Принципиальная схема и работа установок ППН

1. Химия и технология авиаГСМ

Занятие № 5/2 – Лекция № 16
Принципиальная схема и работа
установок ППН
Учебные вопросы:
1.Устройство и работа
ректификационных колонн
2.Принципиальная схема АВТ
3.Блок стабилизации и
вторичной перегонки бензина
АВТ
1

2. Занятие № 5/2 – Лекция № 16 Принципиальная схема и работа установок ППН

2
Литература
Химия и технология авиаГСМ: учебное
пособие / Калякин А.В., Файзуллин Р.Р.,
Егоров М.А. - Ульяновск : УИ ГА, 2022.
стр. 106-110
Химия и технология горючего : учебносправочное пособие / сост. А. В. Калякин. –
Ульяновск : УИ ГА, 2017. – стр. 3-7
(25)

3. Литература

Вопрос 1. Устройство и работа РК
3
(фильмы – 2,49 и 5,47)
Ректификация - диффузионный процесс
разделения жидкостей, различающихся по
Ткип, за счет противоточного многократного
контактирования паров и жидкости.
Контактирование
паров
и
жидкости осуществляется в РК,
имеющих специальные устройства
(тарелки, насадки), позволяющие
создать контакт между паром,
поднимающимся вверх по колонне,
и жидкостью, стекающей вниз.

4.

Ректификационная колонна (РК)
4

5. Ректификационная колонна (РК)

5
Устройство и работа тарелки

6.

Устройство РК
Место ввода в РК нагретого
перегоняемого сырья называют
питательной секцией (зоной), где
осуществляется ОИ.
Концентрационная
часть колонны
Часть колонны, расположенная
выше
питательной
секции, Питательная
служит
для
ректификации секция
парового потока и называется
концентрационной,
а другая – нижняя часть, в
которой
осуществляется
ректификация жидкого потока, –
отгонной секцией.
Отгонная часть
колонны
6

7. Устройство РК

Принцип работы РК
Исходная
смесь
(нефть),
нагретая
до
температуры
питания,
в
паровой,
парожидкостной или жидкой фазе
поступает в колонну в качестве
питания.
Зону, в которую подаётся
питание, называют эвапорационной (питательной), так как там
происходит процесс эвапорации однократного отделения пара от
жидкости.
Эвапорационная
зона
7

8. Принцип работы РК

8
Принцип работы РК
Пары
поднимаются
в
верхнюю
часть
колонны,
охлаждаются и конденсируются в холодильнике-конденсаторе и подаются обратно на
верхнюю тарелку колонны в
качестве
орошения.
Таким
образом, в верхней части
колонны
(укрепляющей)
противотоком движутся пары
(снизу
вверх)
и
стекает
жидкость (сверху вниз).
Холодильникконденсатор

9. Принцип работы РК

9
Принцип работы РК
Стекая
вниз
по
тарелкам,
жидкость обогащается высококипящим компонентом, а пары, чем
выше поднимаются вверх колонны,
тем
более
обогащаются
легкокипящими компонентами. Таким
образом, отводимый с верха колонны
продукт, обогащен легкокипящим
компонентом.
Продукт, отводимый с верха
(сбоку)
колонны,
называют
дистиллятом, а с низу колонны
уходит остаток.
Часть
дистиллята,
сконденсированного в холодильнике
и возвращенного обратно в колонну,
называют орошением или флегмой.
Дистиллят
Флегма
(орошение)

10. Принцип работы РК

10
Принцип работы РК
Для
создания
восходящего
потока паров в кубовой (нижней,
отгонной) части РК часть
кубовой жидкости направляют в
теплообменник, образовавшиеся
пары подают обратно под
нижнюю тарелку колонны.
Кубовая часть
колонны
Теплообменник
(подогреватель)

11. Принцип работы РК

В работающей РК через каждую
тарелку проходят 4 потока: Светлые
фракции
• 1) жидкость – флегма,
стекающая с вышележащей
тарелки;
• 2) пары, поступающие с Жидкость
нижележащей тарелки;
• 3) жидкость – флегма,
уходящая на нижележащую
тарелку;
• 4) пары, поднимающиеся на
вышележащую тарелку.
Остаток (мазут)
Пары
11

12. Принцип работы РК

Классификация РК
РК по принципу действия делятся на
периодические и непрерывные:
• В установках непрерывного действия
разделяемая сырая смесь поступает в
колонну, продукты разделения выводятся
из нее непрерывно.
• В установках периодического действия
разделяемую смесь загружают в куб
одновременно, ректификацию проводят
до получения продуктов заданного
конечного состава.
12

13. Классификация РК

Вопрос 2. Принципиальная схема АВТ
(фильм до 1,36)
Ректификацию осуществляют на установках:
• атмосферная трубчатая установка (АТ);
• вакуумная трубчатая установка (ВТ);
• атмосферно-вакуумная трубчатая установка
(АВТ).
Внешний вид установки
ППН на Московском НПЗ
13

14. Вопрос 2. Принципиальная схема АВТ (фильм до 1,36)

Атмосферная трубчатая установка (АТ)
(Ухтинский НПЗ) – фильм 5.38
• Является наипростейшей
схемой ППН.
• На установках АТ
осуществляют неглубокую
перегонку нефти с
получением топливных
фракций и мазута.
Внешний вид АТ
14

15. Атмосферная трубчатая установка (АТ) (Ухтинский НПЗ) – фильм 5.38

Принципиальная схема АТ
Для перегонки фракций до
350 ºС применяют
установки с
предварительной
отбензинивающей
колонной (1) и сложной РК
(2)
конденсаторхолодильник
трубчатая печь для нагрева
куба колонны
Технологический режим
Отбензинивающая колонна
Температура питания - 205ºС
Температура верха - 155 ºС
Температура низа - 240ºС
Давление - 0,5 МПа
Атмосферная колонна
Температура питания 365ºС
Температура верха 146ºС
Температура низа - 342ºС
Давление - 0,25 МПа
15

16. Принципиальная схема АТ

16
Вакуумные трубчатые установки (ВТ)
(фильм 5.33)
Установки ВТ предназначены для перегонки
мазута.
При вакуумной перегонке из мазута получают:
- вакуумный газойль - топливный вариант
- масляные фракции - Т-М вариант
- тяжелый остаток – гудрон
Внешний вид
вакуумной трубчатой
установки

17. Вакуумные трубчатые установки (ВТ) (фильм 5.33)

Принципиальная схема ВТ
17
Мазут, отбираемый с низа
атмосферной РК блока АТ
прокачивается через печь 2
в вакуумную РК 1.
Смесь паров поступают в
вакуумсоздающую систему
(3). После конденсации и
охлаждения в конденсаторехолодильнике
она
разделяется
в
газосепараторе
на газ и
жидкость. С низа колонны
отбирается гудрон (V).
Технологический режим
Температура питания, ºС
Температура верха, ºС
Температура низа, ºС
Давление наверху абс., кПа
395
125
352
8,0

18. Принципиальная схема ВТ

Атмосферно-вакуумная трубчатая
установка (АВТ)
Атмосферные и вакуумные трубчатые
установки (AT и ВТ) строят отдельно друг
от друга или комбинируют в составе одной
установки (АВТ).
АВТ состоит из следующих блоков:
• блок обессоливания и обезвоживания нефти
(ЭЛОУ);
• блок атмосферной перегонки нефти;
• блок вакуумной перегонки нефти;
• блок стабилизации и вторичной перегонки
бензина.
18

19. Атмосферно-вакуумная трубчатая установка (АВТ)

блок обессоливания и
обезвоживания нефти
ЭЛОУ
XI
X
1
ПЦО XVII
XVI
19
ВП
2
XIII
I
ПЦО
II
ВЦО
11
II
ВП
IX
VII
КВ
XIV
ПЦО
4
III
КВ
6
ВП
ВЦО
XV
IV
V
8
5
X
7
ПЦО
3
6
ВП
ГС
6
XI
VIII
ВП
ВП
9
XII
VI
ВП
XII
10
ВтБ
АТ
блок стабилизации
и вторичной
атмосферный блок
перегонки бензина
XVII
ВТ
вакуумный блок
Принципиальная технологическая схема ЭЛОУ-АВТ

20.

Принципиальная технологическая схема ЭЛОУ-АВТ
20
ЭЛОУ
XI
X
1
ПЦО XVII
XVI
ВП
2
XIII
I
ПЦО
II
ВЦО
11
II
ВП
IX
VII
КВ
XIV
ПЦО
4
III
КВ
6
ВП
ВЦО
XV
IV
V
8
5
X
7
ПЦО
3
6
ВП
ГС
6
XI
VIII
ВП
ВП
9
XII
VI
ВП
XII
10
ВтБ
АТ
XVII
ВТ
1 – нефть; 2 – электродегидраторы; 3, 4 и 5 – отбензинивающая, атмосферная и вакуумная РК;
6 – стриппинги; 7 и 8 – колонны стабилизации и вторичной перегонки; 9 и 10 – печи; 11 – насосы;
I – нефть; II и III – газ низкого и высокого давления; IV – сжиженный газ; V – головка бензина (С5 –
85ºС); VI – бензиновая фракция (85-180ºС); VII – нестабильный бензин; VIII – отбензиненная
нефть; IX – тяжелый компонент бензина (100-180ºС); X – керосин (140-240ºС);
XI – дизтопливо (200-350ºС); XII – мазут; XIII – смесь неконденсируемых газов; XIV – легкая
газойлевая
фракция
(до
300ºС);
XV
–
легкий
вакуумный
газойль
(280-360ºС); XVI – вакуумный газойль (350-500ºС); XVII - гудрон (выше 500ºС);

21.

21

22.

Вопрос 3. Блок стабилизации
и вторичной перегонки бензина АВТ
22
Во фракциях бензинов, отбираемых с верха
соответственно отбензинивающей и атмосферной
колонн, содержатся растворенные углеводородные
газы (С1–C4). Поэтому прямогонные бензины должны
сначала подвергаться стабилизации с выделением
сухого (С1–С2) и сжиженного (С3–С5) газов (рефлюкс).
Прямогонные бензины после предварительной
стабилизации
не
могут
быть
использованы
непосредственно как бензины ввиду их низкого ОЧ.
Для последующей переработки стабилизированные
бензины подвергаются вторичной перегонке на
фракции, направляемые как сырье процессов
изомеризации и кат. риформинга с целью получения
компонентов
бензинов
или
индивидуальных
ароматических углеводородов.

23.

Секция стабилизации блока предназначена для
выделения
из
бензиновых
фракций
(БФ)
растворенных в них газов (С1–С4) и сероводорода.
Для последующей переработки БФ после
стабилизации поступает в секцию вторичной
перегонки
для
получения
узких
фракций,
служащих сырьём процессов изомеризации и кат.
риформинга.
23

24.

24
Сырьё и продукты блока
Сырьё - нестабильная БФ ППН н.к.-180°С.
Продукцией установки служат следующие БФ:
Топливный вариант (Сызранский НПЗ)
• н.к.-70 (85)°С – сырьё для изомеризации (для получения
АБ)
• 70(85)-180°С – сырьё для каталитического риформинга
(для получения АБ)
Нефтехимический вариант (Омский НПЗ)
• н.к.-62°С – сырьё для изомеризации (для получения АБ);
• 62-85 °С - сырье для получения бензола;
• 85-120°С - сырье для получения толуола;
• 120-140°С - сырье для получения ксилолов;
• 140-180°С - сырьё для каталитического риформинга (для
получения АБ) или компонент авиакеросина.

25.

Материальный баланс блока стабилизации
и вторичной перегонки бензина Омского НПЗ
Наименование
%, мас.
Поступило, % на нефть:
Нестабильный бензин н.к.-180°С
19,1
Получено, % на нефть:
Газы
1,3
Фракция н.к.-62°С
2,7
Фракция 62-120°С
7,4
Фракция 120-140°С
3,5
Фракция 140-180°С
4,2
25

26.

Вопросы к итоговой летучке № 1
(лекции 5/1, 5/2)
Сущность и предназначение ППН
Перегонка (дистилляция), её виды
Стадии ППН. Направления ППН (плюсы и минусы)
Устройство и работа ректификационных колонн
Принципиальная схема АВТ
Работа блока стабилизации и вторичной перегонки
бензина АВТ
На самостоятельную подготовку:
• Вклеить (вычертить) схему установки ППН в тетрадь
(слайд 20)

27.

Сообщения по темам:
1. Работа блока ЭЛОУ (технологическая схема,
порядок работы, содержание воды и солей до и после
блока, работа электродегидратора (фильм))
2. Работа блока стабилизации и вторичной
перегонки бензина ЭЛОУ-АВТ (назначение,
технологическая схема, устройство колонн, порядок
работы (фильм!))

28.

Дополнительные слайды

29.

Электрообессоливающая установка (ЭЛОУ)
Задача ЭЛОУ - отделение воды и солей от сырой
нефти для дальнейшего ее разделения на фракции.
В блоке ЭЛОУ главный элемент технологической схемы – электродегидратор (разрушение водонефтяной эмульсии в электрическом поле).
4

30. Электрообессоливающая установка (ЭЛОУ)

Типы электродегидраторов
Вертикальные
Горизонтальные
Шаровые
5

31. Типы электродегидраторов

Принцип действия электродегидратора
2 фильма ЭЛОУ + Электродегидратор (2.15)
6

32. Принцип действия электродегидратора

Технологические процессы для
обезвоживания нефти
• Подогрев нефтяной эмульсии;
• Химическая обработка;
• Применение электрического поля;
• Гравитационный отстой нефти;
33

33. Технологические процессы для обезвоживания нефти

Электрообессоливающая установка(ЭЛОУ)
5

34.

Классификации
1. По применению электрических полей переменного и постоянного
тока.
2. По вводу нефти в электродегидратор.
3. По конструктивным особенностям.
35

35. Классификации

Вертикальный электродегидратор
1 – корпус;
2 – электроды;
3, 4 – изоляторы;
5 – трансформаторы;
6 – манометр;
7 – сигнальные
лампы;
8–
распределительная
головка;
9 – мерное стекло
36

36. Вертикальный электродегидратор

Шаровой электродегидратор
1 – электроды;
2 – распределительная
головка;
3 – устройство для
регулирования расстояния
между электродами,;
4 – трансформатор;
5 — теплоизоляция.
37

37. Шаровой электродегидратор

Горизонтальный электродегидратор
1 – корпус; 2 – сборник обессоленной нефти; 3 – штуцер
для предохранительного клапана; 4, 5, 6 – электроды; 7
– дрен- ажный коллектор; 8 – распределитель сырой
нефти, 9 – штуцер для межфазного регулятора уровня,
10 – изоляторы, 11 – трансформаторы, 12 – катушки
38
реактивные

38. Горизонтальный электродегидратор

Порядок работы
В электродегидратор подается нефть, смешанная с промывочной
водой. Внутри капли воды, содержащиеся в рабочей среде,
объединяются с кап-лями промывочной воды, отделяются и
оседают с последующим выв-одом через специальный штуцер.
39

39. Порядок работы

Производительность
40

40. Производительность

Содержания воды и соли в
нефти
41

41. Содержания воды и соли в нефти

Технологическая схема
блока вторичной перегонки бензина
Рисунок 1 – Принципиальная схема блока вторичной перегонки бензина установки
ЭЛОУ-АВТ
1, 2, 8,13, 15-18, 24, 27, 37 – насосы; 3, 9, 20 – колонны; 4 – трубчатая печь; 5, 10, 21 –
аппараты воздушного охлаждения; 6, 11, 21, 29, 30, 32, 33, 35, 36 - холодильники; 7,
12, 23 – приемники; 14, 19, 26 – кипятильники; 25 – отпарная колонна; 28, 31, 34 –
теплообменники.