Краткие выводы по вакуумной перегонке мазута

    Перегонка мазута осуществляется под вакуумом, так как он позволяет снизить температуру кипения углеводородов, что, в свою очередь, позволяет предотвратить их разложение, возникающее при температуре нагрева выше 350 ^оС.

    Применяют следующие схемы перегонки мазута:

1) однократное испарение в одной колонне (работа установки по топливному варианту);

2) двукратное испарение в двух колоннах, связанных по дистилляту (работа по топливному или масляному варианту) или остатку (работа по масляному варианту для более четкого разделения).

    Конструкция вакуумных колонн отличается от конструкции атмосферных, суженной в 1,5–2 раза отгонной частью, что способствует сокращению времени пребывания остатка в колонне.

    Диаметр вакуумных колонн больше атмосферных (8–12 м) из-за больших потоков паров.

Такие колонны оборудованы специальными кольцами жесткости.

Дистилляты выводятся из колонны непосредственно или для более четкого разделения через отпарные секции.

    В таких колоннах применяется ограниченное число тарелок с минимальным гидравлическим сопротивлением, иначе давление будет возрастать, а это скажется на снижении доли отгона.

    Для уменьшения температуры перегонки и увеличения отгона «легких» в низ колонны вводят водяной пар. В топливном варианте для снижения температуры низа организуют циркуляцию охлажденного гудрона (квенчинг).

    Заданную глубину вакуума создают с помощью конденсационно-вакуумсоздающих систем (КВС). Для конденсации паров применяются следующие способы (хотя не обязательно использование всех перечисленных ниже одновременно):

- конденсация с ректификацией в верхней секции колонны посредством циркуляционного и (или) острого орошения;

- конденсация без ректификации вне колонны в выносных конденсаторах-холодильниках (конденсаторы барометрического типа были заменены на конденсаторы поверхностного типа с отсутствием смешения газов с водой);

- в межступенчатых конденсаторах водой, устанавливаемых непосредственно в пароэжекторных насосах (ПЭН).

    Пароэжекционные вакуумные насосы обладают рядом недостатков, поэтому их заменяют на струйное устройство – вакуумный гидроциркуляционный агрегат (ВГЦ), в котором конденсация паров и охлаждение газов осуществляется не водой, а охлаждающей рабочей жидкостью.

    Для равномерной паровой нагрузки могут организовываться циркуляционные орошения, тепло которых может использоваться для нагрева сырья. Нижнее циркуляционное орошение располагается на самых нижних тарелках укрепляющей секции или на три-четыре тарелки выше секции ввода сырья, иначе будут конденсироваться и охлаждаться не только тяжелые, но и целевые компоненты.

1)Проблемы, возникающие при вакуумной перегонке мазута:

- нечеткое разделение фракций, происходит значительное наложение соседних дистиллятов по их температурам кипения;

- унос гудрона в концентрационную секцию, в результате ухудшается качество вакуумного газойля (попадают металлоорганические соединения);

- использование водяного пара как отпаривающего агента вызывает обводненность продуктов; возрастают энергозатраты на его производство (особенно если используются пароэжекционные вакуумные насосы, где он выступает как сжимающий агент);

- малая глубина отбора:

- вакуумсоздающая система не обеспечивает достаточно глубокий вакуум;

- увеличение давления в питательной секции из-за большого гидравлического сопротивления тарелок;

- большой перепад давления в трансфертной линии, соединяющей колонну и вакуумную печь;

- из-за больших диаметров вакуумной колонны происходит неравномерное распределение жидкости по тарелкам.

2)Предлагаемые пути решения указанных проблем:

- снижение остаточного давления в верхней части вакуумной колонны (чем оно ниже, тем меньше нагрев сырья в вакуумной печи);

- увеличение выхода вакуумных дистиллятов и четкости разделения;

- замена водяного пара как испаряющего агента;

- применение эффективных контактных устройств с малым гидравлическим сопротивлением;

- обустраивать питательную секцию, чтобы не было уноса гудрона в укрепляющую секцию колонны.

    В состав установок АВТ включается следующее оборудование: теплообменники, печи, колонна отбензинивания (повышенного давления), атмосферная колонна с отпарными секциями, вакуумная колонна, аппараты воздушного охлаждения, рефлюксные емкости, насосы, системы создания вакуума.

Основные показатели работы установок АВТ

    Выделяют два основных показателя работы установок АВТ:

- отбор фракции от потенциального содержания их в нефти
(А = (В/С)×100%, где А – отбор фракции от потенциала, % масс.; В – выход фракции на установке, % масс; С – содержание фракции по ИТК, % масс);

- чистота отбираемых фракций (налегание) – качество дистиллятов.

    Процент отбора от потенциала регулируется показателями:

- температурой нагрева в зоне питания, то есть в сырьевом потоке доля отгона должна быть на 2–5 % масс больше выхода продуктов, отбираемых в колонне;

- подачей в низ колонны водяного пара (2–3 % масс на сырье). Прирост «светлых» за счет водяного пара более выгоден, чем увеличение нагрева сырья.

    В вакуумном блоке лучше увеличить температуру нагрева мазута;

циркуляцией легкой флегмы в сырье (циркуляция 10–15 % масс на нефть самой легкой фракции позволяет дополнительно испарить 1,5–2,3 % масс исходного сырья и снизить на 0,3–0,4 % потери «светлых» с мазутом; но данный вариант связан с большимиэнергозатратами);

- эффективностью работы тарелок в концентрационной секции колонны. Если КПД низкий, то возрастают потери легких с мазутом до 1,3 % масс от сырья.

Качество отбираемых дистиллятов определяется налеганием фракций, то есть разностью между температурой конца кипения легкой фракции и температурой начала кипения следующей. Эти показатели регламентируются цеховыми нормами. Как правило, налегание фракций не должно превышать 10–25 ^оС.

    Качество отбираемых фракций регулируют:

- холодным орошением (для верхнего продукта);

- выходом боковых фракций через отпарные секции;

- циркуляционным орошением.

    На четкость разделения фракций влияют:

- число и тип тарелок в ректификационной колонне;

-правильный подбор технологического режима колонны (температурный режим, давление, число отбираемых фракций, температура нагрева сырья).

Заключение

    Рассмотрение первичной переработки нефти в атмосферно-вакуумных колоннах показало, что современная промышленная перегонка нефти является сложнейшей системой, эффективность и бесперебойность работы которой напрямую зависит от оптимальности работы каждого узла колонны и вспомогательного оборудования. Нельзя недооценить и значение многочисленных факторов процесса, в совокупности своей составляющих технологический режим перегонки, таких как: давление, температура, тип испаряющего агента, схема теплового контура колонны и другое.

    Выбор схемы перегонки, подбор сопутствующего оборудования, оптимизация режима работы колонны и ее рациональная обвязка – все это является первоочередной задачей инженера-технолога. Нельзя добиться заметных успехов в совершенствовании установок перегонки нефти лишь заменой старого оборудования на новое и не уделяя внимание улучшению технологических параметров процесса. Более того, без учета накопленных знаний, без учета достижений современной инженерной мысли, выраженных в патентной и технической литературе, никакой специалист не сможет вывести установку на современный уровень, требующий большей глубины переработки нефти при лучшем качестве нефтепродуктов. Никакое совершенствование невозможно без глубокого понимания процесса перегонки и сопровождающих ее проблем.