Проект газоперерабатывающего завода

После отгонки бензиновой и дизельной фракций в кубе колонны остаются углеводороды с температурами кипения выше 360 ^оС (мазут). Тепло мазута используют для подогрева дизельной фракции и сырой нефти.

Мазута после охлаждения до температуры 80-100^оС выводят с установки для использования в качестве котельного топлива.

2.4.3.1 Описание технологической схемы.

Контур  нагрева сырой нефти.

 

Сырая нефть поступает  в буферную емкость ЕР-1 мини-установки  с нефтебазы по трубопроводу. Уровень  нефти в буферной емкости контролируется уровнемером.

Из буферной емкости  нефть забирается насосом Р-101 и подается по трубопроводу в контур предварительного нагрева сырой нефти.

Расход сырой нефти  регулируется путём изменения скорости вращения насоса, с помощью регулятора скорости,  расположеного в панели управления. Скорость регулируется ступенчато 1325 л/час, 2651 л/час, 3977 л/час.

Сырая нефть проходит сначала через теплообменник  Е-401, где нагревается за счет тепла  дизельного топлива,  выходящего из куба стриппинг-колонны V-401, затем через  теплообменник Е-501, где нагревается  за счет тепла мазута, выходяшего из куба дистилляционной колонны V-101. На входе в теплообменники температура нефти контролируется соответственно термометрами поз. TI-101 и TI-102. Температура нефти на выходе из теплообменника Е-501 контролируется термопарой ТЕ-103. Часть нефти после теплообменника Е-401 подается как жидкое топливо для горелки технологической печи Н-101.

Поток нефти, выходящий  из теплообменника Е-501 поступает в  технологическую печь Н-101 для окончательного нагрева до температуры 340-360 ^оС.

Температура нагрева  нефти, подаваемой в дистилляционную колонну для разгонки, является одним из важнейших технологических параметров, задаваемых системе автоматического регулирования. От величины этого задаваемого параметра и его регулирования во многом зависит количество и качество отбираемых фракций нефти. Величина этого параметра может изменяться в зависимости от состава перерабатываемой нефти и необходимости получения летнего или зимнего дизельного топлива.

Температура нагрева  нефти регулируется за счет изменений  расхода топлива, подаваемого в горелку печи Н-101. Датчик нагрева нефти ТЕ-1 передает сигнал в программируемый логический контроллер, который управляет клапанами подачи к горелке печи Н-101 топливного газа и жидкого топлива (поз.ТV-1, поз.ТV-2). При нормальной эксплуатации весь производимый топливный газ  должен сжигаться как топливо в нагревателе.  Поэтому  клапан ТV-1, регулирующий подачу топливного газа, обычно должен находиться в полностью открытом состоянии. Точная регулировка температуры на выходе нагревателя сырья осуществляется автоматической подстройкой скорости  потока жидкого топлива. Поток воздуха в горелки нагревателя сырья, должен устанавливаться вручную с помощью клапана (33), чтобы обеспечить достаточно воздуха для полного сгорания всего  подаваемого топлива. Должен иметься достаточный ресурс воздуха для работы при нормальных вариациях количества и состава обоих видов топлива. Нагреватель начнёт “дымить”,  если не будет достаточно воздуха. Избыток воздуха снизит эффективность нагревателя и увеличит общую  потребность в топливе. Минимальная температура нагрева нефти принята 340^оС, максимальная 360^оС,  нормальная 350^оС. При превышении температуры нагрева нефти 385^оС, срабатывает сигнализация и происходит автоматическая остановка печи. Горелка Н-101 прекратит работать также при условии:

- снижении давления  жидкого топлива (поз. РSL-2);

- снижении давления воздуха перед горелкой (поз. РSL-3, РSL-4, РSL-5);

- отключения электродвигателя  вентилятора подачи воздуха для  горелки D1-3 (поз. MS-3);

- отключения электродвигателя сырьевого насоса P-101 (поз. MS-101);

- повышения температуры  дымовых газов (поз. ТЕ-2)

Величины параметров, при которых происходит сигнализация об отклонении действительных параметров от заданных, а также величины параметров, при которых срабатывают блокировочные устройства, заданы программой управлния технологическим процессом и приведены в разделе 5.2.

 

Дистилляционная колонна V-101.

 

Нагретая в печи до 340-360 ^оС парожидкостная нефть поступает на разделение в дистилляционную колонну V-101. Колонна разделяет компоненты нефти по их температурам кипения.

Технологическим процессом  предусмотрено разделение нефти  на три группы нефтепродуктов:     

- бензиновую фракцию,  отбираемую с верха колонны  Т-401;

- дизельную фракцию  с пределами кипения 140-360 ^оС, отбираемую со средней части колонны (с 8-й тарелки);

- кубовый остаток (мазут)  с температурой кипения нефтепродуктов  выше 360 ^оС, отбираемый с нижней части колонны V-101.

Дистилляционная колонна V-101 имеет четырнадцать тарелок, пронумерованных  сверху вниз. Колонна имеет несколько потоков входа и выхода нефтепродуктов.

Ввод нагретой сырой  нефти в колонну осуществляется через штуцер №5 в зону мгновенного  испарения, расположенную между  уровнем мазута в кубе колонны  и тарелкой №14.

Отвод парогазовой фазы, состоящей из паров бензиновой фракции и углеводородных газов осуществляется с верха колонны над тарелкой №1 (штуцер №1). Температура верха колонны регулируется в пределах 110-130 ^оС; давление 0,07 - 0,09 мПа (0,7-0,9кгс/см²).

Возврат бензиновой фракции  в виде флегмы осуществляется на 1-ю тарелку  (штуцер №2).

Отбор дизельной фракции, для удаления легких углеводородов  в стриппинг-колонне V-401, осуществляется с 8-й тарелки дистилляционной  колонны V-101 при температуре 200-230 ^оС,  поз.TЕ-401 (штуцер №4).

Возврат паров легких углеводородов из стриппинг-колонны V-401 осуществляется под 7-ю тарелку (штуцер №3) колонны V-101.

Мазут из колонны V-101 отбирается из штуцера, расположенного в днище  куба колонны и разделяется на два потока:

-часть потока мазута  направляется через ребойлер Е-402, расположенный внутри стриппинг-колонны V-401, для нагрева дизельной фракции с легкими углеводородами;                                                                                                                                                                                                                 

-оставшаяся часть  мазута смешивается с потоком  мазута из ребойлера Е-402 и подается  в теплообменник Е-501 для нагрева  сырой нефти .

Контур  верхней части дистилляционной  колонны (контур  прямогонного бензина).

 

Бензиновая фракция, вместе с углеводородными газами, выделившимися  из нефти, в виде парогазовой фазы с верха колонны V-101 по трубопроводу направляется в аппарат воздушного охлаждения (АВО) ЕА-211, расположенный  на открытой площадке установки. Здесь бензиновая фракция конденсируется и при температуре 30-50 ^оС (датчик поз. ТI-203) газожидкостная смесь поступает в сепаратор D11-201 (верхний аккумулятор). Температура охлажденной бензиновой фракции регулируется за счет изменения скорости вращения вентилятора аппарата воздушного охлаждения АС-401, а также за счет изменения степени открытия жалюзи.

В сепараторе D11-201 газожидкостная смесь разделяется на три фазы:

-газовую, состоящую  из пропан-бутана (72%) и пентан-гексана  (28%), находящихся при данной температуре частично в газовой фазе;

-жидкую углеводородную, состоящую из низкокипящих компонентов  бензиновой фракции;

-жидкую водную, представляющую  собой испарившуюся и сконденсированную  воду, содержащуюся в сырой нефти;  вода содержит незначительное количество нефтепродуктов. 

Давление в контуре: колонна V-101®АВО ЕА-211®сепаратор D11-201 поддерживается в пределах 0,07-0,09мПа (0,7-0,9кгс/см²) с помощью клапана РСV-801, установленного на трубопроводе подачи топливного газа к горелке печи Н-101.

Давление в контуре  поддерживается постоянным так же за счет стабилизации температуры продуктов, поступающих в сепаратор D11-201 из АВО ЕА-211. Температура поддерживается за счет регулирования поворота жалюзи и с помощью 3-х ступенчатого регулятора оборотов двигателя вентилятора АВО ЕА-211. Стабилизация температуры в сепараторе также важна для поддержания постоянного расхода топливного газа на горелку печи Н-101, а следовательно и постоянной температуры нагрева сырой нефти. Поступление топливного газа из сепаратора D11-201 может изменяться от температуры среды в сепараторе из-за частичного испарения пентановой и гексановой фракции.

 Дистилляционная колонна  и сепаратор защищены от превышения  давления предохранительным клапаном PSV-201.

Прямогонный бензин из сепаратора D11-201 поступает на всас насоса Р-201. Основное количество бензина, перекачиваемое насосом, направляется в виде флегмы в колонну V-101 для регулирования температуры верха колонны и четкого разделения бензиновой фракции. Регулирование количества флегмы, подаваемой на 1-ю тарелку колонны V-101, осуществляется клапаном ТIC-201 в зависимости от температуры верха колонны V-101 (датчик ТЕ-201). При возрастании температуры повышается количество отгоняемой фракции бензина и возрастает конечная температура кипения бензиновой фракции и, cоответственно, повышается температура вспышки дизельного топлива. При этом отбор дизельной фракции уменьшаетоя.

 Балансовое количество  бензина насосом Р-201 откачивается  в емкости для хранения. Расход  бензина измеряется расходомером поз. FE-201 и регулируется клапаном поз. LV-201 в зависимости от уровня бензина в сепараторе D11-201. При возрастании уровня бензина, клапан LV-201 открывается и насос Р-201 откачивает бензин в резервуар хранения. При снижении уровня бензина клапан прикрывается, уменьшая или совсем прекращая откачку бензина с установки. Снижение уровня ниже допустимого может привести к снижению подачи флегмы в колонну V-101 и нарушению всего технологического процесса. Превышение максимально допустимого уровня может привести к попаданию бензина в трубопровод топливного газа и резкому повышению температуры в печи Н-101 с серьезными последствиями для всего технологического режима (закоксовывание змеевика, выброс мазута в дизельную фракцию и др.). Системой управления предусмотрена сигнализация о приближении уровня бензина к нижнему и верхнему пределу (поз. LSL-201, LSH-201). Вода, выделившаяся в сепараторе D11-201 при отстаивании, собирается в специальном сборнике сепаратора и сбрасывается с установки в дренажную емкость. В сборнике дренажной воды сепаратора обеспечен уплотнитель пограничного уровня  для управления скоростью потока воды из сепаратора, и таким образом поддержания уровня границы углеводороды/вода.

В период пуска или  при нарушении технологического процесса некондиционный продукт можно откачать насосом Р-201 в трубопровод некондиционного продукта за пределы установки.

Насосом Р-201 бензин может  подаваться в трубопровод сырой  нефти перед сырьевым насосом  Р-101. Это предусмотрено с целью  снижения вязкости нефти в зимний период.

 

Дизельный контур.

Дизельная фракция (дизель) отбирается с 8-й тарелки дистилляционной  колонны V-101. Температура отбора дизельной  фракции контролируется по прибору  поз. TЕ-401. Дизельный продукт поступает  на верхнюю тарелку стриппинг-колонны V-401, где оставшиеся низкокипящие фракции удаляются для того, чтобы повысить температуру вспышки дизеля. Скорость потока, направляемого в стриппинг-колонну, автоматически регулируется с помощью клапана TV-401  для поддержания качества дизельного продукта.

Цель дизельного стриппинга состоит в том, чтобы поднять  температуру вспышки дизельного топлива за счет дополнительного  испарения легких фракций нефти, выходящих из дистилляционной колонны V-101 при отборе дизельной фракции  с 8-й тарелки колонны.

Чтобы удалить из дизельной  фракции низкокипящие углеводороды, производят дополнительный нагрев фракции  до температуры на 30 ^оС выше температуры отбора из колонны V-101.

Уровень жидкости на дне  стриппинг-колонны V-401 поддерживается с помощью ловушки жидкости внутри колонны.

Нагрев ребойлера стриппинг-колонны E-402 производится горячим мазутом  со дна атмосферной колонны до 220-250 ^оС. Температура нагрева ребойлера регулируется с помощью клапана расхода мазута TV-501 и контролируется прибором TIC-501.  Лёгкие углеводороды, отпаренные из дизельного топлива, возвращаются в атмосферную колонну над отборной тарелкой бокового выхода.

Дизельный продукт  из куба стриппинг-колонны V-401 проходит через  теплообменник сырая нефть/дизельное  топливо E-401, где охлаждается до температуры 40-60 ^оС и затем поступает в сепаратор дизельного топлива D11-401. Уровень дизельного топлива в сепараторе регулируется регулятором уровня LV-401. Из сепаратора D11-401 товарное дизельное топливо через расходомер FE-401 выдается с установки. В период пуска или при нарушении технологического процесса некондиционное дизельное топливо можно выдать в трубопровод некондиционного продукта за пределы установки.

Контур  мазута.

 

Горячий мазут забирается с куба колонны V-101 и разделяется на два потока. Основной поток мазута идет через ребойлер Е-402 для нагрева дизельной фракции в стриппинг-колонне V-401. Вторая часть мазута соединяется с основным потоком мазута после ребойлера Е-402 в регулирующем клапане TV-501, которым регулируется количество мазута проходящего через ребойлер. После регулирующего клапана мазут с температурой 230-260 ^оС проходит через теплобменник Е-501 , где охлаждается сырой нефтью до температуры 80-100 ^оС. После теплообменника Е-501 мазут направляется в сепаратор D11-501. Уровень мазута в сепараторе поддерживается регулятором уровня LV-401. Из сепаратора D11-501 товарный мазут через расходомер FE-501 выдается с установки. В период пуска или при нарушении технологического процесса некондиционный мазут можно выдать в трубопровод некондиционного продукта за пределы установки.

 

2.5 Технологические требования  на готовую продукцию

 

Нефть обессоленная по показаниям качества должна удовлетворять требованиям, указанным в таблице:

 

Таблица 2.13 -Требования показания качества

№	Наименование показателей	Норма	Методы испытаний
1	Плотность при 20 оС, кг/м3	830-860	ГОСТ 3900
2	Содержание хлористых  солей, мг/л, не более	2,0	ГОСТ 21534
3	Содержание воды, % (масс.)	0,1	ГОСТ 2477