Оборудование установки ЭЛОУ-АТ

Электродегидраторы Основными аппаратами ЭЛОУ являются электродегидраторы. Они могут быть различными по устройству (шаровые, вертикальные, цилиндрические), но наиболее эффективной и получившей наибольшее распространение конструкцией стали горизонтальные электродегидраторы ВНИИНефтемаш типа 2ЭГ 160. Преимущества их по сравнению с использовавшимися ранее шаровыми и вертикальными электродегидраторами следующие:

— высокая удельная производительность;

• — более благоприятные условия осаждения (конструктивные особенности электродегидратора способствуют снижению линейной скорости вертикального движения нефти, за счет этого водяным каплям легче осаждаться);
• — меньшая стоимость за счет сравнительно небольшого диаметра электродегидраторов, способных работать при повышенных давлениях и температурах;
• — меньшее количество электрооборудования и более простая электрическая схема.

Разрушение эмульсии и отделение воды от нефти в электрическом поле высокого напряжения ведется последовательно в двух электродегидраторах.

Исходя из характеристик сырой нефти определяется рабочая температура обессоливания и обезвоживания. Обычно температуру процесса повышают для наиболее интенсивного разрушения эмульсии «вода — нефть», т.к. стабильность пленки, защищающей каплю, снижается. Также с увеличением температуры снижается и расход деэмульгатора.

Обессоливание и обезвоживание в электродегидраторе проводится только в жидкой фазе, выбранные параметры работы электродегидратора должны предотвратить образование газовой фазы, для чего давление в электродегидраторах должно быть выше упругости паров в сырой нефти при рабочей температуре процесса.

Разделение водного слоя и нефти осуществляется в поле высокого напряжения, создаваемого в электродегидраторе специальными устройствами. В этом поле происходит разрушение эмульсии, и вода, за счет разности удельных весов, собирается внизу аппарата и через соответствующий коллектор уходит с низа электродегидратора. Очищенная от воды и солей нефть также через коллектор сбора выходит сверху электродегидратора в дальнейшую технологическую схему.

В корпусе расположены распределитель сырья, представляющий собой центральный коллектор с вертикальными отводами, снабженными на концах распределительными головками, которые расположены в зоне с высокой напряженностью электрического поля между нижним и средним электродами; и горизонтальными отводами, имеющих перфорацию.

Также корпус аппарата включает три плоских горизонтальных электрода, сборник обессоленной нефти, расположенный вверху и состоящий из коллектора и перфорированных отводов.

Дренажный коллектор для ввода соленой воды снизу, используют также периодически для промывки аппарата. Для этого в него подают под давлением воду, которая смывает грязь и выводится через штуцеры откачки воды.

Нижний и верхний электроды подвешены на общих изоляторах типа ПФ6-В и питаются от двух общих трансформаторов. Средний электрод имеет свою систему поддерживающих изоляторов типа ПФ6-В и трансформаторов. Изоляторы изготовлены из фторопласта-4 или фарфора.

На электродегидраторах устанавливают трансформаторы типа ТМД-160/20 номинальной мощностью 160 кВт или ОМ-66/35 с номинальным напряжением 0,38/11−16,5−22 кВ и мощностью 40−50кВт, повышающие напряжение первичной трехфазной цепи 380 В до 20 кВ на двухфазной вторичной цепи. Проходные изоляторы типа 2ИПФР используются для подачи напряжения к электродам.

Электрическая проводимость сырой нефти при 100 °C приблизительно рав-на 3,8−10⁸ Ом/см³. Расход электроэнергии на таких установках составляет примерно 5,0 кВ на 1000 м³ перерабатываемой нефти. На промышленных установках напряженность электрического поля составляет 800 — 2000 В/см².

Ректификационные колонны Ректификационные колонны являются одним из основных технологических аппаратов определяющих показатели работы АВТ установок — отбор и качество конечных продуктов. Это цилиндрические колонные аппараты диаметром от 3 до 6 м (атмосферные колонны), 6−9 м (вакуумные) внутри которых с шагом 0,6−08 м установлены контактные устройства (тарелки). Наиболее распространены тарелки клапанные из S — образных элементов и ситчатые с отбойниками. Гидравлическое сопротивление их соответственно составляет 600−800 Па, 150−200 Па.

Общее число тарелок в колоннах составляет от 20 (отбензинивающие и вакуумные колонны) до 50 (атмосферные колонны). Между отборами боковых дистиллятов обычно 8 — 10 тарелок.

Подвод тепла в колонны осуществляется главным образом через питательную секцию с потоком парожидкостного сырья. Узел ввода этого сырья оборудуется системой сепарации паров от жидкости и каплеуловителями в потоке паров.

Дополнительный подвод тепла может быть осуществлен внизу колонны, но в тех случаях если температура в этой части колонны не превысит температуру термического разложения остатка (350−380 °С). Это обычно отбензинивающие колонны, где подвод тепла реализуется горячей струёй отбензиненой нефти, и колонны стабилизации и вторичной перегонки бензина. В этих колоннах осуществляется ребойлерный подвод тепла: часть остатка (бензин) направляется в кипятильник — испаритель, где нагревается более горячим теплоносителем и возвращается вниз колонны с более высоким теплосодержанием.

Поскольку процесс ректификации термодинамический, реализуемый только при наличии разности температур между паром и жидкостью на каждой тарелке, то такая разность может быть создана только непрерывным отводом тепла из колонны в одной или нескольких точках по ее высоте. В простейшем случае, когда сырье в колонне разделяется на ректификат и остаток (отбензиниващие колонны и колонны стабилизации) тепло отводится только на верху колонны орошением. Для этого, часть сконденсированных паров ректификата возвращают в колонну в виде холодного (25 ^оC) орошения, где оно испаряясь отводит тепло, а сконденсированная ими часть паров в виде острого орошения стекает по тарелкам вниз. Кратностью такого орошения поддерживают температуру наверху колонны и конец кипения ректификата. В сложной колонне кроме верхнего орошения, тепло отводят в одной — двух точках по высоте колонны промежуточными циркуляционными орошениями (обычно под тарелками вывода 1-го и 2-го боковых дистиллятов). Для этого жидкость с тарелки забирается насосом, прокачивается через холодильник и с температурой на 80−100°С ниже возвращается в колонну на одну — две тарелки выше. Это позволяет конденсировать часть паров в колонне и создавать за счет этого поток промежуточного орошения тарелок. В вакуумных колоннах, кроме отвода тепла верхним и промежуточными циркуляционными орошениями, имеется еще конденсационно-вакуумсоздающая система, предназначенная для поддержания в колонне пониженного давления. Температура наверху вакуумной колонны поддерживается такой чтобы при установленном наверху давлении не конденсировался водяной пар, подаваемый вниз колонны (обычно это 70−80°C). Смесь водяного пара, паров легкой бензиново — газойлевой фракции и НУГ направляется сверху колонны в конденсатор, где кроме НУГ большая часть паров конденсируется, а оставшиеся неконденсированными пары, отсасываются вакуумсоздающим насосом — эжектором.

Трубчатые печи Трубчатые печи на установках служат для нагрева нефти (отбензиненной нефти), мазута и бензина, они обеспечивают основной поток тепла, вносимого в ректификационные колонны, и соответственно энергетический потенциал их разделительной способности.

На ранней стадии становления нефтепереработки (в 1920;40-е годы) применяли трубчатые печи коробчатого типа (однои двухкамерные) с центральным расположением конвекционной камеры и горизонтальным расположением радиантных и конвекционных труб. Печи шатрового типа были металлоемкими, имели большие габариты при относительно невысокой тепловой мощности, и поэтому, когда началось внедрение АВТ установок мощностью 3−6 млн. т/г., они уступили место новому поколению трубчатых печей — узкокамерным форсированным печам.

Теплообменные аппараты Подогрев сырья на установке ЭЛОУ осуществляется теплом фракций, отходящих с установки АВТ_, осуществляется в теплообменных аппаратах, в качест-ве которых выбраны кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой типа ТП (ГОСТ 14 246). Они являются наиболее распространенными и часто используемыми.

Кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой сочетают в себе преимущество теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками (прямые трубки, удобные для очистки; свободное расширение трубного пучка, не связанного жестко с кожухом). Для того чтобы повысить коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве за счет поперечного омывания труб в пучке, установлены перегородки.

Кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой позволяют компенсировать разные температурные удлинения кожуха и трубного пучка, возникающие за счет значительных разниц температур горячего и холодного теплоносителей, а также в них можно чистить от загрязнений как внутреннюю поверхность трубок, так и межтрубное пространство. Обычно более загрязненный теплоноситель в этих аппаратах подают в трубное пространство, т. к. внутреннюю поверхность трубок сравнительно легко очищать от загрязнений.

Емкости-отстойники На установке по обессоливанию и обезвоживанию по условиям технологического процесса требуется разделение солевых стоков электрдегидратора. Процесс осуществляется в сепараторах-отстойниках.

Сепараторы-отстойники бывают различных типов: пар-жидкость, жидкость-жидкость, газ-жидкость-жидкость. В зависимости от назначения применяют как вертикальные, так и горизонтальные отстойники, при этом упор в последние годы делают на горизонтальные отстойники из-за большей площади отстоя, большего объема и возможности монтажа на обслуживающих площадках и постаментах.

В качестве емкостей-отстойников на установке по обессоливанию и обезвоживанию используют двухфазные горизонтальные сепараторы «жидкостъ — жидкостъ».

Насосы В качестве насосов используют центробежные насосы, в которых напор перекачиваемой жидкости создается вращающемся рабочим колесом, имеющим лопатки специального профиля. Привод центробежных насосов осуществляется от электродвигателей. Количество подаваемой жидкости изменяют перекрытием сечения трубопровода на выкиде насоса (задвижкой в ручную или регулирующим клапаном системы автоматического регулирования). Обслуживание центробежных насосов состоит в систематическом контроле за давлением на напорной линии, подачей воды на охлаждение подшипников, отсутствием течей и вибраций.