книги из ГПНТБ / Хейфец А.Е. Опыт работы установок масляного блока на сернистом сырье

Аммиачная ветвь, используемая для конденсации этана, имеет следующую схему. Из рабочих ресиверов сжиженный аммиак поступает в отделители жидкости (ОЖС), служащие одновременно аккумуляторами для испарителей-конденсаторов (ИК-280). В ИК-280 аммиак испаряется, отдавая свой холод этану, и посту­ пает вновь в ОЖС. Из отделителей жидкости газообразный аммиак направляется на прием компрессоров и сжатый до давления кон­ денсации охлаждается в холодильниках КТВ. Схемой не преду­ сматривается непрерывный спуск жидкого аммиака из ОЖС в дре-

Рис. 21. Принципиальная схема холодильного отделения установки глубокол депарафинизации масел.

/ — охлаждающая вода; I I — пары аммиака из испарительной системы установки; I I I — жидкий аммиак в испарительную систему установки; I V — жидкий этан в испари­ тельную систему установки;V —пары этана из испарительной системы установки; Л К Г - 7 3 —

гшачные конденсаторы этана; О Ж — отделители жидкости от паров аммиака, поступающих из испарительной системы установки; О Ж С — отделители жидкости от паров аммиака, поступающих из системы конденсации этана; PJ1-5 — ресиверы для аммиака; Р Л - 3 , 5 — ресиверы для этана; Т -1 — этановый теплообменник газ — газ; Т - 2 — отановый тепло­ обменник жидкость — газ.

нажный ресивер, как это сделано в первой ветви. Вместо четырех ресиверов РЛ-3,5 на установках глубокой депарафинизации смон­ тированы три аппарата большого объема (РЛ-5). Все ресиверы поставлены в приямке и работают попеременно, как рабочие и как дренажные.

Схема этанового каскада достаточно проста. Если при работе

'аммиачного каскада существует' опасность попадания жидкости на прием компрессоров, то для этанового каскада это исключено. Для компримирования этана проектом предусмотрены моторные компрессоры 8ГК с регулируемой производительностью. Сжатый до 8 —10 ати этан попадает в холодильник, в котором охлаждается холодным этаном, поступающим на прием компрессоров из испа­

рительной системы установки. Далее этан поступает в три испари­ теля-конденсатора (ИК-280), работающих параллельно, В этих

90

*

аппаратах он конденсируется за счет испарения аммиака и стека­ ет в специальные ресиверы, откуда через теплообменник подается в испарительную систему установки. В теплообменнике он пере­ охлаждается холодным газообразным этаном. Испарительная система этанового каскада состоит из двух кристаллизаторов, где ■охлаждается смесь сырья с растворителем, спаренных теплообмен­ ников для охлаждения растворителя, поступающего на промывку фильтров, и пары теплообменников, служащих для охлаждения инертного газа. Эти аппараты по своей конструкции не отли­ чаются от аммиачных. За счет испарения в них этана при давлении 2 ч- 0,7 ати температуру охлаждаемого продукта удается снизить до —60 ч-----62° С. Газообразный этан (с температурой —70 4- —75° С) проходит два теплообменника, где отдает свой холод последовательно жидкому и газообразному этану, осушается в них, благодаря относительному перегреву, и с давлением 0,5 Ч 4-1,5 ати поступает на прием компрессоров. В случае заморажи­ вания какого-либо из аппаратов предусматривается продувка его горячим этаном в дренажный ресивер.

Недостатки работы установок и мероприятия по их устранению. Как и в проекте установок обычной депарафинизации, на установ­ ках глубокой депарафинизации масел предусмотрено однократ­ ное разбавление сырья растворителем. Однако поскольку целесо­ образность порционной подачи растворителя подтверждена при обычной депарафинизации, такой способ разбавления осуществлен с небольшими вариациями и на этих установках (рис. 22).Приме­ нение такого разбавления позволило поднять выход депарафинированных масел на 8—10%.

Большой перепад температур, особенно при охлаждении смеси сырья с растворителем до —60 4-----62° С, обусловливал большие скорости охлаждения, особенно в первых кристаллизаторах. Это сильно сказывалось на выходах депарафинированных масел. Ра­ ботники Ново-Уфимского завода осуществили весьма эффективную переобвязку кристаллизаторов. Сырьевой поток после двух реге­ неративных кристаллизаторов поступает в аммиачные, после ко­ торых направляется в третий регенеративный кристаллизатор, где хладоагентом служит фильтрат с температурой около —50° С. На­ ряду со снижением скорости охлаждения в первых кристаллиза­ торах, это уменьшило и загрузку системы этанового каскада за счет охлаждения смеси сырья с растворителем перед этановыми кристаллизаторами до более низкой температуры [22].

В связи с применением дробной подачи растворителя к сырью должен быть пересмотрен подбор насосов для растворителя и их обвязка. Вместо двух высоконапорных насосов 4Н5 X 8с и двух насосов 5Н5 X 2 достаточно иметь всего три взаимозаменяемых

насоса типа 5Н5Х4.

Проектом предложена очень неудачная обвязка емкостей рас­ творителя. Происходит смешение сухого и влажного растворителя,

91

поступающих из масляной и гачевой секций регенерации. Обвязку рабочих емкостей и насосов растворителя было бы правильнее решить так, как это сделано на обычных установках депарафини­ зации. Но даже при такой обвязке емкостей, когда сухой раство­ ритель поступает в отдельную емкость, все-таки иногда возможно попадание в него влаги. Тогда в аммиачном холодильнике обра­ зуются ледяные пробки, закупоривающие проход через него. Если в растворителе присутствует бензол, то он образует пробки в этановом холодильнике.

По проекту установлены спаренные холодильники и не преду­ сматривается возможность байпасирования каждого в отдель­ ности. По предложению работников заводов, обвязка этих холо­ дильников смонтирована так, что можно отключить из работы любой из них. Кроме того, дополнительно осуществлена возмож­ ность (во время работы установки) промывки горячим раствори­ телем любого из теплообменников с возвратом растворителя, ис­ пользованного для промывки, в емкость растворителя. Во время промывки одного из этих аппаратов следует продувать горячими парами аммиака или этана межтрубное пространство.

Блок фильтрации установок глубокой депарафинизации мало отличается от такого же блока обычных установок. Все те измене­ ния, которые были осуществлены на установках обычной депара­ финизации, справедливы и для этой.

Много споров вызывает предложенная и опробированная ра-

92

битниками Ново-Куйбышевского завода схема двухступенчатой последовательной депарафинизации. По этой схеме сырье охла­ ждается сначала до температуры —25° С и фильтруется. Получен­ ный при этом гач идет на регенерацию растворителя, а фильтрат охлаждается до температуры —60° С и вновь подвергается филь­ трации. При этом получается депарафинированное масло с нужной температурой застывания и низкоплавкий гач, который направ­ ляется на регенерацию из него растворителя в специально смон­ тированные для этого дополнительные колонны.

По данным лаборатории Ново-Куйбышевского НПЗ, гач после первой ступени фильтрации должен содержать не более 20% масла, а выход низкозастывающего масла предполагалось увеличить на 6—7%. При двухступенчатой фильтрации получают холодной фракционировкой два вида парафина — с температурой плавле­ ния выше 25° С и с температурой плавления ниже 25° С. Однако пробег заводской установки с фильтрацией по этой схеме не под­ твердил высказанные предположения. Содержание масла в гаче после первой ступени фильтрации в действительности снизилось только до 30%, зато содержание масла в гаче второй ступени воз­ росло до 75—80%. Малое количество парафинов в сырье второй ступени и мелкокристаллическое его строение привело к ухудше­ нию фильтрации и, вместо увеличения, к уменьшению выхода масла на 5—7% [20].

Более эффективно установка работает по схеме с доотмывкой гача. В этом случае раствор сырья охлаждается до конечной тем­ пературы и фильтруется. Фильтрат отправляется на регенерацию, а в гач добавляется теплый растворитель и с температурой на 15—20° С выше он направляется на вторичную фильтрацию. По­ лучающийся раствор гача направляется на регенерацию раство­ рителя, а фильтрат, содержащий до 95% растворителя, возвра­ щается в сырье [20]. В этом случае увеличивается на 5—7% вы­ ход низкозастьтвагощих масел и значительно уменьшается содер­ жание масла в гаче (до 25—30%). Эту схему фильтрации можно рекомендовать лишь при получении масел с температурой засты­ вания от —30 до —45е С. При получении масел с более низкими температурами застывания осуществить ее трудно, так как боль­ шое количество относительно теплого фильтрата, возвращаемого к сырью, делает невозможным охлаждение последнего до темпе­ ратур —60 Ч---- 62° С.

При получении масел МС-8 с температурой застывания —55° С используется только проектная схема фильтрации [22].

Вопрос откачки гача и регенерации холода из него, также как и на установках обычной депарафинизации масел, решен неудачно. Установка у каждой емкости насоса для откачки из нее холодного продукта, подъем приемного коллектора из лотка и монтаж в емко­ стях раствора гача поплавковых уровнемеров приобретают решаю­ щее значение для нормальной работы этого узла.

93

Впериод подготовки к пуску и проведения пуско-наладочных работ на установке Ново-Уфимского завода в блок регенерации внесен ряд серьезных изменений, которые были включены инсти­ тутом Гипронефтезавод в типовой проект.

Вчастности, конденсационная система блока регенерации была пересчитана на работу с ацетоном. Увеличены несколько также поверхности паровых подогревателей. Перед первой ступенью регенерации растворителя масляной секции установлен паровой подогреватель, отсутствие которого серьезно затрудняло поддер­ жание ровного режима регенерации и особенно пуск установки.

Проект блока регенерации в части размещения подогревате­ лей и холодильников и монтажа площадок этажерки выполнен гораздо удачнее, чем для обычных установок депарафинизации. Установка горизонтальных подогревателей позволила увеличить межремонтные пробеги установок и добиться получения достаточно сухого растворителя, поступающего из масляной секции регене­ рации. Однако все остальные рекомендации, необходимые для улуч­ шения работы этого блока обычных установок, актуальны и для установки глубокой депарафинизации. К ним относится и разме­

щение конденсаторов-холодильников на более низкой отметке над емкостями растворителями автоматизация работы кетоновой колонны, и раздельный вывод паров растворителя из колонн К-1 и К-3 масляной секции и колонн К-5 и К-6 гачевой секции регене­ рации растворителя, и установка обратного холодильника на ды­ хательной линии, связывающей емкости, содержащие раствори­ тель, с газгольдером и т. д.

Аммиачная часть холодильного отделения установки имела дефекты, свойственные этим же отделениям обычных установок депарафинизации. Поэтому на заводах уже в процессе монтажа были приняты меры к их ликвидации.

Деление аммиачного каскада на две части не вызвано произ­ водственной необходимостью. Испарители-конденсаторы ИК-280 ничем по существу не отличаются от любого другого испаритель­ ного аппарата кристаллизатора или холодильника. Поэтому на всех установках приемные коллекторы обеих ветвей аммиачного каскада были соединены. После пуска на полную мощность уста­ новки Ново-Уфимского НПЗ выяснилось, что для надежного охлаждения вполне достаточно трех, максимум четырех аммиач­ ных машин. При пуске установки возникла необходимость изме­ нить систему конденсации этана. Попытка начать конденсацию этана по проектной схеме почти сразу привела к сильному забросу жидкого аммиака на прием компрессоров. Повторные попытки приводили к той же неприятности. По предложению работников пуско-наладочной бригады было решено вводить аммиак непосред­ ственно в испарители-конденсаторы. Отделители жидкости должны были только отбивать капельки аммиака, увлекаемые его парами. Кроме того, предусматривалось непрерывное дренирование жид­

94

кого аммиака в дренажный ресивер, для чего был проложен спе­ циальный коллектор диаметром 50 мм. Эти усовершенствования дали положительный результат, прекратились непрерывные за­ бросы жидкого аммиака и стала возможной нормальная эксплуа­ тация установки.

Для нормальной работы второй ступени холодильного отделе­ ния проектом был предусмотрен этан 95% чистоты. Допускалось в качестве примесей не более 4,5% пропана и 0,5% метана. Газ, идущий на установки с заводов синтетического спирта, обычно содержит не более 85—92% этана [21]. Поступающие с этаном примеси других газов значительно осложняют эксплуатацию вто­ рой ступени холодильного отделения и снижают холодопроизводительность всей установки в целом.

Наиболее нежелательной примесью является этилен, вследст­ вие способности его образовывать гидраты, забивающие трубки аппаратов. Пришлось прибегнуть к монтажу линий продувок кон­ денсаторов-испарителей горячими парами аммиака и этана. При­ чем, если аммиак в этом случае возвращался в соответствующий дренажный ресивер, то этан во время горячей продувки сбрасы­

пливом для этановых компрессоров, завершается реконструкция каскада холодильного отделения. Отсутствие в проекте этого испа­ рителя объясняется тем, что для питания компрессоров был пре­ дусмотрен сухой очищенный газ, который пока отсутствует на некоторых заводах.

VI. КОНТАКТНАЯ ОЧИСТКА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ ОТБЕЛИВАЮЩЕЙ ГЛИНОЙ

Сущность процесса и технологическая схема установки. Кон­ тактная очистка является завершающей стадией технологического процесса получения смазочных масел. В результате очистки при помощи отбеливающей глины улучшаются такие свойства масел, как цвет, коксовое число, стабильность против окисления, де­ эмульгирующая способность, запах. В качестве отбеливающей глины используются глины Балашеевского и Зикеевского место­ рождений или гумбрин тонкостью помола до 200 меш.

Процесс контактной очистки состоит из следующих стадий: смешения контактируемого масла с отбеливающей глиной, нагрева смеси, фильтрации суспензии для отделения глины от масла.

Качество контактированного масла зависит от количества по­ даваемой отбеливающей глины и ее качества (тонкости помола и влажности), температуры обработки и продолжительности кон­ такта. Практически при очистке дистиллятного масла расход

95

глины составляет 3—5%, при очистке остаточного — 5—18% от загрузки.

Чем тоньше помол отбеливающей глины, тем больше ее актив­ ная поверхность, что улучшает контакт масла с глиной и положи­ тельно влияет на процесс очистки. Однако при слишком большом измельчении качество масла ухудшается, т. к. вместе с маслом через ткань фильтров может проникать глина.

Повышение температуры контактной обработки масла способ­ ствует снижению его вязкости, при этом увеличивается проник­ новение масла во внутренние поры адсорбента, что позволяет более полно использовать его активную поверхность. Однако по­ вышение температуры выше оптимального значения может при­ вести к частичному разложению некоторых составных частей сма­ зочных масел, вследствие катализирующего влияния глины, спо­ собствующего разложению масла при повышенных температурах. При этом происходит обогащение масла продуктами разложения, что значительно ухудшает его эксплуатационные свойства. На действующих установках в зависимости от вида сырья смесь масла и глины нагревается до температуры 180—250° С.

Большое значение имеет влажность применяемой глины. Прак­ тически содержание влаги в глине составляет 7—10%, при этом активность глины наибольшая.

Очищенные компоненты смазочных масел (авиационных, инду­ стриальных и т. д.) направляются на установку компаундирова­ ния, где путем смешения их в различных соотношениях получают товарные смазочные масла.

Установка контактной очистки состоит из двух одинаковых потоков. Принципиальная схема одного из них приведена на рис. 23. Депарафинированное масло, подлежащее очистке, насосом Н-1 через пароподогреватель Т-1, где нагревается свежим паром до 60° С, подается в холодный смеситель А-1, куда непрерывно поступает высушенная отбеливающая глина. Смеситель оборудо­ ван турбомешалкой для перемешивания масла с глиной. Из А-1 смесь масла с глиной насосом Н-2 подается в испаритель К-1 через трубчатую печь П-1, где нагревается до 180—250° С. В К-1 испаряются легкие масляные фракции и остатки избирательных растворителей. В целях улучшения условий испарения и предот­ вращения осаждения глины на тарелках, в низ К-1 вводится

сывается в канализацию.

Из Е-1 нефтепродукт забирается насосом Н-4 и направляется

вкачестве орошения в К-1, а избыток откачивается в парк. Горячее масло с глиной с низа К-1 насосом Н-3 через холодиль­

ник Т-4 направляется в горячий смеситель А-2, служащий проме-

. 3 6

жуточной емкостью перед дисковыми фильтрами. Смеситель А-2 оборудован мешалкой для поддержания глины во взвешенном состоянии. Из А-2 смесь насосом Н-5 подается на дисковые фильтры Ф-1, 2, 3, откуда фильтрат через холодильник Т-5 по­ ступает в промежуточную емкость Е-2. Из Е-2 фильтрат насосом Н-6 подается на рамочные фильтры Ф-4, 5, 6.

Рис. 23. Принципиальная технологическая схема установки контактной очистки смазочных масел.

А - 1 — холодный смеситель; П - 1 — трубчатая печь; К -1 — испаритель; А - 2 — горячий смеситель; Ф-1, 2 , з — дисковые фильтры; Ф-4, 5 , в — рамочные фильтры; Т-1 — паро­

По аналогичной схеме работает и вторая секция установки. Недостатки работы установок и мероприятия по их устранению.

Установки контактной очистки смазочных масел построены по типовым проектам Ростовского филиала (Ростов-на-Дону) Гипронефтезавода, выпущенным в 1951 и 1955 гг. Проект 1955 г. был вы­ полнен с учетом опыта пуска и эксплуатации ранее построенных установок. Этим же предприятием разработан проект укрупнен­ ной трехпоточной установки.

На действующих установках проделана большая работа по усовершенствованию работы отдельных технологических узлов и улучшению показателей работы. К настоящему времени мощ­ ность установок контактной очистки более чем на 60 % превышает проектную; во многом также облегчены условия эксплуатации.

Транспортировка отработанной глины из-под дисковых и ра­ мочных фильтров является довольно трудоемкой операцией, при­ чем на укрупненной установке она еще более затруднена тем, что дисковые и рамочные фильтры расположены на разных этажах и отработанную глину после рамочных фильтров необходимо вруч­ ную поднимать в расположенное выше помещение дисковых филь­ тров для последующей транспортировки с установки.

По проектам двухпоточной установки на каждом технологиче­ ском потоке предусматривается по три дисковых и рамочных фильтра, при этом по два дисковых и рамочных фильтра находятся в работе и по одному — на чистке. В проекте укрупненной уста­ новки количество дисковых и рамочных фильтров оставлено преж­ ним (по 6 шт.) и добавлен третий технологический поток, т. е. на каждом потоке оказалось всего по два дисковых и рамочных фильтра. При отключении одного из фильтров на чистку произ­ водительность каждого потока резко снижается, что приводит к колебаниям технологического режима, особенно при работе на остаточном сырье. Предусмотренное проектом повышение на 33% производительности этой установки по сравнению с двухпоточной не подтвердилось. На Волгоградском НПЗ для обеспечения нормальной работы каждого технологического потока укрупнен­ ной установки на проектной производительности по предложению работников пуско-наладочной бригады к каждому из двух техноло­ гических потоков подключены дополнительно по одному диско­ вому и рамочному фильтру третьего потока, т. е. схема установки

Этот недостаток был устранен по предложению работников пуско­ наладочной бригады и Волгоградского НПЗ.

Взаимозаменяемость технологических потоков, предусматри­ вающая использование фильтров, насосов и аппаратов одного по­ тока для фильтрации масла другого, осуществлена также и на других заводах, при этом значительно улучшилась маневренность установок и достигнута стабилизация технологического ре­ жима.

Для подачи суспензии масла и глины на дисковые и рамочные фильтры проектами двухпоточной установки предусмотрены соот­ ветственно шесть шестеренчатых насосов типа Р3-30и и шесть поршневых насосов типа НПН-6. Можно сократить число насосов путем замены их на центробежные большей мощности. Для этого

88

следует вместо 12 проектных насосов установить 6 центробежных типа 4Н-5 X 2, каждый из которых по своей технической харак­ теристике обеспечит нормальную работу установки. При этом для загрузки дисковых фильтров должно быть три насоса, из кото­ рых два рабочих (по одному на каждый технологический поток) и один резервный, и три насоса для загрузки рамочных фильтров (два насоса рабочих и один резервный).

Подача суспензии на дисковые фильтры регулируется вруч­ ную по уровню в горячем смесителе. Это создает трудности в обеспечении постоянства загрузки фильтров.

На установках Омского, Черниковского и Ферганского НПЗ стабилизация загрузки дисковых фильтров достигнута путем уста­ новки на линиях питания фильтров бесшкальных регуляторов типа РД-16, регулирующих загрузку по давлению «после себя». Эта схема регулирования оказалась надежной и оправдала себя в период эксплуатации.

Подача масла на рамочные фильтры по проекту производится в зависимости от уровня в емкостях, куда оно поступает после дисковых фильтров. Эта схема не обеспечивает равномерности питания рамочных фильтров и отрицательно сказывается на их работе. При повышении уровня в емкостях увеличивается загрузка фильров, что приводит иногда к резкому повышению в них дав­ ления и прорыву фильтровальной ткани и бумаги. Контроль за необходимостью своевременного отключения фильтра на очистку не предусмотрен. На всех действующих установках загрузка ра­ мочных фильтров теперь осуществляется по давлению при помощи бесшкальных регуляторов типа РД-16, устанавливаемых на линии питания фильтров' и регулирующих давление «после себя» (при повышении давления выше рабочего клапан закрывается). Кроме того, на линиях питания каждого фильтра установлены дополни­ тельные расходомеры. Контроль за температурой фильтрации на рамочных фильтрах производится при помощи дополнительных термопар, помещенных на входе в них, что проектом не было пре­ дусмотрено. Неудачное конструктивное оформление фильтроваль­ ного отделения создает серьезные трудности в эксплуатации и является основной причиной технического несовершенства про­ цесса контактной очистки — наиболее отсталого в технологи­ ческой схеме производства масел.

В состав установок контактной очистки входит блок регенера­ ции масла из отработанной глины, которая по проекту сбрасы­ вается с дисковых фильтров в бункеры, расположенные под каж­ дым фильтром. Из бункеров отработанная глина при помощи та­ чек и шнековых смесителей направляется в гидравлические ме­ шалки, куда также подаются горячая вода и растворитель (лиг­ роин или бензин с началом кипения 115—120° С). Для лучшего перемешивания глины с горячей водой и растворителем в мешалки подается сжатый воздух от специальных воздуходувок.