Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ СТАБИЛИЗАЦИИ II
ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ ШИРОКОЙ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ 7
1.1. Современные требования к получению экологически чистых
автомобильных топлив 7
/././ Общие требования к получению экологически чистых бензинов 7
1.1.2 Основные требования к качеству бензиновых фракций, являющихся сырьём
установок риформинга 11
1.2. Анализ существующих промышленных технологических схем и режимов
стабилизации и разделения широких бензиновых фракций 15
Существующие технологические схемы и режимы разделения широкой бензиновой фракции 15
Анализ технологических режимов стабилизации прямогоиных бензинов.... 23
1.3. Технологические особенности процессов стабилизации бензина и
конструктивное оформление стабилизационных колонн 28
Технологические особенности процессов стабилизации прямогонных бензинов и бензинов катачитического риформинга, влияющие на выбор направления их совершенствования 29
Анаїиз работы современных конструкций массообменных контактных устройств в условиях процесса стабилизации бензина 32
Перспективы разработки энергосберегающих технолопій стабилизации и вторичной перегонки широких бензиновых фракций 39
Задачи исследования 40
2. ВАРИАНТЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ УСТАНОВОК ВТОРИЧНОЙ
ПЕРЕГОНКИ ШИРОКИХ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ 42
Анализ технологических возможностей установок вторичной перегонки бензинов 42
Разработка технологии вторичной перегонки бензинов в системе колонн с частично-связанными потоками 54
Исследование и разработка энергосберегающей технологии разделения бензинов в перекрестноточных насадочных колоннах 60
Расширение технологических возможностей установок вторичной перегонки бензинов за счет выработки дополнительных высокооктановых
компонентов 68
2.5. Выводы по второй главе 75
3. РАЗРАБОТКА II ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ НАСАДОЧНОГО
СТАБИЛИЗАТОРА ПРЯМОГОННОГО БЕНЗИНА 76
Промышленное обследование действующего стабилизатора прямогонного бензина и постановка задачи интенсификации его работы 77
Разработка технологии стабилизации на базе оптимизации
конструктивного оформления процесса 81
Промышленная реализация и обследование энергосберегающей технологии стабилизации прямогонного бензина на установке 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» 92
Оценка эффективности перекрестноточных и противоточно-перекрестноточных насадочных модулей колонны стабилизации к-5 94
Основные результаты реконструкции стабилизатора бензина в противоточно-перекрестноточный насадочный аппарат 99
Выводы по 3 главе 102
4. ИССЛЕДОВАНИЕ II РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТАБИЛИЗАЦИИ
ГИДРООЧИЩЕННЫХ БЕНЗИНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕГУЛЯРНЫХ
НАСАДОК 104
4.1. Анализ разделительной способности колонн стабилизации
гидроочищенных бензинов 105
Характерные особенности, определяющие границу деления на дистиллят'и остаток для колонн стабилизации гидроочищенных бензинов 105
Оценка эффективности работы S-образных тарелок в колонне стабилизации гидроочищепного бензина 107
4.2. Разработка технологии стабилизации в перекрестноточной насадочной
колонне 117
Оптимизация уровня ввода сырья в колонну стабилизации К-1 119
Анапи энергозатрат па процесс разделения гидрогенизата 121
Оценка влияния повышения фракционирующей способности иасадочлой колонны К-1 на материальный баланс 123
Разработка конструкции перекрестноточной насадочной колонны в соответствии с конструктивно-технологическим подходом 125
Рекомендуемая технология стабилизации гидрогенизата в насадочной колонне К-1 129
Выводы по 4 главе 132
5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕРНИЗАЦИИ КОЛОНН ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОЙ
СТАБИЛИЗАЦИИ ГИДРООЧИЩЕННЫХ БЕНЗИНОВ НА УСТАНОВКАХ
КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА 134
Основные результаты промышленной реализации насадочной технологии стабилизации ГИДРООЧИЩЕННОГО бензина на установке каталитического риформинга 134
Основные результаты промышленного обследования стабилизатора ГИДРООЧИЩЕННОГО бензина после его реконструкции на клапанные тарелки фирмы «Глитч» 139
Сравнительный анализ технико-экономических показателей работы насадочных и тарельчатых колонн для физической стабилизации гидроочищенных бензинов 142
Экономическая эффективность внедрения перекрёстноточных насадочных
колонн для физической стабилизации БЕНЗИНОВ 147
Расчет экономического эффекта от реконструкции стабилизатора бензина на установке 22-4 147
Расчет экономического эффекта от реконструкции стабшизатора гидроочищепного бензина на установке ЛГ-35-11/300-95 148
5.5. Выводы по 5 главе 150
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 152
ЛИТЕРАТУРА 154
ПРИЛОЖЕНИЯ 171
Введение к работе
В условиях перехода к рыночной экономике для России особое
значение имеет развитие нефтеперерабатывающей промышленности
согласно федеральной целевой программе «Топливо и энергия»,
утвержденной российским правительством весной 1996г. Эта программа
включает в себя подпрограмму «Реконструкция и модернизация предприятий
нефтеперерабатывающей промышленности», одним из ключевых моментов
которой является проблема модернизации существующего
ректификационного оборудования с целью повышения производительности и качества продуктов разделения при снижении энергоёмкости существующих производств.
Стабилизация и вторичная перегонка широкой бензиновой фракции являются очень энергоемкими процессами. Расход тепла на осуществление этих процессов составляет около 30% от тепла, затрачиваемого на всю атмосферную перегонку нефти, на долю которой, в свою очередь, приходится до 62% от общего расхода топлива и 46% электроэнергии на НПЗ [59]. В связи с чем, разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий стабилизации и вторичной перегонки широких бензиновых фракций имеет большое значение для увеличения выработки сырья вторичных процессов и производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
Высокая энергоемкость процессов стабилизации и вторичной перегонки широкой бензиновой фракции связана с тем, что эти процессы осуществляются в системе нескольких колонн в зависимости от качества сырья и узости получаемых фракций. Однако проектные схемы типовых установок не отличаются особым разнообразием. В 1950-60ег.г. в основном эти процессы осуществлялись на отдельно стоящих установках вторичной перегонки. К таким установкам четкой ректификации относятся установки типа 22-4. В более поздний период блоки стабилизации и четкой
ректификации бензиновых фракций включались в состав типовых
комбинированных установок первичной переработки нефти АТ-б, АВТ-6, а
так же блоков АВТ (AT) высокопроизводительных комбинированных
установок ГК-3 и ЛК-бу [5-7]. Кроме того, следует отметить, что, технология
производства бензинов на нефтеперерабатывающих предприятиях постоянно
совершенствуется в связи с изменениями конъюнктуры топливного рынка,
требующего повышения эксплуатационных и экологических свойств
вырабатываемых бензинов [1,2,4,5,23,24,25,29-31,35-36,42,108,119-
121,150,161]. Казалось, что соответственно должны изменяться и первоначальные проекты установок и блоков вторичной перегонки широкой бензиновой фракции, подготавливающих сырьевую базу для процессов производства товарных бензинов. Совершенствование технологии стабилизации и разделения широких бензиновых фракций до настоящего времени осуществлялось, в основном, за счёт оптимизация схемных решений и режимных параметров процессов [26,30,32,44,46,47,56,58,61, 84-87,97,110,112,113,118,143-146]. В то время, как литературных данных по совершенствованию работы установок стабилизации и вторичной перегонки бензиновых фракций с учётом современных тенденций развития конструктивного оформления массообменных аппаратов достаточно мало [12,13,49,66,81]. На момент начала данных исследований в литературе практически отсутствовали данные по применению насадочных контактных устройств в процессах стабилизации и вторичной перегонки бензиновых фракций. В то время как, с 1990 до 2000г.г. опубликовано очень много положительных результатов интенсификации работы существующего ректификационного оборудования за счет применения насадочных контактных устройств, которые доказали высокую эффективность при работе под вакуумом и при повышенном давлении [10,11,15-18,45,98,99,106,107,130-133,155]. Данный тип контактных устройств уже более 10 лет успешно применяется в процессах ректификации в целях повышения производительности и качества продуктов разделения, снижения
энергозатрат на процесс ректификации, улучшения условий массообмена, увеличения диапазона устойчивой и эффективной работы.
Таким образом, при современном уровне разработки энерго- и ресурсосберегающих технологий в процессах стабилизации и вторичной перегонки широкой бензиновой фракции необходим комплексный подход к интенсификации работы существующего оборудования на основе оптимизации технологических и конструктивных решений, позволяющий минимизировать энергозатраты на процесс разделения при заданной глубине отбора и качества получаемых узких фракций.
В данной работе решение этих проблем было рассмотрено на базе оборудования типовых установок вторичной перегонки широкой бензиновой фракции (22-4) и блоков стабилизации установок рнформинга (Л-35-11/300). За счет использования перекрестноточных насадочных контактных устройств нами были разработаны энергосберегающие технологии физической стабилизации прямогонного и гидроочищенного бензинов и различные варианты технологии разделения широких бензиновых фракций.
Технологии физической стабилизации прямогонного и гидроочищенного бензинов реализованы в промышленности на установках 22-4 и ЛГ-35-11/300-95 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» в 2000 и 2003г. Данные промышленно-экспериментальных исследований и моделирования процесса стабилизации бензинов показали, что технология, основанная на использовании перекрестноточных насадочных контактных устройств, позволяете, 134,136-137]:
увеличить разделительную способность стабилизаторов в 1,6- 3 раза;
увеличить выход стабильного бензина на 7-8%;
снизить энергозатраты на 20-25%;
обеспечить устойчивую и эффективную работу при изменении диапазона по производительности аппаратов от 0,7 до 1,8 от номинала.
