Стабилизация нефти с выделением гексановой фракции атмосферной перегонкой (АТ)

(черт. №9846-(1)-1-000-АТХ-2 и черт. №3805-2-УСН-4-1-ПБ-АТХ-2)

Описание схемы приводится с указанием позиций контроля и автоматики распределенной системы управления.

После блока ЭЛОУ обессоленная и обезвоженная нефть поступает в трубное пространство теплообменников Т-1/3, Т-1/4, нагревается за счет тепла отбензиненной нефти до температуры ~150⁰С по TIR-153 и с давлением 5-7 кгс/см² по PIRSA-251¸254 поступает в печь с огневым подогревом П-3.

Перепад давления в блоке теплообмена по тракту отбензиненной нефти от Т-1/1 до
Т-1/4 контролируется с сигнализацией максимального значения (0,6 кгс/см²) по PdIRA-213.

Печь П-3 – вертикально-факельная, коробчатого типа с подовым расположением грелок, с верхним отводом продуктов сгорания в дымовую трубу, монтируемую на печь. Производительность печи 290 т/ч по сырьевой нефти.

В печи предусматривается четырехпоточный горизонтальный змеевик. В поду печи расположено 11 горелок основных, типа ГКС-4 (без мазутного ствола) и 11 горелок пилотных – типа ПГ-28КП.

Печь работает на естественной тяге без воздухоподогревателя. Отметка верха дымовой трубы – 60 м.

Обессоленная нефть подается сверху четырьмя потоками в конвективный змеевик проходит его и по четырем перекидкам поступает в верхнюю часть радиантного змеевика и затем четырьмя потоками выходит из печи. Далее потоки объединяются в один и нефть единым потоком поступает в сепаратор С-1.

Количество нефти в каждом потоке на входе в печь регулируется клапанами-регуляторами расхода FV 311 ¸ 314, с корректировкой по температуре того же потока на выходе из печи, поз. TIRC 171 ¸ 174 соответственно. Переменной регулятора производи-тельности печи FIRC/П-3 является суммарное значение расходов нефти по каждому потоку. Заданием регуляторам температуры нефти по каждому потоку TIRC 171¸174 является температура нефти на общем потоке из печи (ТЕ 150).

Давление нефти на входе в печь контролируется приборами поз. PIRSA 251¸254, устанавливаемыми на каждом потоке. Температура нефти на входе в печь П-3 контролируется прибором поз. TIR 153, установленным на общей линии.

На общей линии нефти к печи П-3 устанавливается отсекатель V4.

На выходе из печи на общем потоке давление нефти контролируется прибором PIR 255, температура – прибором ТЕ 150. Регулирование температуры общего потока нагретой нефти на выходе из печи П-3 (регулятор TIRCA 150) осуществляется воздействием на регулятор расхода топливного газа к основным горелкам FIRC 307.

Печь П-3 работает на газовом топливе. Топливный газ на печь подается из сети ООО «ННПО» от ВКС (сторонний) и, кроме того, используется собственный газ, получаемый на установке. Собственный газ подается на печь из сепаратора С-3, из которого предусмотрен также отбор газа на продувку сепаратора Е-109.

Сторонний топливный газ проходит с газосепаратор ГС-1, где очищается от конденсата, вновь устанавливаемый газовый фильтр Ф-1 (Ф-1а) и через клапан-регулятор давления поз. PV 200 поступает на смешение с собственным газом из С-3. Собственный газ (из сепаратора С-3) проходит вновь устанавливаемый газовый фильтр Ф-2 (Ф-2а) и поступает на смешение со сторонним газом. Расходы стороннего и собственного газа на печь замеряются на узлах коммерческого учета массовыми расходомерами типа «CMF-QM», поз. FЕ 300, FЕ 301, давление – приборами PIR 200 и PIR 201.

В случае аварийного останова печи П-3 на линии топливного газа предусматривается электрозадвижка V11, с помощью которой газ дистанционно переключается на отправку в КСУ.

Далее объединенный топливный газ подогревается во вновь устанавливаемом электрическом подогревателе Т-5 и поступает в печь П-3. Температура газа (120⁰С) после подогревателя Т-5 контролируется прибором поз. TIRA 152, давление – прибором PIR 268. Предусматривается автоматическое регулирование температуры газа после подогревателя Т-5.

Топливный газ к основным горелкам печи поступает через клапан-регулятор расхода поз. FV 307, датчик которого FE 307 находится на общей линии газа. Давление газа к основным горелкам контролируется приборами поз. PIRSA 262А, PIRSA 262В. В проекте предусматривается установка отсекателей поз. V7, V8 с двойной блокировкой и сдувом на свечу поз. V6, для предотвращения попадания газа в топку неработающей печи из-за негерметичности главного и контрольного отключающих устройств, при пуске печи и розжиге горелок.

Топливный газ к пилотным горелкам поступает через клапан-регулятор давления поз. PV 265. Давление газа к пилотным горелкам контролируется приборами
поз. PIRSA 265А, PIRSA 265В. На линии подачи топливного газа устанавливаются отсекатели поз. V9, V10.

Температура дымовых газов контролируется:

- на перевале приборами поз. TIRSA 140А, TIRSA 140В;

- после среднего змеевика камеры конвекции приборами поз. TIRA 151А, TIRA 151В;

- на газоходах до шиберов приборами поз. TIRA 155А, TIRA 155В;

- у основания дымовой трубы поз. TIRA 154.

Разрежение по тракту дымовых газов контролируется:

- у пода поз. PIR 267А, PIR 267В, PIR 267С;

- на выходе из камеры радиации (перевал) приборами поз. PIR 263, PIRSA 264А, PIRSA 264В;

- в газоходах перед шиберами поз. PIRC 266А, PIRC 266В;

- в газоходах после шиберов поз. PIR 269А, PIR 269В.

Разрежение дымовых газов на перевале регулируется шиберами – приборы поз. PV 266А, PV 266В. В качестве переменной используется среднее значение разрежения, определяемое тремя датчиками поз. PIRSA 264А, PIRSA 264В, PIR 263 с корректировкой по разрежению в газоходах до автоматически управляемых шиберов по поз. PIRC 266А, PIRC 266В.

Содержание кислорода и окиси углерода в дымовых газах печи контролируется прибором поз. QE 500.

В печи П-3 предусматривается контроль за наличием пламени основных горелок осуществляемый приборами BAL1А¸11А и контроль за погасанием пламени пилотных – приборами BSAL 1¸11.

Печь П-3 оснащена противоаварийной защитой топочного пространства и трубчатых змеевиков печи.

Противоаварийная защита топочного пространства от образования взрывоопасных газовоздушных смесей обеспечивается следующими блокировками:

- при снижении давления топливного газа, подаваемого на пилотные горелки печи до 10 кПа и на основные горелки – до 1 кПа по "LL" PIRSA-265/А,В и PIRSA-262/А,В, соответственно, а также при повышении давления топливного газа до
11 кПа (0,11 кгс/см²) по по "НН" PIRSA-262/А,В на основные горелки срабатывают отсекатели подачи газа на печь – V7, V8 с открытием клапана сброса V6;

- при снижении разряжения в системе печи до атмосферного давления по блокировке PQIRS-263/å3 закрываются отсекатели V7, V8 подачи газа на печь с открытием клапана V6;

- при погасании пламени на всех контрольных горелках срабатывают блокировки BAL-1A¸11A основных и BSAL-1A¸11A пилотных горелок с отсечкой газа отсекателями V7, V8, V9, V10 и открытием клапана V6.

Трубчатые змеевики печи защищаются системой КиА ПАЗ от перегрева и прогара следующими блокировками и мероприятиями:

- при повышении температуры по TIRSA-171¸174 любого из потоков нефти на выходе из печи до 350⁰С с одновременным понижением расхода нефти по нему до аварийного минимума (20 м³/час по FIRSA-311A¸314A), срабатывает аварийная сигнализация и блокировка с отсечкой топливного газа клапанами V7, V8, V9, V10 и открытием клапана V6;

- при повышении температуры дымовых газов на перевале печи до 1000⁰С
(по TIRSA-140/А,В) и одновременном понижении давления любого из потоков нефти на входе в печь до аварийного минимума (3 кгс/см² по PIRSA-251¸254), срабатывает аварийная сигнализация и блокировка с отсечкой топливного газа на печь - клапана V7, V8, V9, V10 (с открытием V6), отсечкой подачи нефти на печь – клапан V4; при этом по повышению давления сырьевой нефти в системе теплообмена, (>16 кгс/см² по PIRSA-231), останавливаются по блокировке насосы Н-1/1,3;

- при снижении давления нефти на входе в печь или в систему установки (блок теплообмена) до 3 кгс/см² по "LL" PIRSA-251¸254 или "L" PIRSA-231, соответственно, закрываются по блокировке отсекатели V7, V8, останавливаются насосы Н-1/1,3, закрывается отсекатель АЗ-1 на входе нефти на установку;

- аварийное опорожнение змеевиков печи от нефти, при их прогаре или по сигналу «Пожар» осуществляется подачей пара в коллектор разводки нефти по потокам печи. Открытие задвижки подачи пара – V3 осуществляется в управляемом режиме или вручную.

Освобождение змеевиков производится через сепаратор С-1 и блок теплообмена с откачкой нефтепродуктов насосами Н-1/2,4 в нефтепровод.

При этом закрывается отсекатель V4 – подачи нефти на печь, открывается электрозадвижка V-3 – подачи пара на вытеснение нефти из змеевиков печи и открываются (при необходимости) электрозадвижки V-1 и V-2 на подаче пара на паровую завесу и в топочное пространство печи.

Парожидкостная смесь из печи П-3 поступает в сепаратор С-1 для отделения жидкой фазы от паровой. Пары широкой фракции углеводородов из сепаратора поступают под нижнюю тарелку колонны К-1, а жидкая фаза (отбензиненная нефть) с низа сепаратора совместно с кубовым остатком К-1, пройдя через теплообменники Т-1/4, Т-1/3, Т-1/5, Т-1/2, Т-1/1, с температурой не более 75⁰С (по TIR-108) поступает на прием насосов Н-1/2 (Н-1/4) и откачивается с установки по уровню в сепараторе С-1. Уровень в сепараторе поддерживается клапаном-N-2 регулятора LIRCA-401. Максимальный и минимальный уровни в сепараторе С-1 сигнализируются и блокируются (приборы LSA-402, LSA-403):

- при максимальном уровне 1,35м – закрывается отсекатель на подаче нефти на установку АЗ-1, останавливаются насосы Н-1/1, Н-1/3 и отсекается топливный газ к печи П-3;

- при минимальном уровне 0,4 м – закрываются задвижки с электроприводом на нагнетании насосов Н-1/2,(Н-1/4) - АЗ-3; АЗ-14 и останавливаются насосы
Н-1/2, Н-1/4.

Колонна К-1 предназначена для разгонки широкой фракции углеводородов, поступающих из С-1, с получением фракции НК-185 (нестабильного бензина). В этой колонне изменениями параметров режима можно регулировать конец кипения отбираемой фракции.

Колонна К-1 – вертикальный цилиндрический аппарат со сферическими днищами. Внутренний диаметр – 2м. Внутри аппарата установлены 6 ректификационных тарелок клапанного типа. Нумерация тарелок – сверху вниз. Тарелки оборудованы переливными стаканами. Пары из сепаратора С-1 подаются под нижнюю тарелку. Основные параметры в колонне К-1:

- температура верха колонны по TIRCA-132 - 130-160⁰С;

- давление верха колонны (PIR-202) - 1,5 - 2,5 кгс/см² .

Регулирование температуры верха колонны К-1 осуществляется подачей на 1-ю тарелку холодного стабильного бензина из сепаратора С-2. Количество бензина (орошения) регулируется клапаном регулятора FIRC-301 с коррекцией по заданной температуре от регулятора TIRCA-132.

Максимальный и минимальный уровень в кубе колонны сигнализируется LA-404. Кубовый остаток на выходе из колонны К-1 смешивается с потоком отбензиненной нефти из сепаратора С-1, и направляется в блок теплообмена (Т-1/1¸5) на теплоутилизацию, а затем насосами Н-1/2,4, с регулируемым (по уровню в С-1) расходом, через блок АВО-ВХ-3/1-4, закачивается в нефтепровод или в сырьевые парки.

До требуемой температуры – не более 40⁰С по TIR-1004 отбензиненная нефть охлаждается в воздушных холодильниках ВХ-3/1¸4. Расход отбензиненной нефти с установки (на потоке) замеряется расходомером FIRQ-312, и дублируется на узле коммерческого учета массомером типа «ELITE-CMF-400M», поз. FE-302.

С верха колонны К-1 пары нестабильного бензина поступают в колонну К-2.

В шлемовую трубу колонны К-1 через смесительные устройства подаются 20% растворы (в бензине) ингибитора коррозии «Геркулес-30617» и нейтрализатора «Геркулес-54505»
с целью снижения степени коррозии бензинового тракта.

Колонна К-2 в технологическом процессе предназначена для стабилизации бензиновой фракции, получаемой в колонне К-1, с доведением начала кипения до требуемых величин (или доведением упругости паров до величины не более 500 мм.рт.ст.) путем отгонки углеводородов С₁-С₄.

Устройство колонны К-2 аналогично устройству колонны К-1 за исключением схемы ввода потоков и числа тарелок– их 8 шт. Количество клапанов на тарелке–137 шт.

Пары углеводородов, выходящие из К-1 делятся на 2 потока. Часть паров (~21%) поступает под нижнюю тарелку колонны К-2 и в виде питания и одновременно в виде «горячей струи» для поддержания температурного режима низа колонны. Регулирование температуры низа осуществляется путем изменения количества поступающих паров клапаном регулятора расхода FIRC-302 с коррекцией по заданной температуре от регулятора температуры TIRCA-107.

Остальной поток ПГФ К-1 направляется в аппараты воздушного охлаждения
ВХ-1/1, ВХ-1/2, конденсируется и с температурой 35-55⁰С подается в карман верхней тарелки (№1) колонны К-2 в качестве орошения.

Температура на выходе из ВХ-1/1 и ВХ-1/2 поддерживается в заданных пределах регулятором TIRCSA-104 путем изменения числа оборотов электродвигателей вентиляторов и блокировкой (остановкой вентиляторов) при снижении температуры до +15⁰С.

Основные параметры в колонне К-2:

- температура низа (TIRCA-107) - 80-98⁰С;

- температура верха (TIR-106) – не более 70⁰С;

- давление верха (PIRC-207) – 1,5 - 2,2 кгс/см².

Уровень в кубе колонны поддерживается автоматически регулятором LIRCSA-409.

Пары углеводородных газов (С₁-С₄ и частично С₅) с верха К-2 направляются в конденсатор КХ-1 (межтрубное пространство). По трубному пространству в качестве хладоагента подается сырая нефть с выкида насоса Н-1/1 (Н-1/3). Температура (не более 40⁰С) выходящего из КХ-1 газожидкостного потока регулируется подачей нефти с помощью клапана регулятора расхода FIRC-1036, с коррекцией по заданной температуре от регулятора температуры TIRC-1067. Количество подаваемой нефти – не более 75 м³/ч. После КХ-1 нагретая нефть возвращается в холодный поток сырой нефти.

Из КХ-1 газожидкостной поток направляется в сепаратор С-3, где жидкость (конденсат) отделяется от газа. Газы через клапан регулятора давления в К-2
(и системы в целом) PIRC-207 выводятся в систему топливного газа печи П-3, а при остановке печи сбрасываются на КСУ. Расход выработанного газа (~500 нм³/ч) контролируется на потоке по FIRQ-1016, и средствами коммерческого учета – по FE-301.

Постоянный уровень в С-3 поддерживается выдачей конденсата через клапан FVC-1035 регулятора расхода FIRC-1035 с коррекцией по заданному уровню от регулятора уровня LIRC-1097-А. Конденсат может выводиться из С-3 по 2-м схемам:

- на прием насосов сырой нефти Н-1/1,3 до отсекателя АЗ-1 под собственным давлением;

- в поток отбензиненной нефти перед теплообменником Т-1/2 насосами Н-110/1, Н-110/2.

На линии вывода конденсата, после FCV-1035, монтируется узел коммерческого учета его наработки – FE-304.

Насосы Н-110 – герметичные, центробежные с магнитной муфтой. Насосы защищены следующими блокировками:

- отключение электродвигателя насоса при минимальном уровне (10 мм) в С-3 по LIRSA-1097-Б:

- отключение электродвигателя насоса при снижении перепада между выкидом и приемом насоса до 1 кгс/см² по PdIRSA-1086, 1087 (нормальное значение
D р = 1,5 кгс/см²).

С низа колонны К-2 стабильный бензин под давлением системы поступает на охлаждение в ВХ-2/1 и с температурой не более 70⁰С подается на прием насосов Н-2/1,2.

С выкида насосов Н-2/1,2 через задвижки с электроприводом АЗ-5,6 бензин подается в аппарат воздушного охлаждения ВХ-2/2, охлаждается до температуры не более 40⁰С (по TIR-1005) и поступает в сепаратор-отстойник С-2. Сепаратор работает в режиме 100% заполнения. Отделившаяся в сепараторе вода по уровню раздела фаз LIRCA-408 сбрасывается в дренажную емкость Е-1.

Часть бензина в виде орошения подается в колонну К-1, а балансовое количество по уровню в колонне К-2 (LIRCSA-409) выводится с установки в расходные резервуары Р10, Р-12. Количество бензина на потоке замеряется по FIRQ-1001, а на узле коммерческого учета массомерами типа «MICRO MOTION» - поз. FE-303 с фиксацией массового и объемного расхода, плотности, температуры и давления потока.

При минимальном уровне (0,3м) в колонне К-2 (по LIRCSA-409) срабатывает блокировка с остановкой насосов Н-2/1, Н-2/2.

Для исключения образования паровой фазы (пробки) в верхней точке коллектора ввода бензина в ВХ-2/1 при потере давления на дополнительное сопротивление из-за разности высотных отметок уровня в К-2 и входного коллектора ВХ-2/1 предусмотрен ввод холодного бензина («квенч») в горячий поток бензина, выходящий с низа К-2.

Для обеспечения разности температур бензина на выходе из К-2 и на входе в холодильник ВХ-2/1 применен регулятор температуры TIRC-1010 с отбором импульса со входа в ВХ-2/1. Регулятор поддерживает температуру на 2-3⁰С ниже, чем на выходе из колонны. Управляющий сигнал регулятора температуры меняет задание регулятору давления PIRC-1011 охлажденного бензина из ВХ-2/2 в линию бензина из К-2.

Из дренажной емкости Е-1 вода со следами бензина погружным насосом Н-4 откачивается в отстойники. Насос Н-4 включается по максимальному уровню в емкости от LIRSA^н-412 и останавливается по минимальному от LIRSA^L-412.

В дренажную емкость Е-1 направляются также утечки из насосов Н-1/1¸4 и дренажи во время остановки блока.

На аппаратах установки, которые требуют защиты от превышения давления при наличии источника давления и при пожаре установлены предохранительные клапаны. На аппаратах, работающих в режиме 100% заполнения – ЭД-100, ЭД-101, Е-101, Е-102, С-2 предохранительные клапаны рассчитаны на сброс паров во время пожара. Пары при срабатывании ПК из этих аппаратов сбрасываются в газовый (факельный) сепаратор
Е-109. В сепараторе происходит отделение конденсата от газов. Конденсат по уровню в сепараторе LRSA-1099 автоматически сбрасывается через задвижку с электроприводом в дренажную емкость Е-106. Газы из Е-109 и сбросы предклапанов аппаратов С-3, К-2, С-1 направляются через факельный коллектор установки УСН 4-1 в систему факела
ОАО «Самотлорнефтегаз». Сепаратор Е-109, объемом 6,3 м³ используется в качестве факельного временно.

В приемный коллектор сепаратора Е-109 постоянно подается продувочный (выметающий) газ от линии газов стабилизации, выходящих из сепаратора С-3 на КСУ.

На наружных площадках и в закрытых помещениях установки стабилизации установлены газосигнализаторы довзрывных концентраций (ДВК).

При поступлении сигнала с датчика загазованности срабатывают следующие блокировки и аварийная сигнализация:

- закрытие А3-1, V7¸10, открытие V6, V1; отключение насосов Н-1/1,3; при пожаре и загазованности 40% от НКПВ на технологической площадке,
в технологической насосной и на площадке печи П-3

- включение сигнализации и аварийной вентиляции технологической насосной при загазованности помещения 20% от НКПВ;