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

зации (установки обезмасливания парафина тоже). Потеря ва­ куума возникает при стремлении поддерживать минимальную толщину лепешки на фильтрах для увеличения отбора депарафинированного масла, что приводит к образованию прогалин на ткани фильтра, через которые газ из корпуса фильтра засасы­ вается на прием вакуум-компрессоров.

Недостаточная герметичность выкидной части газовой системы или внезапные выбросы масла из гидравликов фильтров приводят к уменьшению общего количества газа в системе, увеличению вакуума на приеме компрессоров и, как следствие, уменьшению давления на их выкиде. И потеря вакуума, и потеря поддувки в конечном итоге приводят к ухудшению фильтрации и обогащению инертного газа кислородом.

Подсоединение фильтров непосредственно к газгольдеру, ко­ нечно, не ликвидирует возможность потери вакуума, но и не увеличивает ее. Зато почти полностью исключается подсос воздуха, не говоря уже о ликвидации двух недостаточно четко работающих клапанов с приборами, требующих к себе постоянного вни­ мания.

Говоря об инертном газе для установок масляного блока, нельзя обойти молчанием проблему его получения. Проектом предусмотрен специальный генератор марки ГИГ-115. Газогене­ раторы этого типа весьма маломощны и несовершенны, а их эксплуатация связана с большими трудностями. На Омском и Черниковском НПЗ пытаются совсем обойтись без этих генера­ торов. В этом случае инертный газ получают с установок катали­ тического риформинга. Однако эта схема снабжения установок инертным газом также имеет свои недостатки. Снабжение устано­ вок инертным газом поставлено в жесткую зависимость от работы установок риформинга. Кроме того, протяженность коммуника­ ций оказалась весьма значительной и зимой, вследствие выпа­ дения влаги; это зачастую приводило к замораживанию трубо­ проводов и перебоям в работе установок депарафинизации. На новых заводах построены мощные газогенераторные установки, позволяющие обеспечить в централизованном порядке установки депарафинизации и производства парафина инертным газом. На этих установках применяются топки под давлением, аналогичные действующим на установках гидроформинга или каталитического крекинга.

Работа вакуум-фильтров тем эффективнее, чем свободнее поры фильтровальной ткани. Последние в процессе работы забиваются кристаллами парафина (и церезина), что приводит к снижению производительности фильтра. Поэтому необходимо периодически прибегать к промывке фильтра горячим растворителем. Сама по себе эта вынужденная, но необходимая мера технологически ре­ шена весьма примитивно. Растворитель от насоса Н-11 (или Н-2а) направляется через паровой подогреватель Т-26 непосредственно

80

к промываемому фильтру. При этом из-за отсутствия замеряющих устройств количество подаваемого растворителя зависит от искус­ ства оператора. Часто в момент промывки, особенно при подаче на порционное разбавление холодного компонента насосом Н-11, происходит колебание расхода растворителя на разбавление и нарушение технологического режима. Необходимо регулировать этот процесс, для чего следует на линии промывки установить клапан (с DY = 15—20 мм) и диафрагму. Показание расхода можно вынести на один из вторичных приборов в операторную, а открытие клапана регулировать при помощи панели дистан­ ционного управления (БПДУ). Растворитель не следует нагревать выше 50° С, так как в противном случае значительная часть его испаряется и промывка менее эффективна. Целесообразно смон­ тировать всю систему горячей промывки непосредственно в филь­ тровальном отделении (в том числе и теплообменник Т-26 с умень­ шенной поверхностью). Это, кроме удобства, позволило бы уменьшить длину трубопроводов и сократить промывку. Проектбм предусматривается откачка промывочного продукта в сырье. Однако необходимость быстрой разгрузки емкости Е-9 (из-за опасности заброса жидкости на прием вакуум-компрессоров) при­ водит к расстройству режима кристаллизации. Нельзя согласиться и с применяемой на заводах откачкой этого продукта в емкость Е-7а (и даже в Е-ба), так как это приводит к замасливанию растворителя и фактически к снижению разбавления. Увеличение объема емкости Е-9 (примерно вдвое) решило бы эту проблему, так как позволило бы постепенно в течение 1—1,5 ч откачивать промывочный продукт или в сырье, или, что предпочтительнее, в кристаллизаторы (в точку, температура которой близка к темпе­ ратуре в Е-9).

На некоторых заводах для увеличения отбора депарафинированного масла применяют схему двухступенчатой фильтрации. По этой схеме смесь сырья с растворителем поступает на три фильтра, а полученный раствор гача дополнительно разбавляется растворителем (обычно в шнеках) и с несколько повышенной (на 10—15° С) температурой направляется на остальные два фильтра. Это позволяет повысить отбор масла, одновременно уменьшив его содержание в гаче (с 24—30% до 8—12%). Весьма вероятно, что с получением на установках АВТ масляных дистиллятов четкого фракционного состава надобность в двухступенчатой фильтрации отпадает.

Откачка холодного раствора гача создает трудности, так как он имеет консистенцию пасты и плохо перекачивается насосами. Насосы Н-7 и Н-7а по проекту размещены на значительном

из лотка и на нем установлены отсекающие задвижки, позволяющие откачивать раствор отдельным насосом из кащдой емкости. В связи с этим ликвидирована часть лотков в насосной, что улучшило обслуживание установки и несколько удешевило строительство.

Для замера уровня раствора гача в емкостях проектом предло­ жены дифманометрические уровнемеры, но они не работали, так как импульсные линии быстро забивались парафиновыми проб­ ками. Работа без уровнемеров приводила к тому, что насос Н-7 выхватывал из емкости продукт, затем «сбрасывал» и работал вхо­ лостую. Выкидные линии, соединяющие насосы с теплообменни­ ками, сильно вибрировали, а гидравлические удары, вследствие неравномерной нагрузки, выводили из строя и насосы и тепло­ обменники. Работниками пусконаладочной бригады было предло­ жено заменить уровнемеры на поплавковые типа РУПШ-365. Установка их позволила надежно контролировать уровень в Е-3 и автоматизировать откачку из них продукта насосами Н-7, кото­ рые просты по конструкции, надежны в работе, но слишком мощны для данного узла. Производительность каждого насоса 1СП 28ч- 4-56 м 3/ч, а их устанавливают 3 или 4, в то время как требуется откачивать примерно 14—16 м 3/ч раствора гача. Попытки заме­ нить их менее мощными — марки 4ПТ или ПН — не дали поло­ жительных результатов, так как эти насосы не могут перекачивать холодный продукт такой консистенции: клапанные коробки и сами клапаны сложны, забиваются парафиновыми пробками. Установка дополнительных насосов сделала более надежной откачку раствора гача, однако не решила окончательно эту задачу. Представляется целесообразным уменьшить количество емкостей. Это возможно при «зеркальной» работе фильтров, когда барабаны их вращаются в противоположных направлениях и раствор гача выводится в одну емкость, расположенную между двумя фильтрами. Такая мера позволила бы вдвое сократить и число обслуживающих их насосов. Заслуживает внимания вариант, при котором на постаменте в по­ мещении насосной устанавливается одна общая емкость и под ней два насоса для откачки раствора гача. Однако при этом выяв­ ляется трудность транспортировки раствора гача с крайних филь­ тров в емкость, что требует применения специальных шнеков.

Применение вместо МЭКа ацетона ограничило нагрев раствора гача (+15 — ^25° С), так как при более высоких температурах в емкости Е-5 будет слишком большое испарение ацетона. На большинстве заводов Е-5 исключается из работы, а раствор гача направляется после Т-13 непосредственно в подогреватель Т-4

ина ступень регенерации.

Вновых проектах предполагается обходиться вообще без бу­ ферных емкостей Е-4 и Е-5. Такое решение, по нашему мнению, приведет к неравномерной загрузке колонн I ступени регенера­ ции обеих секций из-за колебания поступления фильтрата (на­ пример, в случае промывки одного из фильтров). Отказ от Е-5

82

допустим лишь при уменьшении числа сборников гача (лучший вариант — общая емкость для всех фильтров).

Применяемые для регенерации холода из раствора гача кожу­ хотрубные теплообменники Т-11, в которых охлаждается раство­ ритель, практически не работают, ибо парафин, осаждаясь на внутренних стенках трубок пучка, значительно снижает тепло­ передачу. Сейчас на некоторых установках теплообменники Т-11 заменяются на кристаллизаторы. Принудительная очистка сте­ нок труб значительно улучшила теплопередачу и снизила темпе­ ратуру растворителя на входе в аммиачные холодильники. За­ мена теплообменников в этом узле кристаллизаторами принята для всех модернизированных установок.

Б л о к р е г е н е р а ц и и . Применение вместо МЭКа аце­ тона заставило внести ряд корректив в блок регенерации. Поверх­ ность конденсаторов-холодильников была увеличена вдвое, но это

расположены на высоте 23 м и не обеспечиваются в достаточном количестве даже такой водой.

Был принят ряд-мер, которые повысили эффективность работы трубчатых конденсаторов-холодильников, — они сделаны четы­ рехходовыми по пучку. Это повысило скорость воды, уменьшило оседание ила на стенках трубок и улучшило теплопередачу. К холодильникам подвели сжатый воздух, которым против хода воды периодически продуваются все аппараты. За рубежом, кроме продувки воздухом трубок конденсаторов, их подвергают

ратный холодильник, в котором конденсируется и возвращается в систему емкостей растворитель.

Работу блока регенерации осложняет неудачная конструкция вертикальных подогревателей. Из-за дополнительных напряжений, возникающих в трубной решетке под влиянием веса пучка труб, и большой разницы температур на входе и выходе продукта, вызывающей деформацию решетки, нарушается герметичность вальцовки трубок пучка. Это влечет за собой попадание водя­ ного пара в продуктовую часть теплообменника и, как следствие, обводнение растворителя или попадание растворителя в пар в случае пропусков теплообменников, работающих на мятом паре (Т-8а или Т-4), и большие потери его. Эти аппараты, имеющие малые привалочные поверхности плавающих головок, снабжаются

заводом-изготовителем вместо металлических паранитовыми про­ кладками, которые, быстро выходят из строя. На нефтеперера­ батывающих заводах они заменяются на алюминиевые — это несколько удлинило срок работы.

На Ново-Уфимском, Черниковском и некоторых других заво­ дах прибегают к установке дублирующих аппаратов, т. е. на два рабочих ставят один резервный и в случае выхода из строя одного

Рис. 19. Реконструированный вертикальный паровой подо­ греватель.

из теплообменников включают его в работу, ремонтируя дефект­ ный, не останавливая установки. Это решение вынужденное. Для радикального решения необходимо либо устанавливать горизон­ тальные подогреватели, которые хорошо работают в подобных условиях на установках глубокой депарафинизации, либо при­ менять конструкции вертикальных аппаратов, в которых напря­ жения в трубной решетке компенсировались бы и без плавающей головки. На Ново-Уфимском заводе эти подогреватели подверга­ лись реконструкции и сейчас довольно успешно эксплуатируются. На рис. 19 приведен реконструированный аппарат. Двухходовые подогреватели переделаны на одноходовые, вход продукта сделан в плавающую головку через сальниковое устройство в нижней

84

крышке. За счет уменьшения скорости потока коэффициент тепло­ передачи, конечно, несколько уменьшился, но настолько незна­ чительно, что на подогреве это практически не сказалось. Такое решение почти полностью сняло вопрос обводнения растворителя за счет подогревателей.

По проекту пары из колонн К-1 и К-3 конденсируются и ох­

установок и высокой температуры охлаждающей воды в колонне К-1 наблюдается повышенное давление (0,7—0,8 ати), что ухуд­ шает условия испарения в К-3. На некоторых установках повы­ шенное давление в колонне К-1 объясняется еще стремлением получить максимальный отгон растворителя уже в первой ступени и поэтому зачастую температуру на выходе из парового подогре­ вателя Т-8а поддерживают не 90—95° С, как это предусмотрено проектом, а 105 -4- 115° С. Сейчас почти на всех заводах осущест­ влен раздельный вывод паров растворителя из К-1 и К-3. На од­ них установках пары из К-3 направляются непосредственно в от­ дельную пару конденсаторов Т-15, на других — сначала в допол­ нительный пародистиллятный теплообменник (Т-14а). В качестве последнего зачастую используется теплообменник Т-9, который из-за опасности пропуска в нем обычно не используется по назна­ чению.

Отказ от использования тепла депарафинизированного масла в Т-9 нецелесообразен и правильнее было бы для предотвраще­ ния порчи готового масла и потерь растворителя заменить аппа­ раты с плавающими головками на более надежные теплообмен­ ники типа «труба в трубе» или с U-образными трубками.

Для уменьшения количества растворителя, теряющегося с уходящими с установки продуктами, проектом предусмотрена довольно сложная схема рециркуляции остатка стриппингколонн К-4 и К-7 соответственно через паровые рибойлеры Т-19 и Т-19а. На заводах эта обвязка демонтирована, а продукты из К-3 и К-6 просто направляются через рибойлеры в соответствующие стриппинги. Количество растворителя в уходящих с установки продук­ тах не увеличилось, а регулировка работы насосов Н-14 и Н-10 значительно облегчилась и упростилась.

Наиболее крупным источником потерь растворителя (около 50% всех потерь) на многих установках является «кетоновая» колонна К-8. Она предназначена для удаления накапливающейся в системе воды. Этот узел, как и вся установка, был рассчитан на работу с метилэтилкетоном, а не с ацетоном. А это, особенно на первых установках, привело и к обводнению растворителя, и к дополнительным потерям его. Как известно, МЭК ограниченно растворяется в воде и образует с ней азеотропную смесь. Поэтому для случая работы с МЭКом правомерна (хотя она и не лишена недостатков) предложенная проектом схема. МЭК имеет достаточно

85

четкую границу с водой, поэтому возможно накопление этого растворителя в верхней части емкости Е-7а, из которой МЭК пере­ текает в Е-7 и после дополнительного отстоя от воды откачивается в Е-ба. Ацетон же неограниченно растворяется в воде. Поэтому более правильно направлять отгон этой колонны не в Е-7а, а в Е-7, ликвидировав переток из первой во вторую. Благодаря сравни­ тельно большой разнице в температурах кипения воды и ацетона, можно добиться получения достаточно сухого растворителя.

При пуске первых установок выявилась необходимость по­ давать смесь воды и растворителя не на верх колонны К-8, что приводило к частым забросам ее в холодильник Т-20 и да­ лее в соответствующую емкость, а на третью тарелку (сверху). Это мероприятие почти полностью ликвидировало забросы в ем­ кость. Работниками пуско-наладочной бригады предложена и осуществлена почти на всех заводах автоматическая регулировка температуры верха колонны за счет клапана, установленного на подаче пара в К-8. Это позволило достаточно четко отделять аце­ тон от воды и значительно снизить его потери. Наибольшие потери растворителя бывают обычно в момент пуска кетоновой колонны.

Для уменьшения количества воды, откачиваемой в емкость Е-7а и в К-8, на установке осуществлен отдельный вывод охла­ ждающей воды от грундбукс центробежных насосов (конструк­ ция разъемных грундбукс приведена в IV разделе). Частичная автоматизация работы кетоновой колонны К-8 и установка разъем­ ных грундбукс на центробежных насосах позволила на некоторых заводах почти вдвое сократить потери растворителя и тем самым значительно снизить себестоимость масел.

Х о л о д и л ь н о е о т д е л е н и е . Недостатки работы холо­ дильного отделения вызваны неудачным конструктивным офор­ млением ряда узлов, ненадежной работой замерных и сигнализа­ ционных устройств и, как следствие, невозможностью осущест­ вить полное автоматическое регулирование количества холода при изменении тепловой нагрузки в испарительной системе.

Установленные по проекту уровнемеры типа РУКЦХ-365-40, замеряющие уровни жидкого аммиака в аккумуляторах кристал­ лизаторов и в холодильниках, не работали при низких температу­ рах, так как выходили из строя скручивающиеся трубки. Поэтому довольно часто происходило переполнение этих аппаратов жидким аммиаком и забросы его на компрессоры. Правда, на их приеме поставлены отделители жидкости (ОЖ), однако для дренирования скапливающегося в них аммиака была предусмотрена линия ма­ лого сечения, которая зачастую не обеспечивала быстрой эвакуа­ ции его в дренажный ресивер. Избавиться же от жидкого аммиака в приемном коллекторе всегда чрезвычайно трудно, так как дре­ нирование последнего не предусмотрено.

Работники КИП Омского и других заводов изменили конструк­ цию уровнемеров типа РУКЦХ-365, установив катушки длиной

8 6

800 мм между поплавковой камерой и измеряющим механизмом. Это позволило более надежно измерять уровни аммиака (и других холодильных сред) в холодильниках и кристаллизаторах, предот­ вращать их переполнение, уменьшив тем самым вероятность за­ бросов на прием аммиачных компрессоров. В настоящее время на установках Черниковского НПЗ вместо РУКЦХ-365 применяют РУПФ-365. Кроме того, было увеличено сечение трубопровода из ОЖ в дренажный ресивер с 50 до 80 мм и смонтированы линии, обеспечивающие эвакуацию жидкого аммиака из приемов ком­ прессоров первой и второй ступени сжатия. Перенесена также линия отсоса из дренажного ресивера с приема компрессоров на вход в отделитель жидкости и увеличен ее диаметр с 20 до 50 мм. Последнее позволило быстро и надежно дренировать жидкий аммиак из вакуумной части аммиачного отделения. Заглубление дренажного ресивера РЛ-3,5 еще больше ускорило бы эвакуацию жидкости'из приемного коллектора, повысив безопасность работы аммиачных машин.

Установленный в помещении компрессорной дренажный реси­ вер объемом 0,7 м 3 (РЛ-0,7) обычно нигде не используется и его без всякого ущерба можно демонтировать. Для быстрого же вы­ давливания жидкого аммиака из дренажного в рабочие ресиверы следует увеличить диаметр уравнительной линии высокого да­ вления до 40 мм.

На установках депарафинизации холодильные компрессоры работают в очень тяжелых условиях. Предусмотренная проектом для конденсации аммиака оборотная вода часто бывает плохого качества — сильно загрязнена илом и имеет сравнительно высо­ кую температуру. Это приводит к повышению давления на второй ступени компрессоров до 16—17 ати (вместо проектных 12) и перегреву цилиндров до 150—160° С. На некоторых заводах вместо оборотной воды на аммиачные конденсаторы стали подавать све­ жую воду с более низкой температурой, что позволило несколько снизить давление конденсации (на 2—3 ати) и уменьшить пере­ грев цилиндров высокого давления. Представляется целесообраз­ ным осуществить впрыск жидкого аммиака в маслоотделители, как это сделано на подобных холодильных установках заводов по производству синтетического спирта. Кроме улучшения режима работы самих компрессоров, впрыск жидкого аммиака в масло­ отделители способствует лучшему отделению масла, уносимого парами. Правда, попадание жидкого аммиака в маслоотделители в этом случае возможно только при наличии разницы в высоте между ними и конденсаторами, т. е: необходимо или заглубить маслоотделители, или поднять фундамент конденсаторов КТВ. Избежать такой переделки можно, если применить инжекционное устройство, смонтировав его на выкидной линии компрессора перед входом в маслоотделитель (рис. 20). Осуществление этих мероприятий позволило бы снизить давление конденсации до

87

10 ати и значительно улучшить условия работы аммиачных ком­ прессоров. Кроме того, на всех установках необходимо произ­ водить дополнительное крепление выкидных трубопроводов этих машин, которые подвергаются сильной вибрации (уменьшению ее в значительной степени способствует установка гасителей пуль­ сации). Последние смонтированы на установке Омского НПЗ и их работа заслуживает положительной оценки.

Работающие на холодильных установках аммиачные компрес­

ранить опасность попадания жидкого аммиака в цилиндры машин, однако усложняет вопрос крепления трубопроводов. Маслоотде­ лители целесообразно располагать около компрессорной, на открытом воздухе, как это сделано на существующих установках.

ГЛУБОКАЯ ДЕПАРАФИНИЗАЦИЯ МАСЕЛ

В 1957—1958 гг. по проекту института Гипронефтезавод на Ново-Уфимском, Орском и Ново-Куйбышевском НПЗ были по­ строены и пущены в эксплуатацию установки низкотемпературной депарафинизации, позволившие получать масла с температурами застывания до —60° С. Сырьем для этих установок обычно служит фракция, выкипающая в пределах 300—400° С и подвергнутая очистке на установках «глубокой» фенольной очистки.

8 8

Также, как и в процессе обычной депарафинизации, одним из компонентов растворителя является кетон, но в качестве аромати­ ческого компонента применяется только толуол, так как бензол имеет высокую температуру застывания.

Принципиальная технологическая схема установки мало от­ личается от схемы обычной установки депарафинизации масел. По существу, различие имеется только в холодильном отделении. В связи с глубоким охлаждением растворителя и его смеси с сырьем возникла необходимость в двухступенчатом охлаждении. Это объясняется тем, что при помощи аммиака можно охладить продукт лишь до температуры —30 32° С. Более низкая темпе­ ратура достигается при помощи других хладоагентов. Наиболее удобным из них является этан. Наличие дополнительного этанового охлаждения вызвало и соответствующие изменения в аппара­ турном оформлении кристаллизации, а также в охлаждении рас­ творителя и инертного газа. Поскольку проектная производитель­ ность установки значительно ниже, чем установок обычной депара­ финизации масел, общее количество кристаллизаторов для охла­ ждения смеси сырья с растворителем уменьшено с 10 до 8. Умень­ шено и количество фильтров с 5 до 4.

Проект установок низкотемпературной депарафинизации раз­ работан с учетом опыта работы обычных установок депарафини­ зации масел, поэтому является более совершенным, хотя и не ли­ шенным некоторых недочетов.

Схема холодильного отделения. Потребность в этановом охла­ ждении привела к значительному расширению и усложнению всего холодильного отделения установки. Кроме сооружения до­ полнительного этанового каскада, пришлось увеличить мощностьаммиачного отделения, так как конденсацию этана целесообразно производить при сравнительно низких температурах, позволяю­ щих использовать компрессоры с небольшой степенью сжатия. Для компримирования аммиака, так же как и на обычных установ­ ках депарафинизации, применяются компрессоры АГК-73 или АДК-73/40, но количество их увеличено до шести. Три машины ис­ пользуются для охлаждения продуктов в кристаллизаторах и холо­ дильниках, а другие три — для конденсации этана. Проектом пре­ дусмотрена раздельная работа обеих ветвей аммиачной части отде­ ления. Для сжатия этана используются газомоторные компрессоры 8ГК, топливом для которых служит или сухой газ, или бутан.

На рис. 21 приведена схема холодильного отделения. Аммиач­ ная ветвь, используемая при охлаждении продуктов в кристалли­ заторах и холодильниках, практически ничем не отличается от схемы обычной установки депарафинизации. В связи с тем, что производительность установки сравнительно мала, для охлажде­ ния смеси сырья с растворителем используются только три кри­ сталлизатора вместо четырех. Проектом предусмотрены два рабо­ чих и один резервный компрессор.

89