Водное хозяйство технологических установок переработки нефти.

 

На рис.2 приведена принципиальная схема технологической установки переработки нефти. Основой процесса переработки нефти является разделение ее на фракции в технологических колонах. Процесс требует нагрева нефти, который осуществляется в печах за счет сжигания части нефти. Для процесса разделения нефти в колонну подается пар с различной температурой. Количество тепла вводимого от печи и от пара определяется технологическим режимом. Продукты после разделения выходят из колонны с избыточной температурой и подвергаются охлаждению. Часть тепла снимается приходящим на переработку сырьем. Полная рекуперация тепла за счет перерабатываемого сырья невозможна. Остаточная температура продуктов после рекуперации превышает температуру его хранения. Окончательное охлаждение осуществ­ляется в водяных холодильниках с использованием оборотной воды. Расход воды на охлаждение определяется количеством тепла в продуктах после сырьевых теплообменников. В 60-х годах промышленность начала выпускать аппараты воздушного охлаждения. В настоящее время на новых технологических установках имеется большое количество аппаратов воздушного охлаждения. Их применение позволяет существенно сократить количество оборотной воды.

Применение воздушных холодильников на существующих установ­ках осложняется, как территориально, так и условиями гидравлических сопротивлений потоков. Полный перевод на аппараты воздушного охлаждения невозможен из-за превышения температуры охлажденного продукта после аппарата над температурой его хранения. Как правило, температура охлажденного продукта по регламенту 35-45 °С.

По технологии переработки нефти все светлые нефтепродукты подвергаются щелочной обработке от меркаптанов и сульфидов. Процесс осуществляется пропуском продукта через емкость со щелочью. По мере сработки щелочи по концентрации емкость заполняется свежей, а отра­ботанная откачивается в специальную сернистощелочную канализацию. Периодичность замены щелочи колеблется в пределах 3-10 недель. Частично щелочь подается в верх колонны для снижения коррозионности среды.

Пар, поданный в колонну, конденсируется в конденсаторах-холодильниках и поступает в отстойник на разделение. Загрязненный продуктом конденсат из отстойников отводится в канализацию.

Оборотная вода подается для охлаждения технологических насосов, в которых загрязняется нефтепродуктами и отводится в ка­нализацию.

Площадки технологических установок имеют бетонное покрытие и оборудуются дождеприемниками, для отвода дождевого стока. Таким образом, технологическая установка имеет промливневую ка­нализацию (от технологических насосов, дождеприемников и отстой­ников разделения конденсата) и сернисто-щелочную канализацию.

В приложении 1 приведены расходы сырья, продуктов, реагентов и энергоносителей по технологическому производству КНПЗ за 2002 г.

Анализ данных приложения 1 показывает, что кроме щелочи (NаОН) в технологии применяются NН4ОН и Nа2СО3. Специфические реа­генты - четыреххлористый углерод и дихлорэтан - применяются на платформингах для регенерации катализатора. Схема регенерации закрытая. При регенерации указанные реагенты разлагаются. Основной компонент - хлор - поступает в катализатор, остальное растворяется в перерабатываемом сырье. Таким образом, указанные реагенты ни в оборотную воду ни в канализацию не поступают. Катализаторы после выработки выгружаются и отправляются на катализаторную фабрику для переработки.

По технологии нефть, как сырье, перерабатывается на установках АВТ. На остальных установках перерабатываются ее фракции.

Количество установок по переработки после АВТ увеличивает глубину переработки, а следовательно и удельные расходы воды и стоков.

Приводимая на ОАО Куйбышевский НПЗ модернизация технологического производства обеспечивает стабильное снижение удельных показателей расходов воды и стоков (табл. 1).

 

 

Таблица 1

Удельные расходы, м3/т год	1993 г	1997 г	2002 г
Свежей воды	1,84	1,24	0,999
Оборотной воды	27,8	24,1	15,1
Сточной воды	1,12	0,76	0,649

 

Введение в эксплуатацию в 1995 г. комплекса ЭЛОУ – АВТ – 3,5 млн. (АВТ-5) позволил исключить из технологического процесса технически устаревшие установки: АВТ-1, АВТ-2, АВТ-3, ЭЛОУ-1; ЭЛОУ-2; ЭЛОУ-4; ЭЛОУ-5; 49/1, 22/4, ГКУ.

Реконструкция технологической установки висбрекинга осуществлялась с переводом водяного охлаждения продуктов на воздушное.

Воздушные холодильники обеспечивают охлаждение 70 % объема избыточного тепла продуктов, что позволило заменить потребный расход оборотной воды. Установка гидроочистка (24/7) полностью переведена на воздушное охлаждение.

Сокращение расхода стоков обеспечивается за счёт перевода охлаждения технологических насосов на закрытую схему.(установки АВТ-4, АВТ-5, висбрекинг, легкий гидрокрекинг, 24/6).

Возврат сточных вод в оборотную систему при значительном снижении объема сточных вод будет иметь отрицательные последствия одновременно как в увеличении солесодержания воды оборотных систем так и очищенных сточных вод, поступающих в р. Волга.

Сточные воды, образующиеся из оборотной воды являются продувочными водами оборотной системы. Поэтому имеется определённый процент продувки, который не может заменяться сточными водами. Для условий качество воды р. Волга оптимальным является процент водооборота следует считать 95 % и величину продувки 3,4 % (с учётом капитального износа)

Проектная производи­тельность завода по переработки 7,0 млн. т/год. Фактическая в 2002 г.-5,25 млн. т/год, т.е. загрузка мощностей 75%.

Процент водооборота по технологическим установкам в 2002 году составил 96,5% против 94,4% в 1993году. Процент водооборота без возврата стоков 95,1 %

Увеличение процента водооборота достигнуто за счет возврата биологически очищенных стоков в количестве 4035 м³/сут.

В таблице 1 приведены удельные нормы расхода воды и стоков без возврата очищенных стоков. Расчеты сделаны на проектную производительность 7 млн. т/год, так как система водного хозяйства установок и завода рассчитаны и построены на проектную производительность. Уменьшение объема переработки не приводит к пропорциональному снижению расхода стоков с технологических установок, так как 80 % стоков составляет расход охлаждения технологических насосов на установках (см. рис. 2). Расход воды на охлаждение и уплотнение сальников насосов не зависит от их фактической производительности, а определяется конструкцией сальникового устройства (мягкая сальниковая набивка, торцевое уплотнение одинарное или двойное) (см. нормативный справочный документ 12 в разделе «Введение»). Также снижение объема переработки не приводит к прямому сокращению расхода оборотной воды на холодильники по двум причинам: тепловым и гидродинамическим. При снижении переработки уменьшается количество перерабатываемого сырья, а, следовательно, уменьшается объем тепла, отводимого продуктом в режиме рекуперации (см. рис. 2). Это приводит к повышению объема тепла, отводимого водяными холодильниками. Таким образом, определить объем снижения количества отводимого тепла на каждый холодильник в условиях эксплуатации – задача неразрешимая.

По гидродинамическим условиям в кожухотрубных холодильниках устанавливается минимальная скорость протекания не менее 0,3 м/с для обеспечения турбулентного режима. Снижение расхода воды приведет к полному заиливанию трубок холодильника по закону осаждения взвеси при ламинарном режиме движения. Снижение расхода воды имеет место для потоков, участвующих непосредственно в процессе, как, например, подача пара в колонну. Снижение объема переработки влияет на объем реагентов, применяемых в процессе, и, следовательно, уменьшается расход сернисто-щелочных, кислотных стоков и технологических конденсатов.

Поэтому увеличение объема возврата очищенных стоков с 996 000 м³/г до 1 473 000 м³/г привело не только к повышению солесодержания оборотной воды, но и повышению солесодержания сточных вод с 950 г/м³ до 1 100 г/м³. Для улучшения качества оборотной воды допустимым является возврат 900 000 г/м³ это обеспечивает процент водооборота 95% и коэффициент концентрирования солей не более k=1,5.