2.3.5. Трансферный трубопровод
Трансферный трубопровод играет важную роль, так как от его конструкции зависит количество вносимого в вакуумную колонну тепла (глубина испарения в пределах печи) [32]. К его конструкции предъявляют ряд требований, обусловленных необходимостью иметь высокую долю отгона сырья и стабильное движение парожидкостной смеси в трубопроводе. Оптимальным считается кольцевой режим движения, когда жидкость движется в виде пленки по стенке трубы, а пар – в середине трубопровода. Чтобы не было пульсаций движения потока и резкого понижения температуры, длина трубопровода должна быть не более 40 м, с отсутствием резких поворотов и подъемов. Форму трубопровода принимают S-образной, то есть состоящей из двух равновеликих дуг. В таком трубопроводе исключаются пульсации давления, благодаря чему обеспечивается стабильность состава питания колонны [5].
2.4. Варианты испаряющего агента
В разделе 1.6 были указаны недостатки применения водяного пара как испаряющего агента. В нефтепереработке стремятся к ограничению его использования, к замене на другие отпаривающие агенты, либо к переводу установок на технологию сухой перегонки.
Предлагаемые варианты испаряющих агентов:
атмосферная перегонка нефти:
флегму из колонны К-2 нагревают в печи и подают в низ колонны К-1 [21];
восходящие потоки паров в колонне К-2 создает нагретая флегма с верхних тарелок колонны [33];
перегретые пары бензиновой фракции с концом кипения 130 оС после отделения от нее воды и несконденсировавшихся углеводородных газов подают в колонну К-2 и отпарные секции [34];
фракцию, полученную с верха вакуумной колонны или верхнее циркуляционное орошение, нагревают в печи до 400 оС и подают в низ К-2, что приводит к увеличению отбора «светлых» и к избавлению от необходимости дополнительного нагрева сырья;
промежуточный нагрев флегмы, стекающей в отгонную секцию, уменьшает количество необходимого подвода тепла в низ К-2;
флегма, попавшая в низ колонны К-1 вместе с мазутом, поступает в качестве питания в колонну К-2, где она играет роль испаряющего агента [21];
вместо отпаривающего агента применять топливный газ или комбинацию топливного газа с подводом тепла в отпарные секции [20];
вакуумная перегонка нефти:
в низ вакуумной колонны можно подавать нагретую в печи до 400 оС фракцию, используемую для орошения верха вакуумной колонны [21];
в отгонную секцию подают нагретый до 360 оС конденсат, полученный с верха вакуумной колонны [34];
в качестве испаряющего агента можно использовать пары углеводородов-флегмы с верхних тарелок атмосферной колонны [35];
в отгонную секцию вакуумной колонны подают перегретые пары дизельного топлива [36].
Помимо отказа от использования водяного пара в атмосферных и вакуумных колоннах, предлагают также исключить его применение в стриппингах, так как имеются следующие недостатки:
- возврат водяного пара в основную колонну приводит к увеличению нагрузки ректификационных тарелок по парам, что уменьшает массообмен;
- увеличивается сопротивление в шлемовых линиях, что приводит к возрастанию давления в атмосферной колонне;
- количество водяного пара, подаваемого в стриппинг, зависит от фракционного состава флегмы, перетекающей из основной колонны, и требований к качеству получаемого нефтепродукта (керосина). При отпаривании легкокипящих фракций тепло отнимается от самого потока перетекаемой флегмы, и температура керосина уменьшается, поэтому при увеличении расхода водяного пара масса отпариваемых фракций резко уменьшается.
Далее приводится схема (рис. 2.11) получения керосина через стриппинг-секцию без применения водяного пара.
Принцип работы схемы заключается в использовании тепла перетекающей флегмы для однократного ее испарения и создания перепада давления между основной колонной и стриппингом за счет вывода отпаренных бензиновых и водяных паров в шлемовую линию основной ректификационной колонны [37]. Схема взаимодействия потоков приведена на рис. 2.11.
Рис. 2.11. Принципиальная схема получения керосиновой фракции без подачи водяного пара:
1 – атмосферная колонна; 2 – стриппинг-секция; 3 – емкость; 4 – холодильник; 5 – насос; I – острое орошение; II – циркуляционное орошение; III – флегма; IV, VI – пары бензина; V - керосин; VII – конденсат бензина