книги / Современные и перспективные термолитические процессы глубокой переработки нефтяного сырья

Рисунок 3.19 — Зависимость выхода остатка от температуры начала кипения

Наблюдаемую закономерность снижения выхода кокса на нефть и, следователь­ но, повышения выхода дистиллятов можно рассматривать как обоснование для разра­ ботки оптимальных схем углубления переработки нефти в моторные топлива. Ниже рассмотрены варианты глубокой переработки западносибирской и арланской нефтей по схеме АВТ + УЗК гудрона и для сравнения АВТ + деасфальтизация (ДА) гудрона + УЗК асфальта. На рис. 3.20 и 3.21 представлены блок-схемы с рассчитанными ма­ териальными балансами для следующих трех вариантов их переработки:

I — вакуумная перегонка (ВП) + УЗК;

II — вакуумная перегонка (ВП) + ДА + УЗК;

III — глубоковакуумная перегонка (ГВП) + УЗК.

Показатели по плотности, коксуемости и содержанию серы для вакуумных газой­ лей, деасфальтизата и газойлевых фракций коксования гудронов и асфальта — сырья для последующих гидрокаталитических процессов (ГКП) приведены в табл. 3.8 и 3.9.

Из анализа представленных данных следует, что:

—наибольший выход сырья для ГКП и наименьший выход кокса достигается при II варианте переработки обеих нефтей;

—наоборот, наименьший выход сырья для ГКП и наибольший выход кокса дости­ гается при I варианте переработки по традиционной схеме ВП + УЗК;

—вариант III, включающий ГВП + УЗК, несколько уступает II варианту по отбору сырья для ГКП, но превосходит по этому показателю I вариант (~ на 3-5 %).

Однако по энергоемкости, капитальным и энергетическим затратам вариант ГВП + УЗК будет экономически более выгодным и рентабельным по сравнению с вариантом глубокой переработки нефтей по схеме ВП + ДА + УЗК.

141

Вариант I

Вариант II

142

Рисунок 3.21 — Варианты переработки остатков арланской нефти

143

Таблица 3.9 — Характеристика сырья гидрокаталитических процессов

Надо отметить, что дистиллятные продукты коксования глубоко вакуумных остатков будут характеризоваться повышенным содержанием сернистых соединений и моно- и диолефиновых углеводородов и не могут быть использованы в качестве компонентов товарных автобензинов и дизельных топлив без их облагораживания гидрокаталитическими процессами до норм, предъявляемых химмотологическими требованиями Европейских стран и США по Евро-4 и Евро-5.

З.б. Совершенствование технологии утилизации продуктов прогрева, пропарки и охлаждения кокса на УЗК

Особенностью процесса ЗК является непрерывность работы по сырью и перио­ дичность по выгрузке кокса. При переходе с реактора на реактор в процессе прогрева коксовых камер, пропарки, охлаждения и выгрузки кокса происходят значительные выбросы газов, нефтепродуктов, коксовой пыли и воды в окружающую среду, вод­ ный и воздушный бассейны.

На заре освоения процессов замедленного коксования безвозвратные потери на установках достигали 3-9 % на переработанное сырье. Значительное количество выбросов образуется в процессе прогрева коксовых камер и пропарке и охлаждении кокса в реакторах. В табл. 3.11 представлен состав продуктов прогрева, пропарки и охлаждения кокса. Видно, что наряду с газовыми выбросами имеют место выбросы жидких продуктов, плотность которых меняется в широких пределах.

Таблица 3.10 — Характеристика продуктов прогрева камер и пропарки кокса в узел

улавливания для УЗК 21-10/600

Расход продуктов прогрева ~ /5 т/ч.

Расход нефтепродуктов, образовавшихся при пропарке и поступающих в узел улав­ ливания (2 ч) — 2,0-2,5 т.

146

Приведенный экспериментальный материал наглядно демонстрирует несовер­ шенство системы сброса продуктов прогрева и пропарки и охлаждения в скруббер Е-9, который устанавливался на всех первых установках. Схема сброса продуктов в скруббер Е-9 показана на рис. 3.22.

Рисунок 3.22 — Система пропарки и охлаждения кокса в камерах УЗК через скруббер Е-9

Наличие нефтепродуктов с плотностью, близкой к единице, затрудняет отделение их от воды, что, кроме всего, осложняет работу очистных сооружений НПЗ.

Количество выбросов зависит от производительности УЗК, схемы их работы, качества перерабатываемого сырья. Оно меняется во времени в процессе проведения операций. Наиболее подробно анализ выбросов в окружающую среду для различных модификаций установок представлен в [61], где также даются достаточно подробно методы очистки стоков от нефтепродуктов, сероводорода, фенола. Мы остановимся на самых последних разработках в этой области как в России, так и за рубежом. Наибольшее распространение получили так называемые замкнутые (закрытые) сис­ темы, позволяющие осуществить работу УЗК практически в безотходном режиме.

Основные выбросы нефтепродуктов и загрязнение окружающей среды проис­ ходит при:

— операциях прогрева камер, охлаждения кокса водным паром и водой;

147

—сбросе водного конденсата, загрязненного сероводородом и аммиаком, из емкос­ ти Е-1 основной колонны. Конденсат образуется от подачи воды в качестве турбулизатора, подачи пара на блокировку кранов в стрепинги фракционирующей колонны;

—выбросах газов СОх, SOx, NOx от сгорания топлива в печах;

—негерметичности арматуры, фланцевых соединений;

—открытии верхних люков коксовых камер и сбросе предохранительных клапа­ нов — выбросы от пароэжекторных насосов откачки паров;

—гидровыгрузке кокса из реакторов;

—операциях по опрессовке коксовых камер.

На рис. 3.23 выбросы в атмосферу систематизированы и показан вклад отдель­ ных узлов установки в общую картину сброса в атмосферу.

Современные системы улавливания продуктов прогрева, пропарки и охлаждения кокса (система «БЛОУ-ДАУН» по терминологии зарубежных фирм) позволяют значи­ тельно улучшить экологическую обстановку на территории самих установок и НПЗ в целом, безвозвратные потери снизить с 3-9 % до уровня менее 1 % (рис. 3.24).

Пары продуктов прогрева коксовых камер поступают в емкости прогрева Е-51, из которой по уравнительной линии далее поступают в колонну К-1. Конденсат из Е-51 через фильтр подается в абсорбер Е-52, часть конденсата возвращается в Е-51 на орошение.

Пропарка кокса в течение 3 ч производится в колонну К-1, после чего продукты пропарки переводятся в абсорбер Е-52. По окончании пропарки в камеру коксования производится подача охлаждающей воды.

Ввод паров пропарки и охлаждения в абсорбер производится под каскадные та­ релки. Всего в Е-52 установлено 13 каскадных тарелок. Выходящие с верха абсор­ бера пары охлаждаются в конденсаторе-холодильнике ВХ-51 и после конденсации поступают в сепаратор Е-53 для разделения на кислую воду, нефтепродукт и газ. Газообразные продукты сбрасываются на факел. Отстоявшаяся вода направляется на блок отпарки кислых стоков. Сконденсировавшийся в абсорбере нефтепродукт предусматривалось подавать в качестве орошения на верхнюю тарелку, куда также подается нефтепродукт из сепаратора.

Для поддержания температуры низа абсорбера на уровне 170 °С и полной от­ парки легкокипящих углеводородов и воды в абсорбере предусмотрен внутренний подогреватель Т-51, в который в качестве теплоносителя подается тяжелый газойль. Для этой же цели предусмотрена схема подачи горячей струи в нижнюю часть абсор­ бера. В качестве горячей струи используется продукт с низа абсорбера, прокачивае­ мый через теплообменник Т-60А, где в качестве теплоносителя также применяется тяжелый газойль.

Избыток нефтепродукта с низа абсорбера предусматривалось направлять в ниж­ нюю часть колонны К-1.

При снижении температуры продуктов пропарки и охлаждения кокса ниже 150 °С предусматривалось байпасирование абсорбера, направление паров охлажде­ ния сразу в конденсатор-холодильник ВХ-51.

148

в К-1

Рисунок 3.24 — Схема блока улавливания продуктов прогрева камер, пропарки и охлаждения фирмы «Foster Wheelen