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

Непрерывно циркулирующая жидкость размывает в мешалках глину. После растворения масла в лигроине глинистый раствор вместе с раствором масла откачивается в водоотделители, откуда отрегенерированное масло с растворителем откачивается в холод­ ные смесители к сырью. Осевший в водоотделителях глинистый раствор откачивается с установки в отвал.

Эта схема регенерации масла из глины себя не оправдала и ни на одной из действующих установок не применяется. На установ­ ках Черниковского, Волгоградского и Ферганского НПЗ блок регенерации вообще не смонтирован, и глина, содержащая 35— 40% масла, как и на установках других заводов, выбрасывается в отвал.

Наиболее существенные недостатки блока регенерации масла из глины, исключающие возможность включения его в работу, следующие.

Откачка масла с растворителем в холодные смесители с по­ следующей подачей его через трубчатые печи в испарители. К-1

иК-2 является неприемлемой потому, что эти испарители не пре­ дусмотрены для раздельного вывода легкокипящего растворителя

и.легких фракций масла. Поэтому вывод паров растворителя, остатков селективных растворителей и легких масляных фракций может быть осуществлен только совместно.

Поверхность конденсаторов для отгона, составляющая всего

15 .и2, не обеспечивает полной конденсации и охлаждения до 35—40° С всего количества растворителя и масла.

Подача легкокипящего растворителя в трубчатую печь приве­ дет к значительному увеличению гидравлического сопротивления змеевика, которое и без того превышает проектйое значение ввиду недостаточного диаметра труб и работы установок на повышенной производительности.

Трубопровод для удаления глинистого раствора вследствие большой протяженности забивается глиной и выходит из строя; это было выявлено при попытке включения схемы на установке Ново-Куйбышевского НПЗ.

Вопрос регенерации отработанной глины удачно решен на Бакинском НПЗ, где в феврале —■марте 1962 г. введена в промыш­ ленную эксплуатацию новая установка, построенная по проекту Гипроазнефти. Освоение этой установки имеет огромное значение для дальнейшего развития производства масел, ибо впервые осво­

Принципиальная технологическая схема установки приведена на рис.24.

Отработанная глина, содержащая в среднем 20—35% масла, после тщательного перемешивания с растворителем (лигроином) подается на барабанный вакуум-фильтр, снабженный перемеши­

100

вающим устройством, где при 65° С происходит отделение раствора масла в лигроине от глины. Фильтрат далее направляется на блок регенерации растворителя, где при 280—310° С отгоняется лиг­ роин, возвращаемый обратно в систему. Масло направляется

впарк установки контактной очистки. Глина, содержащая смолы, транспортируется шнеком вакуум-фильтра в смеситель и подается

виспаритель, где при температуре 300—400° С, достигаемой за счет подачи циркулирующего адсорбента из регенератора, проис­

ходит отгон лигроина в кипящем слое.

Рис. 24. Принципиальная технологическая схема установки регенерации глины Бакинского НПЗ.

М-1 — смесители; Ф-1 — барабанный вакуум-фильтр; Е-1 — емкости; П-1 — трубчатая

Из испарителя глина воздухом транспортируется в регенера­ тор, где при 500—560° С происходит выжиг смол с поверхности глины в кипящем слое. Регенерированная глина затем охла­ ждается и поступает в специальный бункер, откуда воздухом транс­ портируется на установку контактной очистки масел.

В процессе длительного освоения установки потребовалась реконструкция барабанных вакуум-фильтров типа Б-50, выпу­ скаемых Сумским машиностроительным заводом для установок депарафинизации и не приспособленных для фильтрования столь специфичного сырья, каким является суспензия глины и масла.

По предложению работников завода днище корпуса вакуумтфильтра было выполнено конусным, и, кроме того, между днищем

ивращающимся барабаном дополнительно установлено перемеши­ вающее устройство, исключающее образование «мертвых зон», не участвующих в фильтрации, и осаждение глины. В период пуска

ипоследующей эксплуатации на установке получены масло и ре­ генерированная глина, качества которых соответствуют проекту.

Несмотря на конструктивную сложность некоторых технологи­ ческих узлов, процесс регенерации глины, разработанный Гипро-

азнефтью, является весьма перспективным.

При эксплуатации установок контактной очистки масел на по­ вышенной против проекта производительности, особенно при очистке остаточного сырья, выявилось значительное увеличение гидравлического сопротивления змеевиков трубчатых печей. Для снижения сопротивления змеевика на установках Омского, Фер­ ганского и Черниковского НПЗ трубчатая печь, предназначенная для нагрева смеси остаточного сырья с глиной, разделена на два параллельных потока. Однако при этом затруднена регулировка расхода суспензии через трубчатую печь, так как на потоках не установлены регуляторы расхода. Кроме того, конструкция одно­ скатной печи не предусмотрена для двухпоточной схемы подо­ грева. Для обеспечения нормальной работы установок на повышен­ ной производительности и снижения сопротивления змеевиков трубчатых печей целесообразно увеличить диаметр труб.

Размеры испарителей К-1, К-2 являются недостаточными, и работа этих аппаратов не обеспечивает необходимой отпарки лег­ ких масляных фракций и остатков растворителя из масла. Кроме того, нижние ректификационные тарелки с желобчатыми колпач­ ками часто забиваются глиной при повышении уровня в испари­ теле или при увеличенном количестве испаряющихся легких фрак­ ций, увлекающих с собой частицы глины. В 1958 г. на установке Омского НПЗ, для того чтобы уменьшить сопротивление потоку смеси масла с глиной и чтобы тарелки не забивались, в испарите­ лях К-1 и К-2 были демонтированы по три желобчатые тарелки (4-я, 5-я и 7-я, считая сверху); при этом работа колонн улучшилась и заносы глины на верхние тарелки прекратились. Для дальней­ шего улучшения работ испарителей целесообразно увеличить их размеры, а желобчатые тарелки заменить на каскадные.

Расход острого пара в испарители по проекту не контроли­ руется. На всех действующих установках на линиях подачи пара в К-1 и К-2 установлены расходомеры и осуществлено дистанцион­ ное управление подачи пара.

Уровни в испарителях по проекту регулируются путем воз­ врата в испарители части суспензии, откачиваемой из испарителей в горячие смесители. Указанная схема регулирования является неудачной, поскольку клапаны на циркуляционных линиях, вслед­ ствие периодичности их работы, забиваются глиной. На дейст­

102

вующих установках клапаны регуляторов уровня перенесены на выкидные линии загрузки горячих смесителей, и, таким образом, откачка суспензии из испарителей в горячие смесители осущест­ вляется в зависимости от уровня в испарителях.

Обслуживание горячих смесителей затрудняется отсутствием приборов для замера в них уровня. На установках Омского, Черниковского и Волгоградского НПЗ в горячих смесителях смонти­ рованы пьезометрические указатели уровня, которые хорошо за­ рекомендовали себя. Следует отметить, что за последнее время пьезометрические уровнемеры на установках контактной очистки нашли широкое применение и успешно заменили цилиндрические уровнемеры типа РУЦ-2000, предложенные проектом для замера уровня в холодных смесителях. Пьезометрические уровнемеры успешно применяются для замера уровня в емкостях готового масла на установках Омского и Черниковского НПЗ.

На выкиде сырьевых шестеренчатых насосов, подающих масло в холодный, смеситель, не была предусмотрена диафрагма, в ре­ зультате чего нельзя было контролировать расход сырья и обес­ печивать постоянство соотношения масла и глины. Регулировка загрузки сырья должна была осуществляться вручную путем изменения производительности сырьевого насоса в зависимости от уровня в смесителе.

На действующих установках эта схема изменена и для облег­ чения условий эксплуатации (с учетом работы на повышенной производительности) шестеренчатые насосы заменены на поршне­ вые типа НПН-6, на выкиде которых после подогревателя Т-1 установлена диафрагма расходомера, связанная с клапаном на паровой части насоса. Таким образом, осуществлена регулировка но расходу с корректировкой по уровню в холодном смеси­ теле.

Регулирование производительности печных насосов предусмат­ ривалось по уровню в испарителях при помощи клапанов, устано­ вленных на паровой части этих насосов. В настоящее время на всех действующих установках регулирование работы печных на­ сосов производится при помощи дополнительной дисковой диа­ фрагмы расходомера, установленной на выкиде печного насоса и связанной с клапаном на паровой части. Эта схема регулирова­ ния оправдала себя и позволила стабилизировать технологический режим трубчатой печи и испарителя. Однако конструкция диско­ вой диафрагмы с круглым внутренним отверстием не рассчитана на столь специфическую среду, какой является суспензия масла и глины, и в нижней части выкидного трубопровода печного насоса

103

отверстие которой выполнено в виде сегмента, расположенного в нижней части сечения трубопровода (рис. 25).

Последующая эксплуатация установки целиком подтвердила эффективность применения сегментной диафрагмы, позволившей значительно улучшить работу трубчатой печи. Это мероприятие может быть рекомендовано и для других заводов, так как дало возможность отказаться от предусмотренной проектом схемы кос­ венного регулирования загрузки трубчатых печей в зависимости

от уровня в горячих смесителях, применение которой неизбежно привело бы к резким колебаниям технологического режима печей и испарителей.

Регулирование работы трубчатых печей, предложенное проек­ том Ростовского филиала Гипронефтезавода для двухпоточной установки, усложняется еще и тем, что не предусмотрено автома­ тическое регулирование температуры выхода продукта из печи.

В настоящее время на всех действующих двухпоточных уста­ новках на линиях подачи жидкого топлива к форсункам каждой трубчатой печи установлены дополнительные клапаны регулято­ ров температуры, связанные с термопарами на линиях выхода суспензии из каждой печи, что позволило обеспечить надежную регулировку температуры процесса.

Эта схема регулирования была включена Ростовским филиалом Гипронефтезавода в проект укрупненной установки и целиком оправдала себя в дальнейшем на установке Волгоградского НПЗ.

104

Глиноразмольное отделение установок также имеет целый ряд существенных недостатков, из которых, в первую очередь, следует отметить громоздкость проектной схемы и отсутствие автомати­ зации технологического процесса приготовления глины.

Загрузка поступающей на установку сырой глины на транспор­ тер является весьма трудоемкой операцией, выполняемой вруч­ ную. Механизация этой операции позволит избавить обслуживаю­ щий персонал установки от тяжелого ручного труда.

Проектами двухпоточной установки были дополнительно пре­ дусмотрены элеватор и бункер сырой глины, однако в этих аппара­ тах нет необходимости, что доказано опытом работы установки на Черниковском НПЗ, где по предложению работников завода подача сырой глины на установку производится ленточным транс­ портером непосредственно со склада сырой глины.

По первоначальному проекту дозировка подачи высушенной глины в холодные смесители производилась при помощи специаль­ ных автоматических весов, предназначенных для сыпучих мате­ риалов. В процессе работы выявилось, что глина попадала в тру­ щиеся части деталей весов и выводила их из строя после несколь­ ких дней эксплуатации. Кроме того, при подаче свежей глины в холодные смесители порциями при помощи весов происходит образование комков, что ухудшает условия контактирования масла и глины.

На установках Омского, Ново-Куйбышевского и Ново-Уфим­ ского НПЗ, построенных по этому проекту, автоматические весы были заменены дозировочными контрольными бункерами, ко­ торые поочередно включаются в работу, и это позволило обеспечить бесперебойную подачу свежей глины в холодные смесители.

В последующих проектах, учитывая опыт эксплуатации, Рос­ товский филиал Гипронефтезавода заменил автоматические весы шнековыми питателями, которые хорошо зарекомендовали себя на установках Черниковского и Волгоградского НПЗ. Кроме того, по предложению работников Черниковского НПЗ, шнековый питатель успешно использован вместо громоздкого ленточного транспортера для подачи глины в сушильный барабан.

По проекту укрупненной установки бункер готовой глины раз­ делен перегородками на три отсека, откуда готовая глина посту­ пает соответственно в три холодных смесителя. При переходе с одного отсека на другой необходимо переключать и холодные смесители, т. е. переходить с одного технологического потока на другой.

На установке Волгоградского НПЗ этот бункер выполнен без перегородок и подача готовой глины во все холодные смесители осуществляется при помощи шнекового питателя, что значи­ тельно упрощает условия обслуживания этого технологического узла и всей установки в целом.

105

В схему автоматической блокировки электродвигателей сушиль­ ного барабана, шнека и ленточного транспортера не включен электродвигатель ковшового элеватора, в связи с чем при его отключении транспортер, шнек и барабан будут продолжать подачу глины. Электродвигатель ковшового элеватора следует также включить в схему блокировки. Это позволит улучшить работу глиноразмолочного отделения.

Скруббер, предназначенный для улавливания глиняной пыли из дымовых газов, идущих из глиноразмольного отделения, ввиду недостаточных размеров не обеспечивает необходимую полноту очистки газов от пыли, что приводит к загрязнению тер­ ритории установки и потерям глины.

Кроме того, орошение скруббера водой, предусмотренное проектом, приводит к засорению промышленной канализации. На установке Волгоградского НПЗ, по предложению работников пуско-наладочной бригады, на орошение скруббера подавалось масло с последующим выводом его в холодные смесители. При испытании этой схемы выявилась необходимость увеличения раз­ меров скруббера и создания в нем уровня масла, поскольку при отсутствии уровня не исключается возможность попадания дымо­ вых газов в холодные смесители.

Глиноразмольное отделение на всех нефтеперерабатывающих заводах работает периодически, и максимальная его загружен­ ность составляет 12—14 ч в сутки.

В последние годы институтами ВНИИ НП, ГрозНИИ, Гипронефтезавод и Гипрогрознефть разработаны новые технологические процессы очистки смазочных масел, которые являются более эффективными, чем контактная очистка. К ним относятся непре­ рывный процесс адсорбционной очистки, разработанный ВНИИ НП и Гипронефтезаводом, и процесс гидродоочистки смазочных масел, разработанный ГрозНИИ и Гипрогрознефтью. Эти процессы являются более сложными, стоимость промышленных установок намного выше, чем контактной очистки, однако они являются более перспективными и их применение, особенно гидродоочистки, позволит вырабатывать из сернистых нефтей смазочные масла, в том числе турбинные и трансформаторные с более высоким выходом и лучшими эксплуатационными качествами [25].

VII. ОБЕЗМАСЛИВАНИЕ ПАРАФИНА

Сущность процесса и технологическая схема установок. На установках обезмасливания перерабатываются гачи для получе­ ния парафина. В качестве растворителя применяется ацетон

всмеси с бензолом. Количество ацетона в смеси обычно колеблется

впределах 30—40% в зависимости от качества сырья. Соотноше­

106

Особое влияние на получение обезмасленного парафина ока­ зывает содержание в растворителе воды и масла. Наличие воды снижает селективность растворителя, а содержание масла умень­ шает глубину обезмасливания. Поэтому из растворителя, напра­ вляемого на разбавление сырья и промывку парафиновой лепешки на фильтрах, эти примеси должны быть удалены.

По схемам и аппаратурному оформлению установки депара­ финизации масел и обезмасливания гачей имеют большое сходство.

Современная установка обезмасливания парафина так же, как и установка депарафинизации, состоит из отделений: кристалли­ зации, фильтрации, регенерации растворителя, циркуляционной системы инертного газа, холодильного. Принципиальная техно­ логическая схема установки представлена на рис. 26.

Сырье (гач или петролатум) насосом Н-1 подается через паро­ подогреватель Т-1 в кристаллизаторы для охлаждения. Перед входом сырья в Т-1 к нему подмешивается растворитель, пода­ ваемый насосом Н-2 из емкости Е-7А. В Т-1 смесь сырья и рас­ творителя нагревается до 80° С, а в кристаллизаторах охлаждается последовательно холодной водой и рассолом, охлажденным на хо­ лодильной установке. Охлажденная в кристаллизаторах до +15° С смесь поступает в напорный бачок I ступени фильтрации Е-1. Из Е-1 раствор Сырья поступает на непрерывные вакуум-фильтры I ступени Ф-1 и Ф-1а (на схеме не показан).

Парафиновая лепешка, отложившаяся на ткани барабана, промывается холодным (+15° С) растворителем, отдувается холод­ ным инертным газом, сходит по ножу в шнек и сбрасывается в емкость Е-3. Фильтрат направляется в емкость Е-2, откуда вакуум-компрессорами отсасывается инертный газ, за счет чего создается вакуум в системе фильтров.

Парафиновая лепешка после первой ступени фильтрации заби­ рается из емкости Е-3 насосом Н-4 и направляется в напорную емкость II ступени фильтрации Е-4. Перед поступлением пара­ фина в Е-4 на выкид Н-4 насосом Н-3 подается растворитель. Из Е-4 раствор парафина поступает на вакуум-фильтр Ф-2. Филь­ трат II ступени выводится в емкость Е-5.

Парафиновая лепешка промывается растворителем, отду­ вается инертным газом, сходит по ножу в шнек и поступает в ем­ кость Е-6, откуда насосом Н-5 через пароподогреватель Т-6 подается в верхнюю часть колонны К-1.

Пары растворителя с верха колонны направляются в конден­ сатор-холодильник Т-10 и, сконденсировавшись, поступают в ем­ кость влажного растворителя Е-7а. Полуотпаренный раствор парафина поступает через пароподогреватель Т-ба из верхней части К-1 в нижнюю. Парафин с низа К-1 забирается насосом Н-ба и подается в верхнюю часть отпарной колонны К-2, где при помощи водяного пара отгоняются остатки растворителя. Пары раствори­ теля и воды с верха колонны поступают в конденсатор-холодиль-

107

ник Т-11 и далее в декантатор Д-1 (в верхнюю часть). Из Д-1 вода, содержащая кетон, насосом Н-11 подается на регенерацию кетона (МЭК или ацетона) в колонну К-6. G низа К-2 парафин, освобожденный от растворителя, насосом Н-6 через холодильник Т-15 откачивается с установки.

Фильтрат I и II ступеней из емкостей Е-5 и Е-2 насосом Н-7 подается в теплообменник Т-4, где охлаждает растворитель холодной промывки, затем поступает через пародистиллятный теплообменник Т-7 в колонну К-3. Пары растворителя с верха К-3 поступают через конденсатор-холодильник Т-10а в емкость сухого растворителя Е-7. Остаток с низа К-3 насосом Н-8 через паро­ подогреватель Т-8 подается в колонну К-4, работающую под дав­ лением 1,5—2,5 ати. Пары растворителя с верха К-4 поступают через пародистиллятный теплообменник Т-7 и конденсатор-холо­ дильник Т-10Б в емкость сухого растворителя Е-7.

Остаток с низа К-4 за счет перепада давления перетекает через пароподогреватель Т-13 в отпарную колонну К-5, где при помощи водяного пара из фильтрата отгоняются остатки растворителя. Пары воды и растворителя конденсируются в конденсаторехолодильнике Т-11 и поступают в Д-1.

Остаток с низа К-5 забирается насосом Н-9 и через холодиль­ ник Т-14 откачивается в емкости фильтрата.

Смесь воды и растворителя, выходящая из отнарных колонн К-2 и К-5, поступает в Д-1, где разделяется на два слоя: верхний слой — вода в растворителе и нижний слой — растворитель в воде. Верхний слой переливается в Е-8, откуда после отстоя откачивается насосом Н-10 в емкость Е-7а, а нижний слой насо­

и воды поступают через конденсатор-холодильник Т-16 в декан­ татор Д-1.

Сухой растворитель для промывки лепешки вакуум-фильтров охлаждается в теплообменниках Т-4 за счет фильтрата и Т-5 за счет рассола. При горячей промывке вакуум-фильтров сухой растворитель подается насосом Н-3 через пароподогреватель Т-12. Система инертного газа на установке производства парафина аналогична схеме, применяемой на установках депарафинизации.

В последнем по ходу продукта кристаллизаторе, а также в хо­ лодильниках растворителя и инертного газа, охлаждение про­ изводится за счет промежуточного хладоагента — рассола, ох­ лаждаемого за счет испарения жидкого аммиака. Рассол и ам­ миак циркулируют в изолированных друг от друга замкнутых системах (рис. 27).

Пары аммиака из испарителя отсасываются тремя компрес­

109