Обоснуйте классификацию способов конденсации паров вакуумной колонны

Используемые в современной нефтепереработке различ­ные системы создания вакуума в промышленных колоннах классифицируется по следующим признакам:

по способу конденсации паров;

по типу применяемых вакуум-насосов;

по типу связи сборника конденсата с окружающей средой.

Для конденсация паров вакуумной колонны на практике применяются два следующие способа:

- конденсация с ректификацией в верхней секции вакуумной колонны посредствам: верхнего циркуляционного ороше­ния (ВЦО) или острого орошения (СЮ);

- конденсация без ректификации вне колонны в выносных конденсаторах-холодильниках;

- поверхностного типа (ПКХ) теплообменом с нефтью, нефтяными фракциями, водой или воздухом;

˗ барометрического типа (БКС) смешением с водой или газойлем, выполняющим роль хладоагента и абсорбента;

˗ межступенчатых конденсаторах водой, устанавливаемых непосредственно в пароэжекторных насосах (ПЭК).

Для создания достаточно глубокого вакуума в колонне не обязательно включение в КВС одновременно всех перечисленных выше способов конденсации. Так, на некоторых НПЗ в конденсационно-вакуумсоздающей системе (КВС) отсут­ствуют поверхностные конденсаторы-холодильники по той причине, что они, хотя позволяют уменьшить объем эжекти руемых паров, существенно повышают гидравлическое со­противление в системе. Широко применялись в КВС 1-го и 2-го поколений барометрические конденсаторы смешения, характеризующиеся низким гидравлическим сопротивлени­ем и высокой эффективностью теплообмена. Основной недостаток БКС - загрязнение нефтепродуктом и сероводородом оборотной воды при использовании последней в качестве хладоагента и одновременно абсорбента охлажденного вакуумного газойля. По экологическим требованиям в КВС современных, вновь строящихся и перспективных высокопроизво­дительных установок АВТ БКС, как правило, отсутствуют. Не обязательно также включение в КВС одновременно обо­их способов конденсация паров с ректификацией в верхней секции колонны: для этой цели вполне достаточно одного из двух способов. Однако ВЦО значительно предпочтительнее и находит широкое применение, поскольку по сравнению с ВОО позволяет более полно утилизировать тепло конденсации паров.

Обоснуйте возможность применения вакуумсоздающих систем с паровыми эжекторами для содания вакуума

В качестве вакуум-насосов в настоящие время применяют преимущественно струйные насосы - одно-двух или трехступенчатые эжекторы на водяном паре с промежуточной его конденсацией (ПЭН) и реже - вакуум-насосы с электрическим приводом (ЭВН). По признаку связи с окружающей средой различают сборники конденсата открытого типа - колодцы барометрические (БК) и закрытого типа - емкости сепа­раторы (Е).

Анализ схем вакуум создающих систем большого числа вакуумных колонн действующих установок АВТ показывает, что в промышленности используют в основном 5 типов КВС. Из общего числа установок, по которым получены данные для анализа, 40% работают по схеме КВС-1 (способ конден­сации паров - ВЦО, БКС, ПЭК; тип сборника конденсата - КБ, тип вакуумного насоса - ПЭН) т.е. имеют открытую си­стему, только 23% установок имеют полностью закрытую систему.

Следуют отметить, что вакуумные колонны вновь строящихся мощных современных АВТ имеют только закрытую схему КВС. Вакуумсоздающие системы с паровыми эжекторами об­ладают целым рядом принципиальных недостатков (низкий коэффициент полезного действия, значительный расход водяного пара и охлажденной воды для его конденсации, загряз­нение стоков воздушного бассейна и т.д.). В этой связи на перспективу следует рассматривать возможность замены их на вакуум-насосы с электрическим приводом. Применение вакуум-насосов с электрическим приводом может оказаться, несмотря на более высокую стоимость электроэнергии, в целом выгоднее за счет возможности как уменьшения энергии на создание вакуума дополнительной утилизацией паров и газов, так и, что очень важно, исключения загрязнения сточных вод и воздушного бассейна.

Для уменьшения термодеструкции мазутов на практике широко применяют подачу водяного пара (0,18% масс.) в змеевик печи, что уменьшает выход газов разложения в 2 раза. Но это приводит к существенному возрастанию потери низкокипящих газойлевых фракций вследствие ухудшения условий для конденсации паров в КВС. Это обстоятельство убедительно подтверждает целесообразность проведения сухой вакуумной перегонки мазутов.