Авт нефтепереработка что это
Установка атмосферно-вакуумной перегонки нефти
Установка предназначена для получения из нефти дистиллятов бензина, керосина, дизельного топлива, трех масляных фракций разной вязкости и
Установка атмосферно-вакуумной перегонки предназначена для получения из нефти дистиллятов бензина, керосина, дизельного топлива, 3-х масляных фракций разной вязкости и гудрона.
Кроме этих продуктов на установке получаются сухой и жирный газы, сжиженный газ (рефлюкс), легкий вакуумный газойль.
На перегонку обычно поступают нефти или смеси нефтей с содержанием светлых дистиллятов (выкипающих до 350°С) от 42 до 50% (масс.).
Современные установки большой мощности состоят из следующих блоков:
Исходная нефть насосом, несколькими параллельными потоками (например, 4 потока) продвигается через группу теплообменников, где она нагревается до температуры 100-130°С.
Использование такой системы нагрева нефти позволяет создать более эффективный теплообмен.
После теплообменников для усреднения температуры потоки нефти смешиваются в общем коллекторе.
Далее нефть снова параллельными потоками направляется в 2 ступени электродегидраторов (блок ЭЛОУ).
По выходу из блока ЭЛОУ нефть нагревается вначале в параллельно включенных 2-х теплообменниках, а затем в очередном теплообменнике.
Нагретая до 200-250°С нефть поступает в отбензинивающую колонну по 2-м тангенциальным вводам.
Из этой колонны сверху уходят газы, пары воды и легкой бензиновой фракции (с концом кипения 120-160°С).
Для конденсации паров и охлаждения смеси служат аппарат воздушного охлаждения и расположенный за ним водяной холодильник.
В сепараторе от сконденсированной легкой бензиновой фракции отделяются газ и вода.
Циркулирующая часть бензина (орошение) возвращается в колонну с помощью насоса, а балансовое его количество отводится из этого блока и передается в блок стабилизации бензина, в колонну-стабилизатор.
Для поддержания температуры низа колонны частично отбензиненная нефть забирается насосом, проходит змеевики печи и, нагретая до 350-370°С, возвращается в нижнюю часть колонны.
Балансовое количество отбензиненной нефти с помощью насоса проходит через змеевики печи и с температурой 370-380°С подается по 2-м тангенциальным вводам в атмосферную колонну.
Атмосферный блок установки АВТ
Классификация
Технология первичной переработки нефти основана на разделении нефти методом ректификации на узкие нефтяные фракции и определяется направлениями использования фракций, выделяемых на установках АВТ.
По типу работы этих установок различают:
Поэтому отечественные установки переработки нефти (АТ и АВТ) характеризуются большим разнообразием используемых схем ректификации в зависимости от ассортимента выпускаемых фракций. Однако во всех случаях выдерживаются несколько основных принципов:
Указанные обстоятельства существенно усложняют как схему реализации процесса, так и его конструктивное оформление. Технология разделения (схема) и конструктивное оформление оказывают существенное влияние друг на друга и должны рассматриваться совместно. Поэтому расчетное исследование процесса и особенно процедура его оптимизации становится чрезвычайно сложной задачей, которую невозможно решать без использования УМП.
Схема атмосферного блока установки АВТ
Принцип работы атмосферного блока (АТ)
Наиболее распространенной схемой реализации процесса для атмосферного блока АВТ является схема двукратного испарения и двукратной ректификации нефти (рис. 2). По этой схеме работает широко распространенная установка АВТ-6, входящая в типовые блоки ЛК-6У многих нефтеперерабатывающих заводов РФ.
Обезвоженная и бессоленная нефть с блока ЭЛОУ (блок подготовки нефти – электрообезвоживание и обессоливание нефти) после подогрева до температуры 195-205 о С за счет рекуперации тепла материальных потоков, отходящих с установки, поступает на разделение в колонну частичного отбензиневания сырья К-1.
Назначение К-1 – отбор из нефти легкого бензина и основной части растворенных газов для нормализации количества бензиновых углеводородов в основной колонне К-2 и стабилизации режима её работы при возможных колебаниях состава сырья.
Дистиллятные пары из К-1 конденсируются в аппаратах воздушного и/или водяного охлаждения и разделяются в сепараторе С-1 на жидкую (II) и газовую (VIII) фазы.
Часть жидкой фазы возвращается в К-1 в качестве флегмы, а балансовый избыток (фракция легкого бензина II) отводится с установки.
Газовая фаза отводится на газофракционирующую установку (ГФУ). Частично отбензиненная нефть из низа К-1 поступает в печь П-1, нагревается до температуры 360-370 о С и подается на тарелку питания колонны К-2.
Одновременно часть нагретой нефти (кубовый продукт К-1) возвращается в К-1 в виде «горячей струи» для создания парового орошения в исчерпывающей секции колонны.
Дистиллятные пары с верха К-2 конденсируются в аппаратах АВО и поступают в сепаратор С-2. Часть жидкой фазы возвращается в качестве флегмы в К-2, а балансовый избыток (фракция тяжелого бензина III) отводится с установки. С промежуточных тарелок укрепляющей секции К-2 в виде боковых погонов выводятся топливные фракции 180-220 о С, 220-280 о С и 280-350 о С, которые направляются в отпарные колонны К-3, К-4 и К-5 соответственно.
Использование пара
В низ колонны К-2, а также в низ отпарных колонн подается перегретый водяной пар (поток IX) для отпарки из продуктовых потоков более легких фракций. Отпаренные фракции вместе с водяными парами возвращаются в основную колонну К-2 выше точек отбора боковых погонов.
Использование отпарных колонн позволяет существенно снизить содержание легких фракций в отбираемых дистиллятных продуктах и за счет этого повысить их качество.
Рис. 2. Принципиальная схема двукратной ректификации нефти атмосферного блока установки АВТ: К – ректификационные колонны;
П – печь; С – сепараторы; Т – теплообменники. Потоки: I – сырье (нефть с ЭЛОУ); II – лёгкий бензин; III – тяжелый бензин; IV – фракция 180-220 о С;
V – фракция 220-280 о С; VI – фракция 280-350 о С; VII – мазут; VIII – газ;
В процессе ректификации нефти водяной пар играет особую роль, определяемую тем обстоятельством, что вода и углеводороды в жидкой фазе практически взаимно нерастворимы и образуют раздельно кипящую смесь.
В этих условиях водяной пар не только вносит в систему тепло, необходимое для отпарки легких углеводородов, но и снижает парциальное давление нефтяных паров, что в свою очередь приводит к понижению температуры кипения углеводородной (нефтяной) фазы и одновременно к увеличению относительной летучести всех углеводородных пар компонентов.
Поэтому ввод водяного пара в определенной мере эквивалентен понижению давления в ректификационной системе, что особенно важно для колонн, работающих под вакуумом.
На тарелках ректификационных колонн установок АВТ водяной пар при используемых режимах работы не конденсируется, проходит всю колонну снизу вверх и конденсируется только во внешних конденсационных узлах. Расход водяного пара в атмосферном блоке составляет (1,2–3,5) % масс. В расчете на сырье установки.
Использование водяного пара приводит и к отрицательным эффектам:
Поэтому в мировой практике наблюдается тенденция использования в качестве испаряющего агента взамен воды углеводородной фазы (бензиновой и керосино-газойлевой фракций).
Однако в отечественной практике эти решения широкого распространения не нашли. В укрепляющей секции колонны К-2 (рис. 2.1) расположены 2 холодных циркуляционных орошения, которые обеспечивают промежуточную конденсацию парового потока в К-2.
При этом возрастают расходы потоков жидкого орошения (внутренней флегмы) и обеспечивается более полный отбор целевых топливных фракций. Охлаждение циркуляционных орошений производится в выносных холодильниках.
На разных НПЗ режимы работы колонн атмосферного блока, а также аппаратурное оформление технологического процесса могут существенно различаться, что подтверждает необходимость проведения оптимизационных решений при анализе и совершенствовании показателей работы каждой конкретной установки. Характерные показатели режимов работы атмосферного блока установки АВТ-6 [1] при переработке западносибирской нефти приведены в табл. 2.1.
Установка ЭЛОУ-АВТ-6
Назначение
Установка ЭЛОУ-АВТ-6 предназначена для обессоливания и первичного фракционирования нефти.
Сырье и продукты
Сырьем установки является сырая нефть, поступившая на НПЗ с нефтеперекачивающих станций (НПС).
В результате переработки нефти на установке получают приведенные ниже продукты.
Продукты переработки нефти
Расшифровка названия
ЭЛОУ-АВТ-6 – электрообессоливающая установка, атмосферно-вакуумная трубчатка, цифра в конце обозначает производительность по переработке данной установки 6 млн. тонн в год. Однако, на многих установках АВТ «старого» фонда проводилась модернизация с увеличением производительности в 2-2,5 раза, поэтому цифра в конце не всегда отражает реальную производительность установки.
Установка АВТ представляет собой комбинацию из блоков АТ+ВТ:
Блоки ЭЛОУ, АТ, ВТ и АВТ могут представлять собой отдельные установки или сочетаться в комбинации с другими блоками для повышения эффективности работы установки в целом.
Современные установки АВТ
Современные высокопроизводительные установки ЭЛОУ-АВТ являются комбинированными и включают:
Также, ЭЛОУ-АВТ может быть дополнена другими процессами для повышения эффективности:
Технологическая схема установки ЭЛОУ-АВТ-6
Поскольку вариантов схем этих установок, находящихся в эксплуатации на данный момент на отечественных НПЗ большое количество, мы рассмотрим наиболее распространенную и эффективную установку ЭЛОУ-АВТ-6.
Принципиальная схема ЭЛОУ-АВТ-6
Достоинства и недостатки схем разделения нефти
В атмосферном блоке АВТ применяют три схемы разделения нефти:
Выбор схемы определяется содержанием в нефти газов, бензиновых фракций, светлых нефтепродуктов и серы.
Наибольшее признание получила схема №3, как наиболее гибкая и универсальная, которую рассмотрим ниже.
Достоинства
Недостатки
Блок ЭЛОУ
Задачей ЭЛОУ является отделение воды и солей от сырой нефти для дальнейшего ее разделении на фракции в атмосферно-вакуумном блоке – посредством ректификации в атмосферной и вакуумной колоннах.
Нефть подается в насосную и поступает в виде смеси вместе с промывочной водой в специальные устройства – электродегидраторы (как правило, 4 пары для ЭЛОУ-АВТ-6), где происходит обессоливание и обезвоживание под действием электрического тока.
Электродегидраторы
Атмосферный блок АТ
Блок АТ предназначен для неглубокой перегонки нефти. Схема атмосферного блока включает в себя:
Обезвоженная и обессоленная нефть после ЭЛОУ направляется в теплообменники для нагрева до 210° С.
Из теплообменных аппаратов обработанная нефть направляется в атмосферный блок для разделения на фракции в процессе ректификации.
Колонны блока АТ: отбензинивающая К-1 (слева), атмосферная К-2 (справа)
Колонна К-1
Сначала нефть направляется в отбензинивающую колонну К-1. Смесь углеводородных газов и бензина с верха колонны охлаждается и частично конденсируется в рефлюксной емкости. В отстойнике емкости собирается вода, с верха сепаратора выходит углеводородный газ, снизу – нестабильный бензин. Часть бензина возвращается на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения, избыток выводится в колонну стабилизации. Куб колонны обогревается трубчатой печью П-1.
Колонна К-2
Отбензиненную нефть из куба колонны нагревают в трубчатой печи П-2 до температуры порядка 350 С и подают в колонну К-2.
С верха колонны К-2 отбирают смесь бензина, углеводородных газов и воды, которые после охлаждения и конденсации разделяются в рефлюксной емкости колонны.
Часть бензина возвращается на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения, избыток выводится в емкость орошения колонны К-1.
Емкость орошения Е-1 представляет собой трехфазный сепаратор с отбойниками и насадкой для предотвращения каплеуноса. В емкости происходит процесс абсорбции, что позволяет поглотить углеводороды С5+ из углеводородного газа. В качестве абсорбента выступает более тяжелый бензин из колонны К-2.
Для снятия тепла в колонне предусмотрены три циркуляционных орошения в зоне отбора продуктов.
Для снижения парциального давления паров в кубе колонны предусмотрена подача перегретого водяного пара.
Отпарные стриппинги
Из отпарных стриппингов колонны К-2 отбирают фракции:
Из кубовой части колонны К-2 выводится мазут – сырье установок вакуумной перегонки.
Блок стабилизации и вторичной перегонки
Прямогонные бензины с верха колон первичной перегонки К-1 и К-2 не могут быть использованы в качестве топлива напрямую. Данные фракции содержат растворенные газы C1 – C4 и их необходимо удалить для повышения детонационной стойкости при помощи процесса стабилизации.
Далее, полученные фракции подвергают процессу вторичной перегонки с разделением на более узкие фракции.
Вакуумный блок ВТ
Мазут из атмосферной колонны К-2 направляется в печь для его предварительного нагрева до температуры до 400 – 420 о С, а затем в вакуумную колонну на фракционирование.
На вакуумном блоке мазут разделяется на следующие продукты:
Вакуумная колонна также может работать по масляному профилю с получением узких дистиллятных масляных фракций, поступающих впоследствии на дальнейшую переработку в масляное производство.
Принципиальная схема вакуумного блока
Для снятия тепла и улучшения качества разделения в вакуумной колонне предусмотрены циркуляционные орошения. Квенч гудрона подается для снижения температуры в кубе колонны для снижения коксообразования.
Материальный баланс
Блок АТ
Материальный баланс блока атмосферной перегонки установки ЭЛОУ-АВТ-6:
Блок стабилизации и вторичной перегонки
Материальный баланс блока стабилизации и вторичной установки ЭЛОУ-АВТ-6:
Блок ВТ
Материальный баланс блока вакуумной перегонки установки ЭЛОУ-АВТ-6:
Достоинства и недостатки
Достоинства
Недостатки
Существующие установки
Установки атмосферно-вакуумной перегонки в различных вариациях (АТ, АВТ, ВТ) являются неотъемлемой частью любого НПЗ. Без них невозможна подготовка сырья для вторичных процессов переработки.
Установки ЭЛОУ-АВТ-6 используются на предприятиях:
Фото существующих ЭЛОУ-АВТ-6
Видео работы установки
Установка первичной перегонки нефти (АВТ)
Оглавление
1. 6.html
6.1 Блок атмосферной перегонки нефти
6.2 Принципиальная схема блока АТ установки ЭЛОУ-АВТ-6
Нефть с блока ЭЛОУ через группу рекуперационных теплообменников поступает в отбензиневающую колонну 1. В этой колонне из нефти отделяются растворенные газы и фракция легкого бензина, которые конденсируются и разделяются в конденсаторе и сепараторе. Часть конденсата подается на верх колонны 1 в качестве орошения (флегмы), а часть откачивается на склад. Тепло для организации разделения вносится в колонну «горячей» струей.
Отбензиненная нефть из колонны 1 прокачивается через печь и с температурой 340 о С поступает в основную сложную фракционирующую колонну 2. С верха этой колонны отбирается фракция тяжелого бензина, а сбоку через отпарные секции 3 выводятся топливные фракции (180-220), (220-280) и (280-350). Из низа К-2 отводится мазут. Отпарка более легких углеводородов из отбираемых фракций (куб К-2 и отпарные колонны 3) производится за счет подачи перегретого водяного пара. В колонне предусмотрены также 2 (иногда 3) циркуляционных орошения для снятия избыточного тепла из потока парового орошения для организации внутренней конденсации целевых фракций. Мазут из К-2 направляется на дальнейшее разделение в блок вакуумной ректификации мазута (установка АВТ ), или после охлаждения – на склад (схема АТ).
Рис. 6.1. Принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ-6:
В процессе предусмотрена глубокая рекуперация тепла отводимых материальных потоков за счет установки специальных высокотемпературных трубчатых теплообменников типа ТП для подогрева исходного потока сырья (на схеме не показаны).
Примерный мат. баланс блока приведен в табл. 4.1.
Табл. 6.1. Материальный баланс блока АТ
Газ и нестабильный бензин (н.к. — 180°С)
Табл. 6.2. Технологический режим работы блока AT
Колонна частичного отбензинивания нефти
в ёмкости орошения
Кратность острого орошения, кг /кг
Кратность острого орошения, кг /кг
Табл. 6.3.Характеристика ректификационных колонн
Колонна частичного отбензинивания нефти
6.3. Принцип работы сложной колонны
Рис. 6.2. Цепочка простых колонн для разделения 5-ти компонентой смеси
Рис. 6.3. Разделение 5-ти компонентой смеси в сложной колонне
Каждая простая РК состоит из 2-х секций (укрепляющей и исчерпывающей). Общее число секций составит при этом 8. В сложной колонне на верх секции 1 (первая колонна) последовательно устанавливаются укрепляющие секции следующих колонн (3, 5, 7), а исчерпывающие секции выносятся из сложной колонны и устанавливаются рядом (рис. 5.3). Поток жидкого орошения из секции 3 частично выводится из СРК боковым погоном и направляется в отпарную секцию 4, установленную рядом с основной колонной, а часть жидкого потока возвращается в секцию 1 (жидкое орошение). В паровом потоке, отходящем из секции 1, самый тяжелый компонент ( VII ) практически отсутствует (он отделен от сырья в секциях I и II ). Поэтому в жидком потоке, отходящем из секции 3 и направляемом в выносную секцию 4, присутствует следующий тяжелый компонент VI и более легкие компоненты. В отпарной колонне (секция 4) легкие компоненты отпариваются и возвращаются в СРК, а тяжелый компонент VI выводится из колонны. Подобным образом работают и остальные выносные секции ( стрипинги ). В качестве отпаривающего агента в низ СРК, а также в отпарные секции вводится водяной пар.
Использование СРК взамен цепочки простых колонн позволяет существенно сократить неравномерность гидравлических нагрузок по отдельным секциям колонны и за счет этого улучшить характеристики оборудования (табл. 5.3).
Особенности конструирования сложных колонн
1. Важнейшим признаком СК является наличие нескольких уровней ввода и вывода материальных потоков. Кроме того, само распределение внутренних материальных потоков (и пара, и жидкости) по высоте колонны характеризуется неравномерностью. Поэтому в СРК используется принцип применения тарелок с различным числом потоков по жидкости и с различным живым сечением по пару для разных секций колонны.
2. Для тарелок вывода жидких материальных потоков используются тарелки с увеличенным объемом сливных устройств, что обеспечивает большую устойчивость работы насосов (запас по жидкости). Ввод рецикловых потоков (холодное орошение) с этой же целью осуществляют выше тарелки отбора.
3. Ввод материальных потоков осуществляют через съемные телескопические трубопроводы, что позволяет перед ремонтом колонны извлекать эти устройства и проводить осмотр внутреннего пространства колонны.
4. Все секции снабжаются люк-лазами (как правило – не менее 2-х).
6.4. Блок вакуумной перегонки мазута
В вакуумной колонне стремятся создать условия, обеспечивающие высокую долю отгона (перехода в паровую фазу) вводимого сырья и его минимальное разложение. Для этого необходимо уменьшать время пребывания мазута в печи, снижать гидравлические сопротивления во всех элементах системы и применять вакуумсоздающие системы, обеспечивающие поддержание минимального давления в колонне (30 ¸ 50 мм. Hg ).
Рис. 6.4. Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6:
Мазут из АТ ( I ) прокачивается через печь 2, где он нагревается до 425 ° С и вводится в нижнее сечение укрепляющей секции в виде парожидкостной смеси (доля отгона сырья достигает 0,5). Поднимающиеся пары подвергаются разделению за счет их взаимодействия со стекающим потоком жидкого орошения, который формируется за счет создания в укрепляющей секции 2-х холодных циркуляционных орошений (верхнее орошение формируется конденсатором). Целевые масляные фракции отбирают из колонны в виде боковых погонов : легкий вакуумный газойль ( II ), вакуумный газойль ( III ), затемненную фракцию ( IV ), а в качестве остатка из колонны выводят гудрон ( V ).
Несконденсированные углеводороды, газы разложения и подсосанный из атмосферы воздух эвакуируются из системы вакуумсоздающей системой.
6.5. Аппаратурное оформление вакуумного блока
6.5.1. Вакуумные колонны
ВК имеют специфическую форму – «перевернутая бутылка». Это связано с тем, что в кубовой части колонны процесс разложения углеводородов протекает наиболее активно. Поэтому поперечное сечение в данной зоне максимально снижают для уменьшения времени пребывания гудрона в этой зоне:
Традиционно в вакуумных колоннах установок АВТ использовались желобчатые тарелки (рис. 5.4), недостатки которых известны (малая эффективность, большое гидравлическое сопротивление, большая металлоемкость, …).
Рис.6.5. Желобчатая тарелка
На смену им пришли клапанные и ситчатые тарелки. Однако и этим тарелкам присущи существенные недостатки, главным из которых является высокое гидравлическое сопротивление.
(6.2)
Рис. 6.6. Принципиальная конструкция противоточной насадочной колонны фирмы «Грима» (ФРГ):
I — мазут; II — легкий вакуумный дистиллят; III — глубоковакуумный газойль; IV — гудрон; V — водяной пар; VI — газы и пары к вакуумсоздающей системе
Рис. 6.7. Принципиальная конструкция перекрестноточной насадочной колонны АВТ-4 ПО « Салаватнефтеоргсинтез ».
1-телескопическая трансферная линия; 2-горизонтальный отбойник; 3-блок перекрестноточной регулярной насадки квадратного сечения;
(6.3)
Для насадочных колонн этот фактор, естественно, равен 1. Для ПТН прямоугольного сечения:
(6.4), 
(6.5), 
(6.6), где H – высота блока, а B – его ширина.
Как видим, у конструктора появляется возможность управлять этим соотношением в любых пределах, а значит обеспечивать оптимальные характеристики блока при любых нагрузках и по пару, и по жидкости. В настоящее время эти насадки промышленно освоены и широко используются на НПЗ. Удельное гидравлическое сопротивлении ПТН в 5 раз меньше, чем у клапанных тарелок, что позволяет за счет увеличения числа блоков повысить четкость погоноразделения или снизить затраты на разделение.
Схема вакуумной колонны с ПТН для четкого разделения мазута на фракции приведена на рис. 6.8.
Особенности конструирования ВК
2. Особая форма корпуса («перевернутая бутылка») определяет и конструкцию опорного устройства. Традиционная конструкция (опорная обечайка) оказывается недостаточно устойчивой. Поэтому опорное кольцо выполняют внизу верхней обечайки и опирают его на специальной металлоконструкции, расположенной над фундаментом.
Рис. 6.8. Вакуумная перекресточная насадочная колонна для четкого фракционирования мазута на масляные дистилляты
Сопоставление ТЭП вакуумной перекресточной насадочной колонны для четкого фракционирования мазута на масляные дистилляты