Мини НПЗ (1 тонна/сутки)

Переработка сырой нефти в дизельное топливо и бензин
Производительность: 1 тонна в сутки
Полностью автоматическая, непрерывного действия

1. Обзор проекта и краткое описание конструкции

1.1 Обзор проекта
Наименование оборудования: дистилляционная установка для очистки сырой нефти с получением дизельного топлива и бензина
Производительность: 3 тонны в сутки

1.2 Краткое описание конструкции

1.2.1 Исходные данные для проектирования

Таблица 1 – Результаты анализа сырой нефти заказчика

Примечание: Расчет произведен при значении плотности D²⁰₄ = 0,8717, K = 12.

Таблица 2 – Данные по разгонке сырой нефти (истинные температуры кипения)

Данные по фактической перегонке (разгонке по истинным температурам кипения) заказчиком не предоставлены.

1.2.2 Технологическое проектирование

Наша передовая технология включает в себя систему нагрева с расплавом солей, тонкопленочные испарители, а также вакуумные ректификационные колонны с катализатором и систему дальнейшей переработки. Управление процессом осуществляется с помощью системы ПЛК (программируемого логического контроллера).

В данном проекте применяется новейшая усовершенствованная технология нормального и пониженного давления. Данная программа дополняет классический процесс с нормальным и пониженным давлением технологией разделения на бензин, дизельное топливо, тяжелое дизельное топливо и базовое масло, а также технологией метеорологического крекинга (термического расщепления) до дизельных фракций, применимой для переработки сырой нефти. На основе выполненных имитационных расчетов технологических процессов, подбора такого оборудования, как теплообменники и внутренние компоненты колонн, а также гидравлических расчетов, осуществляется последующее изготовление теплообменников, корпусов колонн, внутренних устройств колонн и прочего оборудования.

Требования к проектированию: после переработки по данной технологии с получением крекинг-дизельного топлива выход готового продукта (нефтепродукта) должен составлять не менее 80 % (при условии, что содержание воды и примесей в сырье заказчика составляет < 1 %, а показатель разгонки получаемого дизельного топлива после фракционирования должен соответствовать требованиям государственных стандартов).

1.3 Перечень нормативной документации

• HG20652-98— Технические условия на проектирование колонных аппаратов;
• HGJ211-85— Спецификации на изготовление и приемку химического колонного оборудования;
• HG/T20592-2009— Стальные трубные фланцы, прокладки и крепежные детали (стандарт);
• HG/T20615-2009— Стальные трубные фланцы, прокладки и крепежные детали (американский стандарт);
• HG/T21559.2-2005— Стандарт на гофрированные насадки из перфорированного листа нержавеющей стали;
• HG/T21559.3-2005— Стандарт на гофрированные сетчатые насадки из нержавеющей стали;
• SH3514-2001— Нормы контроля качества и оценки монтажа оборудования нефтехимических установок;
• SH3098-2000— Спецификация по проектированию колонн для нефтехимии;
• SH3088-1998— Спецификация по проектированию колонн для нефтехимии;
• GB/T985.1-2008— Основные формы и размеры разделок кромок под сварные швы при газовой сварке, ручной электродуговой сварке и сварке в среде защитных газов.

1. Технология
   2.1 Технологическая схема
   

2.2 Описание основного оборудования и перечень (спецификация) оборудования

2.3 Технологическая схема (полная последовательность потоков)

Сырая нефть (Поток 101: 40–50 °C)
→ [Насос P101]
→ [Электрообессоливающая установка V101] → Предварительная подготовка (Поток 102: отводится)
    ↓ (Поток 103: Обессоленная сырая нефть)
→ [Многосекционный теплообменник E101~E105] →
    (Поток 104: 230–240 °C)
    ↓ (Опционально)
→ [Колонна предварительной перегонки T101] → Легкие компоненты (Поток 105: объединяется с нафтой)
    ↓ (Поток 106: Предварительно нагретая сырая нефть)
→ [Атмосферная печь F101] → (Поток 107: 360–370 °C)
→ [Атмосферная ректификационная колонна T102]

    ↓ (С верха колонны, Поток 108) → Нафта (бензиновая фракция) + Неконденсируемые газы (направляются на дальнейшую переработку)
    ↓ (Атмосферный боковой отвод 1, Поток 109) → Керосин (180–240 °C)
    ↓ (Атмосферный боковой отвод 2, Поток 110) → Легкое дизельное топливо (240–300 °C)
    ↓ (Атмосферный боковой отвод 3, Поток 111) → Тяжелое дизельное топливо (300–360 °C)
    ↓ (С низа колонны, Поток 112: >360 °C) → Атмосферный остаток (гудрон)

    ↓ (Насос P102)
→ [Вакуумная печь F102] → (Поток 113: 390–410 °C)
→ [Вакуумная ректификационная колонна T103] (оснащена вакуумной системой V102)

    ↓ (Боковой отвод, Поток 114) → Вакуумный газойль (направляется на каталитический крекинг / гидрокрекинг)
    ↓ (С низа колонны, Поток 115) → Вакуумный остаток (направляется на коксование / производство битума)

2.3 Описание технологической схемы:

Атмосферная и вакуумная перегонка сырой нефти является основным процессом первичной переработки на нефтеперерабатывающем заводе. Данный процесс разделяет сырую нефть на различные фракции посредством физической дистилляции, основанной на различии температур кипения, без протекания химических реакций. Весь технологический процесс включает в себя три основных этапа, подробное описание которых приведено ниже:

1. Предварительная подготовка сырой нефти
   Исходная сырая нефть сначала подается в блок предварительной подготовки, где применяется комбинированный процесс, включающий термохимическое отстаивание и фильтрационно-адсорбционную очистку для удаления примесей. Вводится деэмульгатор для разрушения водонефтяной эмульсии, затем нефть нагревается для ускорения осаждения капель воды и примесей, которые отделяются методом гравитационного отстаивания. После этого сырая нефть проходит фильтрацию для задержания твердых частиц и адсорбцию для удаления смол и асфальтенов, что обеспечивает очистку сырья. Очищенная сырая нефть подогревается за счет использования вторичного тепла (утилизации тепла отходящих потоков), чтобы подготовиться к последующей перегонке. Данный этап направлен на предотвращение коррозии и забивки оборудования, а также на обеспечение стабильности технологического процесса.
2. Атмосферная перегонка (основное фракционирование)
   Очищенная и предварительно подогретая сырая нефть может опционально (по выбору) проходить через колонну предварительной перегонки для удаления легких компонентов с целью снижения нагрузки на главную ректификационную колонну. Затем сырая нефть нагревается до требуемой температуры и поступает в атмосферную колонну для фракционирования. В зависимости от различия температур кипения сырая нефть разделяется по высоте колонны (сверху вниз) на следующие фракции: нафта (бензиновая фракция), керосин, легкое дизельное топливо, тяжелое дизельное топливо и атмосферный остаток.
3. Вакуумная перегонка (глубокая перегонка)
   Атмосферный остаток нагревается до требуемой температуры (строго контролируемой во избежание крекинга/термического расщепления) и затем поступает в вакуумную колонну. В условиях вакуума температуры кипения компонентов снижаются, что позволяет дополнительно фракционировать тяжелые компоненты, содержащиеся в атмосферном остатке. Боковой отбор вакуумной колонны позволяет получать вакуумный газойль (используемый в качестве сырья для последующей вторичной переработки), а с низа колонны отбирается вакуумный остаток (используемый как сырье для производства котельного топлива, коксования и битума). Это позволяет повысить степень использования (глубину переработки) сырой нефти.
4. Система облагораживания (гидроочистки/рафинирования)
   Фракции, полученные в результате атмосферной и вакуумной перегонки (нафта, керосин, дизельное топливо и др.), поступают в систему колонн облагораживания (рафинирования) для дальнейшей глубокой очистки. Данный процесс обеспечивает удаление таких примесей, как серосодержащие, азотсодержащие и кислородсодержащие соединения, преимущественно методами гидроочистки или экстракции растворителями. Это позволяет повысить качество продукции до уровня, соответствующего требованиям стандартов, и обеспечить необходимые эксплуатационные характеристики конечных продуктов.

Индекс дизельного топлива

2.4. Преимущества технологии атмосферной и вакуумной перегонки:

1. Низкая рабочая температура:Благодаря пониженному давлению дистилляции вакуумная перегонка требует более низкой температуры для достижения того же эффекта разделения, что позволяет избежать разрушения (термического разложения) соединений при высоких температурах.
2. Высокая чистота:Вакуумная перегонка позволяет эффективно отделять низкокипящие соединения от высококипящих, тем самым повышая чистоту получаемых нефтепродуктов.
3. Энергосбережение:Поскольку вакуумная перегонка требует более низкой температуры и давления, она имеет меньшее энергопотребление по сравнению с традиционными методами перегонки.

Использование высокоэффективных внутренних устройств колонн обеспечивает высокую эффективность разделения. Например, в ректификационной колонне, в зависимости от вязкости перерабатываемого материала, в зоне ниже ввода сырья применяются насадки с большим пропускным сечением и высокой устойчивостью к забиванию (закоксовыванию). В верхней части колонны используются насадки с высокой разделительной способностью для обеспечения требуемых показателей по запаху, цвету и другим нормативным характеристикам конечного продукта.

Осуществляется строгий контроль давления и температуры в каждой колонне для обеспечения высокого качества и выхода (рекуперации) конечного продукта.

2.5. Соотношение компонентов после разделения и анализ
На основе данных по исходному сырью ориентировочный выход каждой фракции следующий:

В основном для бензиновой и дизельной фракций

1. Преимущества в области проектирования и изготовления

3.1 Преимущества технологического проектирования

• Высокоточные имитационные (симуляционные) расчеты технологических процессов, которые обеспечивают надежную основу для высокой эффективности разделения и оптимизированного проектирования всего процесса в целом.
• Оптимизация схемы теплообмена (теплообменной сети), позволяющая снизить энергопотребление системы; максимальная рекуперация тепла готовой продукции. После нормального запуска установки тепло, необходимое для нагрева исходного сырья, обеспечивается за счет теплообмена с продуктами перегонки.
• Обширная база термодинамических данных и многолетний накопленный опыт лабораторных экспериментальных исследований, включая данные по равновесию пар–жидкость, а также данные по коррозионным механизмам материалов.
• Применение высокоэффективных внутренних контактных устройств колонн гарантирует высокую эффективность разделения. Например, в ректификационной колонне, в зависимости от вязкости сырья, ниже точки ввода применяются насадки с высокой пропускной способностью и повышенной устойчивостью к забиванию (закоксовыванию).
• В верхней части колонны используются насадки с высокой разделительной способностью, обеспечивающие соблюдение таких нормативных показателей конечного продукта, как запах, цвет и другие качественные характеристики.
• Осуществляется строгий контроль давления и температуры в каждой колонне для гарантии высокого качества и максимального выхода (рекуперации) продукта.

3.2 Преимущества используемого оборудования

Насадочные материалы
Насадочные материалы и прочие внутренние конструкции в колоннах полностью изготавливаются из нержавеющей стали марки 304. Насадка по всей высоте колонны сегментируется (разбивается на зоны) в соответствии с характеристиками используемых типоразмеров насадок. Выше и ниже ввода сырья, в зависимости от требований к разделению фракций, применяются насадки различных спецификаций, что обеспечивает требуемую гидравлику потоков материалов, эффективность разделения и чистоту получаемых фракций.

Нагревательное оборудование
Нагрев перерабатываемого сырья (за исключением пускового подогревателя, работающего на жидком теплоносителе) осуществляется за счет рекуперации тепла отходящих технологических потоков оборудования. Тепло от готовой продукции эффективно утилизируется (возвращается в цикл). Это позволяет сэкономить большую часть энергопотребления в процессе производства и обеспечивает основную долю прибыли для компании.

3.3 Изготовление оборудования

На этапе подготовки к производству оборудования, согласно требованиям технологического проекта, а также с учетом габаритов и спецификаций оборудования, выполняются выбор, расчет и установление следующих параметров: рабочее давление, максимально допустимое расчетное давление, рабочая температура, максимально допустимая расчетная температура, материал корпуса и внутренних устройств, а также страна/завод-изготовитель исходных материалов.

Сварочные работы, вальцевание (гибка листового металла) и другие операции в процессе производства выполняются на полностью автоматизированных станках, что гарантирует высокое качество сварных швов и соответствие требованиям государственных стандартов. Для каждой единицы изготовленного оборудования проводятся такие обязательные процедуры, как испытание на прочность (опрессовка), испытание на герметичность под давлением в течение 24 часов, а также неразрушающий контроль (дефектоскопия). Это необходимо для обеспечения высокого качества отгружаемой с завода продукции.

После изготовления оборудование, при необходимости, проходит специальную поверхностную обработку (антикоррозионную, термообработку и т.д.) для обеспечения его коррозионной стойкости и других требуемых эксплуатационных характеристик. При транспортировке наша компания выполняет усиление и фиксацию (крепление) оборудования, чтобы гарантировать отсутствие повреждений в ходе перевозки.

4. Перечень (спецификация) оборудования