расчёт и реконструкция вакуумной колонны

1.1 История создания Новошахтинского НПЗ

В следствии кризиса  в  угольной отрасли,  в  г. Новошахтинске, Ростовской области, закрылось 9 шахт. Без работы осталось около 20 тысяч горняков.  Для обеспечения занятости на депрессивных шахтерских территориях, Администрация Ростовской области предпринимает всесторонние меры, направленные на открытие новых  производств. В 2004 году Законодательное собрание Ростовской области приняло областной Закон «О приоритетном развитии шахтерских территорий».  Одним из проектов, реализованных  на шахтерских территориях Ростовской области стал Новошахтинский завод нефтепродуктов.  
     Экономически завод был остро востребован в регионе. В постсоветский период  нефтеперерабатывающие мощности, снабжавшие Ростовскую область (Лисичанский НПЗ) и соответствующий участок нефтяного трубопровода оказались на территории Украины.
…

1.2 Географическое положение

ОАО «Новошахтинский завод нефтепродуктов» расположен вблизи г. Новошахтинска,  Ростовской области, Российской Федерации, в 100 км от  г.Ростова-на-Дону.Отведенная площадь составляет 300 га.Строительство завода осуществлялось с 2005 по 2009 гг., инвестиции в первую очередь составили 15 млрд. руб.‏Для реализации готовой продукции на реке Дон, в западной части г.Ростова-на-Дону, построен водный терминал мощностью перевалки 7,5 млн. тонн нефтепродуктов в год, способный принимать танкера класса “река-море”, грузоподъемностью до 5 тыс. тонн.Социальное значение для региона строительство завода означает тысячи рабочих мест на заводских стройках и тысяча пятьсот  высокооплачиваемых рабочих мест – после пуска завода в эксплуатацию.
Строительство и пуск завода стимулируют развитие всей региональной инфраструктуры, сферы обслуживания, медицины и пр., а также способствует  повышению уровня жизни населения сопредельных депрессивных шахтерских территорий.
…

1.3 Продукция Новошахтинского завода нефтепродуктов
ОАО «НЗНП» реализует следующие виды продукции:
– бензин для промышленных целей  по ТУ 38.401-58-174-96
– бензин  прямогонный экспортный (Нафта) по СТО 11605031 – 008 – 2006
– топливо печное бытовое, IV вида по ТУ 38.101656 – 2005
– топочный мазут 100, IV вида, зольный, с температурой застывания до
25С по ГОСТ 10585
– опочный мазут 40, IV вида, зольный, с температурой застывания до 10С
по ГОСТ 10585
– судовое топливо   ИСО-Ф-ДМА (ISO-F-DMA)
– судовое топливо   ИСО-Ф-РМЖ (ISO-F-RMG 380)
– судовое топливо    ИСО-Ф-РМФ (ISO-F-RMF 180)
– дизельное топливо  Л – 0,2 – 62/40  по ГОСТ 305-82
Продукция отгружается железнодорожным, автомобильным и водным танспортом. НЗНП подключен к  магистральному нефтепроводу ОАО АК «Транснефть» на участке Суходольная-Родионовская.
…

1.5 Общая характеристика производственного объекта

Новошахтинский завод нефтепродуктов является новым предприятием.Производственно-технологическую основу предприятия составляет установка электрообессоливания и атмосферно-вакуумной перегонки нефти -ЭЛОУ-АВТ-2,5. Установка ЭЛОУ-АВТ-2,5 предназначена для первичной переработки нефти и обеспечивает отбор следующих фракций:
– углеводородный газ – фракция С1-С4, используется как технологическое
топливо;
– прямогонный бензин, фракция НК-150 оС (180 оС);
– легкое дизельное топливо(фр.150-240 оС);
– компонент дизельного топлива, фракция 240-290 оС;
– атмосферный газойль, фракция 290-360 оС;
– мазут, фракция >350 оС − сырье блока вакуумной перегонки и
компонент котельного топлива;
– вакуумное дизельное топливо;
– вакуумный газойль, фракция 360-560оС;
– гудрон.
…

1.
…

Тепловой баланс колонны.
Для расчёта энтальпий углеводородов воспользуемся формулами:
Для жидких углеводородов:

Для газообразных углеводородов:

Расчёт 1-й секции:
Приход:1. Паровая фаза:

а) фр. НК-350 оС

б) фр. 350-500 оС

в) Водяной пар (15 ата; t = 420 оС)

Жидкая фаза:

а) фр. 500-КК оС

Расход:
1. Паровая фаза:
а) фр. НК-350 оС

б) фр. 350-500 оС

в) Водяной пар (15 ата; t = 420 оС)

2. Жидкая фаза:
а) фр. 500-КК оС

Результаты расчёта заносим в таблицу 6.
Избыток тепла в 1-й секции составляет:

Расчёт 2-й секции производим по такой же схеме и результаты выводим в таблицу 7.
Избыток тепла в 1-й секции составляет:

Избытки тепла в секциях снимаются за счёт циркуляционных орошений.
В качестве НЦО примем флегму 1-й секции.
…

3.7.2 Реализация проекта
После принятия решения об изменении температуры на верху вакуумной колонны перед стала задача практического осуществления данного решения.
Вследствие резкого снижения объема паров в зоне верхнего циркуляционного орошения вакуумной колонны (см. рис. 6) и значительного количества жидкости на тарелках в зоне ЦО оказалось затруднительным снизить температуру на верху колонны К-10, используя только существующие тарелки, установленные в колонне.
Поэтому специалистами было предложено установить небольшой орошаемый слой насадки над верхней тарелкой колонны К-10, как это показано на (рис. 7.см.приложение №2)
Слой оборудован распределителем желобчатого типа и глухой по жидкости тарелкой. По новой схеме часть потока верхнего циркуляционного орошения направляется на дополнительное охлаждение в конденсатор Т-37 и подается в качестве орошения на слой насадки.
Одновременно с модернизацией верхнего циркуляционного орошения колонны восстановила тарелки первого и второго ЦО.
…

6.2 Загрязнение почвы

В настоящее время количество промышленных выбросов, поступающих в биосферу, превышает в десятки и сотни раз уровень некоторых веществ, естественно циркулирующих в ней. В силу наличия органной адсорбционной поверхности, почва служит резервуаром, в котором загрязнения могут накапливаться в большом количестве. Загрязнение почвенного покрова происходит в результате адсорбции атмосферных выбросов, складирования и захоронения отходов производств.
Образующиеся в процессе переработки нефти углеводороды, особенно ароматические, обладают большей токсичностью, чем природная нефть. При этом содержание ароматических углеводородов в количестве 10—25 мг/кг почвы может привести к угнетению некоторых микробиологических процессов, происходящих в ней. Прежде всего, нарушается процесс нитрификации, ацетиленовой азотфиксации и угнетаются актиномицеты

6.
…

6.3 Влияние загрязнения на человека

Имеются многочисленные научные данные, свидетельствующие о связи легочной, онкологической, кожной и другой паталогии с характером и уровнем загрязнения воздуха. Многократно подтверждена, например, зависимость обострения хронического бронхита от уровня загрязнения воздуха сернистым газом, характеризуемая следующими данными:
при концентрации сернистого газа 0,13 мг/м3 процент обострения хронического бронхита (в человеко-днях) 13,0, при концентрации 0,78 мг/м3 — 26,5.
Статистически установлена связь детской заболеваемости (в первую очередь органов дыхания) с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сернистым газом. Обстоятельное изучение большой группы детей (3866 человек) с момента их рождения и до 15-летнего возраста показало, что частота острых респираторных заболеваний среди них значительно увеличилось в те дни, когда уровни среднегодовых концентраций сернистого газа и дыма в атмосферном воздухе превышали 0,13 мг/м3.
…

6.4 Влияние загрязнения на биоту

Нефтяная пленка сильно влияет и на динамику биологических процессов в поверхностном микрослое воды. Прежде всего, микробиологическая деструкция углеводородов нефти сопровождается потреблением больших количеств растворенного кислорода: для полного окисления 10 л сырой нефти требуется столько кислорода, сколько его содержится примерно в 3750 м3 воды поверхностного 30-сантиметрового слоя. Следовательно, загрязнение нефтепродуктами приводит к значительным изменениям условий жизнедеятельности организмов, обитающих в верхних горизонтах воды [15].
Влияние нефтяных загрязнений на жизнь океана изучено далеко не достаточно.
…

6.7 Классификация сточных вод

Таким образом, производственные сточные воды на НПЗ образуются практически на всех технологических установках. В зависимости от источников образования их подразделяют на следующие:
1. Нейтральные нефтесодержащие сточные воды. Они составляют основную часть воды первой системы промышленно-ливневой канализаций. К ним относятся сточные воды, получающиеся при конденсации, охлаждении и водной промывке нефтепродуктов (кроме вод барометрических конденсаторов АВТ), после очистки аппаратуры, смыва полов производственных помещений, от охлаждения втулок сальников насосов, дренажные воды из лотков технологических аппаратов (кроме вод от узлов управления при сырьевых парках), фундаментальных приямков аппаратов и насосов, а также ливневые воды с площадок технологических установок. В этих водах присутствует преимущественно нефть в виде эмульсии. Ее концентрация достигает 5—8 г/л, а общее содержание солей 700—1500 мг/л.
…