4. Выбор и обоснование выбора технологической схемы установки

При выборе технологической схемы установки прямой перегонки нефти прежде всего необходимо установить, по какой схеме следует осуществлять переработку нефти. Если в нефти массовая доля бензиновой фракции, которую предполагается выводить, на проектируемой установке превышает 10 %, то в атмосферной части необходимо применять схему двукратного испарения и двукратной ректификации. Например, согласно ассортименту получаемых продуктов, из нефти выводится бензиновая фр. н.к.- 120 ⁰С, массовая доля которой в нефти составляет 18,4 %. В этом случае принимается схема с предварительным испарением нефти в отдельной ректификационной колонне. Если в нефти массовая доля указанной бензиновой фракции меньше 10 %, то технологическая схема проектируется без колонны предварительного испарения.

Паровое орошение в колонне предварительного испарения создается "горячей струей", а в основной атмосферной колонне путем подачи водяного пара в низ колонны. При выборе технологической схемы установки необходимо учитывать наличие растворенного газа в нефти (ф.р. до 28 ⁰С). Если его массовая концентрация превышает 0,3 %, то на проектируемой установке необходимо предусмотреть блок стабилизации бензиновой фракции.

Для обеспечения максимального отбора из мазута дистиллятов при минимальном термическом разложении углеводородов необходимо перегонку осуществлять в вакууме в сочетании с подачей в низ вакуумной колонны водяного пара.

При выборе схемы установки необходимо дать разъяснения:

• с какой целью применяются теплообменники;

• почему применяют многопоточную схему движения нефти через теплообменники;

• по обоснованию выбора конденсационно-холодильной аппаратуры;

• с какой целью боковые погоны с колонны выводятся через отпарные колонны и т.д.

Далее необходимо скомпоновать выбранную схему. Для этого можно использовать схемы обвязки отдельных узлов установки, приводимых в приложении (рис.2 - 5). Схему следует выполнить на миллиметровой бумаге размером А-3, либо в компьютерном исполнении и приложить после ее описания (п.3.1)

4.1 Описание технологической схемы установки

В описании должен быть указан порядок прохождения каждого потока через соответствующие аппараты до откачки с установки. Например (описывается схема с двукратным испарением и двукратной ректификацией), обессоленная и обезвоженная нефть после ЭЛОУ насосом Н-1 прокачивается двумя потоками через теплообменник Т-1, Т-2, Т-3, Т-4 и т. д., где подогревается до температуры 200-220⁰С за счет тепла отходящих потоков: РТ, ДТ, циркуляционного орошения, вакуумного газойля и гудрона. После теплообменников оба потока объединяются и поступают в эвапорационную зону колонны предварительного испарения К-1. С верха колонны отводятся газы и пары легкой бензиновой фракции Н. К.- 85 ⁰С, которые поступают в конденсатор-холодильник ХК-1. Сконденсированные пары бензиновой фракции перетекают в емкость Е-1, где проходит сепарация растворенных газов и отделение воды от бензина. Вода дренируется в канализацию, а бензиновая фракция насосом Н-3 направляется на стабилизацию в колонну К-4 через теплообменник Т-7, где осуществляется подогрев за счет тепла стабильного бензина, выводимого с низа К-4.Часть бензина используется в качестве орошения К-1. Газы, выходящие с К-4, конденсируются в конденсаторе-холодильнике ХК-3 и поступают в емкость Е-3. Несконденсированные газы из Е-1 отводятся в линию сухого газа или используются в качестве топлива для печей П-1 и П-2.Сжиженный газ насосом Н-10 отводится с установки, часть его используется в качестве орошения К-4.

Отбензиненная нефть с низа К-1 насосом Н-2 прокачивается через П-1, где нагревается до температуры 360 ⁰С и поступает в основную атмосферную колонну К-2. Часть нагретой отбензиненной нефти используется для создания парового орошения в К-1 в виде горячей струи. Аналогично проводится описание всех остальных потоков установки.

5. Технологический расчет установки

В этот раздел входит составление материального баланса установки в целом, материального баланса колонны предварительного испарения (если имеется в схеме) и основной ректификационной колонны, расчет доли отгона сырья на входе в основную колонну и расчет технологических параметров основной и отпарной колонн и тепловой баланс установки.

5.1 Материальный баланс установки

Установки первичной переработки нефти работают круглосуточно без остановок с числом рабочих дней в году - 340. В табл. 10 приведен расчет материального баланса установки производительностью 6,0 млн. тонн нефти в год.

5.2 Технологический расчет

ректификационной колонны

На основании литературных и практических данных принимаются следующие условия:

1. температура сырья на входе в колонну 330-370 ⁰С. Чем выше содержание фракций, выкипающих до 350 ⁰С, тем ниже должна быть принята температура сырья. Оптимальной считается такая температура, при которой доля отгона равна или несколько выше доли светлых нефтепродуктов в сырье. Для установок с однократным испарением и однократной ректификацией следует принимать температуру сырья на входе в колонну равной 330 – 340 ⁰С, а в схеме с двумя колоннами 350 – 370 ⁰С;

2. давление на входе в колонну - 0,2 МПа;

3. давление в нижней части колонны - 0,17-0,18 МПа;

4. число тарелок: в отпарной части колонны - 4-6 шт.,

в концентрационной 10-15 шт на каждый выводимый продукт;

5. перепад давления на одну тарелку - 0,0007 МПа;

6. массовое количество водяного пара в низ основной колонны 2-3 % на выводимый мазут, в низ отпарных колонн 1-1,2 % на выводимый дистиллят;

7. температура низа колонны на 15-20 ⁰С ниже температуры ввода сырья.

Таблица 10 - Материальный баланс установки

Наименование сырья и продуктов	Выход на нефть, %	Отбор	Фактический выход на нефть,%	Тыс. тонн в год	кг/ч
Взято: Нефть	100	---	100	6000	735294
Получено: легкий бензин (НК-85 0С)	13,0	0,98	12,74	764,4	93676
Бензин (85 - 120 0С)	7,0	0,98	6,86	411,6	50441
Реактивное топливо (120 - 230 0С)	22,2	0,96	21,31	1278,6	156691
Дизельное топливо (230 - 350 0С)	22,8	0,96	21,90	1314,0	161029
Вакуумный газойль (350 - 500 0С)	19,7	0,95	18,72	1123,2	137647
Гудрон (500 0С и выше)	15,3	1,20	18,47	1108,2	135809
Итого:			100	6000	735294

Фактический выход гудрона определяется как разность:

Отбор гудрона составляет: