ОПЫТ РАБОТЫ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОН НА УСТАНОВКЕ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ БЕНЗИНА Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

Х

И

М

И

Ч

Е

С

К

И

Е

ТЕХНОЛОГИИ

УДК 62

Аль-Магриби Еззаддин Мохаммед Али Мохаммед

ОПЫТ РАБОТЫ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОН НА УСТАНОВКЕ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ БЕНЗИНА

В статье рассматривается процесс ректификации бензиновой фракции, анализ работы ректификационной колонны, и предложенные ранее технологические решение для повышения эффективности разделение бензиновой фракции.

Объектом исследования является установка вторичной перегонки бензина № 7 типа 22/5, которая используется для получения узких бензиновых фракций путем четкого разделения в ректификационных колоннах прямогонной бензиновой фракции НК-180°С установок ЭЛОУ-АВТ-3, 4, 5, 6, как прошедшей, так и не прошедшей предварительную стабилизацию на установке по переработке нестабильных бензинов, предельных и непредельных газов № 2.

Ключевые слова: ректификация, бензиновая фракция, ректификационная колонна, тарелки и насадки.

В настоящее время технология производства высококачественных автомобильных бензинов на современных НПЗ предполагает компаундирование нескольких составляющих.

Базовыми компонентами процесса получения данных бензинов служат продукты процессов каталитического крекинга, риформинга и изомеризации узких бензиновых фракций.

Качество бензинов, получаемых в результате вышеуказанных процессов, напрямую зависит от качества используемых бензиновых фракций.

В связи с этим повышение четкости разделения прямогонного бензина (нк - 180 °С) на установках вторичной перегонки является актуальной задачей, требующей рационального и экономически выгодного решения.

На установке вторичной ректификации типа 22/5, производительностью 2,05 млн т в год, бензиновую фракцию нк - 180 °С разделяют на три узких фракции: нк - 75 °С, 75-100 °С и 100 °С - кк. [2]

Вторичная перегонка бензиновых фракций применяется для получения высококачественных бензинов, удовлетворяющих современным требованиям по содержанию ароматических углеводородов.

© Аль-Магриби Еззаддин Мохаммед Али Мохаммед, 2018.

Научный руководитель: Мохов Владимир Михайлович - кандидат химических наук, доцент, Волгоградский государственный технический университет, Россия.

В ходе процесса прямогонные бензиновые фракции (н.к. - 180°С) разделяются на ароматические углеводороды и фракции изомеров, используемых в качестве высокооктановых компонентов бензинов путем четкой ректификации. [1]

Таким образом задача повышения четкости разделения получаемых при вторичной перегонке узких бензиновых фракций (н.к. -75°С, 75-100°С, 100°С - к.к.) и повышение отбора фракции 100°С -к.к. является актуальной задачей.

Реконструкция, проведенная в 2007 году по проекту ОАО «ЛУКОЙЛ-Ростовнеф-техимпроект», позволила увеличить проектную производительность до 2,1 млн тонн в год по сырью с максимальным использованием существующего оборудования и заменой внутренних устройств колонн К-1, К-3 на внутренние устройства фирмы (Зульцер Хемтек) "Тарелки с неподвижными клапанами" смотри рисунок 1.

Фиксированные или неподвижные клапаны представляют собой элементы, выштампованные в полотне тарелки и расположенные в шахматном порядке. Клапаны имеют трапециевидную форму и ориентированы параллельно потоку жидкости.

Такие клапаны обладают следующими преимуществами [4]:

• Пониженный унос жидкости благодаря горизонтальному направлению истечения пара на полотно через боковые отверстия.

• Организация направленного движения пара, поступающего через клапаны, помогает организовать поток жидкости поперек тарелки, при этом уменьшается поперечная неравномерность распределения времени пребывания жидкой фазы на тарелке.

• Более высокая производительность, чем у тарелки с подвижными круглыми клапанами.

• Меньшее гидравлическое сопротивление в расчете на теоретическую ступень, чем у тарелки с подвижными круглыми клапанами.

• Широкий диапазон нагрузок — немного меньший, чем у тарелки с подвижными клапанами, но значительно большими, чем у ситчатых тарелок.

Стабильная эффективность в рабочем диапазоне нагрузок.

• Отсутствие движущихся частей исключает механический износ и обеспечивает более долгий срок службы, чем у тарелок с подвижными клапанами.

• Способность к переработке загрязненных сред.

Неподвижные клапаны выпускаются в трёх типоразмерах. Клапаны меньших размеров обеспечивают более высокую производительность, чем больших, вследствие меньшего гидравлического сопротивления и снижению уноса жидкости. Клапаны большего размера успешно используются в загрязнённых

средах.

SVG MVG MMVG

SVG - клапан большого размера, MVG - клапан среднего размера, MMVG - клапан малого размера

Рис. 1. Размеры неподвижных клапанов

В ректификационных колоннах установлены тарелки с клапанами SVG Клапаны SVG являются самыми большими по размеру из фиксированных клапанов. Струи пара, проходящие через широкие боковые отверстия клапана, производят очистку полотна тарелки от загрязнений в зоне расположения отверстия. Это обеспечивает отличные эксплуатационные характеристики при работе в загрязнённых средах в течение долгого периода времени и позволяет обходиться без остановки на чистку тарелок.

Также реконструкция установки обеспечила получение бензиновой фракции НК- 75 °С - сырья установки изомеризации № 10, бензиновой фракции 75-100 °С - компонента товарных автомобильных и пря-могонных бензинов и бензиновой фракции 100-КК - сырья установок каталитического риформинга № 12, 13.

Существует устройство, которое содержит зигзагообразные перегородки, образующие сквозные вертикальные зигзагообразные каналы для прохода жидкости и газа, и вертикальные стрежни, плотно примыкающие к кромкам гиба зигзагообразных перегородок [5]. За вертикальными стержнями в вертикальных зигзагообразных каналах для прохода жидкости и газа на противоположных зигзагообразных перегородках в шахматном порядке закреплены вертикальные секционирующие пластины.

Зигзагообразные перегородки выполнены с соотношением Н/А=1,2^3,25, где Н - расстояние между кромками гиба зигзагообразной перегородки, А - расстояние между зигзагообразными перегородками в диапазоне 35-75 мм, а радиус кромки гиба зигзагообразных перегородок равен не более 3 мм. Использование изобретения обеспечивает увеличение эффективности массообмена при больших плотностях орошения и увеличение производительности.

Целью изобретения является увеличение интенсивности массообмена в аппарате, работающем с большой плотностью орошения (от 50 до 300 м3/м2ч), путем создания динамических свободных пленок жидкости за каждой вертикальной струной, которые в данном изобретении именуются стержнями 2 (рис. 1), так как могут иметь разное (круглое, каплевидное) сечение, с одновременным секционированием каналов, образованных зигзагообразными перегородками 1, вертикальными секционирующими пластинами для устранения волнообразования в поперечном сечении аппарата и ликвидации локальных нерав-номерностей.

Указанная цель достигается за счет следующих конструктивных особенностей:

- зигзагообразные перегородки 1 выполняют с соотношением Н/А=1,2^3,25, где Н - расстояние между кромкой гиба зигзагообразной перегородки (высота контактной камеры), А - (35-75 мм) расстояние между соседними зигзагообразными перегородками (ширина контактной камеры);

- радиус кромки гиба зигзагообразных перегородок выполняют не более 3 мм, чтобы поток жидкости срывался с острой кромки;

- перпендикулярно кромкам гиба, примыкая к ним любым известным способом, крепят стержни 2 либо круглого, либо каплевидного сечения;

- в каналах, образованных смежными зигзагообразными перегородками 1, устанавливают вертикальные секционирующие пластины 3 в шахматном порядке (длина контактной камеры).

Анализ работы действующего производства вторичной перегонки бензиновых фракций на установке типа 22/5 производительностью 2,1 млн. тонн в год показал, что увеличение отбора фракции 100°С - к.к. при существующей технологии, включающей две ректификационные колонны, приведет к увеличению содержания в ней углеводородов С6 и вызовет увеличение содержания бензола на последующих стадиях переработки.

.А

Рис. 2. Насадка с зигзагообразными перегородками

Одним из путей усовершенствования работы установки без ухудшения качества получаемых бензинов является ввод в эксплуатацию третьей ректификационной колонны. [3]

При этом улучшится четкость разделения прямогонной бензиновой фракции и ожидается увеличение выхода целевой фракции 100°С - к.к. на 5-8 % без увеличения в ней компонентов, приводящих к образованию бензола на последующих стадиях получения товарных бензинов.

Ожидается снижение затрат энергоносителей на нагревание сырья в печах и охлаждение отходящих потоков.

Данное усовершенствование потребует внести небольшие изменения в технологическую схему производства, а именно: изменится схема материальных потоков и потребуется переобвязка оборудования, потребуется перенастройка КИПи А, а также установка дополнительного насосного оборудования.

Библиографический список

1. Грошиков О.Г. Повышение эффективности процесса вторичной ректификации бензиновой фракции / О.Г. Грошиков, С.М. Леденев, С.В. Грачев // Успехи современного естествознания. - 2012. - №13. - С. 91-92.

2. Бабенко Е.Н., Леденев С.М. Анализ процесса вторичной ректификации бензиновой фракции // Современные наукоемкие технологии. - 2012. - № 12. - С. 57-57.

3. Олейников А.А. повышение эффективности работы установки вторичной перегонки бензиновых фракций // Международный журнал прикладных

и фундаментальных исследований №11, 2016 .

4. Sulzer Chemtech [Электронный ресурс] - [2011] - Режим доступа: http://www.sulzercorp.com.

5. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии/ В. Г. Айнштейн [и др.], под ред. В. Г. Айн-штейна. - М.: Логос, Высшая лига, 2003. - Т2. - 872 с.

АЛЬ-МАГРИБИ ЕЗЗАДДИН МОХАММЕД АЛИ МОХАММЕД - магистрант, Волгоградский государственный технический университет, Россия.