автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Разработка технологии производства дизельного топлива утяжеленного фракционного состава (УФС) на промышленных установках

САНКГ - ПЕШБУРГСШИ

дояитут

Иа правах рукописи

. СОМОВ.ВАДИМ ЕВСЕЕВИЧ." Л

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДИЗЕДьНОГО ТОПЛИВА УТЯЖЕЛЕННОГО ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА (УС) НА ПРОЫЩЛЕННЬК УСТАНОВКАХ .

05,17.07 - Химическая технология топлива ^ ^аа/»

АВТОРЕФЕРАТ"

диссертации ка соискание у-чёной «ел ем кандидата технических неук

Санкт-Петербург 1992 год

Рабата врчоть-здз. г. 10 "КгршмЕефтворташтеп"-

кандодат. тоглрад&ких каук ? ШТУСОВА Тамарз

• .. . , ; Ыикславваа

■'Сфпиайыше оппокдйтн:

-т „ -. ГА1Ш Апиксадцэ

х^лыесгдх кг^к, поо^сЮр Аладсаидр-ович

кчдидаг технических наук .," РШН Махам

... Гик:

Григорьевич

Ведущее.ртездояи»: ПО 'Торьннуфгеоргсшгвз"„

Зэддтг. состоится ^МаР^^ч/__13221-- вчаси

споф1а?1.1вироветогосов€.$а Д .063.25Сашсх-Пег^р^луском щгярлотащскш лнстигуз;«:, _

; Зрмэчшля !' оггти т рефзго, завореьаыэ гербовой початтю в-щ«^ ЭКЗИ.Ш.'тйрэ дробям напраддяг-й до адресу Х38013, _0анкт-Петорбург', 'Загородшш пр., 4(.|, Сшм^етерб.^гскиГ-технолога-чпсюай, '¿гчсхит/^, .^чеьш еоъет.

. £з£0рй$арат разослан __ 199л К

Ученый иокротарь . * : спициата^'цроааннсго совэга-' В.В.Гроизза

1 российская

!гоСУДЛРСТОЕННДП . i _

1 .„пш^отшл_1

1 об:;ая харжгерисжа работы

Нефтедобыьнтацея и нефтехимическая промыиленнэсть относится к ведущей отрасли, определяющей '»-емпы экономического роста производства. Основными факторами, оказывающими влияние на развитие отрасли в последние годы являются изменение стоимости .'.ефтяного снрья, ухудшение качеств*., нефтей и ужесточение норгативов по,охране окружающей среды

В ведущих капиталистических странах повышение стоимости нефти привело к существенному сокращогив ее переработки, и, как олодстяие, к изменению структуру нефтеперерабатывающей тц эмышлен-ности. Произошло снижение мощности первичной переработки нефти и развитие вторичных.процессов, углубляющих ее переработку, а также вторичных процессов, направленных на ловьпекне качества нефтепродуктов.

.В звою очередь, эти изменения в нефтьперера.О'.не пригэли к изменениям и ь потреблении, что ьаиЗолее существенно проявилось в увеличении спроса й потребления дизельных ¿'оп-ив. С^ьясняе'.ся это высокий ипливний эксломичностью дизельных двигателей, гысо». ким вых' 'до»' дизельные теплив на перьрабашваемпв сыр^е и оолее .;изкими затратами ьа их производство По сравнению с бензинам!:.

Такое лапрявление, связанное с доменящейся структурой потребления, может быть альтернативой падения производств? нефтепродуктов в странах СНГ, которое является следствием сниженил добычи не^ч'И и ухудшения ее качества.

В условия? трудностей, которые испытывает отечественная экономика, развитие вторичных процессов по углублению переработки нефти оказывается весьма проблематичным, поэтому увеличение глубины отбора от потенциала нч установка;. ППН является практически главны направлением" решения пообпемч по пшену к эффективности отррели. При этом повышение отбора от пствш'ча.;а достигается увеличением вырасотки прямогонных компонентов путем .;х утяже.чания с последующим использованием газойлей первичного и вторичного происхождения. Работа внполнааа до плану Гвхк.пв];лояру^екай П0''С1ЮС"

Цель_2£боты. Расширение ресурса дизельных топллв посредством уг 1уб.тзния отбора их от п'тенциала, получения гоплив и разраб:) "Ки ряцшнальноГ. рецепту,.к приготоьчения ^йзв"ьных топлив уфс.

- с -

Научна-, новизне. I. Ь результате рЕ 5££.5отки технология . »производства длзельного игчлва УФС на установках ППН не лучена:

. - "а1, эмятчлепкая'модель .отбеноинивающей колонны, :ре.~став-лятацая собой совокупность длух зависимостей,, потенциального , • соп,ь^аь»!я 'шзинОьк фракций в сщ->е г тэше. атуры -сонге кипе-чпя бензина с г р )жкмнь/ ПТ'ветров колонны-теилерату^ы верха, ялэа орошения, сь^ья и расхода орошения;

- ме гемати ;е >я го, ,гль-.1/чсней чисти основной колонны, .фрдставляш^я с )бой .запсимотгь содержания'ост^гбчньк светлых ч чаьу' з от ее рэшмыых параметгов-текпературк с-бедаин^но" нефти

г ?ас:ссда во/ялого; пара ь 'количества бензиновых в часычн)

,>т1ен; хненн^Я ызфти." ' "..-■' ' , '

Модели яйлг эия осевой ¿Шя построзпия систом упраиленкл установкой го /„¿абчллзацги гс.'азатзля- качества частично огбензи-пьной ¿.(¡¡я. (¿смтествь бемяноь&Л ф^акгми в *»т->., яефта). .

2. В роультате исследования бь^чта а.) моделяг установлен оптимум содержания б^нздаоилх фрлкций в -/встячьо отбе:-зиненной нефти,; чотирнй с-лределяе. ьаилучшкз _ словиг отбора ппям^гелного компонента дизельнсц'о топлиса "ФС. »'■..' ■;.*. "

1ф"итпческая : е£.п: Ш"ит, ."'азработаг'Ь! мероприятия г-) усо-ер-те::с'1В0ЕаН"р.условий фу1.гдиинн*.овчния ректификат, юнннх холонн К- и К2 кгугнотон1: дж?!ых установок п'зрекчной переработки нефти АВТ-6 >, АТ-5. которые закчюч'ются: .

В перераспределении погоко.. 1-го и к-го циркуляционных прошений по высоте основной колонны'К2 с последуем упорядочег нием перогтх-и жидкости« нагрузок на тарелках;

- во в.-е^еким дополнительного холодного (кеф^яногэ) оро-текля р колонне К1, ..озвс.пие:"рй снизить содержание растворгнньп г?зов и чегких углеведэгодов в частично отоензикенн ">й нзфти.

Предложеньые мероприятия внедрены на установках ДВГ-6 у АТ-в ПС'Кирвдине^георгсинтзз", где за период 1390-1991 годы выпущено ежегодче около ¿00 тыс.тонн дизельного топлива У*С с экономическим эффекте..! свыше 3 млн .руб. (в ценах 1991) года) и могут быть -тиражированы на предприятиях ПОТорькиНнефтеоргсинтоз", ¡;ОпЯросяавл^нефтеоргсинтеа", "Московском НПЗ", т.к. качество пьрерабэтыраеко.'? н&фг;' ла. этих р.ргрпрхртхпг г,"'-"'тач1-? ..ячеетру гчрья- ГС"К|«рИ1пкнсфтеср',сий'гез".

Изучено 11ияние повышения,отбора дийельнвх фракций от потенциала на качес во товарных котельных, топлиз. Установлено, что минимальное количество светлых, которое необходимо ос'йьллть в мазуте марки М-100, долимо составлять 6,5% (применительно к смеси западно-сибирской и ухтинской нефтей-сырью ЯОЧКир'чиине^Тс:-зргсинтез").

Предложенные варианты композиций смесей используются при 1роизводстч0 (компаундировании) товаргэго дизельного топлива .УФС,

Ълученнне математические'зависимости использованы научай организациями- Институтом кибернетики ям'.БМ Л'лушкоьэ ( г,Киjs) , ! Ленишрадским специализированным конструкторским бюро. (JICKô) ipii разработке счстей автоматического регулирования рэк^мфикапион-;кми колонками на различных процессах (АВТ-б, АТ-5, гидроо^истки [изельных фракний и т.д.).

Апробация работы. Отдельные разделы диссретйции ирпожены в ечатных работах и обсуждены на постоянно действующих совещаниях семиьарах, проводнике в ПО"Киришинеф'1еоргсинтез" и Госуда.ствбж-сй Академии нефти и газа г./ени И.М.Губкина в период с. 1986 по

992 годы. Выдано доло:;шаэльное решение JS 4866J72 от РЭ.04.01

Публикации^ По результатам дкссретгциончой работу получено ¿авторское свидетельству, а ее основные положения опубликованы

статье. ■_

Структура :i обьем диссертации. Работа изложена но '»52 страьи--IX, состоит из введения, 4 глав, общих выводов, приложений, .соде^-т 36 таблиц, 27 рисунков] слисок иопольаоваикоЯ отечественной и фубежнсй литературы включает., наименований.'

даРЩИЕ РАБОТЫ . .

Значительное мто в работе отведено "--ту отечественной зарубежной литературы, в которой дан анал ' кирзам тенденциям производстве дизельных топлип. Англизируется современна« ситуа-я в мировой нефтрпаресаботне и подчеркивается, что углубление реработки нефти з развитых капиталистических сранех происходит счет высокого удельного веса вторичклх процессов. При этсм ещущесгвенное развитие пол;чают процессы каталитического и црокреки :га, обеспечивающие ле только попшенйый спрог да топ-ва, но и стабильность их показатйгзй качества.

Рассмотрены зой\'стаоотм уьепичения нроиэг.одстьа ди т.лмп;х

Оп

фг.лмц-|'»^»ж^/дв^^л/твмр^ледры .конца..^талия топпив до с*рй,_5 с,"ойледующяй в.мочением с ">. сос>»г газойлей каталитического •• вр^км (^мечены возможные чеГпа-,'

оэнрияияйй' >оа$я«я' ^¡»«д^бкМя-Ц^шозицй^/йа ука^аигж выше^. ■ кою'б^нтов'^еСткЛ.1, ограни<лчйй' на ^окс^чнбип отработан«: ж г*эо?.'УвэжНч/сг>'>а»а\1&каэат9лей кччест^? ^агэль-; , их тепли?« как содержание серч, фракционного состава, кинематк-вязкости, игузют» токчу^мозти»• »тмвпеп^туры• вастывания, пилеляетвяпо^&;:ель-й6т~норо«> фсло^лределятацкЛ . -о ■• ч? цус-гпвш; .7*05*6ДЕНгаяе^ей, полное Сгорание и стг-тень зс-ат^тоо-щ что ^цник'кэ, эфекМ-япк.'?посо*

б и ул!Дюелышх 'топдаЛ.-явлцвтЬя, в мас-лэс-ти, гочётанив'гидроо.лоткч'Р »гедекмем,Б 1*уц>о очищенный п^орук.' ЛрКСаДСК^-'- .;*. '' *.'•' V 'V ' ' 'Ч/. / ^ ■

• срчпан!»^' с влгтнием•.ргСадреняя ресур

сов ^г-ч^нох '^^оплийа не'.пр.цёсс прсчзрдстчи к'отеЛьньг' топ-цв.

- 1 '¿сскМшм шятте'оетйгрч1 гог"> содерямия свеш-* в ос-татяв: нл расход 7^стю1ляуаьис й'^'.Л, вовле':ае-тас' пи п^ои-вод-итвЧ тсллив ^'-100. к ' 1 • *

Установлено экспс«.и::ег^гь».о, что дм прслзводств' каэутг мврги Л-100 1ео 'использоьл'3»я '¿слито компонента 'диаельлоро тог л»ы . "Л" с узкостью при 50 и 80 С ¿ортивтс'.звнно 3.45 и 1..86 » в остатке (м'.?.уте| атмосферной перепонки заггадно-сибярскоП нс^и до.-гпо содержаться фраедяй до 370р2 не менее 4,5%, г ухту,некой геф.и -- че ыенее 6,5$. Котельное топл'иво марок Ф-5 к ТТЭ-4 «з • остатков, с^дёржаздах до 16% светлых, «оно? быть 1.элучено только •три ,/1С.Ю11ЬЗ'-в£-«,я легкого /мстйллдтного коотонента. Предельном •одв^жимем светлых в'Залалсовом мазуте (из остатков перегонки обе-IX неф.^й) Судет являться величина «= 6,5$.

По оеэультагам ^итуациечнего анализа и обработки р.татистч чески- данных*"и перспектив развития НПЗ вццелено 3 наиболее при еи-1 чти ва^канта производства дизельного топлива УЬС в Я0"Кирк-шимефтесргсиите:." путем компаундчрования:

а) атмосферного газойля, прямо гонимо ¡сомпои&нта дк?егьчс гс топливе и гпдооочипениого дизельного топлива;

б) ьгмосфс-рчого гагойля и гкдрсочиценнсго дизел->нс?о топима летнего;

" в) 1 атмосфериого газойля, 'гидросчифннс'гб' /чиэелъ;',ого .,",огг)11-->а летнего, дизель эго -топлива зимнего- :: г^^ч-

'Первый вариант предусматривает проигводсг^р'-^задьксго 'оплича У$С при наличии больвд"/. ко^кчёрт»'

.изтсллк.а и гядроочиз^екаого дигтоплива, ; в9..нтором,4случ^е' - Сед-дочищенного дизтоплпва, третий рариакт,наиболее .х.арьк^рон дгля . етиего период*.. Вовлечеикэ-. гядрор'чщонного •йплйва ••является еобходимьл элементом в разработке рецепторы,'.'т.к. ярцьНо его рисуитЕие по-воляё?, выйти на фиксирование показатели по са-ержашга серы'. • : .-''•;■''•.". ' ••' '

•Для вцдачи рекомендаций нр раставу"'компаундов '1кло приго-отено и проань.тазированно • в ооа^нении с нормами'ТУ. 38* ?0132Г'-В1 олее различных в&ркантгв слёсей Еаи'оуказанпьх компонентоь. ' результате проведенных исследований окончат дльно "лекок конкретных варианта составов -дизельных крупйуидсв{в%-х, с от-ч осительной' погрешностью'•+■ 5$).

ьариан'т I: атмосферный газойль ~ 40,-гомпонрнт дизель-юго' ипли'ва ле^не^о - 25, гидроочмщенчое , .изельное тслливо .-35, ^ • Ьарьант 2: »шхфврный,газойль - 20 / гидргочиценное дизель-зе тс'или°0 -г 80, • ■-'.-•' '-'у' "'* •

. Вариант 3: .атмосферный газоЛль -. 45, гидроочищенное дичель-ре/"опливо ~ 25, дизельное топливо.зимнееЬ0.

В "таблице I предстовлент.. сравнительные характеристики Зразцов дизельного топлива УФС оо стандартным по:структурно -эушовоцу.углеводородному.составу.-.'.' .'-.'"Л

... Испытания выработанных. опытно-промышленгод' партий ди~ель->го..топлива УФС пр^г>дили,на предприя,гйЯА;.Г»отргбптелеГ.; Ярос-шскок моторной заводе (Р«у) и Ярославском зз'оде топлипн^й шаритуры (ЯЗТАЧ л " ч^'-" ;• -

- Краткосрочна1 ио^ытанит на тс.шиве' ^ФС быта ;.роыэдён'1 на :ех моделях двигатель.!. Для оценки влияния топлива *'ФС на рабою параметры двигателя в качестве базы.сравнения Слло тш тто , сварное дизельное сопливо летнее ГиО!- Йи5-0<! с предилькшч г,л -йателями качества по содержанию ^ери и фракционному составу, ительнне испытания топлива УФС проводили на ЯМЗ, ЯЗТА и сезе--Кзвказской ? 1ИГ! „ сравнении с топливом предельным, а на КАМАЗе алтайском тракторном заводе (и на ЯЗТА по оренко коксуемости4 ;.ько т топллре Ь К, но в сравнение с аналогичными по обойму

испытаниями ча товарном дизт"шливе. Для всех испытаний бь>пи при-,"'ть нс¿ые, лодготовлонтее в соответствии с требованиями заводских ТУ, двигатели. -

■• Тчблигд I ••

Зтруктурно-группопй углеводородный состав дизель, лх

"ОПЛИВ . . • . . , ... .

«рцм<п )ваг.ие

Дизельное топлиьо УФС.

_____________

Содержание: ' - ..

1. Пар&.;-шо-..офтеновкэ, . п т.ч.

2. А; 1>.:а .'кческие, %

р, бензолъиие 'С:

иаф-гаюшотз '' . а-;токсв«к .

3.Со-ос.¡д^ркацие соединения ' г пе^ест П'С гчГтс)

4./иот' содердав>ие соединения п переечсге ! 1 язот,рр~(

ь т.ч. о^овнс.го азота, рт-ггт

5. X/ о г ^содержа: .не соединения в пер счете на хлор,

73,4 15,6' 56,6 22,1 3,Ь

;

О 45 16,0

.6,0 27,3

"0,2 ¿2,6 29,Б 23,9 4Д Г.Б

0,45 47,9

В,3

31,4 • '

Ир результете« испытаний тс итова У5С было установлено: я) изчеьэш'э мй"',нпотных показателей (эа исключением од: а-го случая на двигателе СНД-62), '" зконом'-чностн, игносоЕ основ- '' 1(ых деталь.'}, коксуемости распылителей, - не превыса^т допустимых прсделсг;

б) неё двигатели исльгание на безотказность ввдэржали; . з) ли большей части двигателей (70%) не отмечаете« ухудшения работоспособности топливных фильтров тонкой очистки, калпчкя повышенных отложений и существенного изменения земств моторного масла;

г) токсичность и дымность выбросов н'сколько выше в ерзвке шш'с таковыми при использовании стандартных диатоплив, однгг.о значительно ниже установленных норм.

Проведенные испытания ошткнх партий показали .эсепоккощь применения дизелы.ого топлива УФС в народном''хозяК'отнеУ Положит^ тельнио результаты, получешше попребителгоди,определили' необходимость организации промышленного■ прэизвидстш то5арна.й продук-

ш1и. ' ■. 1 •', . ' '' '

4 ' . (Доведенных шит*мак ■ .■•■,■:■.■■'.*

На основании анялйз^и"обобщения литературного оЗзора определена цель работы как задачи исследования условий:

- проведения процессов производства прямопонкых компонентов дизельных -оплив на установках первичной переработки нефти (АВТ-б, АТ-6 .. т.д.);' , ,.//

• - формирования основных качественных показателей'этих ком-, понентов при ут;..келении фракционного состава; ; :>■

- формирования' этих ге пжазателей- при коипаундироваяи...' .товарной продукции»; ■•

- формирования показателей качества котельного топива. ,

'. Вмеоте с тем должны быть исследованы прои&водстйв^ные моц-ностг гидроочйст;*и дизельного топлива, ресурсы и возможное!.; промышленного предприятия ¿«о производству отделы.нх компоненте*, учполк-зуе^ых при иригг-то-зленги товарной г^оду.дии, конструктивные особенности ректификационных Килонны, гозио^кости цеха пронят водства товарной продукциии..

Необходимость постановки зада га исследования условий проведения процессов не. устгловк.х АВТ-6 и АТ-б определены результатами анализа данных, характерилуюцих качественную сторон^ . этих процессов. • -

Рэзуьтатн лабораторных анализов характеризуются достаточно широким разбросом, что может быть объяснено плодущими факторами: ето несовершенство ио..струк1лвнкх особенностей колонлы К1 и К2 и неустойчивость режимныг параметров, связаннаяв первую очеррць, с отсутствием поточных анслизатгров качества,,Необходимость же комплексного подхода в исследовании режимо: колонн К-1 и К2 обосновнваетсл тем, что функционировала осноьной плгнны К2 в значительной м:ре определяется качеством отбензиненый 1.5ф-ти, а именно содержание»* растворенных газоь и других яогких угл"~ ьодородоч.

Анализ экспериментальных даннд, характеризующих работу этих колонн,указывает на следующее:

I) Работа колонны К1 сопровождается высоким содержанием

растворенных газов в частично отЬензиненкой иьфти (>0,56/6) и

нготагиль.гом "одн^канием в стой нефти бензиновых секций (для , . . £тУГ-о сего содержание яолебчет'!я от 25 до 60 ы3/час, для АТ-6 от, 40 до 100 ыэ/--ас), что обьяспется н-зкой температурой входя • нефти ;:осл0 ЭЛОУ (Гс<2Х>°С). повышенным дрзлениеь (>4,4 ати), ' . а та!.же гтсутитвиеу цогч.чкьг: анализаторов, ф^"ирующих в процессе упрагл лмя чеобхсдиш'ю информацию.'

2) Габона основной колоты К2 характеризуете! высоким с^;е.>кением оста'т гмы« све^гых.:) мвгут^ (8-10$ об), что говорит • с нсдостаточн" четкой.работе зоны раздела компонгчт~ дизегьного топ;чра и мазута, я та:сже высоким Гилюнинатожением. (от 15 до 52°С) чао указывает нд киэкуго четкость рек^фикации.'

Рчес.е з той, анализируя вьаод 2, могно заметить, чте гэьы-■лечие. потенциала о-»б">ра д. лея ных фракций может ос;дестэл^ио за очет резерва лачес^ва «азутов, для ^е^о к^обхг^им комплекс .ч мече 1рл"тиЧ го уг/чтёнию -работы эг)Я •>•:'. колонны."'

Исслед-вгнйз г./дродиначических режимов К1 на установке аи^-б локгэйло ,. что о*чим из ВОЭМ1ЖНЧХ" пу*ей уес ¡ерлен^твования работ;? этой колокяы юкег бггь „ариян- испогьзочания нефтяного ороиънкч. Расчетным г^'тем^ыяа определена точка ввода орошения« ■ (рис.1), л^сл-дущие эк^римпнг' по изучению Лияния расхода этого прошения на основное пс/Кагатели работы чоло'яш К1 лозво-.'И"; определить. х» оптимальное значение эт-»го расхода. Как это . видно иг рис- 2, значение расхода, обеспечивающего минимизацию ■ остато"мо.,о содержания растворений газов в частично отб^нзипен-ной нефти, сосыштет 2055 от максимальной загрузки по сырью. Вмес13 с тьм диапазон изменения остаточного содержания светлых , укапигчет на необходимость дополнительных исследований по интен-гифичаг^и работы огъР. колонны. Одним из резервов здесь можеа1 быт?: более т^ч^гэе управление по стабилизации показателей качестза кал бензиновой фр1кции,?ак и отбенаинеиной нефти.

В условиях "отсутствия поточных анализаторов были использованы нетраяитрюнныо лодходы в моделировании этих процессов, суть которых заключалась в максимальном использовании логических выводов экспсртоЕ-технодогов.

Исследование были подвергнуты широко и повсеместно используемые на лроыыгленных установках системы автоматической стабили зсдин рржимнкх параметров-расхода орошения (Рис.1, регулятор I) и температуры аерха (Рис.1, регулятор 2).

Рис 2. крагт-нг ».ринц!. жальнай схемы «■стена.л ШОГдо и после модернизации. I ■■ нефтяное оргценп«, .11 •• допо.-читсльныР ввод-ЦОа и Ц02, I - регулятор расхода орошения, 2-- регулятор г, ;; 1'енператури верх-, 3 - регулятор темпьратуры конца килеяйя I ; . бензина, 4 - ис«олнителышй механизм (клепан), I«' - вычисли- ! ^ "' тельное уот^ойство. "

. На рис.3 показано влияние такогс рода .управление на неконтролируемый показатель качества бензиновой фракции в у&л^ьлях возможных возмущений на входе в К1 как со стороны проиэво,витальности, так и потгщиа^ьного подержания нефти. %

ипределена структура уравнения, позволяющего прогнозировать значение неконтролируемого на потоке ..окезателя качества-температуры конца кипения бзьзина (Кб). Уравнение это по сущаатн./ генерирует положительные особенности рассмотренных выть традиционных сиг-тем, но ,.а болет качественной основе.Б урговигус, кс.'ди тепле-вой режим колонны в зоне ввода Сфья (Тс) и. в ни-нбй ее лпсгиГхн/ может" быть застаСилизирован, это уравнение иаюльзу I инфор^ащ.» от двух датчлков температурь верха <Тр) и райхода-бчог^ни» ((г0 ).; (сис.1, регулятор 3). '• '

С:»' м'/г-гоо

Орсш.нМ/ Пронзительною, "— -Я* Устаиебки - ¡МО "'/г.

•0,1?* г/еМ

д -V- ^

/ 1 >

1 г Ь * 4 6 У

Темпе/всггурсг Мае-• ¿65 С. ' \ '

Члотнсигь

уУ.

1'1 а • !

Рис.2 Дя.ш'им «^вноння основных показателей раю;«!, ка.онкы 41 при ввэдв в нсз холодного нефтяного орошения: I - сэ-дсрианив я частично от<ензин«кно!1 нефти растворенных ггзов, | А- температура сырья и« юсо^в а М, 3 - дваденир в П, 4 - ра> хр-,о-троы орошения. ■ ' ^

1' у"' ■ 'ч < -'»г^.-»* —'-- - - ^ — »^уц^.—..... _ ..... . -

-- I ним

Е1...Г

л С с*!О О "*/*

1 ]лР*о,г<гтй 7 Л1 • ;

4

• *

гт

' г

Ь

аП*» , . . •

г V .'<

Л.ь \

Риг.З Характер аэмонепия неконтролируемого н» потоке значения температ. ры конца кипения бензин» (Кб) на увелпекме производительности: « при стабилизации расхода орошения, б - при стабилизации температура верха, - рисход сырья, Р - д&влпняе, 1?а - расход орошьнмя, Тв - температура верха, £ - времл.

К,Н43Ч<ЖТгШ)-С1Ш-6!;). (I) •

Бызьге с том, учитывая имеющую место нестабильность Тс л 1'н, сдельна обобщенная структура уравнения, учитывающего эти изме-

1ЙЯ. ' - ,

Предварительная оценка коэффициентов уравнения II). я (2) тпес"'ьлен& на основе дан.ляс рисуем 3. Дня уточнения значе"ий х кс0уф"циент0Е реализован активный эксперимент, рч»ультаты 'орого привег.эпы в таблице 2.

Т б-кци 2.

Результаты активногф эксперимента по уточнения коэффициентов >равьений (I) и (?)

'К"

к?

/к»

м3А: иУч м3/ч °С___°С °С Уа.э °С-__°С °С

1149 2П 94 .147,4 238 251 0,870 151 151,3 -П.Я

1128 '167 102 13Ь,5 238 249 С,860 13С 136,0 0. г '

1053 189 68 Г19,2 2о6 243 0,860 -152 153,Э -1,9

1041 173 73 14с,5 235 243 0,860' ;4?. 142,2

1127 206 ?3 1*8,7 23Ь.253 0,872 • 154 .КЗ,4 -1,4

1002 15" 86 139 Б 238 250 0,872 145 142,3 ' 2,7

Й14 196 90 140,2 «.36 243 *,8*8'138\ ¿37,3 0,7

1139 197 75 148,0 238 2*3 0,868 150 150,6 -0,6

1155 211 56 159,3.239 250 0.86С, 17С .171,6 1,4

Для . оценки коэффициентов - ьспользуптся результаты п°рвых ■ьми экспериментов. Для рлсширэ.;ия обл?ст! йспользивсния ура-ил (2) был реализован эксперимент под номером 9. Результаты го эксперимента указывают на достаточную стабкльность прогно-по уравнению (2), <»то при нздлчии небольшого вычислительного ройства позволяет решать поставленную ранее задачу по стабк-пции значения Кб. Характер изменечия параметров колонны К1 прг же позмущениях и при использовании вычислительною ус .•рсй^тва, лизую^его урарчениг (2), приведет- яр рис. 4« Анализируя эти юненмя можно заметить, чго гоэкущеция в колонну в данном

т*

а

~/АР* 0,гсуц

л_г

Г"' ' ' : ' . I .1 " 4 Ь « ;

• — «т. м -»«л- ^

Рис. 4 'Динамик? ИЗУ1. .«ения ": неконтролируемой на потоке 1КК6 отводимой из К1 при испольэввании НУ •• '

Рис.5 Динамика изменения _ отбора бензина, из К1 до и посла годерниэации.

:

случае трансформирувтся .в однорремённыеи зкэнвалечтчше измене; ния как температуры верха так и расхода- орошения/.'обеспечивая зситьльнбе постс'лнство неконтролируемого ^показателя качеств«

Аналогичным, образом разработано, уравнение (3), «оторое используется для прогноза .количества бензиновой фракции в сырь Сна входе в К1) и дает" возможность оптимизировать-работу этой колгчны в смызлё стабилизации количества.бензиновой фракции в частично о'.'бензинённой нефти. .

Рез"льтаты управления по уравнению (3) приведены на рис, иг котором Е1.ДНО,'■ что. характер изменения отбора бензиновой фра Цкйл^пиенениях количества этих фракций на чходе в К1 отражаете на изменении отбора этих же фракций,только из К1. Отбор же бег эйновых фракций из Ь2 стабилизируется.

1Г.ким образам, применительно к К1 была разработана и вне рена схема дополнительного нефтяного орошения и система стабк.1 аамии ^еьзиновых фракпчй г частично отбензинеаной ьйфти. Осно] поп^эатели работ: КГ'до ч но еле мэдернизгчии приведены в табл;

' Таблица 3.

Основные показатели работы колонны KI до и после модернизации

>аметры ч "д. У станс иг. АВТ-5

Ч'! изм.

До рекон- После реконстр. _______________________________;______■ ■ *

ajHiie на верху колонны ати 4,4 . С,Ь ■

тература верха : CJ ,' 4.55 • .130 " ч . ...

mepaiypa низа °С 255 2(хГ

тература входа нижнего потока 230 '•' 250 ".'.'-

тература нефтяного оргшения. ,0С - ■ " .'" IIC -' '

тература горячей струи °С. 2^0' ' :•. ... 310 ',

юность орошения .'■.'■ ' ...0,5' 0,J?

.ем, орошения . м3/час120 • 30

Снижение давления в К-1 с 4,5 до в совс.супности с

доением холодного писания позволило увеличить эффективность 'оты тарелок и отбор бенэниа, что положительно отразилось ;. работе основной ректификационной колонны К-2, а такта к:пщии-1ало снижение содержания растворенных газов'к легких угловочо-,ов а отбензиненной нефти на мае (см.табл 4). уреличив

пень отгонки углеводородов С^-'*; в среднее с.79,5 дп 90$. .

;• •■. ,. . . ■ '. - Таблица 4,^

.ержании растворённых гааов в частично отбен .иненной нтфти до осле модернизации . - .'..•• . .-.

Наиызнование ана- • Содержание р.аствбренных гас эв Ст-Сс вес % лиза на нефть'в анализах:

_______1''' 'й'.'/.'/З;........5' "" X' '" "7" Ь срёднёЭ

внедрения нефтяного орошения держание в сырой . ^ ^ ^ ^ ^ — ^ ^ ^

одержаниз в отбенз. • '■•' ' " •

ефти (СрСс^) 1,56 0,60 0,49 0,60 0,59 0,56 0,об 0.« 0,66

тепонь отгонкиССт-СО _ • ' '¿л. < . ■ , -

1 0 52 82 Р5 81 81 а° 8С 14 79,5 После внедрения нефтяного орошения сдержанно в сырой „ • • ' ■' ' ' _

ефти * 4,82 4,21 4,44 3,75 3,33 4,02 4,82 4.75 4,41

одеркание в отбенз. ■'

ефти (Сг Сд) 0,62 0,41 0,59 0,44 0,30 0,38 0,13 0,50 0,46

тепень оггонки(СгС^)^ь7 90 ; Ь? \ 88 91 . 91 Э7 91 90

Из анализа приведенных данных таблицы 3 .следует, • что использование части сырья в виде дополнительного холодного г.итани? приводит к '4-кратному (со'120 до 30 мэ/ч) сниженко подачи острого. орошения; Соответственно, за счет этого же снизился рс..сход терла, сносимого горячей струей.

В целом не, проведенная реконструкция колонны К-1 установка АВТ-6 привела к уменьшении энергозатрат, улучшению качества отбензиненной не$гк и енгаению давления в колонне К-2, что, в свои очередь, позволило улучшить в ней условия ректификации.

С цель» уточнения факторов, отрицательно сказывающихся на четкость разделения в колонне К2, проведен гидравлический расчет тарелок по высоте этой колонны (рис.6), который показал:

7 тарелки Т-1 + Т-.8 находятся в области допустимых нагруз ртт.на,*0 величина паровых нагрузок близка к минимально допустимой - т-реяки Т-10, Т-П > 1Д0 на пределе допустимых значений нагрузок; ' ; .''?" ' ,

' - тарелка Т-18 (место, отбора' прямогоннного компонента диз топлк^а в К-7) находится у.минимально, допустимых нагрузок по па рам, :В этом .-¿лучае .значительная'часть жидкости ..про валиваотся, н доходя до центрального -кармана, из которого отбирается продукт ■ - паровые• нагрузки на тарелках ПЦ орошения,/ниже'миним&ль жт'стимых, а жидкостные нагрузки превнш?пт максимально дрпусти

верхнего сегешл

• - водяной пар - б,? т/г'.

♦ - водяной пар - 12,0 */-• ® - расход тепла на ЩО

увеличен на 4040000 ккал/г аа счет сни-' жения с .см^ тепла. ЩО

®- параллельное включение и работу тарелок ЦО :

<00 но

Рас.6 класть устойчивой работы к аианньч пряк уточнил таре- ■ яок к"лошш \"2 установи* АЯГ-б.

' Неустойчивость в работе этих ^арел.н. усугуоляет неучачнау нстругдья узлг. глухих т°релок коз. II ЦО. Для того, ч то бы па-вые и жидкостные нагрузки на тарелке II ЦО были в области достигла., необходимо у..1ес:'>1шт^ жидкГ'Стнч" погрузки. Пзрер^спре-лить гэплссь^ч '•1!р..уЛЯЦИОННЬЛ."'1 ОрЛ'л«Н!!ями можио за счет

еличечкя н^грузк;. на I ЦО. Опнако вэгмошости зде~,ь ограшлекл.

Так, еслл увеличить те. ло^ьем I ЦО, то им°ч,т место предель-^оп., сгимые нагрузки на эти:: тарелках по гибкое.л и ¿лизки« к к-симальнли по пар.-. Координат? не, хярактер;;зугщая нагрузки релок II ЦО, гри эчом лер^рагиределонии тешл скзстится ч;.эво значительно и будет лежать на границе oбл¿cтr длг'стпых наг^у-к. t

Такм офазом, для -пиления погонанатоже-.ия необходимо лони-ть давление в К-2 с 2,1 до 1,7 ата. Дл.. з^спичения же устой-зои работь. колонны при давлении Í,7 ...та следует, а псрз:®!,оче-дь, разгрузить ирглкк I и II.ДО по годтсти, Чего чокно достичь, здел..в пото..и ::олСднсЛ жидкости между двумя питательными тарел-ми каждого из ЦО. Б этом лучаё ::аровыеji иидкостш"2 нагрузки

Tapj.TKax I и II ЦО будут соо-гветстгов^ть wá устойчивой." фе.ктивной работы. В соотве.ств..и с расчетом были р~&ра^ота"ы ответствугащие уэчы веод- ткидкост/ на тарелки и выводы ее с них ' Обследование работы :олонни К° установки \ВТ~б, проЕ^денноо еле ее модернизации, подтвердило устойчивость paorru ее таре-к на различных режимах.- Параллельное, нключрчиб*в работу та-пл-Т-9 позволило увеличить расход '¿-го ЦО с 180. ^о 280 м3/час, , о прнвею к уменьшению расхода острого орошения с 120. до 35 i/Учас снижение давления в К-2 с 1,1-1,2 до 0,9-1,0 атй* что *лаго иятно повлияло на увеличение отбора светик' нефтепродуктов.

Учитывал, что тепло острого орошения обычно снимаемся в ап-ратах воздушного охлаждения (ABO) и уходит и^аыосферу, в теп-обмспниках 1Ц0 оно передгзия холодной нефти, вышеописанной рераспределение тепла увеличивает степень его регенерации на 5-3,0 млн.ккол/ч. Параллельное вкгэчеиие в работу тарелок (T-I9 Т-20) ПЦО позволило увеличить его расход до 350 м?/ч, -:ри ом была отмечена устойчивая работа тагелок л были исклс1ечы лебания температур« на выходе IIuD из.К-2.

Биле т°.кже экспериментально установлено, что тирелни клк,

ЩО, так".и';11ЦО.работёют/наиболее■ эффективно,'при соотношении ,д <>•*', ч оков жидкости | .подаваемых на нианою и верхнюю терелкиравном

; В;резуль,т^те всего иЧ-'1о®енно^;Хонец кипения бензиновой ■ фракции понизился с 188, до 172°С; ^оцец .кипения. керосина -г, с 245 дд 220°Д,'— при одновременном снижении со .188 д; 1?5°С 50$о-ной точки, его 'выкипания."(вязкость ■кероскна при,этом понизилась с 1,46 ^0 .1,25, мм*:/^.-.Таким;образоы, получен значительный запас качества, что позволяет, в случае необходимости, увеличить отбор керосина. Кгмчестас/фракциЙ дизельного'топлива,- выкипающих до 360°С, увеличилось с 88;до 92% об,, а температура начала.кипения возросла с .£58'до.2?50СЛ Содержание'фракций до 360°С в маьуте соответгувенно понизклось г. 10-12 до 6-7^, * Из «зализа приведенных данных следует, что четкость пого" норазделения улучшилась по. всей высоте колонны, а между керосином и дгэельнок.фрилцйей 200-300°С образовался даже.разрыв р,

В Цчглом э колонне К-2 отбор 'свртльк фракций до 360°С увеличился на мае,, .о че^/сзкдеуельствуёТ такяе снижение содержания этих, фракций' я -мазуте на мае.'В данном.случае имеет место увеличение. отбора светлых' при одновременном улучшенш их'лач^ства' в широком; Диапазоне нагрузок установки по сырбй нефп

Перераспределение потоков циркуляционных. ороЕвниЛ по высоте колонны позролмдо г целом решить поставленную задачу по уменьшению по -ононаложения и снижения остаточного*, содержания светлых в мауте (Сн)., Результаты анализов этого содержания показали ши-рокгТ разброс, что указало "на> необходимость- проведения дополнительных, исследований. Предварительные исследования показали, ч-.о основньии 'параметра..1и,'оказывающими значимое влияние на См, язлягтея температура сырья на :.ходе в К2 (Тс:г), расход водяного пара (&п) и содержание бензиновых фракций в частично отбензиненной нефти . Таким'образом все дальнейшие эксперименты прово лились над этими пар:метрами с целью выявления их влияния на См. Результоты э.их экспериментов приведены на рис.7, но котором вид чт.с влияние параметрана См носит параболический характер. Б цгаом.э^а эависчмость длм установи АВГ-о олгсывгэтся уравнен

С. = ^ а з - о, ? - о, 005 ^ 2 85 т:: - о, 9 .

(4)

. V,)

II

^Жс^.-гЦ'нпУг

.....

Йрпеденной уравненгэ ука&ьгает ^ ., ;'и. на-т^ий ОПчимума по содержанию I. бензиновой Фракция, кото^^ый для , • I''установки АЬТ-б определен областью

35+5 (Иэ/час), дл- АТ-б- Щ БЫ^часг, :<>■ Г Исходя иь вышеизложенного. принято

ичества бензиновых ¿ракцйЙ С"бк?■•) на входе в К2.

• *.:реше-ив олти'чЦлрогать рчботу ко- . по'тн Ч! тек».м образом, 'т^бы по<-ле Частичного ,о,»бгйзш;ивч№.'я ,4одер-едкие .беняиновпе

". (на входе' в &) ограничивалось бь'

¡0 . 50 30 ?С 10.90 хШЛТ1**° '

.....- -ч, -...» Отмечается,' ^то неемси'^л ча 1некрто-

.. " Рис.7 Зависг чость содержа--?: ухудценкт. показ?теле« качёб^р.а

ий срэт-ых в юпут\ СЬ) от ко-; 'дательных'

; ь частнад1и./ ,к увел!!ченига р'Асуод&" •топлива среднем иа; 1,5^,:'1езньт '•'•'• '' " ' '-т' '■ ■ >-'читальная регулир->йка тогш зной

аппаратуры и'пригенение автоматяч-ского^ь^ректпра пл^тнссти и,,.' вязкости позволит довести расход 'топлив» У&С -,о уровня стандарт -»ого топлива. ■■ ■ .. . '.V. { " > '

В целом результата испытагий свидетел ствуят, ито прь^нениЭ топлив УК может вызгзть потребность в этом вида топлив до 10 млн. тонн в год, что делает, необходимой углублечй^'итрабог'у техноло-' гии производства данного! вид? топлива з проышленном, мг сшта(,зл

С 1935 г. ПрпКиршипефтеоргсиктеа ьырабатцвает /опливо УФС по «лодукщей рецептуре: .'• ' '.

атмосферный газойль - 45$, . ■ ' ;

гидроочищенное дизтопливо летнее.» дизельное топливо зимнее - 3055, /

Экономический эффект от внед^ен..я результатов работ в пер..од 1990-1991 гг. составил более Я млн.^уб* '•

ОБЩИЕ вывода

1. Разработана технология производства .дизельного топлива УФС, основанная на совершенствовании проведения процесса, определении оптимальной рецептуры приготовления дизельного топлива и реконструкции действующих установок первичной переработки нефти.

2. Приведены результаты исследований и испытаний партий ■УФС в ЦЗЛ ПО"Киришинефтеоргсинтез", ВНИИНЛ, НАМИ, ШЗ и других организациях, .'которые показали, что изменение мощности двигателе показателей экономичности, иэносов 'основных дет&лий нэ превышает допустимых пределов, причем в целом не ухудшается и токсичность выбросов'двигателей.

3 Изучено влияние увеличения отбора дизельных фракций-на качество товарных'котельных топлив. Установлено, что минимально количество светлых, которое необходимо оставлять в мазуте марки М-100, .юставл*ет 6,5$ (применительно к смеси западно-сибирской и'ухтинской нефти - Сырье- ПО"Кирищинефтеоргсйнтез"). •

• 4. доказано, что'при'наличии резерва-качества'котельного топлива одним .из*направлагай увеличения потенциала бочарного дизельного топлива является повышение отбора светлых нефтепродуктов (> 6% на перерабатываемую нефть), путем утяжеления фракцисино состав*4 (УФР.)'- прямог^нйого- компонента; '

5,. Изучечы изменения основных показателей-дизельного топлива при его'утязплем и, заключающиеся в увеличении плотности,' цетанового числа, температуры застывания, помутнения, еязкгсти, вспышки. Установлено, чтр зти.изменения на значительно снижают экспуатац-юнные: характеристики товарного дизельного топлива и не приводят к нарушении технических условий.

6. Анализ результатовсследований, проводившихся на установке^ первичной переработки н~фти и гехах ПО"Киришинефте^ргсин-' тея", показал, что для организации"аффективного производства дизельного топлива-УФС'необходимо:

'- ¿совершенствование' работы блоков ректификации установок п'еряич!гй переработки ьефтн а направлении увеличения отбэра композита дизельного т-оплига;

- нртичие определенных резервов мощнлсте": на } .ггановках ' гидроочистж. дтельного пш.лвг.;

- ы.личие ресурсов знмнэго дипольною топлпвч в летнее ьрЕ мн, совлекаемого в кач-зстве компонента в ргт?» ;уле-п.н.>г') тот

гфс. г:-

7. Пэ релум атям исследования условий глсплуь/а^ии рекл?-идио1.ннх колонн и соответствующих гидравлических расчетов >аботани и йнед^ены мероприятия, обеспечкл.л (ие стабильно

1кгй отбор от потенциала дизельных фреяц.:й и резкое уменьшения |.чаложьния, основные из которых заключаются: ;;

- во-вне^юики холодного (нефтяного} ороивг ия для о'тбензи-Ю1Д-Й колонны К--1, позволившем дклзить ^одгрпсапг раствор^шга: 13 и легких угле^цородов б отбензиненной нгри*. на "•

- в перерэспредэле :ии 1-го; л 11-г* циркуляционных орОтЬниЙ' ,вум- разведённым по высоте потока« 1:свткдое), гомозившим. :к,ально перер»определить пар.)вые, у. жидкостные нагрузки' По рч-

| эсновно?! колонны 1С-''. ' -..'"•• .' ' '

8. Для основной ректйфикгциощюй колонт установлен мум по содержанию бензиновых зфалцг! в' частично 'отб«ч?чненной л, для обеспечения которого.-з кодетте К-1 ¡необходимо тедеьле'. ее а » награ«ле1''ли, позволяющем стабилтгаиротаъб остдаочиие.' ■ чество бензиновых фракций :.а; •

Показано, что стабилизации чребу,„»«ых показателей отчества _'ат1!ваегых прямогонных к^мпо: энт^в в условия*: от-утстоия, чных анализаторов воо;-окна'на относе убавлении {изкыфиквциан-'колонн ми с использованием разрвйотатиой шт^тичёсж^Й л/. Модель учитывает зевиси^ость нелзяеряемше ¿¿чаэатезгвй ., -ства от режим:лис пара».зтров. При погтроэнил «оделя в-<рабп-¿пользованы. методы планирование эагоЕфямвнта -и ваз-», зданий, ченнач на основе эксперта оценен отвергали атов-техноя згов.

10. Результата работы автера таедреяа в ВО Иирттнефтео"г-ез", где за 1980-1991 г^. был" ввпущвно вбяев 30^ *рзс чтем. льеэго топлива УФС, что обеспечило гттнедагческы! эффект овше н.рублей (в ценах 1990 г), и могут зддяжяртвдаяпга приятиях ИОТорькийнефтеоргс-тиеэ'"»

, "Московском Н113, т.к. качество гкрврвазатев'хтс® иерж щ • прздприятиях идентичнг П0яКирип^гаР$тев{гаи5аюз4'.'

По материален диссе^тации оду^Ьтотаяда -ащцугоциа даг%дай

I. Китусов?. Т.Н., Энглин Б.А., Пережигина И.Я. , Сомов Я.®.

Оптимизация качества дательных тотшв. Двигаталэстроенае. IS86 & 3, с.30-31. . - .. •

2. Сомов BJE.,:Варшавский О.М., Колесников 10.А. :: др. Сао пслучэнвд дизельного топлива. A.es. ß.-1431317$ заявл. 13.03.86.

21,10,92г. Зай 36&-80 Ш ИК (ЯШИ, Московский пр.26