Выбор и обоснование схемы электрообессоливающей установки

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛОУ – АВТ.

Как было уже сказано, современные установки первичной переработки нефти состоят из нескольких блоков. Проектируемая установка состоит из блока ЭЛОУ (электрообессоливающая установка), блока АТ (атмосферная трубчатка), блока ВТ (вакуумная трубчатка), блока стабилизации и блока вторичной разгонки бензиновых фракций.

3.1. Выбор схемы блока ЭЛОУ

Нефть, поступающая на установку, содержит значительное количество воды и солей. Вода вызывает коррозию оборудования и затрудняет его эксплуатацию, так как обладает высокой теплоемкостью и парциальным давлением паров, увеличивает расход топлива. Карбонатные соли (магниевые и кальциевые), в условиях высоких температур отлагаются на внутренней поверхности аппаратуры и снижают коэффициент теплопередачи стенок, что вызывает повышенный расход топлива, уменьшает внутренний диаметр труб и затрудняет проток нефти. Хлориды металлов при высоких температурах склонны к гидролизу с образованием хлороводорода, который, контактируя с водой, образует соляную кислоту, вызывающую разрушение аппаратуры. Содержание солей в нефти, поставляемой на нефтеперерабатывающий завод, должно быть не более 50 мг/л, а в нефти, направляемой на перегонку - не более 5 мг/л, для перекачки по магистральным нефтепроводам принимают нефть, содержащую не более 1% воды. В нефти, поступающей на переработку, должно быть не более 0,3% воды. Снижение содержания воды и солей в нефти производится на блоке ЭЛОУ.

Электрообессоливание и обезвоживание нефти производится в специальных аппаратах –  электродегидраторах.

Выбираем 3-х ступенчатую ЭЛОУ поскольку плотность нефти 863 кг/м³ такая нефть образует эмульсию легко разрушаемую водой, но имеет высокое содержание смол т.е. эмульгаторов. Производительность установки согласно условия 4 мил. тон/год.

Определим объемную часовую производительность установки:

где   W_с – объемная часовая производительность установки, м³/ч;

        G_год – массовая производительность установки, кг/ч;

         Ρ_с – плотность сырья при 20^оС, кг/м³;

          - продолжительность работы установки в год (320-340)     

              принимаем 330 дней;

         24 – число часов в сутках.

Производительность одного электродегидратора принимаем 420 м³/ч.

Количество электродегидраторов, которые следует установить на одной ступени обессоливания составит:

где N – число электродегидраторов, шт;

      W_Э.Д. – производительность типового электродегидратора, м³/ч;

      W_Э.Д. = 420 м³/ч

Принимаем число электродегидраторов на одной ступени равное  2 шт.

Нам известно из заводской практики, что наиболее лучшим и рациональным принять 3 потока нагрева нефти. Схема блока приведена на рис. 3.1.

3.2. Выбор схемы блока атмосферной перегонки

       В атмосферном блоке АВТ применяют три схемы разделения нефти:

- схема с одной сложной ректификационной колонной в атмосферном блоке (схема с однократным испарением и однократной ректификацией);

- схема с предварительным испарением и ректификационной колонной (схема с двукратным испарением и однократной ректификацией);

- схема с предварительной отбензинивающей колонной и основной ректификационной колонной (схема с двукратным испарением и двукратной ректификацией).

Выбор схемы определяется содержанием в данной нефти газов, бензиновых фракций, светлых нефтепродуктов и серы.

Северо – Мубарекская нефть содержит: 0,02% газа, 18,1% бензиновых фракций, выкипающих до 200^оС и 40% светлых нефтепродуктов, выкипающих до 350^оС (табл. 1.1). Содержание в нефти серы составляет 1,45%.

Для перегонки такой низкопотенциальной нефти наиболее рационально применить схему с однократным испарением и однократной ректификацией.

        Основными достоинствами перегонки нефти по этой схеме являются:

- благоприятные технологические условия работы колонны, так как пары легких компонентов способствуют испарению высококипящих компонентов;

- меньший расход топлива на установке, так как совместное испарение легких и тяжелых компонентов дает возможность нагревать сырье в печи до меньших температур, чем при переработке отбензиненой нефти;

- схема более проста и компактна, требует меньших эксплуатационных затрат.

Но схема имеет некоторые недостатки:

- повышенные требования к полноте удаления солей и воды из нефти;

- нежелательность переработки высокосернистых нефтей, как правило содержащих сераорганические соединения с низкой термической стойкостью.

Как видно из рис. 3.2 схема атмосферного блока включает в себя отбензинивающую колонну К-1 с тремя стрипинг-колоннами, с помощью которых будут получать фракции 120-180, 180-230, 230-280, 280-350^оС и печь П-1.

3.3. Стабилизация и вторичная перегонка бензиновой фракции

Стабилизация предназначена для удаления из бензиновых фракций углеводородных газов, в том числе рефлюкса (пропан-бутановой фракции) и сероводорода. Стабилизация проводится при повышенном давлении в колонне, оборудованной контактными устройствами. Стабильный бензин подается на блок вторичной перегонки.

На блоке вторичной перегонки широкую бензиновую фракцию (28 - 180 ^оС) разделяем на фракции 28-85 ^оС, 85-120 ^оС (легкий бензин). Разделение будет осуществляться в одной ректификационной колонне. Схема блока стабилизации отражена на рис. 3.3.

3.4.Вакуумная перегонка мазута

Мазут (фракция, выкипающая выше 350 ^оС), который выводится с низа колонны К-1 направляется на дальнейшую разгонку. Разгонка мазута осуществляется под вакуумом, что позволяет поддерживать относительно низкую температуру (400-420 ^оС на входе в колонну при заданной доле отгона) для предотвращения крекинга сырья. Для разгонки мазута используется вакуумная колонна К-2. С верха колонны пары отводятся к ваккум создающей аппаратуре. С верхней тарелки отводим утяжеленное дизельное топливо, часть которого возвращаем в колонну в качестве орошения. Боковым погоном из колонны К-2 выводим вакуумный газойль (350-500 ^оС). Вакуумны газойль поступает в стрипинг-колонну К-2/1,в низ которой подается водяной пар. С низа колонны выводим гудрон. В нижнюю часть колонны подаем водяной пар для снижения парциального давления углеводородов. Избыток тепла в колонне снимаем циркуляционным орошением. Нагрев мазута перед колонной К-2 осуществляется в трубчатой печи П-2. Схема блока представлена на рис. 3.4.