9.1 Электродегидраторы

Шаровой электродегидратор (рисунок 1) представляет собой сферическую емкость диаметром 10,5 м. В шаровых электродегидраторах имеется три сырьевых ввода, расположенных равномерно вокруг вертикальной оси дегидратора на расстоянии трех метров от нее, и, соответственно, три пары электродов. Расстояние между верхним и нижним электродом каждой пары 150 мм.

Шаровые электродегидраторы имеют значительно больший объем, но низкое расчетное давление в них препятствует осуществлению их жесткой связи с перегонными установками. Даже при таком давлении, учитывая большой их диаметр, толщина стенки корпуса составляет 24 мм. Кроме этого, из-за больших габаритов возникают транспортные проблемы при их доставке. Поэтому их сборку и монтаж осуществляют на месте из отдельных сегментов. В нем имеется три сырьевых ввода и соответственно три пары электродов. Расстояние между верхним и нижним электродами 150 мм. Перед входом в первую ступень нефть смешивается с водой непосредственно в трубопроводе. Количество подаваемой воды составляет 10…25 %. Вода в образованной эмульсии растворяет соли. Далее частично обессоленная нефть поступает во вторую ступень, по пути в которую смешивается с водной промывкой.

1 — электроды; 2 — распределительная головка; 3 — устройство для регулировки расстояния между электродами; 4 —.трансформатор; 5 — теплоизоляция.

Рисунок 1 - Шаровой электродегидратор емкостью 600 м³

Во второй ступени происходит окончательное обезвоживание и обессоливание. Для обессоливания тяжелой нефти применяют третью ступень.

9.2 Колонны

Существует большое число различных типов ректификационных колонн для атмосферно-вакуумной перегонки нефти (рисунок 2).

Корпус колонны представляет собой вертикальный цилиндрический сварной сосуд. На колонне предусмотрены следующие штуцера: ввода сырья, вывода продуктов, вывода и подачи циркуляционных орошений, ввода паров из отпарных колонн, предохранительного клапана на верху колонны, для регулятора уровня в нижней части колонны. В нижней части колонны в зависимости от ее назначения и схемы устанавливают штуцера: ввода горячей струи, подачи водяного пара, ввода паров из испарителя с паровым пространством или парожидкостной смеси из термосифонного испарителя. На верху колонны имеется штуцер или муфта для прохода воздуха при заполнении аппарата водой или спуске воды, внизу - штуцер для ввода воды при промывки в гидравлическом испытании. В ряде случаев на корпусе аппарата устанавливают муфты для термопар, манометра, регулятора или измерителя уровня.

При различной высоте ректификационных колонн, когда толщина стенки корпуса определяется весовыми и ветровыми нагрузками, корпус колонн целесообразно выполнять, ступенчато уменьшая толщину стенки обечаек по высоте аппарата в направлении снизу вверх. Это позволяет уменьшить затраты металла на изготовления корпуса.

Жидкие продукты выводятся с тарелок со стороны слива флегмы. Выводная труба должна быть погружена в жидкость во избежание попадания в нее паров. При полном выводе флегмы с тарелки в карманах, из которых выводится флегма, предусматривают переливные трубы. Верхний уровень этих труб расположен над уровнем жидкости так, чтобы жидкость переливалась на нижнюю тарелку только при переполнении сливного устройства. В случаях, когда нагрузки по пару или жидкости значительно изменяются по высоте колонны, ее целесообразно выполнять из частей разного диаметра и использовать тарелки с различным числом потоков.

1, 2, 4, 5, 10, 13 – штуцера (1- предохранительного клапана ; 2 – продуктов; 4 –орошения; 5 –ввода паров из отпарных колонн; 10 сырья; 13 – регулятора уровня); 3 – отбойник; 6 – люки; 7 – тарелка; 8 – сборник флегмы; 9, 11 – муфты ( 9 – термопар; 11 – манометра); 12 – опорная часть

Рисунок 2 - Атмосферная ректификационная колонна

При переработке коррозионного сернистого нефтяного сырья корпус ректификационных колонн установок первичной перегонки нефти изготавливают из биметалла с защитным слоем из стали. Если сырье не обладает коррозионной активностью, то колонны полностью изготавливают углеродистых сталей.

Контактирование паров и жидкостей может происходить непрерывно в насадочных колоннах или ступенчато – в тарельчатых. При взаимодействии встречных потоков паров и жидкости на каждой ступени между ними происходит теплообмен и массообмен. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами: пар несколько обогащается низкокипящим компонентом, а жидкость – высококипящим компонентом. При достаточно длительном контакте с высокой эффективностью контактных устройств пар и жидкость, уходящие с тарелки или слое насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми.