Дооборудования печей П-1 и П-2 установки АВТ-1

II-й поток проходит 10 труб вдоль перевальной стены, 16 труб потолочного экрана, 8 труб подового экрана Æ152х8 и 4 трубы Æ219х10.

Отбензиненная нефть (горячая струя) проходит печь П-2 двумя потоками:

1-й поток проходит 22 трубы Æ152х8 нижней части конвекции, 10 труб Æ152х8 дополнительно над конвекцией и 4 трубы Æ152х8 в верхней части бокового экрана.

II-й поток проходит 22 трубы Æ152х8 нижней части конвекции, 10 труб Æ152х8 дополнительно над конвекцией и 4 трубы Æ152х8 в верхней части бокового экрана.

Оба потока горячей струи объединяются и поступают на 5-ю тарелку колонны К-1 с температурой не выше 365°С.

 

2.1.6. Вакуумная колонна К-5

Температура верха, °С   - не выше 240

Температура низа, °С   - не выше 380

Остаточное давление, мм рт. ст.       – 40 - 60

 

Мазут из печи П-2 по двум трансферным линиям поступает в колонну К-5.

В период капитального ремонта 1993 г. в вакуумной колонне К-5 смонтировано       5 слоев насадки "Меллапак" фирмы "Зульцер" взамен желобчатых тарелок.

Кроме  того, в  верхней  части  колонны  смонтирован  орошаемый Т-образный каплеотбойник с регулярной насадкой.

В нижней части смонтированы три винтовых регулярных насадочных тарелки, над которыми в зоне ввода сырья расположен зигзагообразный отбойно-ректификационный блок и глухая тарелка слоя №5.

Характеристика насадочных слоев:

1. Насадочный слой №1

Верхняя часть (внутренний диаметр 4400 мм)

• распределитель жидкости;
• слой структурно - уложенных насадок;
• жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой;
• патрубок колонны (внутренний диаметр 4400 мм).

2. Насадочный слой №2

Разделительная часть (внутренний размер 4400 мм)

• распределитель жидкости;
• слой структурно - уложенных насадок;
• жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой насадки;
• патрубок колонны (внутренний диаметр 4400 мм).

3. Насадочный слой №3

Нижняя насосная часть (внутренний диаметр 6400 мм)

• распределитель жидкости;
• слой структурно - уложенных насадок;
• жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой насадки;

 

4. Насадочный слой №4

Разделительная часть (внутренний диаметр 6400 мм)

• распределитель жидкости;
• слой структурно - уложенных насадок;
• жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой насадки;

 

5. Насадочный слой №5

Секция промыва (внутренний размер 4400 мм)

• распределитель жидкости;
• слой структурно-уложенных насадок;
• глухая тарелка;
• патрубок колонны (внутренний диаметр 4400 мм).

 

Из кармана жидкостного слоя 1 выводится вакуумный газойль, который насосами Н-22,23 прокачивается через теплообменники Т-6/5; Т-6/1, охлаждается в аппарате воздушного охлаждения ХВ-5 (2 секции) и по двум линиям возвращается на орошение К-5 на отбойное устройство и первый слой насадки. Избыток вакуумного газойля выводится с установки.

Из кармана жидкостного слоя 2 выводится средневязкий дистиллят, который насосами Н-24,25 прокачивается через теплообменники Т-7/1,2;Т-6/4 и после охлаждения в 2-х секциях аппарата воздушного охлаждения ХВ-5/1,2 выводится с установки.

Для регулирования температурного режима колонны из кармана 3-го слоя насадки выводится циркуляционное орошение, которое насосами Н-26,27 прокачивается через теплообменники Т-7/3,4; Т-6/3, охлаждается в аппарате воздушного охлаждения ХВ-6 и возвращается в колонну на орошение 3-го слоя насадки.

Из кармана 4-го слоя насадки выводится вязкий дистиллят, который насосами Н-28,29 прокачивается через теплообменники Т-5/3,4 и Т-4/1,2, охлаждается в двух секциях аппарата воздушного охлаждения ХВ-5 и выводится с установки. Часть вязкого дистиллята с выкида насосов Н-28,29 возвращается в колонну на 5-й слой в качестве горячего орошения.

Расход горячего орошения на 5 слой насадки регулируется клапаном поз.FIRC 3035, установленным на линии возврата III погона в К-5.

Из кармана 5-го слоя выводится затемненная фракция (слоп), который насосами Н-30,31 прокачивается через теплообменники Т-8/5; Т-8/6, охлаждается в 3-х секциях аппарата воздушного охлаждения ХВ-6 и выводится с установки.

С низа колонны К-5 выводится гудрон, который насосами Н-32/1,2 прокачивается через теплообменники Т-8/7;Т-8/4;Т-8/3;Т-8/1;Т-3/1,2;Т-1;Т-32 и выводится с установки. Для регулирования температурного режима низа колонны К-5 часть гудрона (кулинг) после T-1 подается в низ колонны.

 

2.1.7. Вакуумсоздающая аппаратура

Газы разложения из вакуумной колонны К-5 по шлемовым трубам поступают под нижнюю тарелку баромконденсатора, конденсируются в межтарельчатом пространстве на пакетах регулярной насадки за счет контакта с охлаждающей жидкостью (дизельным топливом).

За счет тепло - и массообмена конденсируется и поглощается основная масса вносимого из вакуумной колонны нефтепродукта.

Подача дизельного топлива после аппарата воздушного охлаждения ХВ-4 осуществляется на верхнюю тарелку баромконденсатора А-10. Насыщенное дизельное топливо из баромконденсатора откачивается насосами Н-10,11.

Не сконденсировавшаяся в баромконденсаторе часть газов разложения отсасывается 3-х ступенчатым пароструйным эжектором А-18, дополнительно конденсируется в 2-х промежуточных конденсаторах-холодильниках эжектора и сбрасывается в канализацию.

Оставшаяся часть газов разложения после третьей ступени эжектора сбрасывается в печь П-1 на дожиг в камеру сгорания или атмосферу.

Дизельное топливо из баромконденсатора охлаждается в аппарате воздушного охлаждения ХВ-6 (2 секции) и выводится с установки. Для создания подпора на насос и исключение прохвата воздуха в вакуум- создающую систему, столб гидравлического затвора на приеме насосов Н-10,11, откачивающих абсорбент из А-10, устанавливается не менее 11 метров. Вода на охлаждение промежуточных холодильников эжектора подается насосами с водоблока  № 313.

 

2.1.8. Блок защелачивания

Защелачивание предназначено для очистки бензина от сернистых соединений, вызывающих коррозию трубопроводов и аппаратуры. Процесс защелачивания бензина осуществляется 10-12% раствором щелочи в отстойнике А-1 с последующим отделением воды в отстойнике А-4.

Для нейтрализации действия сернистых соединений, а также кислот образующихся в результате гидролиза хлористых солей предусмотрено защелачивание нефти щелочным раствором. Концентрация рабочего раствора защелачивающего реагента должна составлять 1-2%. Подача реагента осуществляется насосом Н-34а в трубопровод нефти перед сырьевыми насосами Н-1, 36 .  Дренажные воды из Е-1а должны иметь pH в пределах от 7 до 9,5 ед.

Кроме того, для нейтрализации сероводорода (H2S) и хлористого водорода (HCl) в шлемовую линию К-2 перед аппаратом воздушного охлаждения с реагентного хозяйства подается водный аммиачный раствор концентрацией 1-2% масс. Дренажные воды из Е-2 должны иметь pH в пределах от 7 до 9,5 ед.

 

2.1.9. Блок откачки кислых стоков

Вода из Е-1а и Е-2 поступает в емкость Е-4. В емкости Е-4 происходит дополнительное отделение нефтепродукта от воды. Вода из Е-4 поступает на прием насосов Н-35,35а и откачивается на блок отпарки АВТ-5.

 

 

2.1.10. Сепаратор топливного газа

Сухой газ с ГРП поступает в сепаратор топливного газа К-4. Газ из К-4 поступает в теплообменник Т-19/1,2, где нагревается за счет тепла I-го ц.о. К-2 и поступает на форсунки печей. Конденсат с низа К-4 периодически откачивается насосом Н-34 в линию бензина с установки.

 

2.1.11. Факельная система установки

Для обеспечения безопасной эксплуатации аппаратов установки при повышении давления выше рабочего, сброс избыточного давления осуществляется:

-  из колонн К-1,2,4 и емкости Е-1а через факельную емкость Е-3 на факел ВД;

-  из А-1, А-4, А-7  в  отстойник А-5.

Технологической схемой предусмотрен сброс избыточного давления из емкости Е-2 в факельную емкость Е-3.

Конденсат  из Е-3 периодически откачивается насосом Н-33,33а в линию некондиции  на прием сырьевых насосов, либо по линии некондиции в парк ЭЛОУ. Уровень в А-5 контролируется визуально. Конденсат из А-5 откачивается в линию бензина насосом Н-34. [9]

 

 

2.2. Задание на  проектирование

Целью дипломного проекта является дооборудование печей П-1 и П-2 установки АВТ-1 системами подавления окислов азота и регенерации тепла дымовых газов. В данной дипломной работе проведен поверочный расчет трубчатых печей П-1 и П-2, кинетический расчет степени очистки дымовых газов от окислов азота для одной из радиантных камер, проектный расчет испарительного устройства и расхода аммиачной воды, проектный расчет рекуператоров на тепловых трубах для обеих печей.

2.3. Поверочный  расчет печи П-1

2.3.1. Исходные данные  для расчета

- проектная тепловая нагрузка печи: Qпр = 16 Гкал/ч = 1,862 ∙ 107 Вт;

- расход сырья: Gс = 3000 т/сут = 125000 кг/ч;

- наружный диаметр труб в камере конвекции: d = 0,152 м.

Определим поверхности нагрева труб исходя из следующих данных: количество труб в обеих радиантных камерах 124, в конвекционной камере 81, полезная длина 11,75 м:

- поверхность нагрева радиантных труб: Hр = 686,5 м2;

- поверхность нагрева конвективных труб: Hк = 448,5 м2.

Согласно данным о температурном режиме печи:

- температура на перевале: tп = 680°С;

- температура сырья (отбензиненной нефти) на входе в печь: tс = 222°С;

- приведенная температура исходной системы в случае работы печи без циркуляции дымовых газов: t0 = 20°С;

- коэффициент полезного действия топки (принят согласно рекомендаций [7]):

ηт = 0,95.

Рассчитаем энтальпию сырья на входе в печь при температуре 222°С.

- плотность сырья при 20°С по данным установки: ρ20 = 0,865 г/см3;

- плотность сырья при 15°С:

ρ15 = ρ20 + 5α,                                                      (2.1)

где α - поправочный коэффициент, α = 0,000686 [10];

ρ15 = 0,868 г/см3;

- температура сырья на входе:

Тс = tс + 273 = 495 К;                                                (2.2)

- энтальпия сырья [10]:

кДж/кг.

Рассчитаем среднюю теплоемкость и энтальпию дымовых газов на выходе из камеры радиации при температуре перевала 680°С (953 К):

- теплоемкости дымовых газов при tп [11]:

- средняя теплоемкость дымовых газов при температуре перевала:

- энтальпия дымовых газов при температуре перевала:

qT = Cср tп,                                                       (2.5)

q953 = 21146 кДж/кг.

Принимаем температуру дымовых газов после конвекции согласно [7]: tk = 400°С (673 К). Рассчитаем энтальпию дымовых газов на выходе из камеры конвекции при tk:

- теплоемкости дымовых газов при tk [11]:

- энтальпия дымовых газов при температуре борова:

qух = Σ Cp I ∙ mi ∙ tk,                                                 (2.6)

qух = 11905 кДж/кг.

 

2.3.2. Расчет процесса горения

Двухскатная печь шатрового типа с факельным сжиганием топлива работает на комбинированном топливе, при этом топливный газ является основным видом ввиду его дешевизны, кроме того, мазут может быть использован в ряде других технологических процессах с получением ценных продуктов. Однако по правилам эксплуатации печей в каждой радиантной камере печи должно гореть по одной мазутной форсунке, но в этом случае доля мазута в виде топлива значительно меньше, чем доля мазута в виде топлива значительно меньше, чем доля топливного газа. Таким образом, в технологических расчетах будем считать, что основным топливом для печи является топливный газ.

По данным с ГРП топливный газ имеет следующий состав (табл.2.1):

Таблица 2.1

Состав топливного газа

Компонент	H2S	H2	N2	CH4	C2H6	C3H8	C3H6	n-C4H10	i-C4H10	C4H8	C5 и выше
Содержание, об. %	0,01	60,90	0,89	14,42	9,69	8,47	0,17	2,42	1,48	0,17	1,39