Современное состояние и соверш-е схем и технологии вакуумной и глубоковакуумной перегонки мазута

ВП и ГВП мазута в насадочных колоннах. В последние годы в мировой нефтепереработке все более широкое распространение при ВП мазута получают насадочные КУ регулярного типа, обладающие, по сравнению с тарельчатыми, наиболее важным преимуществом — весьма низким гидравлическим сопротивлением на единицу теоретической тарелки. Это достоинство регулярных насадок позволяет конструировать вакуумные РК, способные обеспечить либо более глубокий отбор газойлевых (масляных) фракций с t к.к. вплоть до 600°С, либо при заданной глубине отбора существенно повысить четкость фракционирования масляных дистиллятов. Применяемые в настоящее время высоко производительные ВК с регулярными насадками по способу организации относительного движения контактирующих потоков жидкости и пара можно подразделить на следующие 2 типа:

— противоточные;

— перекрестноточные.

Противоточные ВК с регулярными насадками конструктивно мало отличаются от традиционных малотоннажных насадочных колонн: только вместо насадок насыпного типа устанавливаются блоки или модули из регулярной насадки и устройства для обеспечения равномерного распределения жидкостного орошения по сечению колонны. В сложных колоннах число таких блоков (модулей) равно числу отбираемых фракций мазута.

На Шведском НХК (ФРГ) эксплуатируются две установки этой фирмы производительностью по 2 млн т/г по мазуту. ВК оборудована регулярной насадкой типа ≪Перформ-Грид≫. Давление в верху и зоне питания колонны поддерживается соответственно 7 и 36 гПа (5,2 и 27 мм рт. ст.).

На ряде НПЗ развитых капстран эксплуатируются аналогичные высокопроизводительные установки ВП и ГВП мазута, оборудованные колоннами с регулярными насадками типа ≪Глитч-Грид≫. На некоторых НПЗ России внедрена и успешно функционирует принципиально новая высокоэффективная технология ВП мазута в перекрестноточных насадочных колоннах.

Гидродинамические условия контакта паровой и жидкой фаз в перекрестноточных насадочных колоннах (ПНК) существенно отличаются от таковых при противотоке. В противоточных насадочных колоннах насадка занимает все поперечное сечение колонны, а пар и жидкость движутся навстречу друг другу. В ПНК насадка (в виде различных геометрических фигур: кольцо, треугольник, четырехугольник, многоугольник и т. д.) занимает только часть поперечного сечения колонны. Она изготавливается из традиционных для противоточных насадок материалов: плетеной или вязаной металлической сетки (т. н. рукавные насадки), просечно-вытяжных листов, пластин и т. д. Она проницаема для пара в горизонтальном направлении и для жидкости в вертикальном направлении. По высоте ПНК разделена распределительной плитой на несколько секций (модулей), представляющих собой единую совокупность элемента регулярной насадки с распределителем жидкостного орошения. В пределах каждого модуля организуется перекрестноточное (поперечное) контактирование фаз, т. е. движение жидкости по насадке сверху вниз, организуемое распределителем жидкости, а пара — в горизонтальном направлении. Следовательно, в ПНК жидкость и пары проходят различные независимые сечения, площади которых можно регулировать (что дает проектировщику дополнительную степень свободы), а при противотоке — одно и то же сечение.

Поэтому перекрестноточный контакт фаз позволяет регулировать в оптимальных пределах плотность жидкого и парового орошений изменением толщины и площади поперечного сечения насадочного слоя и тем самым обеспечить почти на порядок превышающую при противотоке скорость паров (в расчете на горизонтальное сечение) без повышения гидравлического сопротивления и значительно более широкий диапазон устойчивой работы колонны при сохранении в целом по аппарату принципа и достоинств противотока фаз, а также устранить такие дефекты, как захлебывание, образование байпасных потоков, брызгоунос и др., характерные для противоточных насадочных или тарельчатых колонн.

Экспериментально установлено, что перекрестноточный насадочный блок конструкции Уфимского государственного нефтяного университета (УГНТУ), выполненный из металлического сетчатовязаного рукава, высотой 0,5 м, эквивалентен одной теоретической тарелке и имеет гидравлическое сопротивление в пределах всего 1 мм рт. ст. (133,3 Па), т. е. в 3…5 раз ниже по сравнению с клапанными тарелками. Это особенно важно тем, что позволяет обеспечить в зоне питания вакуумной ПНК при ее оборудовании насадочным слоем, эквивалентным 10…15 тарелкам, остаточное давление менее 20…30 мм рт. ст. (27…40 гПа) и, как следствие, знач. углубить отбор ВГ и тем самым существенно расширить ресурсы сырья для КК или ГК. Так, расчеты показывают, что при ГВП нефтей типа западно-сибирских выходу тяжелого ВГ 350…690 °С составит 34,1 % (на нефть), что в 1,5 раза больше по сравнению с отбором традиционного ВГ 350…500 °С (выход которого составляет 24,2 %).