Ещё одной из установок первичной переработки нефти, запущенных в эксплуатацию в 1930-м году, была трубчатая установка Бормана, которая была сооружена по типовому проекту в Грозном и Туапсе.
Описание схемы работы установки
1. Нефть из сырьевого резервуара, установленного на возвышенности, поступает по 6-дюймовому (152,4 мм) трубопроводу в «холодный» насос.
2. При достаточно высоком уровне нефти в резервуаре, её естественного напора хватало для преодоления всех сопротивлений в аппаратуре до первого эвапоратора. Когда уровень жидкости в резервуаре понижался, то приходилось запускать в работу один из двух насосов 1.
3. Нефть в первую очередь проходила по трубному пространству теплообменника соляра 7 (горизонтальная трубчатка), где подогревалась теплом солярового дистиллята.
4. Далее нефть поступала в конденсатор бензиновых паров 2, где подогревалась за счёт теплоты конденсации смеси бензиновых и водяных паров, которые поступали из колонки VI.
5. Подогретая в конденсаторе бензиновых паров 2 нефть далее разветвлялась на 3 потока, которая параллельно поступало в трубчатые теплообменники 3, 4 и 5. Эти теплообменники использовались для подогрева нефть за счет теплоты отводимых продуктов и отличались друг от друга только параметрами:
- в теплообменнике 3 горячим теплоносителем служит флегма из колонны IV, которая охлаждается здесь до 68-70 °С и насосом подается на колонку III для орошения;
- в теплообменнике 4 нефть нагревалась флегмой из колонны III, которая после охлаждения подавалась насосом для орошения колонны II;
- в теплообменнике 5 нефть нагревалась отводимым из мазутного теплообменника 6 мазутом, который при этом охлаждался со 163 °С до 150 °С и пройдя водяной холодильник поступал в приёмник.
6. По проекту все три теплообменника должны были подогреть нефть до одинаковой температуры, для чего предусматривались регистрирующие и саморегулирующиеся приборы.
7. Нефтяные пары из теплообменников 3, 4 и 5 направлялись в колонну IV, где пары ректифицировались и попадали в конденсатор смешения G, а флегма стекала обратно в линию сырой нефти.
8. Выйдя из теплообменников 3, 4 и 5 нефть объединялась в общий поток и поступала в мазутный теплообменник 6 (первый мазутный регенератор).
9. В регенераторе 6 нагрев нефти осуществлялся отходящим из колонны II мазутом, а отпаривавшиеся при этом нефтяные пары поступали в паровое пространство колонны I, на уровне подачи эвапорируемой жидкости.
10. Мазутный регенератор 6, как по конструкции, так и по размерам, ничем ие отличался от теплообменника 3.
11. Из теплообменника 6 нагретая до 120 °С нефть подавалась в колонну I, которая называлась первым эвапоратором, в котором:
- бензиновые пары конденсировались в конденсаторе смешения, сепарировались от воды в отделительном баллоне и частично поступали в колонны I и VII в качестве орошения при отборе легкого бензина или же полностью на сортировку;
- полумазут снизу забирался горячим насосом и подавался в трубчатую печь где подогревался до 260-270 °С.
12. Для эвапорации нагретая нефть из печи поступала в колонну II, где:
- пары отводились сверху колонны и поступали в среднюю часть колонны III;
- мазут выходил снизу и через теплообменники 6 и 5 и водяной холодильник поступал в мазутный приемник.
13. Из колонны III пары аналогично проходли в колонну IV, затем в колонну V и, наконец, в колонну VI.
14. Из колонны VI смесь водяных и нефтяных паров попадает в бензиновый конденсатор 2, охлаждаемый сырой нефтью.
15. Флегма из колонны III сначала поступала в отделительный баллон, а оттуда:
- частично в трубчатку I, откуда часть потока насосом подается на орошение колонны II, а часть - через теплообменник 7;
- частично через оросительный холодильник на сортировку.
16. Отделительными баллонами были оборудованы все колонны, в которых отбиралась флегма, за исключением V и VI, в которых флегма для орошения охлаждалась в трубчатых холодильниках, а избыток её через оросительные холодильник отводился на сортировку.
Оборудование установки Бормана
Насосные агрегаты
Для подачи холодной нефти в регенерационную часть установки использовалась пара двухцилиндровых паровых насоса, основной и резервный:
- 4-кратного действия Шваде Дуплекс;
- производительностью 1000 литров в минуту, с воздушным колпаком;
- приводимые в действие паром высокого давления до 16 атм;
- в зависимости от нагрузки пар до впуска в цилиндр компримировался до 10-12 атм;
- рабочее давление, развивавшегося насосом, достигало 7-7,5 атм;
- подача сырья регулировалась в зависимости от уровня жидкости в 1-м эвапораторе, указываемого поплавком.
Подача полумазута из 1-го эвапоратора в трубчатый подогреватель (печь) производится аналогичным насосом.
«Холодный» насос (подачи нефти) работал безукоризненно, в отличие от «горячих» насосов (подачи полумазута).
При работе установки с расчетной производительностью 1000 литров в минуту, при небольшом содержании в нефти воды и умеренной температуре всасываемой нефти (в среднем 120 °С) насосы работали удовлетворительно. При более высокой температуре нефти или большем содержании воды насос начинал сильно стучать, а потом и совсем прекращал подачу, поэтому продукт приходилось охлаждать.
Все эти насосы подачи орошения были одноступенчатыми, низкого давления и развивали напор, недостаточный чтобы преодолеть сопротивление до колонок, и потому бывали перерывы в подаче флегмы, вследствие чего иногда наблюдались колебания в работе колонок.
Трубчатый подогреватель (печь)
Печи состояли из камеры сгорания А, рабочего пространства для нагрева нефти В по обе стороны от камеры сгорания и камеры для пароперегревателя С.
Все три части были отделены от действия пламени вертикальными стенками из огнеупорного кирпича.
Каждая из камер В, в которых находились трубы для нагрева нефти, в свою очередь были разделены вертикальными поперечными стенками на 2 половины.
Печь отапливалась четырьмя форсунками.
Дымовые газы поднимались в камере сгорания А вверх и разбиваются на 5 потоков, один из которых через поперечную стенку f попадал в пароперегревательную камеру, а остальные 4 переваливали через продольные стенки k в правую и левую части рабочего пространства печи В.
В рабочем пространстве печи В, омывая нагревательные трубы, газы опу скались вниз и по боровкам m поступали в общий боров и в дымовую трубу. Каждая из пяти струй дымовых газов проходила по отдельному
боровку с шибером. Последний позволял регулировать количество проходящих через него газов, а следовательно, и температуру всех отдельных частей печи.
Дымовые газы отводились из печи с помощью ротатора, соединенного с мотором на 220 В и с рабочим током в 56,5 А. Часть газов при этом обратно подавалась в камеру устроенную с задней стороны печи, а оттуда по каналам n и окнам o - в камеру сгорания.
Таким образом взамен большого избытка воздуха для понижения температуры топки, уносящего с собой существенное количество тепла, была использована рециркуляция дымовых газов, позволяющая получить более мягкий нагрев без большой потери тепла.
Наличие заслонок в рециркуляционных каналах позволяло в широких пре делах изменять объём подаваемых в топку отработанных газов, вплоть до полного прекращения, а взамен их подводить добавочный воздух.
Ректификационные колонны
Эвапоратор состоял из трех частей:
- нижней, служащей для сбора жидкости;
- средней уширенной части, куда вводится эвапорируемая жидкость;
- верхней концентрационной части.
Толщина стенок нижней части 15 мм, средней и верхней 12 мм, днища - 15 мм. Отдельные части колонны имели сварные швы и соединялись друг с другом при помощи фланцев из уголков, размером 110 х 110 х 30 мм, при варенных к корпусу.
Общая высота колонны составляла 12,6 м, в том числе:
- нижней части - 5536 мм;
- средней части - 3000 мм;
- верхней части до крышки - 3564 мм.
Диаметры соответственно: верхней части - 2000 шт, средней - 2500 мм и 1976 мм.
Колонна устанавливалась на бетонном фундаменте и кроме того, в средней части имела 4 опорных лапки, которыми опиралась на двутавровые балки, установленные на железных колоннах.
Горячая нефть вводилась в колонну по трубе А диаметром 150 мм, которая имела не радиальное направление, а была направлена к стенке, и нефть при выходе из нее не разбрызгивалась по всему сечению колонны, а под некоторым углом ударялась об стенку, и размазывалась по ней, образуя более или менее тонкую пленку жидкости.
С целью получения большей скорости нефтяной струи и, следовательно, большего разбрызгивания, нефтеподающая труба к концу суживалась с 150 мм до 60 мм.
Для предохранения стенки колонны от вымывания струей нефти служил предохранительный лист шириной 500 мм и толщиной - 12 мм, приклепанный в месте падения струи, а для устранения возможности увлечения частиц сырой нефти восходящими парами над самым выходом нефти в колонну был приклепан к стенке перпендикулярно другой лист, шириной в 300 мм и толщиной - 6 мм.
В верхней, концентрационной части колонны размещались 9 чугунных тарелок с насыпанными на них кольцами Рашига, толщиной слоя в 200 мм. Расстояние между тарелками составляло 550 мм, за исключением пространства между первой и второй тарелками сверху, где помещалась система охлаждающих труб, служащих для отбивания хвостовых фракций.
В нижней части колонны помещались 5 тарелок не имевшие насадок.
Эвапорируемая нефть, стекая в нижнюю часть колонны, образовывала свободное зеркало испарения. Высота зеркала составляла около 3,5 м от днища, причем уровень контролировался поплавком В.
Для более полного отгона легких фракций предусматривался ввод в колонну открытого перегретого пара через барботёр.
Вторая колонна (второй эвапоратор) служили исключительно для эвопарации нагретой в трубчатой печи нефти. Она предназначалась для частичной ректификации отгоняемых погонов от мазута и потому по своим размерам значительно меньше колонны I и остальных колонн.
Нефть входила в колонку из обоих секций нагревательных труб отдельно, с двух противоположных сторон. Устройство нефтепроводящих труб такое же, как и в описанной колонне I.
Колонны III-VI были совершенно одинаковы и состояли из двух частей - концентрационной и .потерной.
Концентрационная часть имела высоту 6550 мм и состояла ив двух поясов и крышки, соединяющихся друг с другом при помощи фланцев. Диаметр этой части - 2476 мм.
Высота нижней части составляла 2400 мм и диаметр 1234 мм.
Общая высота колонки 9,8 м.
Колонны были оснащены 13 тарелками:
- в верхней части размещались 10 тарелок аналогичных эвапораторам. Толщина слои колец Рашига составляла 200 мм.
- в нижней части имелись 3 тарелки.
Расстояние между тарелками 550 мм в верхней части и 500 мм в нижней. Все колонны были снабжены разбрызгивающим аппаратом для орошения и барботером для пара. Кроме того, в нижней части колонки VI был смонтирован паровой змеевик поверхностью нагрева в 7 кв.метров, которым, кстати сказать, никогда не пользовались, потому что как верх, так и низ (флегма) колонки VI давали продукт одного сорта - бензин.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.