WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Таблица 1- Характеристика насадочных модулей в колонне К-Длина Сечение Высота Сечение для Номер пути пара для модуля, прохода Геометрия модуля в насадке, прохода м жидкости, мм пара, м1 0,45 0,6 0,27 0,36 Полоса 2 0,45 0,45 0,27 0,27 Полоса 3 0,45 0,3 0,27 0,18 Полоса 4 0,3 0,3 0,18 0,18 Полоса 5 0,6 0,3 0,36 0,18 Полоса 6 0,9 0,3 0,54 0,18 Полоса 7 0,45 0,3 0,27 0,18 Полоса Двухходовая 8 0,45 0,6 0,135 0,полоса Четырёхходовая 9 0,45 1,2 0,135 0,полоса 10 0,45 0,9 0,27 0,54 Т-образник 11 0,45 0,3 1,08 0,72 Квадрат Заполненный 12 0,45 0,3 0,54 0,квадрат Примечание- на всех распределителях диаметр отверстий составляет 6 мм.

Методика проведения опытов на промышленном стенде предполагала оценку разделительного потенциала колонны и эффективности (КПД) каждого насадочного модуля колонны К-1 по чистоте продуктов разделения (дистиллята, остатка и промежуточных проб пара и жидкости), полученных на разных режимах. КПД реальной ступени контакта предварительно рассчитывался как степень отклонения от равновесного состояния.

Равновесные концентрации пара и жидкости на теоретических ступенях контакта оценивались по изобаре, построенной для данной смеси (при абсолютном давлении 1,2 кг/см2). В ходе составления плана экспериментов расчетным методом были определены ориентировочные параметры технологического режима работы промышленного стенда. С целью исследования эффективности разделения на перекрестноточных насадочных модулях различной конструкции в широком диапазоне рабочих нагрузок кратности острого орошения в колонне К-1 изменялись от 0,24:1 до 2,17:1 при изменении отбора дистиллята 33 - 90% от сырья (1 - 5 т/ч).

В соответствии с программой промышленных испытаний перекрёстноточных насадочных контактных устройств (ПНКУ) работа промышленного стенда была организована в несколько стадий. На первой стадии проводилась обкатка и проверка технологического оборудования промышленного стенда на толуоле в режиме холодной циркуляции. На второй стадии проверялась работа оборудования промышленного стенда и осуществлялась настройка приборов КИП и А на бинарной смеси (толуолортоксилол) в режиме холодной и горячей циркуляции. Третья, основная стадия, являлась стадией проведения опытов. Общий порядок проведения опытов предполагал настройку параметров технологического режима и материального баланса, обеспечение их стабильности в течение 60-80 мин и последующий отбор проб. Для полученных 27 проб по показателям преломления проводился лабораторный контроль качества. Заключительная, четвёртая стадия предусматривала математическую обработку полученных данных по технологическому режиму и соответствующему качеству продуктов разделения. Математическое моделирование проведённых промышленных опытов позволило получить КПД ПНКУ для определения общей логики зависимости КПД от паровых и жидкостных нагрузок.

По результатам полученных по ходу математического моделирования паровых и жидкостных нагрузок по колонне К-1 с учётом площадей сечения для прохода пара и жидкости были рассчитаны значения F-факторов и плотностей орошения. Для определения областей эффективной работы (ПНКУ) различного типа и правильного выбора сечения при проектировании рассматривались плоскостные и объёмные зависимости F-факторов, плотностей орошения и КПД. Для пяти различных типов перекрёстноточных насадочных модулей эти зависимости приведены в диссертации.

Для одноходовой «полосы» (модуль №5) области эффективной работы, в объёмном виде (в координатах: КПД; FКПД фактор, плотность 1,0 1.0,9 0.9 орошения) представлены 0,0.18 на рисунке 2. Обобщённая 0,7 0.16 таблица 2 соответствия 0,0.0,5 паровых, жидкостных на- 0.5 грузок и КПД составлена 2.2,6 2.11 Плотность 2,2.2,2 10 для одноходовой полосы с 2.2,0 1.орошения, 1,8 1.F-фактор, Па0,5 1,1.различными геометричес- м3/м2 ч 1,1.1,кими размерами, расположенной в укрепляющей Рисунок 2 – Зависимость КПД от паровых и части колонны.

жидкостных нагрузок для пятого модуля насадки типа «полоса» При обработке данных промышленных исследований методами математического моделирования были получены следующие результаты:

• Определены области эффективной работы различных модулей ПНКУ в укрепляющей и отгонной частях колонны. Причём впервые получены высокие значения КПД (на уровне 90%) для отгонной части колонны.

• Доказана возможность обеспечения высоких значений эффективности насадок перекрёстноточного типа при низких удельных паровых и жидкостных нагрузках за счёт изменения времени и числа контакта фаз в одном насадочном модуле.

• Показано, что новые конструкции перекрёстноточных насадок, такие как, например, двухходовая полоса, расширяют диапазон эффективной и устойчивой работы перекрёстноточных насадок до F-факторов выше 7 Па0,5 при плотностях орошения на уровне 50 м3/м2ч.

KPD] h m / m [ S F [ P a / ] Таблица 2 – Взаимосвязь КПД, F-фактора, и плотности орошения для одноходовой полосы, расположенной в укрепляющей части колонны F-фактор, Па0,5 Плотность орошения, КПД м3/м2ч 1-1,6 6-9 0,35-0,1,6-2,0 8-12 0,5-0,2,0-4,0 12-17,5 0,75-0,С учётом результатов стендовых испытаний определено конструктивное оформление модулей перекрёстноточной насадки для реконструкции колонного оборудования установки ЭЛОУ-АВТ-3 ОАО «Орскнефтеоргсинтез».

Третья глава посвящена результатам разработки, внедрения и промышленного обследования гибкой технологии получения масляных дистиллятов в перекрёстноточной насадочной колонне, обеспечивающей изменение схемы организации работы колонны при различном ассортименте базовых основ вырабатываемых масляных дистиллятов.

Данная задача возникла в связи с увеличением мощности и расширением одновременно вырабатываемого ассортимента базовых масел на установке ЭЛОУ-АВТ-3 ОАО «Орскнефтеоргсинтез». Проектная мощность данной установки по сырью составляла 1 млн. т в год. С 1987 г.

конструктивное оборудование установки неоднократно подвергалось реконструкции. В ректификационной колонне К-2 и в вакуумной колонне К-4 желобчатые тарелки были постепенно заменены на модули регулярной перекрестноточной насадки. В результате реконструкции мощность установки по переработке нефти была доведена до 2 млн т в год (260 т/ч).

Особенностью вакуумной колонны К-4 являлось расположение зоны конденсации паров вакуумного соляра в верхней обечайке колонны диаметром 3,6 м (при диаметре основной части колонны 6,4 м). Однако эксплуатация вакуумной колонны с одним верхним циркуляционным орошением (I ЦО) являлась нецелесообразной, как с точки зрения ограничений по производительности (из-за максимального расхода паров в зоне с минимальным диаметром колонны), так и с точки зрения организации съёма тепла.

На основе новой конструкции насадочных модулей типа «квадрат в квадрате» (рисунок 3) и многоуровневого отбора дистиллятов была разработана усовершенствованная технология фракционирования мазута с двумя циркуляционными орошениями, с рекомендуемым в литературе распределением тепла 60:40% (I ЦО и II ЦО).

Рисунок 3- Расположение пакетов насадки в насадочном модуле типа «квадрат в квадрате» Причём для II ЦО, расположенного в зоне многоуровневого отбора веретенного дистиллята, при различных уровнях его отбора, соответственно, изменялась и схема организации ЦО (типовое ЦО и схема организации ЦО без циркуляции на насадочных блоках – «на проток»). Схема работы колонны К-4 с двумя ЦО позволила уменьшить расход паров в вышерасположенной секции и увеличить количество насадочных блоков, разместить восемь новых перекрестноточных насадочных модулей (рисунок 4). При апробации схемы многоуровневого отбора в условиях «сухой» глубоковакуумной перегонки мазута в насадочной ректификационной колонне достигнуто четкое фракционирование с получением двух целевых масляных дистиллятов и гудрона требуемого качества.

I ЦО II ЦО К-К-Рисунок 4 -Фактическая схема работы вакуумного блока установки ЭЛОУ-АВТ-1- мазут; 2-пары и газы в вакуумсоздающую систему; 3-вакуумный соляр;

4-веретённый дистиллят; 5- машинный дистиллят; 6-гудрон; 7-квенчинг.

Реализация гибкой технологии фракционирования мазута с многоуровневым отбором дистиллятов позволила не только смещать уровень отбора масляных дистиллятов, но и, соответственно, изменять схему организации ЦО, что в противоточных насадочных вакуумных колоннах в принципе не возможно. Для обобщения основных результатов внедрения разработанной технологии по специально разработанной программе было проведено обследование работы блока вакуумной перегонки мазута при переработке на ЭЛОУ-АВТ-3 легкой жанажольской нефти. В период обследования загрузка установки по сырью составляла 190 т/ч, что соответствует 85% от максимальной загрузки установки при работе на легкой нефти. При обследовании были зафиксированы показатели работы блока вакуумной перегонки мазута на трех режимах, отличающихся уровнем вывода веретённого дистиллята и схемой организации II ЦО. За счёт варьирования числа насадочных модулей в секциях укрепления дистиллятов изменялся ассортимент получаемых базовых основ масел. Параметры работы вакуумной колонны К-4, зафиксированные в период обследования, приведены в таблице 3.

Таблица 3- Параметры технологических режимов работы колонны К-ЭЛОУ-АВТ-3 при переработке мазута жанажольской нефти Режимы работы Параметры I II III Абсолютное давление на верху 40 33 колонны К-4, мм рт. ст.:

Температура, оС:

мазута на входе в колонну 368 365 верха колонны 114 118 низа колонны 347 345 ввода I ЦО 63 56,5 ввода II ЦО 100 100 вывода:

вакуумного соляра 153 150 веретенного дистиллята 233 251 машинного дистиллята 319 312 Расход, т/ч сырьевого потока (мазута) 62 67 I ЦО 47 46,4 II ЦО 7 6,8 6,Отбор, т/ч у/в паров с верха колонны 0,4 1,5 0,вакуумного соляра 2,7 2,7 6,веретенного дистиллята 12,5 13,0 14,машинного дистиллята 15,3 15,5 14,гудрона 31,1 34,3 33,Материальный баланс фракционирования мазута представлен в таблице 4. В режиме I и II по выводу веретённого дистиллята вырабатывалась базовая основа масла И-12 (50=11-13 мм2/с), в режиме III – базовая основа масла И-20 (50=17-20 мм2/с). Во всех режимах суммарный отбор двух масляных дистиллятов на нефть составлял 14-15%.

Таблица 4- Материальный баланс процесса фракционирования мазута жанажольской нефти на установке ЭЛОУ-АВТ-Сырье и продукты Выход, % масс. на мазут I режим II режим III режим Взято: мазут 100,0 100,0 100,Получено: вакуумный соляр 4,9 6,3 9,веретённый дистиллят 20,2 19,4 20,машинный дистиллят 24,7 23,1 20,гудрон 50,2 51,2 48,Итого: 100,0 100,0 100, Количество насадочных модулей в секциях при работе колонны К-4 по двум схемам и трём режимам приведено в таблице 5.

Таблица 5- Распределение насадочных модулей по секциям вакуумной колонны К-4 (укрепляющая часть) Наименование секции Количество насадочных модулей, шт.

схема 1 (режим I) схема 2 (режим II и III) Зона I циркуляционного орошения 3 Укрепления вакуумного соляра 5 Зона II циркуляционного орошения (---) «на проток» 3 (типовая схема) Укрепления веретенного дистиллята 9 Укрепления машинного дистиллята 5 Всего 22 Таким образом, в ходе обследования работы вакуумного блока установки ЭЛОУ-АВТ-3 получены следующие результаты:

• Доказана возможность попеременного получения веретенного дистиллята для производства базовых основ масел двух уровней вязкости (50=11-мм2/с и 50=17-20 мм2/с).

• Сравнительным анализом двух схем организации ЦО показано, что наиболее четкое разделение мазута обеспечивается при подаче орошения «на проток» (схема 1), однако по типовой схеме 2 обеспечивается более высокая степень регенерации тепла на установке.

• Получены тепломассообменные характеристики перекрёстноточной насадки типа «квадрат в квадрате»: КПД в секции укрепления вакуумного соляра составил 80-90%; удельный теплосъем составил 12,9 –18,кВт/(м3оС), что гораздо выше противоточных зарубежных аналогов.

Четвертая глава посвящена результатам разработки, внедрения и промышленного обследования энергосберегающей технологии атмосферной перегонки нефти в перекрёстноточных насадочных колоннах К-1 и К-2 на установке ЭЛОУ-АВТ-3. При выполнении нами технологических расчетов и в ходе поэтапной реконструкции внедрены ключевые элементы технологии:

• организация двухуровневого питания потоками нефти, нижний из которых нагрет до более высокой температуры, что позволяет в перекрестноточной насадочной колонне К-1 достичь высокого отбора бензиновой фракции при низкой кратности острого орошения;

• замена в ректификационных колоннах желобчатых тарелок на модули перекрестноточной насадки, которые обеспечивают высокую эффективность тепломассообмена при требуемой четкости разделения и позволяют оптимизировать теплоотвод циркуляционными орошениями;

• оптимизация рекуперации тепла потоков теплоносителей для подогрева нефти за счет рациональной обвязки существующих теплообменников, что позволило на 17 % сократить удельный расход топлива на установке.

На установке ЭЛОУ-АВТ-3 впервые внедрена разработанная нами энергосберегающая технология первичной перегонки нефти в трех перекрестноточных насадочных колоннах (рисунок 5).

В таблице 6 приведена техническая характеристика колонн К-1, К-2, тип конструкции и число модулей перекрестноточной насадки. Показатели фактической работы колонны К-1 с 20 желобчатыми тарелками и после их замены на 27 модулей перекрестноточной насадки представлены в таблице 7.

За счет более полной рекуперации тепла увеличен общий теплоподвод и температура сырьевых потоков, поступающих в колонну К-1, что позволило повысить отбор бензиновой фракции с концом кипения 175оС.

В результате выполненного нами обследования и расчетного анализа работы установлено, что фракционирующая способность перекрестноточной насадочной колонны К-1 составила 14 теоретических тарелок и повысилась в 2,5 раза по сравнению с работой колонны на желобчатых тарелках до реконструкции схемы теплообмена. За счет повышения теплоподвода, двухуровневого ввода сырьевых потоков и высокой тепломассообменной эффективности насадочных модулей в колонне К-1, кратность острого орошения снизилась до 0,23:1 кг/кг при увеличении отбора бензиновой фракции с одинаковым концом кипения.

Температура в низу перекрестноточной насадочной колонны К-о о составила 245 С (до реконструкции было 220 С), что позволило на 17 % сократить удельный расход топлива на нагрев потоков отбензиненной нефти в трубчатых змеевиках печей П-1 и П-2.

В итоге экономия топлива на установке ЭЛОУ-АВТ-3 составила 2,5 кг на 1 тонну нефти (4500 т в год). Экономия затрат от сокращения расхода топлива на этой установке составила 11,02 млн. рублей в год.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»