CC BY
0ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПАРОВ ФРАКЦИЙ ПРИ ПЕРЕГОНКЕ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ хРахимжанова Ш.С., 2Салимова С.А., 3Файзиева Н.С
1 ,2,3Ташкентский химико-технологический институт, кафедра Технологические машины и
оборудования. shaku.76@mail.ru https://doi.org/10.5281/zenodo.10841329
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является основой современной экономики каждой страны мира. Уровень развития ТЭК отражает социальный и научно-технический прогресс в стране. Потребление энергии и энергоресурсов непрерывно растет. Динамичное развитие нефтегазовой отрасли имеет важное значение и для экономики Узбекистана. В настоящее время, одним из важных и основных направлений развития нефтеперерабатывающих предприятий являются:
- использование энерго- и ресурсосберегающих технологий;
- обеспечение экологичности нефтепродуктов;
- экологическая безопасность действующего производства и т.д.
Как известно, для перегонки легкой нефти с высоким содержанием растворимых газов (1,5^2,2 %) и бензиновых фракций (20^30 %) и фракций до 350 оС (50^60 %) применяется установки атмосферной перегонки (АТ), с колонной предварительного отбензинивания и сложной ректификационной колонной с боковыми отпарными секциями для разделения нефти на топливные фракции и мазута [1].
Эти установки обладают достаточной технологической гибкостью, универсальностью и способностью перерабатывать нефти различного фракционного состава, так как первая колонна, в которой отбирается 50^60 % бензина от потенциала, выполняет функции стабилизатора, сглаживает колебания в фракционном составе нефти и обеспечивает стабильную работу основной ректификационной колонны. Применение отбензинивающей колонны позволяет также снизить давление на сырьевом насосе, предохранить частично сложную колонну от коррозии, разгрузить печь от легких фракций, тем самым несколько уменьшить требуемую тепловую её мощность [1]. Основными недостатками двухколонной АТ является более высокая температура нагрева отбензиненной нефти, необходимость поддержания температуры низа первой колонны горячей струёй, на что требуются затраты дополнительной энергии [1].
Использование водяного пара в качестве отпаривающего и эжектирующего агента обуславливает его контакт с нефтяными продуктами способствует его загрязнению как нефтяными фракциями, так и сернистыми, азотистыми и другими примесями. После конденсации образуется технологический конденсат, которого следует очищать от примесей. В свою очередь сточные воды, загрязненные с примесями нефтепродуктов, усугубляют экологические проблемы производства [1].
Кроме того, отделение воды от дистиллятов фракций и обводнение последних, требует использования специальных дорогостоящих аппаратов. Помимо этого, возникают значительные энергетические и технологические затраты, связанные с производством перегретого водяного пара.
Альтернативным и перспективным методом применения в качестве отпаривающего и нагревающего агента (теплоносителя) является применение паров топливных фракций, выходящих из ректификационной колонны [2,3]. В настоящее время, процессы перегонки нефтегазоконденсатного сырья углеводородными теплоносителями изучены не в полной мере.
Поэтому, научные исследования, направленные на оптимизацию режима работы нефтеперегонной установки, определение влияния технологических параметров на интенсивность теплопередачи, эффективное использование тепла технологических потоков в стадии тепловой подготовки (подогрева) нефтяного сырья к перегонке обезвоженными дистиллятами фракций в паровом и жидком фазах, разработка новых энергосберегающих
методов подогрева сырья и создания высокоэффективных компактных теплообменных аппаратов приобретает важное значение.
В этом аспекте, нами проведён системный анализ процессов тепловой подготовки нефтегазоконденсатной смеси, состоящего из 30 % нефти и 70 % газового конденсата, теплом конденсирующихся паров топливных фракции, выходящих из ректификационной колонны установки первичной перегонки нефти Бухарского и Ферганского НПЗ [3-5].
На основе проведенного анализа сформулирована математическая модель статики и динамики данного процесса, которая позволяет исследовать характер распределения параметров процесса по длине горизонтальных труб аппарата, спроектировать аппараты с оптимальной поверхностью нагрева и анализировать степень технологической эффективности работы применяемых на НПЗ теплообменников [3-5].
По результатам исследования процесса на модели нами разработана методика проектирования теплообменных аппаратов, путем построения кривых распределения температуры подогреваемого сырья t по длине их теплопередающих труб l при заданной производительности G.
Анализ кривых l = f (t) показали, что для достижения требуемой температуры подогрева сырья на выходе tsbK достаточным является участок трубного пучка с активной длиной, равной 40^60 % от общей его длины. Выявлено, что основной процесс подогрева смеси протекает в первой половине участка трубок, а остальная их часть работает в холостую [3,5].
Это обстоятельство указывает на недостаточное использование тепловой мощности теплообменных аппаратов или наличие возможности дальнейшего увеличения расхода подогреваемого сырья в аппаратах. Результаты исследования способствуют проектированию компактных трубчатых теплообменников с оптимальной поверхностью нагрева при заданной производительности с использованием горячих потоков дистиллятов фракций в паровой и жидкой фазах взамен традиционно применяемого водяного пара, а также организацией исследуемого процесса под воздействием поля центробежных сил [3-5].
Использованная литература
1. Технология переработки нефти. В 2-х частях. Часть первая. Первичная переработка нефти/ Под ред. О.Ф. Глаголевой и В.М. Капустина. - М.: Химия, КолосС, 2006. - 400 с.
2. Абдурахмонов О.Р., Салимов З.С. и др. Интенсификация процесса перегонки углеводородных смесей с применением альтернативных отпаривающих агентов/ Переработка нефти и газа. - Научно-технологический журнал, № 5(82), 2012. - С8-10.
3. Худайбердиев А.А. Интенсификация подогрева нефтяного сырья. Монография. -Ташкент: Navroz, 2019. - 213 с.
4. Khudayberdiev А.А., Rakhimdjanova Sh.S. Determination of effective parameters of a pipe heat exchanger for condensation of heavy naphta vapors Scientific and technical journal of Namangan institute of engineering and technology. - Namangan, 2021. - Vol 6, Issue (4), 2021. -р. 45-50.
5. Худайбердиев А.А., Артиков А.А., Рахимжанова Ш.С. и др. Оптимизация процесса подогрева нефтегазоконденсатной смеси парами нафты в теплообменнике-конденсаторе 10Е-03 установки первичной пергонки нефти/ Universum: технические науки: научный журнал.- № 4(97). Часть 10. -М.: МЦНО, 2022. - С10-16.
