CC BY
19
УДК 658.26:665.63:338.45 Волкова М.А.
СБОР ДАННЫХ ПРОЦЕССА АТМОСФЕРНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ НЕФТИ
Волкова Мария Александровна, студентка 3 курса бакалавриата факультета цифровых технологий и химического инжиниринга;
e-mail: mwolfdoo@gmail.com
Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9
В работе выполнено обследование системы теплообмена блоков электрообессоливания и атмосферной ректификации сырой нефти на установке первичной переработки нефти, мощностью переработки сырой нефти 6 млн тонн в год. Построена сеточная диаграмма и потоковая таблица для существующей системы теплообмена. Ключевые слова: атмосферная ректификация нефти, электрообессоливание, пинч-анализ, сеточная диаграмма, составные кривые, рекуперация теплоты, утилиты.
DATA COLLECTION OF CRUDE DISTILATION PROCESS FOR PINCH ANALYSIS
Volkova Maria Aleksandrovna.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
In this work, we examined a heat exchange system for the electrodesalting and atmospheric oil distillation processes at a crude distillation unit with a processing capacity of 6 million tons crude per year. A grid diagram and stream data table for the existing heat exchange system were built.
Keywords: atmospheric oil distillation, electrodesalting, pinch analysis, grid diagram, composite curves, heat recuperation, utility.
Введение. На нефтеперерабатывающих заводах используется много процессов переработки сырья, некоторые из них имеют большое энергопотребление и низкую энергоэффективность. Для повышения конкурентоспособности нефтеперерабатывающих предприятий необходимо производить
модернизацию производства с целью повышения энергетической эффективности. Снизить удельное энергопотребление можно благодаря модернизации установок, отдельных систем производства, завода в целом, а также совершенствованием
производственных операций. Эффективный метод для повышения уровня энергоэффективности - пинч-анализ [1]. Ранее пинч-анализ установок первичной переработки нефти (АВТ) был рассмотрен в работах [2, 3], но отдельно тепловая интеграция атмосферного блока АВТ рассмотрена не была. Поэтому в данной работе выполнена экстракция данных для дальнейшей тепловой интеграции блока атмосферной ректификации АВТ.
Процесс атмосферной ректификации сырой нефти. Сырая нефть, поступающая на установку первичной переработки, сначала подается в систему теплообмена (СТО) блока электрообессоливания (ЭЛОУ), где она подогревается до 143 °С и подается на электродегидроторы (ЭД). После ЭД солевой раствор охлаждается и выводится с установки, а обессоленная и обезвоженная нефть четырьмя потоками поступает на блок теплообменников для дополнительного подогрева (рис. 1). Первый поток поступает в теплообменники Т-6, Т-7/1, 2, 3, где за счет теплообмена с фракции (290-360)°С и гудроном нагревается и подается в колонну К-1. Второй поток поступает в теплообменники Т-5/1,2, Т-10/1,2 нагревается и подается в колонну К-1. Третий поток
проходит через теплообменник Т-54, где нагревается затемненным продуктом колонны К-10, и соединяется с первыми двумя потоками. Четвертый поток, минуя блок теплообменников, поступает в колонну К-1. Теплового режима колонны К-1 обеспечивается горячей струей, которая проходящей через печь П-1/1.
В колонне предварительного испарения К-1 происходит испарение легкокипящих фракций - газа, бензина и воды. С верха колонны К-1 легкокипящие фракции, через воздушные конденсаторы-холодильники Т-15/1,2,3,4 поступают в компаблок-холодильника Т-15/5, где охлаждаются и конденсируются, затем поступают в емкость Е-1, где происходит разделение бензина и воды. Балансовый избыток бензина через водяной холодильник Т-15А выводится с установки. Частично отбензиненная нефть из нижней части колонны К-1 подается в змеевики печей П-1/2, П-1/3. Отбензиненная нефть, нагретая в печах П-1/2, П-1/3 поступает двумя потоками в атмосферную колонну К-2.
С атмосферной колонны К-2 осуществляется вывод четырех фракций в виде боковых погонов: фракция (120-180)°С, фракция (180-240)°С, фракция (240-290)°С, фракция (290-360)°С.
Сбор данных. Используя данные, полученные при обследовании установки и при проведении экспериментальных измерений технологических параметров материальных потоков, строим сеточную диаграмму атмосферного блока процесса первичной переработки нефти (рис. 2). На сеточной диаграмме обозначаются только технологические потоки участвующие в теплообмене и операции теплообмена, а также температуры и тепловые нагрузки технологических потоков.
колонны, Н - насосы, Т - теплообменники
Рис. 2. Сеточная диаграмма процесса атмосферной ректификации сырой нефти на установке ЭЛОУ-АВТ-А12/6
Используя сеточную диаграмму СТО, измеренные технологические данные, регламент установки и теплофизические свойства технологических потоков была построена потоковая таблица (Таблица 1) для существующей СТО блока атмосферной перегонки нефти. В потоковой таблице указывается тип потока - холодный или горячий, его начальная и конечная температуры, массовый расход потока, удельная теплоемкость или латентная теплота фазового перехода, потоковая теплоемкость и изменение потоковой энтальпии каждого технологического потока.
Таблица 1 - Таблица потоковых данных процесса атмосферной ректификации сырой нефти на установке ЭЛОУ-
АВТ-А12/6
№ потока Название потока Ти п т8, °С Тт, °С М, кг/с С,кДж/ (кгК) г, Дж/кг СР, кВт/К Н,кВт а,кВт/(м2 К)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 Пар К-1 Г 144 144 43,19 310,1 13391,5 13391,5 1
1.1 Охл.кон.К-1 Г 144 60 43,19 2,217 95,8 8014,5 0,6
2 Пар К-2 Г 124 124 31,51 310,1 9770 9770 1
2.2 Охл.кон К-2 Г 124 40 31,51 2,217 69,9 5875 0,6
3 Ост. бен. К-1 и К-2 Г 76 40 31,23 2,379 74,3 2674,7 0,5
4 1 ЦО К-2 Г 173 85 46,53 2,315 107,7 9436 0,5
5 2 ЦО К-2 Г 226 120 69,44 2,439 169,4 17884,9 0,5
6 3 ЦО К-2 Г 295 195 38,89 2,564 99,7 9961,4 0,5
7 Фр. 120-180°С Г 153 110 15,27 2,183 33,3 1436,7 0,5
8 Фр. 180-240°С Г 208 60 21,25 2,227 47,3 6989,7 0,5
9 Фр. 240-290°С Г 253 60 22,22 2,414 53,6 10363,1 0,4
10 Фр. 290-360°С Г 295 149 24,44 2,557 62,5 9180,2 0,6
11 Фр.350-420°С Г 256 98 25 2,621 65,5 10339,8 0,4
12 Фр. 420-500°С Г 183 122 27,75 2,52 69,9 4251,7 0,4
13 ВЦО К-10 Г 159 74 61,6 2,5 154 13074,6 0,5
14 НЦО К-10 Г 305 201 97,19 2,417 234,9 24453,9 0,5
15 Гудрон 1 Г 337 193 76,04 2,552 194,1 27943,8 0,2
16 Гудрон 2 Г 240 188 36,94 2,552 94,3 4930,4 0,2
17 Гудрон 3 Г 188 103 22,7 2,552 57,9 4883,5 0,2
18 Затемнений продукт Г 351 205 3,68 2,782 10,2 1498,8 0,3
19 Солевой раствор Г 140 50 7,19 4,19 30,1 2696,3 1
20 Нефть до ЭД Х 10 143 232,18 2,051 476,2 63096,7 0,3
21 Нефть после ЭД Х 139 243 184,72 2,485 459 47739 0,3
22 Нефть после ЭД Х 139 290 27,76 2,485 69 10409,6 0,3
23 Вода на ЭЛОУ Х 65 105 6,94 4,19 29,1 1163,1 1
24 Горячая струя К-1 Х 269 368 51,6 2,796 144,3 14182,1 0,6
25 Горячая струя К-2 Х 271 357 206 2,921 601,7 51868,8 0,6
26 ТО вода Х 80 150 27,78 4,19 116,4 8194,4 1
27 Нестабильный бензин Х 101 138 31,23 3,01 94 3440,5 0,6
28 Переток из К-3 в К-4 Х 167 169 25,55 2,93 74,9 149,7 0,6
Заключение. Построенная потоковая таблица является численным образом СТО атмосферного блока и основой для создания проекта его энергоэффективной реконструкции.
Список литературы
1. Смит Р. Основы интеграции тепловых процессов / Р. Смит, Й, Клемеш, Л.Л. Товажнянский, П.А. Капустенко, Л.М. Ульев - Харьков: НТУ «ХПИ». - 2000. - 458 с.
2. Мешалкин В.П. Энергоэфективная реконструкция установки нефтепереработки на основе пинч-
анализа с учетом внешних потерь / В.П. Мешалкин, Л.Л. Товажнянский, Л.М. Ульев, Л.А. Мельниковская, С.М. Ходченко // Теоретические основы химической технологии. - 2012. -Т. 46, -№5. -С. 491-500. 3. Канищев М.В. Определение
энергоэффективности установки первичной переработки нефти/ М.В. Канищев, В.П. Мешалкин, Л.М. Ульев // Территория «НЕФТЕГАЗ». - 2019. № 7, 8. - С. 80-92.
