автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Разработка энергосберегающей технологии стабилизации и разделения бензинов в перекрестноточных насадочных колоннах

На правах рукописи

^ОСТЮЧЕНКО ВАЛЕРИЙ ПЕТРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ

СТАБИЛИЗАЦИИ И РАЗДЕЛЕНИЯ БЕНЗИНОВ В ПЕРЕКРЕСТНОТОЧНЫХ НАСАДОЧНЫХ КОЛОННАХ

Специальности:

05.17.07-"Химия и технология топлив и специальных продуктов";

05.17.08- "Процессы и аппараты химических технологий"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Уфа-2005

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете и ОАО "Орскнефтеоргсинтез".

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Богатых Константин Фёдорович; кандидат технических наук Чуракова Светлана Константиновна.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ахметов Сафа Ахметович; кандидат технических наук Прокопюк Святослав Григорьевич.

Ведущая организация ГУЛ "Башгипронефтехим".

Защита состоится «» ^ека$ря 2005 года в /б&к а заседании диссертационного совета Д 212.289.03 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан « б » ноддрд 2005года. I

I

Ученый секретарь диссертационного совета

Абдульминев К.Г.

лш-ч 2Ш&64

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Физическая стабилизация и чёткая ректификация широких бензиновых фракций с целью выработки сырья вторичных процессов являются весьма энергоемкими процессами. Расход тепла на осуществление этих процессов составляет около 30% от тепла, затрачиваемого на стадию первичной перегонки нефти, на долю которой, в свою очередь, приходится до 62% от общего расхода топлива и 46% электроэнергии на НПЗ. Высокая энергоемкость процессов физической стабилизации и вторичной перегонки широкой бензиновой фракции обусловлена тем, что в зависимости от качества сырья и узости получаемых фракций, разделение осуществляется в системе, состоящей из нескольких колонн, в связи с чем весьма актуальны вопросы оптимизации схемных решений. В этой связи разработка ресурсо- и энергосберегающих технологий физической стабилизации и чёткой ректификации широких бензиновых фракций имеет большое значение.

Современный уровень разработки ресурсосберегающих технологий предполагает минимизацию энергозатрат на разделение при заданной глубине отбора и качества узких бензиновых фракций, что достигается на действующих установках модернизацией существующего массообменного оборудования. Одним из важнейших путей снижения энергоёмкости процессов ректификации является использование высокоэффективных контактных устройств, обладающих минимальным перепадом давления. Такими характеристиками обладают регулярные насадки. Однако в литературе мало данных о применении насадочных контактных устройств в процессах физической стабилизации и чёткой ректификации бензинов. Поскольку эти процессы проводятся при повышенных давлениях, то перепад давления по колонне ранее не считался одним из основных критериев выбора контактных устройств. Представляет интерес сравнительная оценка технико-экономических показателей

Цель работы заключается в разработке ресурсо- и энергосберегающих

технологий стабилизации и чёткой ректификации широких бензиновых

фракций в перекрестноточпых насадочных колоннах.

Основные задачи исследования

1. Провести сопоставительный анализ технологических схем, режимов и конструктивного оформления процессов стабилизации и разделения широких бензиновых фракций с точки зрения снижения капитальных и экс- плуатационных затрат.

2. На основе посекционного математического моделирования ректификационных колонн разработать энергосберегающие технологии стабилизации и разделения широких бензиновых фракций в перекрёстноточных насадочных колоннах.

3. Реализовать в промышленности процессы физической стабилизации пря-могонного бензина и гидроочищенного бензина для установок каталитического риформинга в перекрестноточных насадочных аппаратах и дать оценку эффективности ректификационных контактных устройств в условиях процессов стабилизации под повышенным давлением.

4. Провести сопоставительный технико-экономический анализ результатов реализации в промышленности процессов физической стабилизации бензинов в ректификационных колоннах.

Научная новизна

1. Разработана и реализована в промышленности энергоресурсосберегающая технология физической стабилизации бензиновых фракций с перекрёстно-противоточным контактом и секционированием фаз в объёме регулярной насадки, позволяющая, при характерных для процесса стабилизации диспропорциональных нагрузках по пару и жидкости, значительно повысить разделительную способность колонн и расширить диапазон устойчивой работы в 1,5-3 раза.

2. Для интенсификации работы типовых установок чёткой ректификации

широких бензиновых фракций (22-4) предложена технологическая схема с

* «

частично-взаимосвязанными потоками, а также гибкая технология полу-

чения узких бензиновых фракций, обеспечивающая расширение ассортимента за счёт выработки изопентановой фракции и сырья изомеризации. 3. Промышленным экспериментом и последующим сравнительным технико-экономическим анализом результатов внедрения технологий стабилизации, базирующихся на перекрёстноточных насадках и современных клапанных тарелках ведущих зарубежных фирм, показано, что при использовании насадок высокая эффективность и стабильность работы обеспечивается при значительно меньших удельных затратах тепла. ) 4. Предложен и обоснован путём математического моделирования ком-

плексный конструктивно-технологический подход, предполагающий одновременную оптимизацию технологических и конструктивных параметров за счёт варьирования независимых сечений для прохода пара и жидкости в перекрёстноточных насадочных колоннах, позволяющий минимизировать энергозатраты на процесс разделения при заданной глубине отбора и качества узких бензиновых фракций.

Практическая ценность. Предложены технические решения, позволяющие повысить фракционирующую способность ректификационных колонн, работающих под повышенным давлением, за счёт замены тарелок на иере-крестноточную насадку.

Разработаны новые типы перекрестноточных насадочных модулей, с учётом диспропорциональных паровых и жидкостных нагрузок, которые характерны для процессов физической стабилизации бензинов.

Обследованием действующих промышленных объектов доказана меньшая энергоёмкость процессов стабилизации бензиновой фракции в на' садочных колоннах по сравнению с тарельчатыми. Обоснована технико-экономическая целесообразность использования перекрёстноточных насадок ' в колоннах, работающих под повышенным давлением.

Реализация работы в промышленности. На базе высокопроизводительных по жидкости перекрестноточных насадочных модулей разработаны и реализованы на двух промышленных объектах процессы стабилизации

прямогонного бензина и гидроочищенного бензина для установок каталитического риформинга.

Реализация технологии физической стабилизации прямогонного бензина в колонне К-5 установки 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез», базирующейся на использовании новых перекрёстно-противоточных насадочных контактных устройств позволила: увеличить разделительную способность колонн в 1,6 раза; повысить выход стабильного бензина на 7-8%; снизить энергозатраты; обеспечить устойчивую и эффективную работу колонн при изменении производительности установки по сырью в диапазоне 0,7 - 1,8 от номинала.

На установке каталитического риформинга Л-35-11-300/95 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» реализована ресурсо-энергосберегающая технология стабилизации гидроочищенного бензина в перекрестноточной насадочной колонне, которая обеспечила повышение разделительной способности аппарата в 3,9 раза (с 4,0 до 15,6 т.т.) и позволила при снижении энергозатрат на 20% увеличить отбор стабильного гидрогенизата на 8%.

Суммарный годовой экономический эффект от этих двух внедрений составил 37,74 млн. р. Реализация предложенных технических и конструктивных решений в промышленности подтверждена двумя актами внедрений.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на: V Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов (г. Уфа, 1999); 6-й Международной научно-практической конференции «Нефть и газ Украины-2000» (г. Ивано-Франковск, 2000); II Международной конференции «Теория и практика мас-сообменных процессов химической технологию) (г. Уфа, 2001); VI Международной конференции по интенсификации нефтехимических процессов «Неф-техимия-2002» (г. Нижнекамск, 2002); научно-практических конференциях «Нефтепереработка и нефтехимия-2002» (г.Уфа, 2002) и «Современное состояние процессов переработки нефти» (г.Уфа, 2004), I Международных научных Надировских чтениях «Научно-технологическое развитие нефтегазового комплекса» (г. Алматы-Атырау, 2003), на Международной научно-

технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (г.Уфа, 2005).

Публикации. Осно вные положения диссертации опубликованы в четырёх статьях и тезисах семи докладов.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Общий объём работы включает 170 е., в том числе 37 рисунков и 39 таблиц. Список литературы включает 164 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируется цель и задачи исследования.

В первой главе рассмотрены варианты промышленной реализации технологий физической стабилизации и чёткой ректификации широкой бензиновой фракции. Исходя из анализа литературных источников, сформулированы требования к технологии и массообменному оборудованию с точки зрения ресурсо-энергосбережения, а также получения экологически чистых автомобильных бензинов. В связи с повышением эксплуатационно-экологических свойств интересны предложения по замене МТБЭ изопента-новой и бутановой фракциями. Сделано обоснование, что для выполнения общего комплекса современных требований к товарным автобензинам, необходим пересмотр всей схемы топливного производства, предусматривающий Как модернизацию существующих процессов, повышающих октановые числа бензинов, так и внедрение новых процессов производства высокооктановых компонентов. Соответственно должна быть изменена и схема работы установок подготовки сырья для этих процессов - установок чёткой ректификации широкой бензиновой фракции.

Для разработки принципиальных основ ресурсо-энергосберегающих технологий проведен анализ существующих технологических схем и режимов стабилизации и последующего разделения широкой бензиновой фракции, а также сравнительный анализ современных конструкций массообмен-

ных контактных устройств, работающих в условиях этих процессов. Показано, что, поскольку особенностями процессов стабилизации являются очень высокие жидкостные и низкие паровые нагрузки в отгонных секциях колонн, то интенсификация этих процессов па основе противоточных тарельчатых и насадочных контактных устройств является нецелесообразной. Конструктивное оформление стабилизационных колонн должно выбираться с учётом складывающихся диспропорциональных нагрузок. В этой связи перекрёстно-точные насадки, позволяющие независимо варьировать сечение для прохода пара и жидкости, имеют явное преимущество. Однако литературных данных о результатах применения насадочных контактных устройств в процессах стабилизации и вторичной перегонки бензиновых фракций очень мало.

В связи с чем, на наш взгляд, представляет интерес разработка, внедрение и опытно-промышленное обследование технологий стабилизации и вторичной перегонки, базирующихся на использовании перекрестноточных насадочных контактных устройств и предусматривающих возможность получения дополнительных высокооктановых компонентов товарных бензинов.

Во второй главе выполнен расчётный анализ технологических возможностей действующих промышленных установок, разделения широкой бензиновой фракции, рассмотрены различные варианты интенсификации их работы. Предложен вариант расширения технологических возможностей этих установок за счёт выработки изопентановой фракции - высокооктанового компонента товарных автомобильных бензинов.

Анализ технологических возможностей ректификационных колонн был проведён методом математического моделирования на примере установки 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез», технологическая схема которой приведена на рис. 1. Техническая характеристика ректификационных колонн установки приведена в табл.1. В результате двух опытно-промышленных обследований установки 22-4 и математического моделирования работы колонн установлено следующее: не оптимальны технологическая схема и режимы фракционирования в колоннах; плохо осуществляется регенерации тепла для подогрева сырья установки; отгонная часть колонны К-5 значительно перегружена по

жидкости. Соответственно низка эффективность ректификационных тарелок: 20-35%(К-5); 25-30%(К-1); 25-40%(К-2); 10-30%(К-3). В связи с этим для получения фракции н.к. - 62°С используются три ректификационные колонны: К-5, К-2 и К-1; низок отбор от потенциала целевых фракций н.к.-62°С, 85-180 °С, углеводородный газ, выводимый из колонн К-1 и К-5, содержит значительное количество ценных углеводородов С5-С6. Это приводит к повышению энергозатрат в процессе разделения и потерям бензиновых фракций с газом, сжигаемым в качестве топлива в технологических печах.

Для разработки на базе типовой установки 22-4 более гибкой энергосберегающей технологии разделения широкой бензиновой фракции, обеспечивающей устойчивую работу колонн при переработке от 80 до 250 т/ч сырья, необходимо: заменить существующие тарельчатые контактные устройства, снизить количество единиц задействованного мас-сообменного оборудования и оптимизировать режим фракционирования. Комплексное решение этих задач позволит, при меньших удельных энергозатратах, повысить отбор и качество вырабатываемых бензиновых фракций. На первом этапе исследований решалась задача интенсификации работы существующего оборудования в широких пределах изменения производительности по сырью 80-250 т/ч (60-200% от проектной).

Была предложена технология разделения широкой бензиновой фракции в системе колонн с частично-связанными потоками, базирующаяся на схемном решении - дооборудовании установки новым аппаратом (колонной Е-5 диаметром 2,4 м) и возврате фракции н.к.-85°С последующей колонны К-2 в

иш

♦IV

Рис.1. Принципиальная фактическая технологическая схеме установки 22-4

Потоки: 1 - сырье (широкая бензиновая фракция); 11-газ; III-фр 85-180 "С; IV-фр. 180-220"С; У-фр. 62-85°С; VI-AV.hk.-62X

середину секции для отпарки лёгких фракций из фр.62-85°С предыдущей сложной колонны К-5 (рис,2.) при исключении из работы колонны К-1.

Таблица 1.

Техническая характеристика ректификационных колонн установки 22-4 ОАО "Орскнефтеоргсинтез"

Показатели Ректификат ионные колонны

К-5 К-2 К-1 К-3

Диаметр, м:

-укрепляющей части 1,8 3,8 2,4 3,8

- отгонной части 2,0 3,8 2,4 3,8

Количество ректификационных тарелок в том числе; 40 60 60 60

-вукрепляющей части 20 клап. прямот. 34 клап. прямот. 34 желобчатых 34 желобчатых

- в отгонной части 20 man. прямот. 14 кл. прямот. 12 желобч. 26 желобчатых 26 желобчатых

< в.» > < Е-2>

Y

J

X

Рис. 2. Рекомендуемая схема взаимосвязанной работы ректификационных колонн К-5 и К-2 установки 22-4

Потоки: I- сырье; II-газ; III- фр. н.к.-62°С;

SJC-k. К.

Разделение фракции 85°С-к.к. предусматривалось в колонне К-3.

При таком подходе повышение производительности установки по сырью достигалось за счёт новой колонны, а более чёткое фракционирование обеспечивалось за счёт замены тарелок в колоннах К-5 и К-2 на перекрёстноточную насадку. Однако в связи с не-

IV-фр. 62-85°С; У-фр 8.

обходимостью дооборудования установки новым аппаратом, с изменением технологической схемы и системы автоматического регулирования взаимосвязанных колонн данная технология не была принята к внедрению в ОАО «Орскнефтеоргсинтез». На втором этапе исследований была предложена ре-сурсо-, энергосберегающая технология разделения широкой бензиновой фракции, основанная на использовании в колонне К-5 принципиально новых перекрестно-противоточных контактных устройств. Технология предусмат-

ривала обеспечение стабильной работы установки при изменении производительности по сырью в три раза (80-250 т/ч) и снижении задействованного колонного оборудования в 1,5 или 2 раза (исключение из работы колонны К-1 и К-2, либо исключение из работы только колонны К-1 (рис.3).

Рис. 3. Двух- (а) и трехколонный (б) варианты работы установки 22-4

Потоки■ /- сырье; II-газ, 1П-фр.нк - 62 "С, IV-фр. 62-85 "С; V- фр. 85-180 "С;

VI-фр. 180 "С - к.к.

На третьем этапе исследований рассматривалось расширение технологических возможностей установки 22-4 за счёт выработки дополнительных высокооктановых компонентов товарного автобензина в колонне К-1. Дистиллятом колонны К-1 предложено получать бутан-изопентановую фракцию (с октановым числом 85 (ИМ)), остатком - пентан-гексановую фракцию сырьё установки изомеризации.

В итоге предложена ресурсо-, энергосберегающая технология разделения широкой бензиновой фракции на действующей установке 22-4, базирующаяся на конструктивно-технологическом подходе при интенсификации работы массообменного оборудования и обеспечивающая выработку высокооктанового компонента экологически чистых автобензинов (рис. 4).

Третья глава посвящена разработке и промышленной реализации технологии физической стабилизации прямогонного бензина на основе оптимизации конструктивного оформления процесса.

Эти исследования проведены на примере ректификационной колонны К-5 типовой установки 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез». Сложность разработки технологии стабилизации заключалась в необходимости обеспечения

а

б

широкого диапазона эффективной и устойчивой работы колонны небольшого диаметра (1,8/2,Ом) при загрузке по сырью 80-250т/ч (65-200% от проектной).

Обследование фактической работы колонны К-5, проведенное при минимальной производительности установки по сырью 80 т/ч (65% от проектной) показало, что в этих условиях КПД (относительно теоретической тарелки) клапанных прямоточных тарелок составляют: для укрепляющей части - 35%, а в отгонной части - 20%. Для выяснения причин столь низких КПД , паровые и жидкостные нагрузки, полученные по ходу расчёта, были нанесены на область эффективной и устойчивой работы клапанных прямоточных тарелок (рис.5). Как следует из рис.5, даже при минимальной загрузке установки по сырью клапанные прямоточные тарелки в укрепляющей части находятся за пределами области эффективной работы и на границе области устойчивой работы из-за минимальных паровых нагрузок и низких жидкостных нагрузок. Рабочие же нагрузки тарелок отгонной секции находятся за пределами областей эффективной и устойчивой работы из-за чрезмерно высоких жидкостных и низких паровых нагрузок (рис.5).

На втором этапе произведён технологический расчёт процесса стабилизации в колонне К-5 с целью определения пределов изменения технологических параметров и внутренних нагрузок при столь значительных изменениях производительности. В результате получены следующие значения паровых и жидкостных нагрузок: фактор паровой нагрузки (Р-фактор) 0,5-1,2 Па0,5; плотность орошения (в расчёте на сечение колонны) 140-250 м3/м2ч.

Рнс.4. Предлагаемый вариант работы установки 22-4 с получением дополнительных высокооктановых компонентов

Потоки 1-сырье; 11-газ; III-фр 85-180"С; IV-фр 180-220 "С; V-сырье изомеризации; VI- изо-пентановая фракция; VII - сжиженный газ

Клапанные прямоточные одиопототныс тарелки №1,81«

Клепанные прямоточные однолоточные тарелки 1>=2м

0.25 , Д

О

О 20 40 ' 60 80 100 120 140

О 20 40 60 80 100 120 140

<3Ж ,ы'Ы

а

б

Рис. 5. Области нагрузок клапанных прямоточных ректификационных тарелок укрепляющей (а) и отгонной (б) секций колонны К-5:

о - области рабочих нагрузок тарелок укрепляющей части колонны №М> 1-20, * - области рабочих нагрузок тарелок отгонной части колонны М№ 21,25, 30, 35, 40

Ректификационные тарелки при таких жидкостных нагрузках не работоспособны. Противоточные насадки, как было показано в первой главе, тоже не гарантируют высокую эффективность в сложившемся диапазоне нагрузок. Применяемые ранее конструкции перекрёстноточных насадочных модулей не смогут обеспечить эффективную и устойчивую работу в данном диапазоне. Для обеспечения эффективной работы при максимальных жидкостных и низких паровых нагрузках необходимы принципиально новые контактные устройства.

В ходе дальнейших исследований была впервые разработана конструкция аппарата, в котором предусмотрена возможность секционирования по жидкости при повышении нагрузок. При этом в модулях насадки, расположенных по квадрату, обеспечивается перекрестноточное контактирование, а внутри квадрата - противоточное контактирование паровой и жидкой фаз. Для этого типа насадочных модулей разработана конструкция распределителей жидкости, обеспечивающая работоспособность при изменении жидкостных нагрузок в 1-3 раза. Общий вид колонны стабилизации прямогонного бензина с перекрестноточными насадочными модулями в укрепляющей час-

Л

о

п

ш

I

И

с Щ Вт

d с fi

■1

о

U

и

У

J"

ти и перекрестно-противоточными модулями в отгонной части представлен на рис. 6.

Технология стабилизации прямогон-ного бензина в перекрестноточной насадоч-ной колонне К-5 была реализована на установке 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» в марте 2000г. В течение нескольких дней установка была выведена на нормальный технологический режим, обеспечивая переработку широкой бензиновой фракции в диапазоне от 100 до 180 т/ч. На более высокой нагрузке установка не эксплуатировалась в связи с изменением планов по переработке нефти и газового конденсата на заводе.

После реконструкции колонны К-5 были проведены два промышленных обследования работы установки (15.01.01г. и 15.05.01.г.), которые показали значительное улучшение качества дистиллята и остатка колонны К-5. В дистилляте колонны К-5 (фр. н.к.-62°С) практически не осталось углеводородов Се, содержание которых до реконструкции составляло около 50%. Содержание сероводорода в стабильном бензине стало ниже порога чувствительности при испытании на медную пластинку. Снижение содержания газообразных углеводородов в остатке колонны К-5 обеспечило понижение нагрузки на конденсационные системы колонн К-1 и К-2, что позволило улучшить условия конденсации в этих колоннах и регулирование давления в них. В колонне К-1 резко сократился отбор дистиллята (фр. н.к-62 °С), что свидетельствует о сокращении энергозатрат на выделение этой фракции, а также о возможности исключения колонны К-1 из схемы установки. Матема-

О

IV

Рис. 6. Технологическая схема насадочной колонны К-5:

Потоки: I-широкая бензиновая фракция; II-газ; III- фракция нк-62 °С; IV- стабильная бензиновая фракция

тическое моделирование работы колонны К-5 после реконструкции, выполненное по результатам двух проведённых обследований, показало, что:

> в укрепляющей секции колонны К-5 при изменении Б-фактора в пределах 0,6-0,7 Па0"5 и плотности орошения от 28 до 36 м3/(м2ч) тепломассообмен-ный КПД перекрестноточных насадочных блоков 0,65-0,70;

> в отгонной секции колонны К-5 при изменении Б-фактора в пределах 1,21,5 Па0,5 и плотности орошения от 110 до 193 м3/(м2ч) тепломассообмен-ный КПД перекрестноточных насадочных блоков колонны К-5 равен 0,50.

Таким образом, в широком диапазоне изменения паровых нагрузок (Б-фактор от 0,6 до 1,5 Па)0,5 и жидкостных нагрузок (плотность орошения от 28 до 190 м3/(м2ч)) для насадочных модулей колонны К-5 получены значения эффективности (КПД) перекрестноточной и перекрестно-противоточной насадки на уровне 0,5-0,7, что подтверждает широкий диапазон устойчивой и эффективной работы контактных устройств данного типа.

Сравнительный анализ эффективности контактных устройств колонны К-5 до реконструкции, по разработанному проекту и после реконструкции подтверждает увеличение разделительной способности колонны К-5 в результате реконструкции в перекрестноточный насадочный аппарат в 1,6 раза с 11 до 17,7 т.т. (табл.2).Максимальное повышение эффективности зафиксировано в отгонной части колонны, её разделительная способность повышена с 4 до 10 т.т. Основные результаты фактической работы перекрестноточной

Таблица 2.

Сравнительный анализ эффективности контактных устройств колонны К-5 до и после реконструкции

до реконструкции по проекту после реконструкции

Секции колонны К-5 кол-во рсальн ступ. эффех- тивн,% кол-во теорет тар. кол-во реальн ступ. эффективнее кол-во теорет тар. по реальн. ступ. эффек- тивн,% кол-во теорет тар.

Укрепляющая секция 20 35 7 11 60 7 11 70 7,7

Отгонная секция 20 20 4 20 50 10 20 50 10

Итого по колонне К-5 40 И 31 17 31 17,7

насадочной колонны К-5, полученные по ходу двух опытно-промышленных обследований и математического моделирования технологического режима ее работы показывают, что основная цель внедрения перекрестиоточных насадок-повышение производительности колонны по сырью и обеспечение стабильности ее работы в широком диапазоне нагрузок - достигнута в соответствии с проектом.

Четвертая глава посвящена разработке ресурсо- и энергосберегающей технологии физической стабилизации гидроочищенных бензинов на установках каталитического риформинга с обоснованием применения насадок в процессах под повышенным давлением.

Результаты проведённых нами опытно-промышленных обследований работы установок каталитического риформинга типа Л-35-11/300 показали необходимость повышения разделительной способности колонн физической стабилизации гидроочищенных бензинов, поскольку их разделительная способность непосредственно определяет количество и качество высокооктановых компонентов для приготовления товарных автобензинов. В процессе стабилизации прямогонных бензинов разница температур кипения компонентов, определяющих границу деления на дистиллят и остаток, составляет 28°С, а в процессах стабилизации гидроочищенных бензинов - не более 5°С. Соответственно разделительная способность колонн для стабилизации гидроочищенных бензинов должна быть значительно выше.

Целью проведённых нами исследований по совершенствованию технологии стабилизации гидрогенизата было увеличение фракционирующей способности стабилизационной колонны и изменение материального баланса на этой основе. Сокращение потерь целевых фракций с дистиллятом колонны (фр. н.к.-85°С) позволит увеличить выход стабильного гидрогенизата и в конечном итоге увеличить выход риформата.

На основе результатов обследования и математического моделирования типовой установки ЛГ-35-11/300-95 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» определена разделительная способность колонны стабилизации гидроочищенного бензина К-1, оборудованной 30-ю в-образными тарелками (7 в укрепляющей

части и 23 в отгонной), которая составила всего 5 т.т. по аппарату. Это связано с тем, что действующие нагрузки для тарелок находятся либо на границе, либо за пределами области эффективной и устойчивой работы в-образных тарелок (рис.7). Для тарелок укрепляющей части (обл. 1) и 7 верхних тарелок отгонной части (обл. 2) - КПД составил 0,10-0,12; для нижних 16 тарелок отгонной части (обл. 3) - 0,20.

Как известно, только в отгонной секции колонны стабилизации необходимо иметь не менее 8 т.т. Поэтому разделительную способность колонны предложено повысить за счёт соответствующего выбора конструктивного оформления насадочных модулей в складывающемся диапазоне паровых и жидкостных нагрузок и оптимизации технологических параметров. Анализ влияния уровня ввода сырья на качество продуктов разделения колонны К-1 показал целесообразность увеличения количества ступеней разделения в укрепляющей части колонны с 7 до 10, рис.8. При оценке энергозатрат на процесс разделения была выявлена возможность сокращения суммарного теплоподвода на 3-5%. Расчёты показали, что при повышении фракционирующей способности стабилизатора в 2,5-3 раза увеличение отбора стабильного гидрогени-зата составит 6-8% на сырьё установки. Кроме того, из трёх существующих способов создания парового орошения в колонне К-1 целесообразно оставить два: теплоподвод в рибойлере и «горячую струю», исключив подачу водо-родсодержащего газа (ВСГ)- Создание парового потока за счёт ВСГ вызывает резкое снижение температуры жидкости на тарелках отгонной секции и тре-

Рис. 7. Область эффективной и устойчивой работы в-образных тарелок:

1-область эффективной и устойчивой работы тарелок;

П-верхняя граница области; Ш-нижняя граница области; 1-область рабочих нагрузок тарелок в укрепляющей части колонны; 2-областъ рабочих нагрузок 7-ми верхних тарелок отгонной части; 3-область рабочих нагрузок 16-ти нижних тарелок отгонной части.

бует увеличения теплоподвода с горячей струёй. Для улучшения условий рекуперации тепла было предложено изменение схемы теплообмена. Основные технологические параметры рекомендуемой по проекту технологии стабилизации приведены в табл. 3. По значениям паровых и жидкостных нагрузок выбрана конструкция перекрестноточных насадочных модулей. В итоге проведённых исследований предложена схема технологии стабилизации, которая приведена на рис.9.

ш 6 8 10 12 14 16 № контактного модуля ввода сырья (счет с верха колопны)

-•— Содержание суммы углеводородов по С6

в дистилляте колонны К-1 -л— Содержание суммы углеводородов по С6 в остатке К-1

Рис. 8. Влияние уровня ввода сырья на качество продуктов разделения колонны К-1

Рис.9. Принципиальная схема блока стабилизации гидрогенизата:

Потоки • 1-жидкая фаза гидрогенизата из С-1; 11-у/в газ; Ш-жидкая фаза; /К- став гидрогенизат; У-вода

В пятой главе приведены результаты модернизации колонн стабилизации гидроочищенных бензинов на установках каталитического риформинга на основе насадочных и тарельчатых контактных устройств, дан сравнительный анализ технико-экономических показателей их работы.

Промышленная реализация технологии стабилизации гидроочищенно-го бензина в перекрёстноточной насадочной колонне была осуществлена на ОАО «Орскнефтеоргсинтез» во время текущего ремонта установки риформинга Л-35-11/300-95 в сентябре 2003г. Математическое моделирование, проведённое по данным обследования работы насадочной колонны, показало, что её разделительная способность повысилась с 5 до 15,6 т.т., т.е. в 3,1

раза. В укрепляющей части колонны К-1 при низкой паровой нагрузке (Б-фактор 0,36-0,39 Па 0>5) и очень низкой жидкостной нагрузке (плотность орошения 0,7 -1,1 эффективность перекрестноточных насадочных

модулей составила 0,8. В отгонной части колонны К-1 в пределах изменения Р-фактора 0,23-1,43 Па °'5 и плотностей орошения 41,9 - 67,5 м3/м2ч эффективность составила 0,55.

Представляет интерес сравнение фактической работы перекрёстноточ-ной насадочной колонны с результатами модернизации аналогичной колонны, проведённой фирмой «Глитч» с использованием клапанных тарелок. В 1999г. на аналогичной по производительности установке Л-35-11/300 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» была осуществлена замена Б - образных тарелок на клапанные тарелки фирмы «Глитч». Изменение технологии стабилизации проектом не предусматривалось. Математическое моделирование, проведённое нами на базе данных обследования в 2001г., показало, что разделительная способность колонны увеличилась в 2,8 раза и составила 14 т.т. В пределах изменения паровых нагрузок (Р-фактора) от 0,153 до 0,524 Па 0,5 КПД клапанных тарелок укрепляющей части составил 0,52, отгонной части - 0,45. Это обеспечило повышение отбора стабильного гидрогенизата на 6-8% за счёт сокращения потерь бензиновых фракций с газом.

Сопоставление результатов моделирования работы перекрестноточной насадочной колонны установки ЛГ-35-11/300-95 с данными, полученными для колонны с клапанными тарелками фирмы «Глитч» (Л-35-11/300), приведено в табл.3. В этой же таблице приведены показатели работы колонн до реконструкции - с Б-образными тарелками - и проектные данные для насадоч-ного варианта модернизации. Загрузка установок риформинга в период проведения обследований колонн была на уровне проектной. На рис. 10 приведены данные по отбору и качеству стабильного гидрогенизата, полученного в колоннах с различными типами контактных устройств, а также по выходу и качеству жидкой части дистиллята фр. (н.к.-85°С) при стабилизации гидро-очищенного бензина. После реконструкции обоих колонн выход стабильного гидрогенизата повысился на 8%. Однако более высокая разделительная спо-

собность перекрестноточной насадочной колонны позволяет в то же время значительно сократить потери целевых фракций риформинга с дистиллятом (3,6 и 22,2 % масс., соответственно, рис.10).

Таблица 3,

Показатели работы тарельчатых и насадочных колонн физической _стабилизации гидрогенизата на установках риформинга

Параметры

Избыточное давление. МПа:

верха колонны в сепараторе С-2 Температура. °С: сырья на входе в колонну верха колонны К-1 низа колонны К-1 острого орошения горячей струи на входе в К-1 Расход.% на сырьё сырьевого потока в К-1 острого орошения горячей струи ВСГ

Колонна с S-образн. тарелками

Проект насадочн. колонны

ШШИЗ

ЛГ-35-11/300-95

Фактич. показ, работы (П'ГНК)

0,88 0,83

110 126 184 42

230

0,95 0,9

115

122 200 40 225

0,87 0,76

115 103 204,5 31 228

Колонна с клапанн. тар. фирмы «Глнтч»

JI-35-11/300

1,0 0,9

118 115 217 35 225

Данные промышленно-экспериментальных исследований процесса разделения в этих аппаратах показывают следующее:

• в результате промышленной реализации технологии стабилизации в перекрестиоточном насадочной аппарате достигнуты более высокие показатели работы колонны по сравнению с проектными данными;

• и в насадочной и в тарельчатой колонне реализована ресурсосберегающая технология разделения, поскольку за счёт повышения разделительной способности обеспечено увеличение отбора стабильного гидрогенизата на 8%;

1 % 3

■ Содержание в стеб. гидр, балластных для риформинга фр до 85°С,% масс ;

■ Выход стаб. гидр.,% масс, на сырь£

1 2 3

б

■ Выход неконд. продукта, % масс, на сырь£;

Щ Потери целевых фракций риформинга (выше 85°С) с неконд. продуктом, % масс

Рис.10. Выход и качество стабильного гидрогенизата (а) и дистиллята (фр. н.к.-85°С) (б) при стабилизации гидроочитценного бензина в колоннах с различными типами

контактных устройств:

1- Э-образные тарелки; 2-перекрестноточная насадка; 3-клапанные тарелки фирмы "Глитч"

• разработанная технология стабилизации в насадочном аппарате является энергосберегающей по сравнению с колонной, оборудованной клапанными тарелками, поскольку высокая эффективность и стабильность работы обеспечивается при значительно меньших удельных затратах тепла (на 16,5%) и затратах на перекачку острого орошения и горячей струи;

• при близких отборах стабильного гидрогенизата доказана более высокая эффективность перекрестноточной насадки по сравнению с клапанными

, тарелками фирмы «Глитч», поскольку для достижения той же разделительной способности в колонне с тарелками требуются более высокие паровые (в 1,4 раза) и флегмовые числа (в 8 раз).

Таким образом, для реализации ресурсо-энергосберегающих технологий доказана целесообразность реконструкции ректификационных колонн, работающих под высоким давлением на насадочный вариант работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Разработана технология физической стабилизации и последующего чёткого разделения широких бензиновых фракций в системе ректификацион-

ных колонн с частично связанными потоками, позволяющая существенно увеличить производительность установок.

2. Для расширения диапазона устойчивой и эффективной работы колонн в условиях высоких жидкостных нагрузок предложена конструкция наса-дочных модулей с перекрёстно-противоточным контактом и секционированием фаз в объёме регулярной насадки. На базе этих модулей разработана энергосберегающая технология стабилизации широкой бензиновой фракции с её последующим разделением на узкие фракции в системе из двух или трёх насадочных колонн, обеспечивающая увеличение ассортимента за счёт получения изопентановой фракции и сырья процесса изомеризации.

3. Технология стабилизации реализована в 2000 г. на установке четкой ректификации 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез». В отгонной секции колонны впервые смонтированы секционированные по жидкости перекрёстно-противоточные насадочные модули. Внедрение данной технологии позволило расширить диапазон устойчивой работы колонны стабилизации в 1,5-3 раза, повысить её фракционирующую способность в 1,6 раза и сократить потери бензиновых фракций с газом на 1,4 %. Экономический эффект от внедрения составил 35,54 млн. р. по ценам 2004г.

4. По данным промышленных испытаний определена тепло-массообменная эффективность модулей перекрёстноточной и перекрёстно-противоточной насадки в условиях процессов стабилизации прямогонных бензиновых фракций. КПД перекрёстноточных насадочных модулей в укрепляющей части колонны составил 0,7. КПД перекрёстно - противоточных модулей в условиях диспропорциональных нагрузок (высоких жидкостных и низких паровых), свойственных отгонной секции колонны, составил 0,5.

5. На основе использования конструктивно-технологического подхода, предполагающего одновременную оптимизацию технологических и конструктивных параметров, разработана и внедрена в 2003 г. на установке ЛГ-35-11/300-95 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» ресурсо-энергосберегающая технология стабилизации гидроочищенного бензина

каталитического риформинга, базирующаяся на применении перекрестно-точных насадок. Внедрение данной технологии обеспечило повышение выхода катализата риформинга на 4,3% масс, в расчёте на сырьё установки. Экономический эффект от внедрения в ценах 2004 года составил 2,2 млн. р.

6. Промышленным обследованием и последующим технико-экономическим анализом результатов внедрения колонн стабилизации гидроочищенного бензина на установках каталитического риформинга показано, что по сравнению с клапанными тарелками фирмы «Глитч», высокая эффективность и стабильность работы перекрёстноточной насадочной колонны обеспечивается при значительно меньших удельных затратах тепла (на 16,5%).

Публикации по теме диссертации:

1. Богатых К.Ф., Костточенко В.П., Чуракова С.К. и др. Моделирование и оптимизация технологии фракционирования отбензиненной нефти в насадочной колонне К-2 установки АВТ по результатам обследования// Методы кибернетики химико-технологических процессов: тез. докл. V Между-нар. науч. конф. -Т.2, кн. 1.- Уфа, 1999,- С.54-56.

2. Богатых К.Ф., Костюченко В.П., Нестеров И.Д. и др. Увеличение выработки светлых нефтепродуктов на установках первичной переработки нефти// Методы кибернетики химико-технологических процессов: тез. докл. V Междунар. науч. конф. -Т.2, кн. 1,- Уфа, 1999.- С.110.

3. Боков А.Б., Богатых К.Ф., Костюченко В.П.и др. Проектирование ректификационных колонн с учетом их динамических характеристик// Нефть и газ Украины - 2000: материалы 6-й Междунар. науч.-практ. конф. - Ивано-Франковск, 2000. - т.З,- С. 282-283.

4. Боков А.Б., Пилюгин В.В., Богатых К.Ф., Костюченко В.П. Исследование влияния технологических параметров работы колонны К-1 на работу колонны К-2 на основе динамической модели работы установок AT и АВТ // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2000.- № 11. - С. 10-17.

5. Чуракова С.К., Костюченко В.П., Богатых К.Ф. и др. Совершенствование технологии четкой ректификации широкой бензиновой фракции на базе интенсификации работы колонного оборудования установки 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» // Теория и практика массообменных процессов химической технологии (Марушкинские чтения): матер. П Междунар. конф,- Уфа, 2001. - С. 8-17.

6. Чуракова С.К., Нестеров И.Д., Костюченко В.П. и др. Технология стабилизации дизельного топлива в перекрестноточной насадочной колонне на установке J14-24-2000 ОАО « Орскнефтеоргсинтез» // Теория и практика

д/а/%« ¿21760

массообменных процессов химической технологии (Марушкинские чтения): матер. П Междунар. конф.- Уфа, 2001. - С.17-21.

7. Чуракова С.К., Костюченко В.П., Нестеров И.Д. и др. Оценка эффективности работы секционированных по жидкости перекрестноточных насадоч-ных контактных модулей в процессе стабилизации бензина. // Нефтехимия- 2002: матер.VI Междунар. конф. по интенсиф. нефтехим. процессов,- Нижнекамск, 2002,- С.62-64.

8. Чуракова С.К., Костюченко В.П., Нестеров И.Д. и др. Технология стабилизации гидроочищенной бензиновой фракции в перекрестно-точной наса-дочной колонне на установке ЛГ-35-11/300 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» // Нефтепереработка и нефтехимия -2002: материалы науч.-практ. конф. -Уфа: ИНХП, 2002,- С. 119-120.

9. Костюченко В.П., Чуракова С.К., Баев A.B. и др. Получение изопентано-вой фракции и сырья изомеризации в насадочной колонне на установке четкой ректификации бензина // Научно-технологическое развитие нефтегазового комплекса: докл. первых Междунар. науч. Надировских чтений,-Алматы-Атырау: Минобраз. и науки Респ. Казахстан, 2003.- С. 180-185.

Ю.Коспоченко В.П., Чуракова С.К. Обоснование необходимости реконструкции колонны стабилизации гидроочищенного бензина на насадочный вариант работы//Современное состояние проц. переработки нефти: материалы науч.-практ. конф.-Уфа: ГУЛ ИНХП, 2004,- С.145-147.

И.Костюченко В.П. Результаты реконструкции колонны стабилизации гидроочищенного бензина на установке каталитического риформинга //Современное состояние проц. переработки нефти: материалы науч.-практ. конф.-Уфа: ГУЛ ИНХП, 2004.- С.148-149.

12.Богатых К.Ф., Чуракова С.К., Костюченко В.П. Конструктивно-технологический подход к выбору контактных устройств для реализации ресурсо-энергосберегающих технологий // Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук: материалы Междунар. науч,-техн, конф,- Уфа: УГНТУ, 2005. - С.65-68.

2006-4 21631

Подписано в печать 01.11.05.Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Печать трафаретная. Печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 172.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета. Адрес типографии: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ СТАБИЛИЗАЦИИ II ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ ШИРОКОЙ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ.

1.1. Современные требования к получению экологически чистых автомобильных топлив.

1.1.1 Общие требования к получению экологически чистых бензинов.

1.1.2 Основные требования к качеству бензиновых фракций, являющихся сырьем установок риформинга.

1.2. Анализ существующих промышленных технологических схем и режимов стабилизации и разделения широких бензиновых фракций.

1.2.1 Существующие технологические схемы и режимы разделения широкой бензиновой фракции.

1.2.2 Анализ технологических режимов стабилизации прямогонных бензинов.

1.3. технологические особенности процессов стабилизации бензина и конструктивное оформление стабилизационных колонн.

1.3.1 Технологические особенности процессов стабилизации прямогонных бензинов и бензинов каталитического риформинга, влияющие на выбор направления их совершенствования.

1.3.2 Анапа работы современных конструкций массообменных контактных устройств в условиях процесса стабилизации бензина.

1.4. Перспективы разработки энергосберегающих технологий стабилизации и вторичной перегонки широких бензиновых фракций.

1.5. Задачи исследования.

2. ВАРИАНТЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ УСТАНОВОК ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ ШИРОКИХ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ.

2.1. Анализ технологических возможностей установок вторичной перегонки бензинов.

2.2. Разработка технологии вторичной перегонки бензинов в системе колонн с частично-связанными потоками.

2.3. Исследование и разработка энергосберегающей технологии разделения бензинов в перекрестноточных насадочных колоннах.

2.4. Расширение технологических возможностей установок вторичной перегонки бензинов за счет выработки дополнительных высокооктановых компонентов.

2.5. Выводы по второй главе.

3. РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ НАСАДОЧНОГО СТАБИЛИЗАТОРА ПРЯМОГОННОГО БЕНЗИНА.

3.1. Промышленное обследование действующего стабилизатора прямогонного бензина и постановка задачи интенсификации его работы.

3.2. Разработка технологии стабилизации на базе оптимизации конструктивного оформления процесса.

3.3. Промышленная реализация и обследование энергосберегающей технологии стабилизации прямогонного бензина на установке 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез».

3.4. Оценка эффективности перекрестноточных и противоточно-перекрестноточных насадочных модулей колонны стабилизации К-5.

3.5. Основные результаты реконструкции стабилизатора бензина в противоточно-перекрестноточный насадочный аппарат.

3.6. выводы по 3 главе.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ II РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТАБИЛИЗАЦИИ ГИДРООЧИЩЕННЫХ БЕНЗИНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕГУЛЯРНЫХ НАСАДОК.

4.1. Анализ разделительной способности колонн стабилизации гидроочищенных бензинов.

4.1.1 Характерные особенности, определяющие границу деления на дистиллят'и остаток для колонн стабилизации гидроочищенных бензинов.

4.1.2 Оценка эффективности работы S-образных тарелок в колонне стабилизации гидроочищенного бензина.

4.2. Разработка технологии стабилизации в перекрестноточной насадочной колонне.

4.2.1 Оптимизация уровня ввода сырья в колонну стабилизации К-1.

4.2.2 Анапа энергозатрат па процесс разделения гидрогенизата.

4.2.3 Оценка влияния повышения фракционирующей способности насадочной колонны К-1 на материальный баланс.

4.2.4 Разработка конструкции перекрестноточной насадочной колонны в соответствии с конструктивно-технологическим подходом.

4.3. Рекомендуемая технология стабилизации гидрогенизата в насадочной колонне К-1.

4.4. Выводы по 4 главе.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕРНИЗАЦИИ КОЛОНН ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ГИДРООЧИЩЕННЫХ БЕНЗИНОВ НА УСТАНОВКАХ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА.

5.1. Основные результаты промышленной реализации насадочной технологии стабилизации гидроочищенного бензина на установке каталитического риформинга.

5.2. Основные результаты промышленного обследования стабилизатора гидроочищенного бензина после его реконструкции на клапанные тарелки фирмы «Глитч».

5.3. Сравнительный анализ технико-экономических показателей работы насадочных и тарельчатых колонн для физической стабилизации гидроочищенных бензинов.

5.4. Экономическая эффективность внедрения перекрёстноточных насадочных колонн для физической стабилизации бензинов.

5.4.1 Расчет экономического эффекта от реконструщии стабилизатора бензина на установке 22-4.

5.4.2 Расчет экономического эффекта от реконструкции стабилизатора гидроочищенного бензина на установке ЛГ-35-11/300-95.

5.5. Выводы по 5 главе.

В условиях перехода к рыночной экономике для России особое значение имеет развитие нефтеперерабатывающей промышленности согласно федеральной целевой программе «Топливо и энергия», утвержденной российским правительством весной 1996г. Эта программа включает в себя подпрограмму «Реконструкция и модернизация предприятий нефтеперерабатывающей промышленности», одним из ключевых моментов которой является проблема модернизации существующего ректификационного оборудования с целью повышения производительности и качества продуктов разделения при снижении энергоёмкости существующих производств.

Стабилизация и вторичная перегонка широкой бензиновой фракции являются очень энергоемкими процессами. Расход тепла на осуществление этих процессов составляет около 30% от тепла, затрачиваемого на всю атмосферную перегонку нефти, на долю которой, в свою очередь, приходится до 62% от общего расхода топлива и 46% электроэнергии на НПЗ [59]. В связи с чем, разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий стабилизации и вторичной перегонки широких бензиновых фракций имеет большое значение для увеличения выработки сырья вторичных процессов и производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.

Высокая энергоемкость процессов стабилизации и вторичной перегонки широкой бензиновой фракции связана с тем, что эти процессы осуществляются в системе нескольких колонн в зависимости от качества сырья и узости получаемых фракций. Однако проектные схемы типовых установок не отличаются особым разнообразием. В 1950-60ег.г. в основном эти процессы осуществлялись на отдельно стоящих установках вторичной перегонки. К таким установкам четкой ректификации относятся установки типа 22-4. В более поздний период блоки стабилизации и четкой ректификации бензиновых фракций включались в состав типовых комбинированных установок первичной переработки нефти АТ-б, АВТ-6, а так же блоков АВТ (AT) высокопроизводительных комбинированных установок ГК-3 и JIK-бу [5-7]. Кроме того, следует отметить, что, технология производства бензинов на нефтеперерабатывающих предприятиях постоянно совершенствуется в связи с изменениями конъюнктуры топливного рынка, требующего повышения эксплуатационных и экологических свойств вырабатываемых бензинов [1,2,4,5,23,24,25,29-31,35-36,42,108,119121,150,161]. Казалось, что соответственно должны изменяться и первоначальные проекты установок и блоков вторичной перегонки широкой бензиновой фракции, подготавливающих сырьевую базу для процессов производства товарных бензинов. Совершенствование технологии стабилизации и разделения широких бензиновых фракций до настоящего времени осуществлялось, в основном, за счёт оптимизация схемных решений и режимных параметров процессов [26,30,32,44,46,47,56,58,61, 84-87,97,110,112,113,118,143-146]. В то время, как литературных данных по совершенствованию работы установок стабилизации и вторичной перегонки бензиновых фракций с учётом современных тенденций развития конструктивного оформления массообменных аппаратов достаточно мало [12,13,49,66,81]. На момент начала данных исследований в литературе практически отсутствовали данные по применению насадочных контактных устройств в процессах стабилизации и вторичной перегонки бензиновых фракций. В то время как, с 1990 до 2000г.г. опубликовано очень много положительных результатов интенсификации работы существующего ректификационного оборудования за счет применения насадочных контактных устройств, которые доказали высокую эффективность при работе под вакуумом и при повышенном давлении [10,11,15-18,45,98,99,106,107,130133,155]. Данный тип контактных устройств уже более 10 лет успешно применяется в процессах ректификации в целях повышения производительности и качества продуктов разделения, снижения энергозатрат на процесс ректификации, улучшения условий массообмена, увеличения диапазона устойчивой и эффективной работы.

Таким образом, при современном уровне разработки энерго- и ресурсосберегающих технологий в процессах стабилизации и вторичной перегонки широкой бензиновой фракции необходим комплексный подход к интенсификации работы существующего оборудования на основе оптимизации технологических и конструктивных решений, позволяющий минимизировать энергозатраты на процесс разделения при заданной глубине отбора и качества получаемых узких фракций.

В данной работе решение этих проблем было рассмотрено на базе оборудования типовых установок вторичной перегонки широкой бензиновой фракции (22-4) и блоков стабилизации установок риформинга (JI-35-11/300). За счет использования перекрестноточных насадочных контактных устройств нами были разработаны энергосберегающие технологии физической стабилизации прямогонного и гидроочищенного бензинов и различные варианты технологии разделения широких бензиновых фракций.

Технологии физической стабилизации прямогонного и гидроочищенного бензинов реализованы в промышленности на установках 22-4 и ЛГ-35-11/300-95 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» в 2000 и 2003г. Данные промышленно-экспериментальных исследований и моделирования процесса стабилизации бензинов показали, что технология, основанная на использовании перекрестноточных насадочных контактных устройств, позволяет[4,134,13б-137]: увеличить разделительную способность стабилизаторов в 1,6- Зраза; увеличить выход стабильного бензина на 7-8%; снизить энергозатраты на 20-25%; обеспечить устойчивую и эффективную работу при изменении диапазона по производительности аппаратов от 0,7 до 1,8 от номинала.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана технология физической стабилизации и последующего чёткого разделения широких бензиновых фракций в системе ректификационных колонн с частично связанными потоками, позволяющая существенно увеличить производительность установок.

2. Для расширения диапазона устойчивой и эффективной работы колонн в условиях высоких жидкостных нагрузок предложена конструкция насадочных модулей с перекрёстно-противоточным контактом и секционированием фаз в объёме регулярной насадки. На базе этих модулей разработана энергосберегающая технология стабилизации широкой бензиновой фракции с её последующим разделением на узкие фракции в системе из двух или трёх насадочных колонн, обеспечивающая увеличение ассортимента за счёт получения изопентановой фракции и сырья процесса изомеризации.

3. Технология стабилизации реализована в 2000 г. на установке четкой ректификации 22-4 ОАО «Орскнефтеоргсинтез». В отгонной секции колонны впервые смонтированы секционированные по жидкости перекрёстно-противоточные насадочные модули. Внедрение данной технологии позволило расширить диапазон устойчивой работы колонны стабилизации в 1,5-3 раза, повысить её фракционирующую способность в 1,6 раза и сократить потери бензиновых фракций с газом на 1,4%. Экономический эффект от внедрения составил 35,54 млн. руб. по ценам 2004г.

4. По данным промышленных испытаний определена тепло-массообменная эффективность модулей перекрёстноточной и перекрёстно-противоточной насадки в условиях процессов стабилизации прямогонных бензиновых фракций. КПД перекрёстноточных насадочных модулей в укрепляющей части колонны составил 0,7. КПД перекрёстно противоточных модулей в условиях диспропорциональных нагрузок (высоких жидкостных и низких паровых), свойственных отгонной секции колонны, составил 0,5.

5. На основе использования конструктивно-технологического подхода, предполагающего одновременную оптимизацию технологических и конструктивных параметров, разработана и внедрена в 2003 г. на установке ЛГ-35-11/300-95 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» ресурсо-энергосберегающая технология стабилизации гидроочищенного бензина каталитического риформинга, базирующаяся на применении перекрестноточных насадок. Внедрение данной технологии обеспечило повышение выхода катализата риформинга на 4,3% масс, в расчёте на сырьё установки. Экономический эффект от внедрения в ценах 2004 года составил 2,2 млн. рублей.

6. Промышленным обследованием и последующим технико-экономическим анализом результатов внедрения колонн стабилизации гидроочищенного бензина на установках каталитического риформинга показано, что по сравнению с клапанными тарелками фирмы «Глитч», высокая эффективность и стабильность работы перекрёстноточной насадочной колонны обеспечивается при значительно меньших удельных затратах тепла (на 16,5%).

1. Абдульминев К.Г., Танатаров М.А., Ахметов А.Ф. Получение автомобильных супербензинов на базе продуктов нефтепереработки и нефтехимии // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1993. - № 10. - С.8-11.

2. Андонов Г.Н., Пехливанов Д.Д., Милина Р.С., Иванов А.С. Опыт производства автомобильных бензинов с пониженным содержанием бензола в «ЛукйлНефтехим»// Нефтепереработка и нефтехимия. 2003. - №3. -С.7-12.

3. Александров И. А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981. -351с.

4. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа : Учебн. Пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. - 672 С.

5. Ахундов Ч.Ф., Кулиев Р.Б., Шахтинский Т.Н. и др. Интенсификация узла стабилизации широкой бензиновой фракции на ЭЛОУ-АВТ // Нефтепереработка и нефтехимия. 1986. - № 1. - С.3-5.

6. Багиров И.Т. Современные установки первичной переработки нефти. М.: Химия, 1974.-240 с.

7. Берковский М.А., Шейнман В.А., Лебедев Ю.И., и др. Гидродинамические массообменные характеристики ректификационной тарелки с трапециевидными клапанами // Химия и технология топлив и масел. 1982. -№ 5, - с.16-18.

8. Берковский М.А., Шейнман В.А., Лебедев Ю.И., и др. Исследование контактных устройств для больших удельных нагрузок по жидкости // Химия и технология топлив и масел. 1981. — № 12. - с.21-24.

9. Богатых К.Ф., Марушкин Б.К., Мнушкин И.А. и др. Насадка для тепломассообменных аппаратов// А.с. № 997762 Б.И.№7.1983.

10. Богатых К.Ф. Углубление первичной переработки нефти на основе новых перекрестноточных насадочных ректификационных колонн. Автореф. дис. доктора техн. наук. Уфа, 1989. - 48С.

11. Богатых К.Ф., Резяпов Р.Н., Дьяченко С.А. Стабилизатор дизельного топлива и бензина с перекрестноточной насадкой // Химия и технология топлив и масел. -1988. № 6. - С.36.-37.

12. Богатых К.Ф., Езунов И.С., Чуракова С.К. и др. Повышение гибкости технологии фракционирования мазута в перекрестноточных насадочных колоннах за счет многоуровневого отбора дистиллятов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1995.- № 9. - С. 10-13.

13. Богатых К.Ф., Резяпов Р.Н., Соколовский А.В. и др. Контактный модуль. // Патент РФ № 2056163. Бюллетень изобретений №8.1996.

14. Богатых К.Ф., Резяпов Р.Н., Соколовский А.В. и др. Распределитель жидкости модуль. // Патент РФ № 2056164. Бюллетень изобретений №8.1996.

15. Бурсиан Н.Р., Энглинт Б.А., Емельянов В.Е. и др. Изомеризаты -компоненты неэтилированного бензина // Химия и технология топлив и масел. 1985. - № 5. - С.6-9.

16. Буслова Е.М., Прохорова А.А. Проблемы производства малоэтилированных и неэтилированных бензинов за рубежом //. Химия и технология топлив и масел. 1988. - № 6. - С.40-43.

17. Варфоломеев Д.Ф., Марушкин Б.К., Куковицкий М.М. и др. Стабилизация прямогонных бензинов на АВТ// Нефтепереработка и нефтехимия. — 1973. -№12. с.3-4.

18. Вижгородский Б.Н. Изменение схемы блока вторичной перегонки бензина высокопроизводительной установки AT Рязанского НПЗ // Нефтепереработка и нефтехимия 1979. - № 6. - С.21-23.

19. Вставская Л.И., Напалкова С.А., Пикмеев В.М. Исследование влияния содержания углеводородов С4 и С5 на пусковые свойства автомобильных бензинов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1973.- №4.- С.5-6.

20. Вольф М.Б., Ивченко Е.Г., Назарова Л.Ю. и др. Изменение фракционного состава автомобильных бензинов при добавлении в них легких углеводородов // Химия и технология топлив и ма-сел. 1969. - № 9. -С. 11-16.

21. Виппер А.Б., Ермолаев М.В. Новое в топливной проблематике за рубежом // Нефтепереработка и нефтехимия .- 2001.- №1- 52-55.

22. Гареев Р.Г., Теляшев Г.Г., Арсланов Ф.А. Реконструкция химико-технологической системы вторичной перегонки бензина и катализата риформинга бензинов // Нефтепереработка и нефтехимия,- 1992.-№!9 С. 19-24.

23. Гареев Р.Г., Сайфуллин Н.Р. Экологические аспекты тепло- и массообменных процессов // Экология и безопасность. 1997. - №2.- с.35-36

24. Голомшток Л.И., Липкин Г.М., Самгин В.Ф. и др. Исследование промышленного процесса вторичной ректификации бензинов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1975. - .№ 4. - С.3-6.

25. Голомшток Л. Я. и др. — Нефтепереработка и нефтехимия. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1975, № 2, с. 4—6.

26. Гуреев А. А. Применение автомобильных бензинов. М.:Химия, 1972. -364 с.

27. Гуреев А.А., Азеев B.C. Автомобильные бензины. Свойства и применение. М.: Нефть и газ, 1996. -231с.

28. Гуреев А. А., Жоров Ю.М., Смидович Е.В. Производство высокооктановых бензинов. М.: Химия, 1981. - 224 с.

29. Деменков В.Н. Разработка новых схем фракционирования нефти и нефтяных углеводородов в сложных колоннах. Дис. канд.техн.наук.-Уфа, 1985.-241 с.

30. Деменков В.Н., Сидоров Г.М., Демьяненко Е.А. и др. Повышение качества продуктов разделения при стабилизации прямогонного бензина // Химия и технология топлив и масел. 1994. - № 3.

31. Дронин А. П., Пугач И. JI. Технолзгия разделения углеводородных газов М.; Химия, 1975.- 176 с.

32. Дюрик Н.М., Князьков A.JL, Овчинникова Т.Ф. и др. Перспективы производства высокооктановых автомобильных бензинов в ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез» // Нефтепереработка и нефтехимия. -2001. -№ 6 . С.9-12.

33. Езунов И.С., Богатых К.Ф. Реконструкция колонного оборудования установок АВТ АООТ «Орскнефтеоргсинтез» // Нефтепереработка и нефтехимия. 1995. - № 9 . - С.4-5.

34. Емельянов В.Е., Митин Н.А., Утробин А.Н. Высокооктановый бензин без свинца // Нефтепереработка и нефтехимия. — 2001. №8. - с.44-45.

35. Жоров Ю.М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии. М.: Химия, 1978. - 376 с.

36. Иорин П. Экономия энергии путем переоснащения имеющихся колонн упорядоченными насадками: Доклад фирмы Зульцер // Химическое и нефтяное машиностроение. 1987. - №2. - 23-26.

37. К десятилетию Омского нефтеперерабатывающего завода // Тем. Обзор. Сер. Переработка нефти // М.- ЦНИИТЭнефтехим, 1967.- 101с.

38. Каминский Э.Ф., Хавкин B.JI. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты.- М.: Техника, 2001.- 384С.

39. Киселев Б.Д., Горелова H.JI. Расчет октановых чисел прямогонных бензинов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1982. - № 5.-С.10-11.

40. Кашин О.Н., Гошкин В.П., Пильч JI.M. Результаты реконструкции колонны стабилизации К-8 установок АВТ-6 и АТ-6 // Нефтепереработка и нефтехимия. 2001. - № 3. - С.31-33.

41. Коган A.M., Пальмов А.А., Крапивцев И.Е. и др. Исследование некоторых гидравлических параметров насадки в форме колец Мебиуса // Химическая промышленность. 1982. № 6. - с.369-371.

42. Колев Н., Коларж В. Рабочие характеристики насадки из просечно-вытяжной жести для массообменных колонн // Химическая промышленность. 1978. - №10. - с.771-775.

43. Кондратьев А.А., Богданов B.C. Исследование релаксационных методов расчета процесса разделения // Теоретические основы химической технологии. 1976. - № 3. - С. 453-455.

44. Костюченко В.П. Результаты реконструкции колонны стабилизации гидроочищенного бензина на установке каталитического риформинга.

45. В кн.: Матер, научно-практ. конф. «Современное состояние проц. переработки нефти».-Уфа:Изд-во ГУП ИНХП, 2004.- с. 148-149.

46. Креймер М.Л., Газизов Р.Х., Биктимиров С.С. и др. Улучшение качества и увеличение отбора бензиновой фракции 62.85°С сырья для производства бензола // Труды БашНИИ НП, 1963, вып.6.- С.95-101.

47. Креймер М.Л., и др. Стабилизация бензина // Труды БашНИИ НП, 1968, вып.8.- С. 44-48.

48. Креймер М.Л., Исакова А.Н., Дашкова Т.В. и др. О работе ректификационных тарелок в колонне физической стабилизации бензина // Труды БашНИИ НП, 1975, вып. 14. С.21-31.

49. Креймер М.Л., Илембитова Р.Н., Ахмадеева Е.А. и др. Энерго- и ресурсосберегающие технологии перегонки нефти // Башкирский химический журнал. 1996. - т.З. - №3. - с. 16-23.

50. Лебедев Ю.Н., Чекменёв В.Г. Массообменные колонные аппараты // Химия и технология топлив и масел. 2002. - № 1. - С.25-28.

51. Левин И.А., Попов А.А., Энглин Б.А. Определение октановых чисел бензинов прямой перегонки по их физико-химическим показателям //Нефтепереработка и нефтехимия. 1985. -№ 5. - С. 10-12.

52. Левинтер М.Е., Ахметов С.А. Глубокая переработка нефти.-М.: Химия, 1992.-224С.

53. Лесухин С.П. Интенсификация тепломассообменных процессов в технологии промысловой подготовки нефти на основе принципа газожидкостного взаимодействия на вертикальных контактных решетках: Автореферат Дис. доктора техн. наук.- Уфа, 2000.- 47с.

54. Липкин Г.И. Новейшие достижения в разработке технологии получения экологически чистых моторных топлив // Мир нефтепродуктов.- 2001.- №2.-с.24-25.

55. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. М.: Химия, 1976. - 312 с.

56. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М.: Химия, 1999.- 568С.

57. Марушкин Б.К., Беликова И.А., Пручай B.C. и др. Влияние метода расчета упругостей узких фракций сложных смесей на точность расчета ректификации. // Технология нефти и газа. Труды УНИ. Уфа, 1971. - Вып.2. - С.83-90.

58. Марушкин Б.К., Теляшев Г.Г., Пручай B.C. и др. Разделение нефтяных фракций на условные компоненты при расчете ректификационных колонн // Технология нефти и газа. Труды УНИ. Уфа, 1971. - Вып.2 - С.91-110.

59. Марушкин Б.К., Пручай B.C. Некоторые закономерности ректификации многокомпонентных смесей.- В кн.: Докл. Нефтехимической секции/ Тез. К науч.-произв. Конф. по процессам нефтехимических производств. Уфа, 1971, вып. 7, с. 117-135.

60. Марушкин Б.К. Исследование закономерностей ректификации и интенсификации работы колонн на нефтеперерабатывающих заводах. -Дис. докт. техн. наук.- Уфа, 1976, 426с.

61. Марушкин Б.К. Пручай B.C. Расчет эффективности тарелок стабилизатора крекингового бензина.- В кн.: Технология нефти игаза. Вопросы фракционирования. Уфа: Башкнигоиздат, 1975, вып.4, с.99-113.

62. Марушкин Б.К., Беликова И.А. Фракционирующая способность тарелок перекрестного тока \\ Нефтепереработка и нефтехимия 1982.-№ 11.- с.23.

63. Маслянский Г.Н., Жарков Б.Б., Федоров А.П. и др. Каталитический риформинг бензиновых фракций // Химия и технология топлив и масел. -1979.-№ 10.-C.5-I3.

64. Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н., Панников Г.Ф. и др. Влияние фракционного состава на октановое число бензина каталитического риформинга // Химия и технология топлив и масел. 1981. - № 9. - С.12-15.

65. Маслянский Г.Н., Шипикин В.В., Панникова Р.Ф. и др. Получение бензина с октановым числом 95 каталитическим риформингом// Химия и технология топлив и масел. 1969. - № 9. - С.7-11.

66. Махов А.Ф., Смирнов Н.П., Сафин Р.Ю. Опыт эксплуатации установки JT-35-11 на Ново-Уфимском НПЗ //Химия и технология топлив и масел.-1984.-№2.-С. 17-18.

67. Михайленко Г.Г., Большаков А.Г., Эннан А.А. Гидродинамические режимы работы провальных тарелок при повышенных нагрузках. Химия и химическая технология // Известия высших учебных заведений. - 1973. - т. 14., №4.-с. 657-659.

68. Михайлов С.С. Физическая стабилизация нефтепродуктов в аппаратах с вертикальными контактными решетками: Дис. канд техн. наук.- Уфа, 1999.- 149с.

69. Нефтепродукты: Справочник / Под ред. Б.В. Лосикова. М.:Химия, 1966.-766 с.

70. ОН 26-02-29-66\ Отраслевая нормаль\\ Тарелки ректификационные клапанные прямоточные конструкция и основные размеры.-М.,Гипронефтемаш.- 1967.162t

71. Овчинникова Т.Ф., Лозинский В.Н., Данилов Н.А. Интенсификация блока вторичной перегонки бензина // Нефтепереработка и нефтехимия. 1987. -№ 1. - С. 3-5.

72. Олтырев А.Г. Федоров А.А., Мазина С.Г. и др. Увеличение отбора и улучшение качества сырья риформинга на установке АВТ-11 // Нефтепереработка и нефтехимия. 2001. - № 7. - С. 12-13.86. Патент № 1872, Япония.

73. Патент 2005767 РФ. Способ переработки прямогонных бензиновых фракций / Глозман А.Б., Кондратьев А. А., Деменков В.Н. и др.// Изобретения. 1994. - № 1.

74. Пикалов Г. П., Пикапов А. П., Скобло А. И. Показатели работы стабилизатора установки АВТ-6 // Нефтепереработка и нефтехимия. М, ЦНИИТЭнефтехим, 1973. № 2, с. 1—2.89. Патент 3301778 США, 1967.90. Патент 3464895 США, 1969.

75. Прохоренко Ф.Ф., Сапрыкина Л.И., Радаев М.И. и др. Пуск установки ЭЛОУ-АВТ нового поколения на Куйбышевском НПЗ нефтяной компании ЮКОС // Нефтепереработка и нефтехимия. 1997. -№ 11. - С. 13-16.

76. Праузниц Дж.М., :Эккерт К.А., Орай Р. В. и др. Машинный расчет парожидкостного равновесия многокомпонентных смесей. Пер. с англ. / Под ред. В.М. Скипина. М.: Химия, 1971. - 216 с.

77. Производство неэтилированных бензинов / Танатаров М.А. и др. // Темат. обзор. Сер. Переработка нефти. М.: ЦНИИТЭ-нефтехим, 1981 - 75 с.

78. Прокопюк С.Г., Креймер М.Л., Хакимов Ф.А. и др. Выделение пентан-изопентановой фракции при прямой перегонке нефти // Нефтепереработка и нефтехимия. 1984. № 1. - С.4-6.

79. Прохорова А.А., Буслова Е.М. Новые экономические требования к качеству топлив и структура нефтеперерабатывающих заводов за рубежом // Химия и технология топлив и масел. 1989. - № 12. -С.39-42.

80. Пручай B.C., Марушкин Б.К., Рахимов М.Г. и др. Получение изопентан-пентановой фракции высокой чистоты на газофракционирующей установке // Нефтепереработка и нефтехимия. 1982. - № 10. - С.31-33.

81. Путилова K.JT. Сравнительные показатели вариантов работы блока вторичной ректификации бензина // Нефтепереработка и нефтехимия. 1978. - № 6. - С. 1-4.

82. Рощин Б.Е., Шендеров JT.3., Дильман В.В. Гидродинамика насадочного контактного устройства, с перекрестным током газа и жидкости // Химическая промышленность. 1982. - №7. - с. 418-421.

83. Рудин М.Г., Задворнов М.А., Волчек Т.В. К вопросу о реконструкции установок каталитического риформинга типа ЛГ-35-11/300-95 // Нефтепереработка и нефтехимия. 1991. - № 9. -с.35-40.

84. Руководящий технический материал (РТМ 26-02-3-67) Тарелки клапанные прямоточные\\ Методика гидравлического расчета.-М., Гипронефтемаш.- 1967.

85. Руководящий технический материал (РТМ 26-02-51-80) Тарелки ректификационные 8-образно-клапанные\\ Методика гидравлического расчета.-М., Гипронефтемаш.- 1980.-22 с.

86. Саблина З.А., Гуреев А.А. Присадки к топливам. Изд. 2-ое перераб. и доп. - М.: Химия, 1977. - 258 с.

87. Сарманаев Р.С., Валитов Р. Б. Влияние углеводородного состава бензинов на их октановое число // Химия и технология топлив и масел. -1981.-№ 12.-С.31-32.

88. Сайфуллин Н.Р., Салихов Р.Ф., Калимуллин М.М. и др. Автомобильный бензин Евро-супер-95 АО «Новоил» // Нефтепереработка и нефтехимия.1996. -№ 8. С. 10-11.

89. Саяпин В.М., Игнатенко И.И., Николаенко В.П. и др. Эффективность новых массообменных аппаратов для процесса десорбции брома // Химическая промышленность. 1982. - №10. - с.616-618.

90. Свинухов А.Г., Крылов М.В., Массообмен в жидкой фазе в слоях рулонной сетчатой насадки // Химическая промышленность. 1978. - № 5. — с.373-375.

91. Селимов М.К. Эффективные варианты решения эколого-экономических проблем в производстве моторных топлив в США // Нефтепереработка и нефтехимия. 1991. - № 5. - С.3-8.

92. Судаков Е.Н. Расчёты основных процессов и аппаратов нефтепереработки// Справочник// Изд.З-е перераб. и доп.: Химия.-1979.-568с.

93. Сидоров Г.М., Баланич А.А. Повышение технико-экономических показателей стабилизации бензина // Вклад молодежи Башкирии в решение комплексных проблем нефти и газа. Тез. докл. 43-й Республ. конф. молодых ученых Башкирии. Уфа, 1992. - С. 19.

94. Силкин Е.А. Современное состояние и перспективы производства и использования легкого углеводородного сырья // Тем. обзор сер. «Нефтехимия и сланцепереработка». М: ЦНИИТЭнефтехим. - 1984. - 56с.

95. Скобло А. И. ,Бушуева Н.Н., Moiyc JI.H., Пикалов Г.П. О работе блока вторичной перегонки бензина комбинированных установок АТ-6 и АВТ-6 // Химия и технология топлив и масел, 1975, № 1, с.32—36.

96. Славинский Д.М., Маркарян Р.А. Опыт работы и совершенствование промышленных установок четкой ректификации широких бензиновой фракции. М.; ЦНИИТЭнефтехим, 1973. 64 с.

97. Смидович Е.В. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. Технология переработки нефти и газа. ч.2-я, Изд.З-е перераб. и доп. М.: Химия, 1980. - 328 с.

98. Сулимов А.Д. Каталитический риформинг бензинов. 3-е изд.,перераб. и доп. М.: Химия, 1973. - 152 с.

99. Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья. М.: Химия, 1975. - 166 с.

100. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1979. - 344 с.

101. Сысоев В.А., Линов Н.В., Коровушкин А.Г. и др. Митценко Н.Н. Модернизация блоков вторичной перегонки бензиновых фракций // Химия и технология топлив и масел. 2000. - № 5. - С.33-34.

102. Танатаров М.А., Ахметов А.Ф. Пути получения высокооктанового неэтилированного бензина АИ-93 на действующих НПЗ // Новейшие достижения в области нефтепереработки и нефтехимии. Тез. докл. республ. науч. техн. конф. - Уфа, 1981. - С.29-32.

103. Танатаров М.А., Ахметов А,Ф., Абдульминев К.Г. Производство высокооктановых бензинов и ароматических углеводородов фракционированием риформатов широких бензиновых фракций // Нефтепереработка и нефтехимия. 1985. - № 2. - С.3-5.

104. Танатаров М.А., Энглин Б. А., Ахметов А.Ф. и др. Оценка эксплуатационных свойств неэтилированного бензина АИ-93, полученною на основе фракций риформата // Нефтепереработка и нефтехимия. 1984. -№ 10.-С. 3-6.

105. Теляшев Г.Г., Гареев Р.Г., Арсланов Ф.А. Повышение четкости разделения бензинов на установках AT и АВТ // Нефтепереработка и нефтехимия. 1981. - № 10. - С.5-7.

106. Теляшев Г.Г., Минуллин М.Н., Богатых К.Ф. и др. Испытание регулярной насадки на стендах и в промышленных условиях // Нефтепереработка и нефтехимия. 1985. - №6. - с.3-4.

107. Татевский В.М. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов. М.: Гостоптехиздат, I960. - 412 с.

108. Умергалин Т.Г. Анализ работы сложных колонн для ректификации многокомпонентных смесей. Дис. .канд. техн. наук.- М., 1981.-177 с.

109. Умергалин Т.Г., Кондратьев А.А., Комарова Т.В. Расчет на ЭВМ сложных ректификационных колонн со связанными материальными и тепловыми потоками // Химическая технология переработки нефти и газа. -Казань, 1982. С.5-7.

110. Федоров А. П., Шкуратова Е.А., Булыгина Л.Б. и др. Влияние условий риформинга и фракционного состава сырья на ароматизацию парафиновых углеводородов // Химии и технология топлив и масел. 1982. - № 3. - С. 1619.

111. Хоблер Т. Массопередача и абсорбция.- Л.:Химия, 1964.- 470 с.

112. Холланд Ч. Д. Многокомпонентная ректификация. М.: Химия, 1969. -348 с.

113. Хоппе К., Крел Л., Келлер Ю. Область применения и технические характеристики высокоэффективной насадки Перформ-грид» для контактирования газа и жидкости // Химическая промышленность. 1977. -№9. - с.687-690.

114. Черепица С.В., Бычков С.М., Гациха С.В. и др. Методика газохроматографического анализа автомобильных бензинов // Химия и технология топлив и масел. 2001. - № 4. - С.44-48.

115. Чуракова С.К. Разработка технологии фракционирования мазута с получением масляных дистиллятов в перекрестноточных насадочных колоннах. Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа, 1994.- 24с.

116. Чуракова С.К., Езунов И.С., Романов В.П. и др. Оценка эффективности работы перекрестноточной насадочной колонны при фракционировании мазута с получением масляных дистиллятов// Нефтепереработка и нефтехимия. 1995.- № 9. - С. 13-16.

117. Шабалина Л.Н., Едигарова B.C., Соколов В.В. и др. Оценка экологической чистоты топлив для автомобильной техники // Химия и технология топлив и масел. 1998. - № 2. - С.21-23.

118. Шейнман В.А., Выборное В.Г. Скоростные аппараты с вихревыми тарелками // В кн.: Контактные устройства массообменных колоннкрупнотоннажных установок переработки нефти // Тр. ВНИИнефтемаш. -М., 1982.-с. 78-99.

119. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. М.: Химия, 1982. -696с.

120. Эйгенсон А.С., Куликов А.Е. Закономерность распределения фракций в нефтях по температурам кипения. Математическая модель и расчета на ее основе ИТК нефти//Труды БашНИИ НП. 1975. вып. 14.С. 114-121.

121. Ясавеев Х.Н., Мальковский П. А., Динин И.Н. Реконструкция изопентановой колонны для повышения четкости разделения // Химия и технология топлив и масел. 1998. - № 6. — С.30-32.

122. Al-Ameeri Rasheed S., Faroug Ali S.M. Optimization of oil-Field gas-oil separation system. Arabion J.Sci. and Eng. 1980, 5, № 5, p.3-14.

123. Bays D.R. Refining and treeting of NorthSlope crude in a fuels refinery. -Energy Progress, 1985,5, № 4, p. 229-231.

124. Bold D.M. Chem.Eng.Progr., 1975, v. 71, No 6, p.55-60. Chemic. a. Engineer. News, 1985, v. 63, No 47, p. 30-31.

125. Clark C.R.// Hydrocarbon Processing, 1975, 54, № 9, p. 115-119.

126. Durand J.R., Boscher Y., Petroff N. et al.// Journal of Chromatografy.-1987.-v.395.- p.241-254.

127. Haley T. J. Chronische Bleivergiftung olurch Umweltverseuchnung mit Blei-Mythus oder Tatsache. Erdol und Kohle, 1968,No 2, p. 90-92.

128. Hart 2001 World fuels Conference:Refining and Vehicle Emission Compleance.- New Orleans, Mach 20-22,, USA. Hart Fuels information Services.

129. Hart World fuels Conference Europe 2001.- Brussels, May 14-16,2001, Belgium. Hart Fuels information Services.

130. Hydrocarbon Processing .-2001.-№1

131. Hydrocarbon Processing .-2001.-№2

132. Hydrocarbon Processing .-2002.-№i2

133. Gallier P.W., Me Cune L. C. Chem. Eng. Progr., 1974,v. 70, No 9, p. 71-76.

134. Kurtz D.P., Kennet J.M., Morgan R.D. Stretch the Capacity of High-Pressure Distillation Columns / Chemical Engineering, 1991, No 2, p.43-49.

135. Levin I. Octane number and RVP calculation techniques // Quqrt. J. Techn. Pap. / Inst. Petrol. -1990. Oct. Dec. - p. 1-12.

136. Lieberman N.P. Hydrocarb. Proc., 1978, v. 57, No 2, p. 93-98.

137. Luyben W.L. AIChE J., 1972, v. 18, No 1, p. 238-240.

138. Maples E. P. Petrol. Ref., 1954, v.33, No 9, p. 284.

139. Nelson W.L. Oil and Gas J., 1971, No 30, p. 122-123.

140. SAE 2001 World Congress Emissions/ Environmental Control.- Detroit, March 5-8,2001,USA, Society of Automativ Engineers.

141. Samuels S. et al., Ind. Eng. Chera., 1959, v,51 No 1, p. 73.

142. Stanford F., Hydrocarb. Proc., 1970, v.49, No 15, p.l 13.

143. Tyrens B. D., Luyben W.L. Chem. Eng. Progr., 1976, v. 72.No 9, p. 59-66.

144. УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе Уфимского государственного нефтяного технического университета,1. Ю.Г, Матвеев 200 г.

145. УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ОАО "Орскнефтеоргсинтез"1. В.В.Пилюгин 200 г.1. АКТо внедрении результатов НИР

146. Область и форма внедрения: промышленная установка четкой ректификации бензиновой фракции.

147. Технический уровень НИР: соответствует современному техническому уровню по процессу физической стабилизации бензиновой фракции. Сравнение основных показателей работы колонны К-5 до и после реконструкции приведено в таблице.

148. Показатели До реконструкции После реконструкции

149. Контактные устройства Клапанные-прямоточные тарелки Модули перекрестноточной насадки

150. Производительность по сырью, т/ч 80-120 125-185

151. Выход углеводородного газа,% масс.на сырье 2,5 2,2

152. Содержание углеводородов С5+ в углеводородном газе, % масс. 20-23 0,5-2

153. Выход сжиженного газа, перерабатываемого на ГФУ, % масс. 4-5 3-4

154. Содержание углеводородов, С5 в сжиженном газе, % масс 60-70 10-15

155. От УГНТУ Руководитель темы-г^^^^К.Ф. Богатых1. Соиск^сй).^^7 "1. В.П. Костюченко

156. От ОАО "Орскнефтеоргсинтез" Главный технолог1. В.Н. Кузьмин

157. УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе Уфимского государственного иефтзццзщтехнического университета,1. Ю.Г. Матвеев 200 г.

158. УТВЕРЖДАЮ щеральный директорккн^фтеоргсинтез"1. В.В. Пилюгин 200 г.1. АКТо внедрении результатов НИР

159. Область и форма внедрения: промышленная установка каталитического риформинга.

160. Технический уровень НИР: соответствует современному техническому уровню по процессу физической стабилизации гидроочищенной бензиновой фракцции. Сравнение основных показателей работы колонны К1 до и после реконструкции приведено в таблице.

161. Показатели До реконструкции После реконструкции

162. Контактные устройства S-образные тарелки Модули перекрестноточной насадки

163. Производительность по сырью, т/ч 35-45 35-45

164. Выход стабильного гидрогенизата, % масс на сырье установки 87 95

165. Выход углеводородного газа из С-2, ,% масс.на сырье 2,8 2,0

166. Выход жидкой фазы (некондиции) из С-2, % масс, на сырье 10,2 3,0

167. СоивмтеЗ^-р^г y/f В.П. Костюченко

168. От ОАО "Орскнефтеоргсинтез" Главный технолог1. В.Н. Кузьминjrtf1. ЧЕТэкономического эффекта от реконструкции стабилизатора бензина на установке 22-4

169. ДЦБ = 1000000 • 0,08 • (0,221 0,05) = 13680 т в год

170. Себестоимость топливного газа в ОАО «Орскнефтеоргсинтез» составляет 1500 руб./т, а отпускная цена бензина марки АИ-80 (без налогов) 4500 руб./т. Таким образом, стоимость дополнительного объема реализации бензина марки АИ-80 составит:

171. С 4500 • 13680 = 61560000руб/год = 61,56 млн. руб. в год

172. Дополнительный объем прибыли в годовом исчислении рассчитывается по следующей формуле:

173. АП = ЬДБЩП-СГ) = 13680- (4500 -1500) = 41040000/туб./год = 41,04 лин.руб./год

174. Затраты на реконструкцию ректификационной колонны К-5, которые включают разработку рабочего проекта , изготовление модулей перекрестноточной насадки, демонтаж ректификационных тарелок и монтаж насадки в колонне составляют примерно 5,5 млн. руб.

175. Срок окупаемости затрат на реконструкцию ректификационной колонны К-5 установки 22-4 рассчитывается по следующей формуле:

176. Т =3pJMI = 5,5/41,04 = ОЛЗгода = 1,6 месяца

177. Поскольку срок окупаемости меньше одного года, то экономический эффект от внедрения можно рассчитать по формуле:

178. Э = ДЯ 3 = 41,04 -5,5 = 35,54млп.руб

179. Директор департамента экономики и финансов1. Ф.Р.Сайфуллипсг1. РАСЧЕТэкономического эффекта от реконструкции стабилизатора гидроочищенного бензина на установке ЛГ-35-11/300-95

180. ДРБ = катал ' ~ ЦБ2) = 12,9 • 1000 = 12,9 млн.руб/год

181. ЦБ\ ~ ЦБ2 " разница в цене реализации автомобильных бензинов марок АИ-92 и1. АИ-80.

182. Дополнительные затраты на процессе каталитического риформинга за счет переработки на блоке риформинга установки ЛГ-35-11/300 дополнительного количества гидроочищенного бензина (дЦкатал) 11 затраты на реконструкцию можно оценить следующим образом:

183. ДЗк =» ЬДкатач ' Зуд = 12,9 • 0,52 = 6,71 млн .руб. в год, где

184. Зуд удельные затраты на переработку дополнительного количества бензина на блоке риформинга установки ЛГ-35-11/300 (520 руб/т).

185. Тогда прибыль, получаемая в ОАО "Орскнефтеоргсинтез" за счет выпуска дополнительного количества высокооктанового бензина с учетом дополнительных затрат составит:

186. Ml £ =АРб = 12,9 6,71 = 6,19 млн.руб. в год.

187. Срок окупаемости затрат на реконструкцию ректификационной колонны К-1 установки ЛГ-35-11/300 составит:

188. Т = Зрек/АПБ = 4,0/6,19 = 0,64 года = 7,8 месяца Зрек-затраты на реконструкцию колонны К-1 блока гидроочистки (разрабаотка рабочего проекта реконструкции, демонтаж тарелок, изготовление и монтаж насадочных модулей -4,0 млн.руб.)

189. Поскольку срок окупаемости меньше одного года, то экономический эффект от внедрения можно рассчитать по формуле:

190. Э = ДД Зрек = 6,19 - 4,0 = 2,19 млн.руб.

191. Директор департамента экономики и финансов