ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Выбор давления и температурного режима в колонне

При принятых значениях флегмового числа, числа и типа тарелок на экономические показатели процессов перегонки наибольшее влияние оказывают давление и температурный режим в колонне. Оба параметра тесно взаимосвязаны.

Обычно давление поддерживается ниже или выше атмосферного, если необходимо соответственно понизить или повысить температуры отбираемых из колонны продуктов. Так, перегонку мазута осуществляют в колоннах при глубоком вакууме (остаточном давлении от 10–15 до 50–70 мм рт. ст.). Это позволяет проводить ректификацию при сравнительно невысоких температурах и избежать значительного термического разложения продуктов, которое было бы при атмосферном давлении и температурах выше 500 °С. С другой стороны, повышение давления позволяет осуществлять ректификацию низкомолекулярных углеводородов (пропана, бутана).

Необходимо иметь в виду, что повышение давления в колонне позволяет повысить удельную производительность колонны по парам. А некоторое повышение давления против расчетного в верхней части колонны необходимо для преодоления потерь напора при движении пара через трубопроводы и аппараты, расположенные
после ректификационной колонны. В низу колонны давление увеличивается на величину, соответствующую гидравлическому сопротивлению тарелок (от их конструкции). При двухколонной схеме работы установки АТ давление в отбензинивающей (первой колонне), как правило, должно быть выше, чем в основной атмосферной колонне, но его следует принять минимально возможным, чтобы преодолеть сопротивление шлемовой трубы. Таким образом, выбирают такие значения давления и температуры, которые:

1) позволяют использовать дешевые и доступные хладагенты для конденсации паров ректификата (вода, воздух) и теплоносителя, для нагрева и испарения кубовой жидкости (например, водяной пар высокого давления), а также уменьшить требуемые поверхности холодильников, конденсаторов, теплообменников;

2) обеспечивают большее значение коэффициента относительной летучести;

3) обеспечивают нормальную работу колонны, связанную с материальными и тепловыми потоками;

4) обеспечивают нормальный уровень по удельной производительности, капитальным и эксплуатационным затратам;

5) исключают возможность термодеструктивного разложения сырья и продуктов перегонки.

В атмосферных колоннах перегонки нефти важнейшими точками регулирования являются температуры поступающего сырья и выводимые из колонны продукты ректификации. Перегонка при атмосферном давлении осуществляется при температуре в зоне питания колонны, а вакуумная – при температуре на выходе из печи. При подборе температуры ввода сырья в колонну учитывают фракционный состав сырья, требуемую глубину отбора дистиллятов, качество получаемых нефтепродуктов. Чем богаче сырье низкокипящими компонентами, тем ниже при прочих равных условиях температура нагрева.

Если легкокипящие фракции из остатка испаряются за счет тепла подводимой рециркулирующей флегмы, то температура в нижней части колонны должна соответствовать температуре начала однократного испарения остатка при давлении низа колонны. Если легкокипящие фракции отгоняются за счет ввода в низ колонны водяного пара или тепла нагретой жидкости, то температура в нижней части колонны обычно бывает на 10–30 °С ниже температуры входа сырья в колонну, а фракций, уходящих из отпарных колонн, на 10–15 °С ниже по сравнению с температурой, поступающей на отпаривание жидкости. Выбором температуры верха ректификационной колонны задают желаемый фракционный состав ректификата.

Способы создания вакуума

Вакуум в колоннах создается с помощью вакуум-насосов или пароструйных эжекторов. Вакуум-насосы по принципу действия аналогичны компрессорам. Существуют поршневые, ротационные и водокольцевые вакуум-насосы.

Принцип работы пароструйных эжекторов—использование кинетической энергии водяного пара. Струя пара с большой скоростью вытекает из сопла, захватывает отсасываемую газожидкостную смесь и вместе с ней выбрасывается в атмосферу.

Рис. 2. Схемы конденсации паров, уходящих из вакуумной колонны

А – с конденсатором смешения; Б – с поверхностным конденсатором; I—водяной пар; II—вода; III—уловленный нефтепродукт; IV—вода, загрязненная нефтепродуктами; V—несконденсировавшиеся газы (выхлоп эжектора); 1 – колонна; 2 – барометрический конденсатор; 3 – барометрическая труба; 4 – эжекторы; 5 – промежуточный конденсатор пароэжекторного агрегата; 6 – барометрический колодец, 7 – поверхностный конденсатор; 8 – газосепаратор; 9 – отстойник-сепаратор.

Чтобы создать небольшой вакуум (до 90 кПа), используют одноступенчатые эжекторы. Если требуется более глубокий вакуум, применяют многоступенчатые пароэжекторные агрегаты, снабженные промежуточными конденсаторами (см. рис. 2).

В конденсаторах рабочий пар и газы, выходящие из предыдущей ступени, охлаждаются и конденсируются.

Эжекторами и вакуум-насосами из вакуумных колонн отсасываются газы разложения, водяной пар, подаваемый в колонны для улучшения ректификации, а также воздух, попавший в аппаратуру вследствие ее недостаточной герметичности. Схемы конденсации паров, уходящих из вакуумных колонн, изображены на рис. 2.

В схеме на (рис. 2, а) основным аппаратом, применяемым для конденсации, является барометрический конденсатор смешения. Он представляет собой цилиндрический аппарат с каскадными ситчатыми тарелками, под нижнюю из которых поступают пары с верха вакуумной колонны. Охлаждающая вода подается на верхнюю тарелку. Сконденсировавшиеся нефтяные пары и вода сливаются по трубе 3 в барометрический колодец 6, а газ с верха барометрического конденсатора отсасывается паровыми эжекторами или вакуум-насосами 4. Существенный недостаток данной схемы состоит в том, что при непосредственном, смешении с нефтяными парами охлаждающая вода сильно загрязняется сероводородом и нефтепродуктами. Экспериментально установлено, что в воде конденсаторов содержится до 5% от получаемой на АВТ дизельной фракции. Вода, загрязненная нефтепродуктами, попадает затем в сточные воды завода, загрязняя почву и водоемы.

В схеме на рис. 2, б опасность загрязнения воды устранена. Пары с верха вакуумной колонны поступают в поверхностный конденсатор 7, где конденсируется основная часть водяных паров и унесенных нефтяных фракций. В качестве поверхностного конденсатора применяются кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой или аппараты воздушного охлаждения. Затем конденсат и пары поступают в газосепаратор 8, из которого несконденсировавшиеся пары отсасываются эжекторами. Конденсат по барометрической трубе поступает в отстойник-сепаратор 9.

Сюда также подаются паровые конденсаты из межступенчатых конденсаторов эжектора. Вода из отстойника сбрасывается в канализацию, а нефтепродукт, отделенный от воды, возвращается в линию дизельной фракции. Выхлопные газы из эжектора сжигаются в трубчатой печи. На всех действующих АВТ система с использованием конденсаторов смешения заменяется системой с поверхностными конденсаторами. Современные схемы создания вакуума обеспечивают поддержание в колоннах установок АВТ остаточного давления 5—9 кПа.

Меры борьбы с коррозией

При переработке нефти происходит разрушение металла, из которого выполнена аппаратура, оборудование и трубопроводы, вызываемое коррозией. Коррозию на установках первичной перегонки могут вызывать:

1) минеральные соли, которые содержатся в нефтях, поступающих на переработку; при нагреве нефти соли — в основном хлориды — разлагаются и образуется хлористый водород, который в присутствии влаги обладает высокой коррозионной активностью;

2) сернистые соединения, которые присутствуют в большинстве перерабатываемых в настоящее время нефтей; при переработке сернистых нефтей выделяется большое количество коррозионноактивных веществ — сероводорода и меркаптанов;

3) нефтяные кислоты, содержание которых в ряде нефтей достигает 1,9%.

Скорость коррозии черных металлов в присутствии влажного хлористого водорода составляет 5—20 мм/год, а совместное присутствие сероводорода и хлористого водорода усиливает коррозию в 3—4 раза. Наиболее интенсивно процессы коррозии протекают в конденсаторах-холодильниках, верхней части ректификационных колонн, печных трубах, трубопроводах горячих остатков (мазута и гудрона). Показателем интенсивности коррозии конденсаторов-холодильников и ректификационных колонн служит содержание ионов железа в воде, удаляемой из рефлюксных емкостей, а также pH этой воды.

Для уменьшения коррозии на установках первичной перегонки нефти применяются следующие методы: 1) глубокое обезвоживание и обессоливание нефти; 2) использование коррозиоиностойких материалов; 3) введение нейтрализующих веществ и ингибиторов коррозии.

Чтобы увеличить срок службы оборудования, на наиболее опасных его участках применяются стойкие против коррозии материалы— легированные стали Х5М, 0X13, латунь, сплав никеля и меди, называющийся монель-металлом. Для снижения стоимости аппаратуры ее изготавливают из двухслойного металла: внутренняя поверхность, подверженная действию вредных соединений, делается из легированных металлов, наружная — из углеродистой стали.

Применение коррозиоиностойких материалов позволяет в несколько раз снизить скорость коррозии оборудования, однако наибольший эффект в борьбе с коррозией дает применение нейтрализующих веществ и ингибиторов коррозии. В качестве нейтрализующих веществ используются содо-щелочной раствор и аммиак. В результате скорость коррозии снижают до 0,1—0,2 мм/год. Более эффективное уменьшение коррозии достигается применением специальных веществ — ингибиторов коррозии. Ингибиторы (замедлители) коррозии представляют собой органические вещества, которые образуют на поверхности металла тонкую защитную пленку.

В РФ разработаны и внедряются на нефтезаводских установках ингибиторы коррозии — ИКБ-2, ИКБ-4, за рубежом широко применяются ингибиторы кронокс, налко и др.