Ахметов А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа

Подождите немного. Документ загружается.

451

Таблица 3.8 — Характеристика электродегидраторов

Показатель

Тип электродегидратора

верти-

кальный

шаровой

горизонталь-

ный

2ЭГ160

(1ЭГ160)

2ЭГ160/3 2ЭГ160-2 2ЭГ200-2Р

Объем, м

30 600 160 160 160 200

Диаметр, м 3 10,5 3,4 3,4 3,4 3,4

Длина (высота), м 5 — 18,6 18,6 18,6 23,4

Расчетное давление, МПа 0,4…0,6 0,6…0,7 1,8(1,0) 1,8 1,8 1,8

Рабочая температура, °С 90 100 160 160 160 160

Число электродов 2 3 пары 2 3 3 3

Система ввода нефти В зону между

электродами

В зону между

электродами

В подэлектрод-

ную зону

В зону между

нижним и сред-

ним электрода-

ми

Совместно в зону

между нижним и

средним электро-

дами и подэлек-

тродную зону

Раздельно в зону

между нижним и

средним электро-

дами и подэлек-

тродную зону

452

Рис. 3.24. Шаровой электродегидратор емкостью 600 м

1 — электроды; 2 — распределительная головка; 3 — устройство для регулирования расстояния

между электродами; 4 – трансформатор; 5 – теплоизоляция; 6 — штуцер

453

Современные блоки ЭЛОУ комплектуются высокоэффективными

горизонтальными электродегидраторами, работающими под давле

нием 1,8

МПа и скомбинированные с установками АВТ и АТ. Гори-

зонтальные электродегидраторы, перечисленные в таблице 3.8, имеют

конструктивные отличия по числу и расположению электродов и месту

ввода нефти. На рис. 3.25 приведены их модификации, а на рис. 3.26

представлен поперечный разрез типового электродегидратора типа ЭГ.

Для смешения нефти с водой и деэмульгатором применяют смеси

тели различных конструкций. Наиболее распространенным является

смесительный клапан, который позволяет регулировать интенсивность

перемешивания воды с нефтью в широких пределах. Недостатком его

является то, что смешение осуществляется за счет перепада давления

на потоке нефти, изменяющегося от 0,05 до 0,2 МПа. Этого недостат

ка лишен тангенциальный смеситель, показанный на рисунке 3.27.

Он устанавливается в технологическом трубопроводе и представляет

собой цилиндрическую смесительную камеру с конфузорами на входе

и выходе. Степень смешения регулируется перепадом давления на

линии подачи воды. Перепад давлений на линии нефти не превышает

0,01 МПа.

Кроме электродегидраторов на установках ЭЛОУ используется

различное технологическое оборудование – теплообменные аппараты,

промежуточные емкости, запорно-регулирующая и предохранительная

арматура, насосные агрегаты, а также электротехническое оборудова

ние (трансформаторы, реактивные катушки и др.).

От степени подготовки нефти для ее дальнейшей переработки во

многом зависит надежность работы технологического оборудования,

эксплуатируемого в условиях более высоких давлений и темпера

тур.

Рис. 3.25. Модификации горизонтальных электродегидраторов:

а — 2ЭГ160; б — 2ЭГ160/3; в — 2ЭГ160-2; г — 2ЭГ160-2М

454

Рис. 3.26. Типовой горизонтальный электродегидратор типа ЭГ:

1 — штуцер для ввода сырья; 2 — нижний распределитель сырья; 3 — нижний электрод; 4 — верхний

электрод; 5 — верхний сборник обессоленной нефти; 6 — штуцер вывода обессоленной нефти;

7 — штуцер проходного изолятора; 8 — подвесной изолятор; 9 — дренажный коллектор; 10 — шту

цер вывода соленой воды

455

Рис. 3.27. Тангенциальный смеситель:

1 — коллектор для ввода воды; 2 — смесительная камера; 3 и 5 — конфузоры; 4 — трубопровод

456

3.5. Вакуумсоздающие системы и оборудование

3.5.1. Общие положения

На установках АВТ для создания вакуума в колонных аппаратах ис

пользуются пароэжекторные вакуум-насосы различных модификаций.

Термин «вакуум-насосы» сохранился чисто исторически, речь идет не

о насосах, а о компрессорах определенного назначения. Пароэжектор

ные насосы широко внедрены во многих областях техники. Основной

причиной столь широкого применения пароэжекторных вакуумных-

насосов является сравнительная простота их конструкции и эксплуа

тации, связанная с отсутствием движущихся частей, долговечностью,

небольшой стоимостью и простотой ремонта. Недостатком пароэжек

торных вакуум-насосов, по сравнению с механическими насосами, яв

ляется низкий коэффициент полезного действия, связанный с большим

расходом пара.

В практике фракционирования вакуумной перегонки остатков на

метилась тенденция к использованию вместо традиционных пароэжек

торных вакуумных систем гидроциркуляционных. Последние более

сложные, что обусловлено включением в их схему системы транзита

парогазового потока из контура циркуляции рабочего тела. Однако

усложнение вакуумсоздающей системы и увеличение в связи с этим

капитальных затрат оправдано явными преимуществами ее эксплуа

тации.

В качестве рабочего тела гидроциркуляционных вакуумных систем

используется дизельное топливо, получаемое на самой установке. От

каз от использования в качестве рабочего тела водяного пара приво

дит к уменьшению сброса химически загрязненных вод. Другое важное

преимущество гидроциркуляционных вакуумных систем обусловлено

разницей тарифов на водяной пар и электроэнергию.

3.5.2. Конструктивные и технологические особенности

пароэжекторных вакуум-насосов установок АВТ

Установки АВТ нефтеперерабатывающих заводов оборудуются паро

эжекторными вакуум-насосами. Схема простейшего одноступенчатого

пароэжекторного вакуум-насоса, состоящего только из пароструйного

эжектора, который создает незначительное разрежение, представлена

на рис.

3.28. Для создания более глубокого вакуума применяются не-

сколько последовательно включенных пароэжекторов.

Многоступенчатые пароэжекторные вакуум-насосы снабжаются

промежуточными холодильниками (конденсаторами), в которых рабо

457

чий пар предыдущих ступеней конденсируется

с помощью воды. В результате последующие

эжекторы отсасывают и сжимают только некон

денсирующиеся газы с незначительным остаточ

ным содержанием водяного пара.

Пароэжекторные вакуум-насосы применяют

ся совместно с конденсаторами. Конденсаторы

смешения работают эффективнее и являются бо

лее дешевыми, чем поверхностные, однако не мо

гут применяться в случаях, когда в отсасываемой

среде содержатся ценные продукты, подлежащие

улавливанию, либо вредные (ядовитые) вещест-

ва, сбрасывание которых в систему оборотного

водоснабжения и водоемы недопустимо и опас

но. На пароэжекторные вакуум-насосы с абсо

лютным давлением у входа от 1 до

160 мм рт. ст.,

предназначенные для отсасывания воздуха, газов

и паров различных жидкостей в технологических

процессах химической, нефтеперерабатывающей

и нефтехимической промышленности, распро

страняются требования, изложенные ниже.

Основные параметры пароэжекторных вакуум-насосов должны

соответствовать данным таблицы 3.9.

Таблица

3.9 — Основные параметры

пароэжекторных вакуум-насосов

Диаметр горлови-

ны диффузора

первой ступени,

мм

Номинальное абсолютное давление

у входа в вакуум-насос, мм рт. ст.

1 2,5 5 10 20 40 80 160

Количество отсасываемой смеси, кг/ч, не менее

20 — — 1 2,5 5 10 20 40

25 — 1 2,5 5 10 16 32 64

32 — 2,5 5 10 16 25 50 100

40 1 5 8 16 25 40 80 160

50 2,5 8 12 25 40 64 125 250

63 5 12 20 40 64 100 200 400

80 8 20 32 64 100 160 320 640

100 12 32 50 100 160 250 500 1000

125 20 50 80 160 250 400 800 —

160 32 80 125 250 400 640 1250 —

200 50 125 200 400 640 1000 — —

Рис. 3.28. Одноступенчатый

пароэжекторный

вакуум-насос:

1 — паровое сопло; 2 — го

ловка; 3 — диффузор, 4 — па

трубок

458

Рис. 3.29. Вакуум-насосы пароэжекторные трехступенчатые с конденсаторами смешения (а)

и с поверхностными конденсаторами (б)

Вакуум-насосы в зависимости от свойств отсасываемой среды изго-

тавливаются в вариантах, различающихся по коррозионной стойкости

материала (обозначения приведены в табл. 3.10) и по типу конденсато

ров (обозначения приведены в табл. 3.11).

Таблица

3.10 — Обозначения вакуум-насосов по коррозионной

стойкости материала

Материал Обозначение

Углеродистая сталь или чугун

Кислотостойкая сталь типа 12XI8H9T

или равноценный по кислотостойкости чугун

Углеродистая сталь или чугун с увеличенной прибавкой

на коррозию с отдельными деталями из нержавеющей стали

СН

Кислотостойкая нержавеющая сталь XI8HI2M2T К

Титан и его сплавы Т

Бронза и другие медные сплавы М

Пластмасса В

Сталь или чугун с гуммированными поверхностями Г

Сталь или чугун с эмалированными поверхностями Э

Сталь или чугун с освинцованными поверхностями О

Фарфор или керамика Ф

вход

отсасываемой

вход

воды

пара

пар

пара

вход

воды

выход

выход конденсата

конденсата

воды

выход

вых

смеси

отсасываемой

вход

смеси

459

Таблица 3.11 — Обозначения вакуум-насосов по типу конденсатора

Тип конденсатора Обозначение

Поверхностный П

Смешения барометрический Б

Пример обозначения пароэжекторного вакуум-насоса с поверхност-

ными конденсаторами из углеродистой стали с отдельными деталями

из нержавеющей стали, с количеством отсасываемой смеси 400 кг/ч,

абсолютным давлением у входа

40 мм рт. ст., абсолютным давлением

рабочего пара

1,0 МПа (10 кг/см

) и содержанием конденсирующихся

паров 20 %:

Вакуум-насос ПСН

400 × 40

10 – 20

3.5.3. Требования, предъявляемые к вакуумсоздающим системам

и основные тенденции конструктивного оформления

вакуум-насосов

К материалам вакуумсоздающей системы на установках АВТ предъ

являют следующие требования:

— малое газовыделение;

— химическая стойкость;

— стабильность физических и технологических характеристик;

— надежность;

— малое гидравлическое сопротивление;

— герметичность;

— износостойкость.

В качестве конструкционных материалов промышленных вакуум

ных установок применяют низкоуглеродистую сталь, легированную

сталь, легированный чугун, медь и алюминий.

Детали должны быть изготовлены из прокатной, вальцованной ста

ли, т

. к. отливки могут иметь дефекты в виде пор и других несплош-

ностей. Широко применяют легированную сталь, т

. к. она устойчива

к окислению и коррозии, и при нагреве металла в вакууме не проис

ходит газовыделение.

Коррозия на вакуумных установках вызывается агрессивными аген

тами: нафтеновыми кислотами, фенолами, сероводородом, меркаптана

ми, кислородом при высоких температурах; при низких температурах

она гораздо слабее. Коррозия нафтеновыми кислотами зависит от кис

лотности, концентрации и температуры; она начинается при 225

…250 °С,

460

усиливается при 300 °С и снова уменьшается при температуре выше

320 °С. Наиболее опасны нафтеновые кислоты керосиновой и газойле-

вой фракции. В жидкой фазе коррозия усиливается, т. к. нафтенаты же

леза, образующиеся на поверхности металла, растворимы в нефтяных

фракциях, и не образуют защитной пленки. В паровой фазе нафтеновые

кислоты образуют защитную пленку нафтената железа, удерживаемую

на поверхности металла.

Нафтеновые кислоты вызывают общую и точечную коррозию печ

ных труб и двойников и секции испарения вакуумной колонны.

При 330

…420 °С сероводород и меркаптаны непосредственно взаимо-

действуют с железом, образуя тонкую пленку сульфида, которая однако

не обеспечивает эффективной защиты, так как легко отслаивается из-за

большого различия физических свойств пленки и основного металла.

Пропуски газа могут возникнуть в аппаратах из-за коррозии в со

единениях трубопроводов. Поэтому во время ремонта установок не

обходимо проверить качество уплотнительных материалов, которые

изготавливаются из паронита и из металлов. В качестве прокладок при

меняются эластомерные материалы, такие как каучук или более до

рогой материал «Viton» в случаях, когда требуется обеспечить низкий

уровень газовыделения при нагреве от 100 °С до 200 °С ( газовыделение

из материалов трубопроводов и уплотнений вакуумсодержащей систе

мы начинается при давлениях порядка 10…4 мм рт. ст. и ниже).

Сернистые соединения вызывают коррозию радиантных труб, транс

ферной линии, секции однократного испарения тарелок колонны, па

ровых эжекторов и др.

Гальваническая коррозия происходит в конденсаторах паровых

эжекторов, интенсивная атмосферная — в паровых эжекторах. Пар из

сопла эжектора может достигать сверхзвуковых скоростей. Если не

конденсирующиеся газы и пары агрессивны, то удар струи в горловине

эжектора резко усиливает коррозию и эрозию.

Абразивное действие капелек влаги, взвесей, содержащихся в паре,

усиливает коррозию. Даже совершенно сухой пар, расширяясь, охлаж

дается и становится насыщенным.

Особенно интенсивна коррозия внутренней поверхности горловины,

где размеры очень важны. Прибавка на коррозии, принятая в расчетах,

изменяется в зависимости от условий. Интенсивно коррозирует так

же колено, соединяющее эжектор с барометрическим конденсатором.

В зоне однократного испарения и внизу вакуумная колонна защищена

монолитной облицовкой из нержавеющей стали марок 08

Х17Н13М2Т

или 12

Х18Н9. Из этого же металла выполнены и тарелки колонны.