Установка атмосферной перегонки нефти ЭЛОУ-АТ с увеличенной загрузкой по сырью 450 000 тн/год-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа

Установка атмосферной перегонки нефти ЭЛОУ-АТ с увеличенной загрузкой по сырью 450 000 тн/год-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа
Дипломный проект содержит 127 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 11 иллюстраций, 30 источников.

АТМОСФЕРНАЯ ТРУБЧАТКА, ПЕРЕРАБОТКА, РЕКТИФИКА-ЦИЯ, КОЛОННА, ПРОЧНОСТЬ АППАРАТА, ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА.

Цель дипломного проекта заключалась в конструировании и расчете колонного, теплообменного аппарата и центробежного насоса установки ЭЛОУ-АТ с увеличенной загрузкой по сырью 450 000тн/год.
Объектом проектирования явились колонна, теплообменный аппа-рат, центробежный насос установки атмосферной трубчатки (АТ) Елхов-ской НПУ НГДУ «Елховнефть».
В данной работе приведены технологические и механические расче-ты основного оборудования процесса перегонки нефти. Рассмотрены во-просы, связанные с безопасностью и экологичностью процесса перегонки нефти при эксплуатации. Технико-экономические расчёты показали высо-кую рентабельность строительства аналогичных установок.

2 Технологический раздел

2.1 Описание схемы технологического процесса
Cырая нефть с температурой 25-35 оС через узел учета нефти подается насосом Н-1 через теплообменники Т-1,Т-2 и Т-3 в обессоливатель ЭДГ.
В межтрубном пространстве теплообменников Т-1 сырая нефть подогревается до 59 0С за счет тепла легкого вакуумного газойля, подаваемого в трубную часть теплообменников с температурой 145-150 оС.
В межтрубном пространстве теплообменников Т-2 сырая нефть подогревается до 98 0С за счёт тепла дизельного топлива, подаваемого в трубную часть теплообменника насосом Н-8 с температурой 215-220 оС.
В трубном пространстве теплообменника Т-3 сырая нефть подогревается до 1230С за счет тепла дизельного топлива, подаваемого в межтрубную часть теплообменника насосом Н-7 с температурой 225-230 оС.
Перед подачей в обессоливатель ЭДГ сырая нефть разбавляется промывочной водой во избежание уменьшения количества солей в сырой нефти.
Вода и нефть тщательно перемешиваются перед поступлением в обессоливатель ЭДГ за счет создания перепада давления на смесительном вентеле. Перепад давления должен находиться в пределах 0,3 - 1,0 кгс/см2.
Обессоливатель ЭДГ представляет собой емкость с двумя горизонтальными рядами, металлических стержней (электродов), расстояние между которыми 19 см. При этом верхний ряд электродов заземлен на корпус сосуда, а нижний ряд поддерживается электрическими изоляторами и находится под напряжением 4,5-5,5 кВ.
Нефть с температурой 120-125 оС поступает в обессоливатель ЭДГ через распределительный коллектор, расположенный в нижней части аппарата. В обессоливателе происходит раздел фаз нефть - вода.

Увлекаемые нефтью частицы воды под действием электрического поля коагулируют и под действием силы тяжести оседают в нижней части аппарата.
Вода с температурой 115-120 оС выводится из обессоливателя ЭДГ и отводится в КОС (Кичуйские очистные сооружения) ЦКППН.
Обессоливатель ЭДГ должен эксплуатироваться при полном заполнении нефтью. При снижении уровня нефти менее 97% происходит отключение напряжения на электродегидраторе во избежание образования газовой фазы («шапки») и взрыва из-за оголения электродов, находящихся под высоким эл.напряжением.
Обессоленная нефть с температурой 105-115 оС выводится через верхний штуцер обессоливателя ЭДГ и поступает последовательно в:
- трубное пространство теплообменников Т-4, где подогревается за счет тепла циркулирующего дизельного топлива до температуры 140-150 оС;
- Т-5, где подогревается до температуры 170-175 оС за счет тепла циркулирующего атмосферного и тяжелого вакуумного газойля;
- Т-6, где подогревается до температуры 215-220 оС за счет тепла циркулирующего тяжелого вакуумного газойля;-
- Т-7, где подогревается до температуры 235-240 оС за счет тепла кубового продукта колонны К-3.
Подогретая до 2390С обессоленная нефть после теплообменников Т-7 под давлением ~8,0 кгс/см2 поступает на 8-ю тарелку стабилизационной колонны К-1.
Для увеличения срока службы и защиты от коррозии оборудования установки применяется ввод щелочных реагентов в сырье.
Паровая фаза колонны К-1 с температурой 65-75оС и давлением 6,0-6,5 кгс/см2 поступает в конденсатор–холодильник воздушного охлаждения ХВ-1, а затем поступает на охлаждение в водяной холодильник Х-1, откуда с температурой 50-60оС и давлением 6,0-6,5 кгс/см2 поступает в разделитель жидкости Е-1.
Для защиты от коррозии оборудования конденсатно-холодильного узла, верхней части корпуса и тарелок колонны К-1 одновременно с процессом защелачивания нефти подается ингибитор коррозии в количестве 3-6 г/тн бензина.
Несконденсировавшиеся углеводородные газы из сепаратора Е-1 направляются на секцию аминовой очистки газов (секция 500) или на факел. Сепаратор Е-1 снабжен отстойной зоной.
Жидкая фаза углеводородов с сепаратора Е-1 насосом Н-4 направляется на 22-ю тарелку колонны К-1 в качестве орошения. С 15-ой тарелки колонны К-1 при температуре 109оС и давлении 6,0-6,5 кгс/см2 выводится боковой погон в отпарную колонну К-2. Обогрев низа колонны К-2 до 119оС осуществляется в подогревателе Т-8 отбензиненной нефтью (Т=271оС. Паровая фаза из отпарной (стриппинг) колонны К-2 возвращаются на 16-ю тарелку колонны К-1.
С низа подогревателя Т-8выводится компонент бензина (фр.НК-85оС), который охладившись в аппарате воздушного охлаждения ХВ-2 от 119оС до 45оС направляется на смешение с товарным бензином, поступающим из секции 200 в товарный парк. При необходимости часть компонента бензина может подаваться в линию прямогонного бензина, поступающего на гидроочистку (секция 300).
Температура 271оС в кубе колонны К-1 поддерживается за счет горячей струи нефти, циркулирующей по схеме:

низ колонны К-1 насос Н-2 печь П-1 низ колонны К-1

Циркулирующий поток нефти в печи П-1 нагревается до 265оС. Кубовый остаток – отбензиненная нефть из колонны К-1 с температурой 271оС насосом Н-3 подается по существующей схеме в печь П-2 на атмосферно-вакуумную разгонку для получения нефтепродуктов (бензина, дизельного топлива, гудрона, котельного топлива) по технологии фирмы «ПЕТРОФАК».
В печи П-2 отбензиненная нефть подогревается до температуры 335-355оС. После печи П-2 нефть с температурой 335-355оС подается на 4-ую тарелку ректификационной колонны К-3. Для более полной отпарки легких углеводородов из нефти под 1-ую тарелку колонны подается пар давлением 4,2 кгс/см2 перегретый до 345-360 0С в печи П-2.
Пары прямогонного бензина с температурой 130-145оС с верха колонны К-3 поступают в аппарат воздушного охлаждения ХВ-3, а затем, на охлаждение в водяной теплообменник Х-2, где конденсируются и стекают в газосепаратор Е-2.
Несконденсировавшиеся в АВО ХВ-3 газы с температурой 25-40оС из емкости Е-2 отводятся:
- в линию топливного газа печей П-2 через отсекатель;
- через трехходовой клапан или на факел.
Давление верха колонны К-3 должно быть в пределах 0,25-0,35 кгс/см2. Газосепаратор Е-2 снабжен отстойной зоной.
Из емкости Е-2 бензин с температурой 25-40оС насосом Н-9 подается на орошение на 23-ю тарелку колонны К-3. Избыток бензина по уровню в емкости Е-2 насосом Н-9 откачивается в секцию гидроочистки бензина.
С 13-ой тарелки колонны К-3 отбирается фракция дизельного топлива с температурой 210-235оС, куда поступает и фр. 180-285, отобранная с 16-й тарелки колонны К-3 насосом Н-10, и поступает в верхнюю часть отпарной колонны К-4.
Под 1-ую тарелку отпарной колонны К-4 подается пар давлением 4,2 кгс/см2, перегретый до 345-360 0С. Под действием острого пара, стекающий по тарелкам поток дизельного топлива отпаривается от легких углеводородов, которые вместе с паром с верха колонны К-4 поступают на 14-ую тарелку колонны К-3.
Из куба отпарной колонны К-4 насосом Н-8 дизельное топливо с температурой 190-215оС прокачивается через трубное пространство теплообменника Т-2, где охлаждается до температуры 65-80оС за счет подогрева сырой нефти, затем, часть подается в секцию гидроочистки дизельного топлива, а часть подается на смешение с дизельным топливом после секции гидроочистки дизельного топлива.
На глухой тарелке К-3 расположенной между 7 и 8 тарелками, собирается атмосферный газойль с температурой 300-315оС. Для удаления из атмосферного газойля легких углеводородов под уровень жидкости на глухой тарелке подается пар давлением 4,2 кгс/см2 перегретый до 345-360 0С.
Фракция 285-292 отводится с 15-й тарелки колонны К-3 и используется как компонент мазута флотского.
С глухой тарелки колонны К-3 атмосферный газойль откачивается насосом Н-6:
- часть атмосферного газойля подается под глухую тарелку колонны К-3;
- другая часть атмосферного газойля с глухой тарелки поступает в линию тяжелого вакуумного газойля через теплообменник Т-5 с температурой 160-165оС.
Кубовый продукт ректификационной колонны К-3 с температурой 340-345оС насосом Н-5 подается в теплообменники Т-1, Т-7, Т-6. После теплообменника Т-6 мазут смешивается с нефтью или используется как котельное топливо. Принципиальная технологическая схема АТ приведена на рисунке 2.1.

В данном дипломном проекте рассмотрена установка ЭЛОУ-АТ производительностью по сырью 450000 тн/год. В проекте предусмотрена деароматизация дизельного топлива путем отбора дополнительной фрак-ции 285-292 , в которой обнаружено повышенное содержание ароматиче-ских углеводородов.
Приведены технологические и механические расчёты колонного ап-парата, теплообменника и насоса. Прочностные параметры элементов ре-актора, теплообменника и насоса отвечают выполнению требуемых усло-вий эксплуатации.
Разработаны сборочные единицы ректора, теплообменника и насоса, а также рабочие чертежи их деталей.
В процессе расчета и конструирования аппаратуры были изучены ГОСТы, ОСТы, ТУ, РТМ и другие нормативно-технические материалы. При этом результаты расчета во многом определяются конструктивными решениями и материальным оформлением аппарата.
В проекте разработаны основные мероприятия по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций, а также защита обслуживающего пер-сонала.
Полученные технико-экономические показатели установки ЭЛОУ-АТ имеют следующие значения:
- экономическая эффективность 170 858 тыс. руб.;
- рентабельность продаж 49 %.