Нормальная работа ректификационных колонн и требуемое качество продуктов перегонки обеспечиваются путем регулирования теплового режима – отводом тепла в концентрационной и подводом тепла в отгонной секциях колонн, а также нагревом сырья до оптимальной температуры. В промышленных процессах перегонки нефти применяют следующие способы регулирования температурного режима по высоте колонны.
Отвод тепла в концентрационной секции путем:
а) использования парциального конденсатора;
б) организации испаряющегося (холодного) орошения;
в) организации неиспаряющегося (циркуляционного) орошения.
Подвод тепла в отгонной секции путем:
а) нагрева остатка ректификации в кипятильнике с паровым пространством;
б) циркуляции части остатка, нагретого в трубчатой печи.
Холодное (острое) орошение. Этот способ отвода тепла наверху колонны получил наибольшее распространение в практике нефтепереработки. Паровой поток, уходящий с верха колонны, полностью конденсируется в конденсаторе – холодильнике (водяном или воздушном) и поступает в ёмкость или сепаратор, откуда часть ректификата насосом подается обратно в ректификационную колонну в качестве холодного испаряющегося орошения, а балансовое его количество отводится как целевой продукт.
Циркуляционное неиспаряющееся орошение. Этот вариант отвода тепла в концентрационной секции колонны в технологии нефтепереработки применяется исключительно широко для регулирования температуры не только наверху, но и в средних сечениях сложных колонн. Для создания циркуляционного орошения с некоторой тарелки колонны выводят часть флегмы (или бокового дистиллята), охлаждают в теплообменнике, в котором она отдает тепло исходному сырью, после чего насосом возвращают на тарелку.
На современных установках перегонки нефти чаще применяют комбинированные схемы орошения. Так, сложная колонна атмосферной перегонки нефти обычно имеет сверху острое орошение и затем по высоте несколько промежуточных циркуляционных орошений. В концентрационной секции сложных колонн вакуумной перегонки мазута отвод тепла осуществляется преимущественно посредством циркуляционного орошения.
При подвое тепла в низ колонны трубчатой печью часть кубового продукта прокачивается через трубчатую печь, и подогретая парожидкостная смесь (горячая струя) вновь поступает в низ колонны. Этот способ применяют при необходимости обеспечения сравнительно высокой температуры низа колонны, когда применение обычных теплоносителей (водяной пар и др.) невозможно или нецелесообразно (например, в колоннах отбензинивания нефти).
Технологические параметры
Технологический режим работы блока АТ
Колонна частичного отбензинивания нефти
Температура, °С
питания 205
верха 155
низа 240
Давление, МПа 0,5
Атмосферная колонна
Температура, °С
питания 365
верха 146
вывода фракций:
180…220 ̊ С 196
220…280 ̊ С 246
280…350 ̊ С 312
низа 342
Давление, МПа 0,25
Технологический режим в вакуумной колонны
Температура, °С
питания 395
верха 125
низа 352
Давление наверху (абс.), кПа 8,0
Основное технологическое оборудование.
Основным оборудованием АВТ являются печи и колонны. Для нагрева сырья обычно используют цилиндрические печи с водным отводом дымовых газов и вертикальными трубами радиантного змеевика беспламенного горения. Самые мощные печи это атмосферные с теплопроизводительностью120-130 МВт. Часто устанавливают две печи мощностью 60-65 МВт.
Ректификационные колонны имеют разные диаметры, что зависит от производительности.
Колонна стабилизации: диаметр 1,2-1,4 м., число тарелок 30-40
Атмосферная колонна: диаметр 6,4-7,0 м., число тарелок 40-45
Вакуумная колонна: диаметр 9-10 м., число тарелок 18-20
Мощность
Мощности действующих сейчас АВТ колеблются от 0,5 до 10 млн. т/год. До 1950 г. максимальная мощность наиболее распространенных установок АВТ составляла 500-600 тыс. т/год. В 1950-60-х гг. проектировались и строились установки мощностью 1; 1,5; 2 и 3 млн т/год нефти. В 1967 г. ввели в эксплуатацию высокопроизводительную установку АВТ мощностью 6 млн т/год. Самая крупная установка АВТ мощностью 10 млн. т/год была построена в 1975 г. в Антверпене. В те же годы в США были пущены две установки мощностью по 10,5 млн. т/год. В последующем строительство таких мощных установок не велось, и в большинстве своем мощность установок ЭЛОУ-АВТ сохранилась на уровне 6-8 млн. т/год как у нас в стране, так и за рубежом. После 2000 г. из-за дальнейшего падения добычи нефти более выгодно иметь на НПЗ установки АВТ средней и малой мощности (2-3 млн. т/год). Преимущества установок большой единичной мощности очевидны: высокая производительность труда и низкие капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с установками малой производительности.
ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез»
Реконструкция установки первичной переработки нефти АВТ-5 с увеличением мощности до 8 млн. т.