6. 6

4. Блок вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ – АВТ – 6. 10

5. Блок стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ – АВТ – 6 ……………………………………………………………………………13

6. Особенности технологии вакуумной перегонки мазута по масляному варианту 16

7. Вакуумная (глубоковакуумная) перегонка мазута в насадочных колоннах. 17

8. Перекрестноточные посадочные колонны для четкого фракционирования мазута с получением масляных дистиллятов. 22

9. Конденсационно-вакуумсоздающие системы вакуумных колонн. 25

10. Фракционирование углеводородных газов нефтепереработки. 28

11. Заключение. 35

Список использованных источников. 36

Введение

Особенно велико современное экономическое значение нефти и газа. Нефть и газ – уникальные и исключительно полезные ископаемые. Продукты их переработки применяют практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетике, в быту и т.д. За последние несколько десятилетий из нефти и газа стали вырабатывать в больших количествах разнообразные химические материалы, такие, как пластмассы, синтетические волокна, каучуки, лаки, краски, моющие средства, минеральные удобрения и многое другое. Не зря называют нефть «четным золотом», а XX век – веком нефти и газа. Нефть и газ определяют не только экономику и технический потенциал, но часто и политику государства.

1. Типы промышленных установок

Процессы перегонки нефти осуществляют на так называемых атмосферных трубчатых (AT) и вакуумных трубчатых (ВТ) или атмосферно- вакуумных трубчатых (АВТ) установках.

В зависимости от направления использования фракций установки перегонки нефти принято именовать топливными, масляными или топливно-масляными и соответственно этому - варианты переработки нефти.

На установках AT осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением топливных (бензиновых, керосиновых, дизельных) фракции и мазута. Установки ВТ предназначены для перегонки мазута. Получаемые на них газойлевые. масляные фракции и гудрон используют в качестве сырья процессов последующей (вторичной) переработки их с получением топлив, смазочных масел, кокса, битумов и других нефтепродуктов.

Современные процессы перегонки нефти являются комбинированными с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ - AT, ЭЛОУ -АВТ, ЭЛОУ-АВТ- вторичная перегонка и т.д.

Диапазон мощностей отечественных установок перегонки нефти широк - от 0,5 до 8 млн. т. нефти в год. До 1950 г. максимальная мощность наиболее распространенных установок AT и АВТ составляла 500-600 тыс.т/год. В 1950-60-х гг. проектировались и строились установки мощностью 1; 1,5; 2 и 3 млн. т/год нефти. В 1967 г. ввели в эксплуатацию высокопроизводительную установку АВТ мощностью 6 млн. т/год. Преимущества установок большой единичной мощности очевидны: высокая производительность труда и низкие капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с установками малой производительности.

Еще более существенные экономические преимущества достигаются при комбинировании AT и АВТ (или ЭЛОУ - AT и ЭЛОУ -АВТ) с другими технологическими процессами, такими, как газо-фракционирование, гидроочистка топливных и газойлевых фракций, каталитический риформинг, каталитический крекинг, очистка масляных фракций и т.д.

Надо отметить, что старые установки малой мощности подверглись модернизации с увеличением их мощности в 2 - 2,5 раза и более по сравнению с проектной.

Поскольку в эксплуатации находятся AT и АВТ довоенного и последующих поколений, отечественные установки перегонки нефти характеризуются большим разнообразием схем перегонки, широким ассортиментом получаемых фракций. Даже при одинаковой производительности ретификационые колонны имеют разные размеры, неодинаковое число и разные типы тарелок; по разному решены схемы теплообмена, холодного, горячего, и циркуляционного орошения а также вакуумсоздающей системы. В этой связи ниже будут представлены лишь принципиальные технологические схемы отдельных блоков (секций), входящих в состав высокопроизводительных современных типовых установок перегонки нефти.

2. Блок атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ – АВТ – 6

При выборе технологической схемы и режима атмосферной перегонки нефти руководствуются главным образом ее фракционным составом и, прежде всего, содержанием в ней газов и бензиновых фракций.

Перегонку стабилизированных нефтей постоянного состава с небольшим количеством растворенных газов (до 1,2 % по С4 включительно), относительно невысоким содержанием бензина (12-15 %) и выходом фракций до 350°С не более 45 % энергетически наиболее выгодно осуществлять на установках (блоках) AT по схеме с однократным испарением, то есть с одной сложной ректификационной колонной с боковыми отпарными секциями. Установки такого типа широко применяются на зарубежных НПЗ. Они просты и компактны, благодаря осуществлению совместного испарения легких и тяжелых фракций требуют минимальной температуры нагрева нефти для обеспечения заданной доли отгона, характеризуются низкими энергетическими затратами и металлоемкостью. Основной их недостаток ─ меньшая технологическая гибкость и пониженный (на 2,5 -3,0 %) отбор светлых, по сравнению с двухколонной схемой, требуют более качественной подготовки нефти.

Для перегонки легких нефтей с высоким содержанием раствори­мых газов (1,5 - 2,2 %) и бензиновых фракций (до 20 - 30 %) и фракций до 350°С (50-60%) целесообразно применять атмосферную перегонку двухкратного испарения, то есть установки с предварительной отбензинивающей колонной и сложной ректификационной колонной с боковыми отпарными секциями для разделения частично отбензиненной нефти на топливные фракции и мазут. Двухколонные установки атмосферной перегонки нефти получили в отечественной нефтепереработке наибольшее распространение. Они обладают достаточной технологической гибкостью, универсальностью и способностью перерабатывать нефти различного фракционного состава, так как первая колонна, в которой отбирается 50 - 60 % бензина от потенциала, выполняет функции стабилизатора, сглаживает колебания в фракционном составе нефти и обеспечивает стабильную работу основной ректификационной колонны. Применение отбензинивающей колонны позволяет также снизить давление на сырьевом насосе, предохранить частично сложную колонну от коррозии, разгрузить печь от легких фракций, тем самым несколько уменьшить требуемую тепловую ее мощность.

Недостатками двухколонной AT является более высокая температура нагрева отбензиненной нефти, необходимость поддержания температуры низа первой колонны горячей струей, на что требуются затраты дополнительной энергии. Кроме того, установка оборудована дополнительной аппаратурой: колонной, насосами, конденсаторами-холодильниками и т.д.

Блок атмосферной перегонки нефти высокопроизводительной, наиболее распространенной в нашей стране установки ЭЛОУ - АВТ - 6 функционирует по схеме двухкратного испарения и двухкратной ректификации. Это показано на рисунке 1.

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 наверх 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 (230), 220 (230)-280 и 280-350°С. Атмосферная колонна, кроме острого оро­шения, имеет 2 циркуляционных орошения, которыми отводится теп­ло ниже тарелок отбора фракций 180-220 и 220-280°С. 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. Ниже приведены материальный баланс, технологи­ческий режим и характеристика ректификационных колонн блока атмосферной перегонки нефти (типа самотлорской)[1] .

Материальный баланс блока AT

Поступило, %

Нефть 100

Получено, % на нефть

Газ и нестабильный бензин (н.к.-180 °С) - 19,1

Фракции: 180-220 °С - 7,4

220-280 °С-11,0

280-350 °С- 10,5

Мазут - 52,0

Технологический режим работы блока AT

Колонна частичного отбензинивания нефти

Температура, °С

питания - 205

верха - 155

низа - 240

в емкости орошения - 70

Давление, МПа - 0,5

Кратность острого орошения, кг/кг - 0,6:1

Атмосферная колонна

Температура, °С

mirznanii.com

виды, назначения и вакуумная перегонка

В настоящее время мазут может использоваться также как сырьё установок каталитического крекинга или гидрокрекинга (ранее применялся в качестве сырья установок термического крекинга). Ниже на рисунке приведена классификация мазута.

Топочные мазуты представляют собой одну из основных разновидностей тяжёлого жидкого топлива, включающего также флотский мазут и мазут – топливо мартеновских печей (печное топливо). Котельные топлива применяют в стационарных паровых котлах, в промышленных печах. Тяжёлые моторные и судовые топлива используют в судовых энергетических установках.

Крекинг-мазут представляет собой тяжёлый высоковязкий остаток крекинг-процесса.

К котельным топливам относят топочный мазут марок 40 и 100, вырабатываемые по ГОСТ 10585 – 75 (в М-40 для снижения температуры застывания до 10 0С добавляют 8 – 15 % среднедистиллятных фракций, в М-100 дизельные фракции не добавляют), к тяжёлым моторным топливам – флотские мазуты Ф-5 и Ф-12 – по ГОСТ 10585-75, моторные топлива ДТ и ДМ – по ГОСТ 1667-68.

Флотский мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов прямой перегонки нефти: 60 – 70 % прямогонного мазута и 30 – 40 % дизельного топлива с добавлением депрессорной присадки. Допускается использование в его составе до 22 % керосиново-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе лёгкого газойля каталитического и термического крекинга.

В небольшом количестве в качестве жидкого котельного топлива используются остатки перегонки смол, получаемых при термической переработке углей и горючих сланцев (угольные и сланцевые мазуты). Кроме флотских и топочных мазутов промышленность выпускает технологическое топливо по ТУ 38.001361-87. Это топливо изготовляют только из продуктов прямой перегонки нефти.

Для судовых энергетических установок вырабатывают несколько видов топлив, в том числе моторное топливо по ГОСТ 1667-68, судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101567-87 и судовое высоковязкое топливо по ТУ 38.1011314-90.

Для газотурбинных установок получают нефтяное топливо из дистиллятов вторичных процессов и прямой перегонки нефти путём компаундирования лёгких газойлей коксования, каталитического крекинга и прямогонных фракций дизельного топлива (180-420 0С). В газотурбинном топливе строго ограничивается содержание ванадия и серы. Наличие ванадия приводит к высокотемпературной ванадиевой коррозии лопаток газовой турбины, а сера усиливает ванадиевую коррозию железных сплавов.

Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей. По фракционному составу оно может быть несколько тяжелее дизельного топлива. В нём не нормируются цетановое и иодное числа, температура помутнения.

Требования, предъявляемые к качеству котельных, тяжёлых моторных, судовых, газотурбинных и печных топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества, как содержание воды, механических примесей, зольность, содержание серы, вязкость, температуры застывания и вспышки, теплота сгорания.

Эффективность процесса вакуумной перегонки мазута, как и перегонки нефти, зависит как от параметров технологического режима, так и от конструктивных особенностей отдельных узлов блока: печи, трансферной линии, узла ввода сырья, конструкции тарелок, насадок и т.д.

Основное назначение вакуумной перегонки мазутов: получение широкой фракции (350 – 550 0С и выше) – сырья для каталитических процессов и дистиллятов, используемых в производстве масел и парафинов. В отношении требований к качеству сырья эти две задачи различаются по чёткости ректификации, но общим условием является максимальный отбор дистиллятов при минимуме потерь их с остатком. Эти требования влияют на технологические и конструктивные решения, а также аппаратурное оформление вакуумной перегонки мазута. К настоящему времени мощности вакуумных установок достигают 3 млн. т. в год, а их диаметры увеличились до 9 м. В соответствии с повышением мощностей изменялись и конструкции вакуумных колонн.

Состав мазута, поступающего на вакуумный блок из атмосферной колонны, регламентируется содержанием фракций, выкипающих до 350 0С. Традиционно считают, что содержание светлых должно составлять не более 5 % (масс.), т.к. их рост приводит к увеличению диаметра вакуумной колонны, затрудняет полную конденсацию паров на верху колонны и увеличивает загрузку вакуумосоздающей системы. Необходимо отметить, что содержание светлых фракций в мазуте определяется фракционным составом (а именно температурой конца кипения) получаемого в атмосферной колонне дизельного топлива.

Для регулирования (стабилизации) состава сырья вакуумной колонны и одновременно с этим повышения отбора светлых (до 98 % от потенциала) между атмосферной и вакуумной колоннами в некоторых патентах рекомендуют помещать буферную ступень испарения.

www.trader-oil.ru


Смотрите также