Отчет по практике на ПАТ "Укртатнафта"

Сировиною процесу селективного очищення фурфуролом є масляні дистиляти, одержувані при вакуумній перегонці  мазуту на установці АВТ.

Цільові продукти процесу - Рафінат - спрямовуються на депара-фінізацію  з метою поліпшення низькотемпературних  властивостей масел.

Побічні продукти селективного очищення - екстракти - використовуються як сировина для виробництва бітумів, технічного вуглецю, нафтових коксів, як компонент котельного палива.

З технологічних параметрів екстракційних процесів найбільше  значення мають температура екстракції, співвідношення розчинник: сировина (кратність  розчинника) і є функцією цих параметрів критична температура розчинення.

При змішуванні сировини з  розчинником при постійній температурі  спочатку відбувається повне розчинення розчинника в сировині. При даль-дальшої  збільшенні кратності розчинника утворюється  дисперсна (гетерогенна) система, що складається  з двох фаз: верхня фаза - рафінатний розчин - містить олії з невеликою  кількістю розчинника, нижня фаза - екстрактивні розчин - містить основну  масу розчинника і небажані компоненти. При значній кратності розчинника може відбуватися повна розчинність  сировини.

При незмінній кратності  розчинника з підвищенням температури  збільшується вміст в розчиннику розчинених компонентів сировини і  при досягненні певної температури, званою критичною температурою розчинення (КТР), і вище цієї температури сировину повністю змішується з розчинником, утворюючи гомогенну, тобто однофазну  систему.

Поділ вихідної сировини на групові хімічні компоненти за допомогою  екстракції може бути здійснено лише за умови утворення дисперсної системи, що забезпечується відповідним вибором  температури екстракції і кратності  розчинника.

Поділ утворюються фаз  здійснюється по різниці їх пліт-ностей в екстрактивних апаратах.

 

Процес екстракції вуглеводнів  виборчими розчинниками є багатофакторним: на результати очищення впливають хімічний склад і якість сировини, природа  і кількість розчинника, температурний  режим і ефективність екстракційного апарату.

Якість сировини. У масляних фракціях нафт парафіно-нафтенові підстави міститься більше вуглеводнів, забезпечують високий індекс в'язкості, ніж у  відповідних фракціях важких високоароматізірованних  нафт. Тому, для виробництва олій з хорошими в'язкісно-температурними властивостями перша нафта є  більш кращим сировиною, ніж другі. Навпаки, висока концентрація у вихідній сировині смолистих і гетероорганіческіх з'єднань, а також поліциклічних  ароматичних вуглеводнів, що характеризуються низьким індексом в'язкості і  підлягають видаленню при очищенні, робить мало доцільним використання такої сировини.

Істотний вплив на процес екстракції надає фракційно-ний  склад сировини. При очищенні масляних фракцій, википають в широкому інтервалі  температур, разом з нізкоіндекснимі  компонентами видаляються і наближаються до них по розчинності низькокиплячі  цінні вуглеводні. У той же час  частина поліциклічних вуглеводнів, мають високі КТР, залишається в  Рафінат.

Чим вже температури википання  фракцій дистилятів, тим більш  ефективно проходить очистка  селективним розчинником.

Природа розчинника. Растворяющая здатність і виборець-ність розчинника - два основних експлуатаційних властивості, які є вирішальними при виборі ефективного розчинника.

Растворяющая здатність - показник, що характеризує абсолютну  розчинність масляних фракцій у  певній кількості розчинника.

Вибірковість (селективність) характеризує здатність розчинника розчиняти тільки компоненти сировини певної структури.

В даний час для селективного очищення масел застосовуються в  основному фенол, фурфурол і знаходить  останнім часом все більше застосування N-метілпірролідон.

Фурфурол - гетероциклический  альдегід фуранового ряду.

Фурфурол відноситься  до числа виборчих розчинників з  високою селективністю і порівняно  низькою розчинювальною здатністю. При фурфурольних очищенні масел  досягається чітке екстрагування  нізкоіндексних компонентів із сировини і, як наслідок, високі виходи рафіната, однак процес вимагає підвищеної витрати розчинника в порівнянні з фенольною очищенням.

У порівнянні з фенолом  і N-метілпірролідоном фурфурол володіє  більш високою щільністю, і в  цьому зв'язку сепарація рафінатной та екстрактивних фаз по висоті екстракційної  колони здійснюється більш повно.

Фурфурол має більш  низьку температуру плавлення, що забезпечує більш широкий діапазон робочих  температур в екстракційної колони, і нижчу температуру кипіння, що знижує теплові витрати при  регенерації розчинника.

Через зниженою розчинюючої  здібності фурфурол застосовується при очищенні переважно дистилятних  масляних фракцій.

Основним експлуатаційним  недоліком фурфуролу є його низькі термічні і окисні здатності. З цієї причини в технологічну схему  фурфурольних очищення вводиться додаткова  стадія деаерації сировини, де під  вакуумом з подачею гострого водяної  пари з сировинного потоку видаляються  повітря і волога. Крім того, для  запобігання окислення фурфуролу  його змушені зберігати під захисним шаром інертного газу ("азотна подушка").

Кратність розчинника. Кількість  розчинника підбирається в залежності від якості сировини і необхідної якості рафіната. Чим вище вміст  нізкоіндексних компонентів в сировині, тим вище повинна бути кратність  розчинника до сировини.

Збільшення кратності  розчинника до сировини супроводжується  додатковим розчиненням компонентів  сировини і переходом їх в екстрактивних  розчин. Тому вихід рафіната зі збільшенням  кратності розчинника поступово  знижується, а його індекс в'язкості  і стабільність проти окислення  підвищуються. Проте поліпшення якості масел спостерігається лише до певного  моменту, після якого як індекс в'язкості, так і стабільність проти окислення  погіршуються.

Зниження індексу в'язкості  відбувається в результаті погіршення з-бірательності розчинника в області  предкрітіческого розчинення, тобто  поблизу КТР, а погіршення стабільності проти окислення пов'язано з  ефектом переочісткі, тобто надмірним  видаленням з масел поліциклічних  ароматичних вуглеводнів і смол, що є природними інгібіторами окислення.

На установці Г-37 селективна очищення масляних дистилятів ведеться при співвідношенні сировина: фурфурол 1,0: 0,8-3,0.

Температурний режим екстракції підбирається в залежності від КТР  сировини і необхідної якості рафіната.

Чим вище температура кипіння  сировини, тим вище величина його КТР  і тим при більш високій  температурі його можна очищати. Підвищений вміст асфальто-смолистих  речовин і поліциклічних ароматичних  вуглеводнів знижує КТР і вимагає  більш низької температури екстракції. Практично температура очищення підтримується на 10-25 ° С нижче  КТР в залежності від необхідної якості рафіната.

Підвищення температури  очищення приводить до поліпшення якості рафіната і до зниження його виходу внаслідок збільшення розчинюючої  здатності розчинника, однак вибірковість при цьому погіршується, особливо в області предкрітіческіх температур. Тому на практиці доцільно уникати  застосування температур, близьких до КТР, а регулювання якості продукції  здійснювати шляхом збільшення кратності  розчинника, підбором оптимального температурного градієнта екстракції, введенням  рециркулятом і іншими прийомами.

Бажана ступінь очищення крім оптимальної витрати розчинника і температури очищення досягається  також застосуванням найбільш досконалого  методу - безперервної противоточной  екстракцією.

При екстрагуванні методом  протитоку очищається продукт у  міру безперервного руху назустріч  растворителю все більшою мірою  звільняється від небажаних компонентів, що витягаються розчинником. Так  як при цьому КТР очищуваного  сировини весь час підвищується, то для вилучення залишених у  Рафінат небажаних компонентів  необхідна більш висока температура  екстракції. З цією метою створюють  різницю між температурами введення сировини і розчинника, яку називають  температурним градієнтом екстракції. Для поліпшення чіткості розділення процес селективного очищення масел  доцільно вести при високому температурному градієнті. На установках фурфурольних очищення масел градієнт екс-тракції  підтримують на рівні 30-40 ° С.

Температура верху екстракційної  колони обмежується критичною температурою розчинення, температура низу - вязкостнимі  властивостями екстрактивних розчину.

Одним з ефективних способів підвищення чіткості розділення масляних компонентів є збудження або  введення рециркулятом в екс-тракційної колону. В результаті порушення при  цьому міжфазного рівноваги посилюються  масообмінні переходи з однієї фази в іншу. Витрата рециркулятом збільшується при підвищенні температурного градієнта  екстракції. Кількість рециркулюючого екстракту залежить від природи  сировини і становить від 30% до 70% мас. на вихідна сировина.

Змонтована в 2007 році інжекційний  система подачі сировини і фурфуролу  в контактор К-3а забезпечує інтенсивне перемішування не-рівноважних потоків  у відповідних зонах апарату, створює контури циркуляції потоків  між зонами з різною температурою і концентрацією. Це сприяє більш  повному вилученню небажаних  компонентів із сировини вже на стадії його подачі в контактор і додаткове вилучення цих компонентів з потоку, що контактує з розчинником у верхній частині апарата.

 

8.3 Опис технологічної схеми

 

8.3.1 Блок деаерації та екстракції сировини

 

 

Блок деаерації та екстракції сировини складається з двох паралельно працюючих взаємозамінних потоків.

Вихідна сировина - дистилятні фракції 420-500 ° С з ре-зервуаров № № 331, 332 і 350-420 ° С з резервуарів № № 333, 334, 335, 336 проміжного резервуарного парку № 33 забираються насосами Н-1, Н-2 (Н-3) і через теплообмінники Т-1, Т-2 подаються в деаератори К-1, К-2.

Розширення резервуарного  парку № 33 виконано у зв'язку з  плануванням зміни схеми роботи маслоблока і асортименту товарних масел. Вихідною сировиною установки  Г-37 в цьому випадку будуть дистилятні фракції 280-380 ° С, 350-400 ° С, 400-450 °  С. Технічні вимоги до даних фракціям, можливі зміни норм технологічного режиму та графіка лабораторного  контролю будуть розроблені і внесені  після проведення відповідних дослідних  пробігів і напрацювання статистичних даних.

У теплообмінниках Т-1, Т-2 дистилятні фракції нагріваються до температури в межах від 80 °  С до 150 ° С за рахунок тепла регенерованого фурфуролу з колони К-13.

Температура сировини, що надходить  на установку, контролюється приладами  поз. TIR-031, TIR-032, після теплообмінників  Т-1, Т-2 - приладами поз. TIR-115, TIR-116.

У деаератор К-1, К-2 під  вакуумом не гірше мінус 0,07 МПа (мінус 0,7 кгс/см2) відбувається видалення з  сировини розчинених частинок повітря  і продуктів розкладання.

У нижню частину деаераторів  К-1, К-2 може подаватися водяна пара.

Повітря і гази розкладання  з деаераторів К-1, К-2 надходять  в барометричний конденсатор  Т-24.

Оборотна вода і продукти конденсації виводяться з низу Т-24 в ємність Е-22 і через гідрозатвор  виводяться з установки на БОВ-4 першої системи оборотного водопостачання.

Повітря з барометричного конденсатора Т-24 відсмоктується вакуумні водокільцеві насосом Н-40 (Н-41, Н-43).

Вакуум в деаератор  К-1, К-2 контролюється приладами поз. PIR-92, PIR-95, температура низу - приладами  поз. TIR-117, TIR-118.

Рівень в К-1, К-2 регулюється  регуляторами поз. LIRCA-190, LIRCA-191, регулюючі  клапани яких знаходяться на вході  сировини в теплообмінники Т-1, Т-2.

Деаерірованной фракції 420-500 ° С і 350-420 ° С з низу деаераторів К-1, К-2 забираються насосами Н-4, Н-5 (Н-6), послідовно охолоджуються:

- В теплообмінниках Т-3, Т-4 екстрактивних розчином з ємності  Е-20;

- У холодильниках повітряного  охолодження Т-5а, Т-6а;

- У водяних холодильниках  Т-5, Т-6

до температури в межах  від 50 ° С до 85 ° С і надходять  в нижню частину контакторів  К-3а, К-4а.

Частина сировини, що надходить  в контактор К-3а, проходить інжекційного-ний  змішувач Е-32, де змішується з рециркулятом з нижньої частини цього контактора.

Регулює режим роботи інжектора  Е-32 ведеться за показаннями манометрів, встановлених за місцем.

Температура сировини перед  теплообмінниками Т-3, Т-4 контролюється  приладами поз. TIR-046, TIR-036, після холодильників  Т-5, Т-6 - приладами поз. TIR-109, TIR-110.

Витрата сировини, що подається  в контактори К-3а, К-4а, регулюється  регуляторами поз. FIRC-166а, FIRC-168а з  регулюючими клапанами, розташованими  на лініях сировини перед теплообмінниками Т-3, Т-4.

Витрата сировини в інжекційний  змішувач Е-32 регулюється регуля-тором  поз. FIRC-336 з регулюючим клапаном, розташованим на лінії байпаса Е-32.

Сухий фурфурол з колони К-13 послідовно охолоджується:

- В теплообмінниках Т-1, Т-2 сировиною (фракцій дистилятів);

- У холодильниках повітряного  охолодження Т-7а, Т-8а або водяних  холодильниках Т-7, Т-8

до температури в межах  від 80 ° С до 130 ° С і поступає в верхню частину контакторів  К-3а, К-4а.

Частина фурфуролу, що надходить  в контактор К-3а, проходить інжекційний  змішувач Е-33, де змішується з рециркулятом, що забирається з цього контактора нижче введення фурфуролу.

Регулює режим роботи інжектора  Е-33 ведеться за показаннями манометрів, встановлених за місцем.