LuUfa_SCH_DP31. Производство компонентов масел на НПЗ базовое. Общий разделяемый резервуарный парк — потоки и емкости. Календарное планирование. Месяц по суткам.

Область включает основные стадии производства компонентов масел.

Нефть, поступающая на установки атмосферно-вакуумной трубчатки (АВТ) разделяется на фракции, для масляного производства используются фракции вакуумной перегонки – гудроны и вакуумные погоны. Гудроны проходят дополнительную очистку на стадии деасфальтизации. Затем вакуумные погоны и деасфальтизаты проходят селективную очистку. Продукты селективной очистки рафинаты далее очищаются на установках депарафинизации. Особенностью масляного производства является многовариантность – на одном и том же оборудовании может выпускаться несколько сортов продуктов, которые выделяют в варианты (режимы) работы установок.

Примечание. Далее приведено описание технологического оборудования и процессов для общего знакомства с данной предметной областью, ее понятиями и используемыми терминами. Как профессиональным технологам, так и имеющим общее представление о данной предмете это описание рекомендуется пропустить.

Описание Области A.Lu

подробнее…

Производство компонентов масел

Установки атмосферно-вакуумной трубчатки (АВТ) входят в состав цеха первичной переработки нефти, но поставляют сырье для производства компонентов масел (ПКМ). АВТ разделена на два блока — атмосферной и вакуумной перегонки.

Атмосферная перегонка предназначена для отбора светлых нефтяных фракций — бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих до 360°С, потенциальный выход которых составляет 45-60% на нефть. Остаток атмосферной перегонки — мазут. Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции в ректификационной колонне — цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость — вниз. Ректификационные колонны различных размеров и конфигураций применяются практически на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них варьируется от 20 до 60. Предусматривается подвод тепла в нижнюю часть колонны и отвод тепла с верхней части колонны, в связи с чем температура в аппарате постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся жидким и откачивается с низа колонны.

Вакуумная перегонка предназначена для отбора от мазута масляных дистиллятов на НПЗ топливно-масляного профиля, или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) на НПЗ топливного профиля. Остатком вакуумной перегонки является гудрон.

Необходимость отбора масляных фракций под вакуумом обусловлена тем, что при температуре свыше 380°С начинается термическое разложение углеводородов (крекинг), а конец кипения вакуумного газойля — 520°С и более. Поэтому перегонку ведут при остаточном давлении 40-60 мм рт. ст., что позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С.

Разряжение в колонне создается при помощи соответствующего оборудования, ключевыми аппаратами являются паровые или жидкостные эжекторы.

Каждая фракция выпускается одного или нескольких сортов; ими различаются варианты работы установок АВТ. Избыток некоторых фракций может сбрасываться в мазут.

Рисунок. Схема установки АВТ: 1 — трубчатая печь, работающая при атмосферном давлении; 2 -ректификационная колонна, работающая при атмосферном давлении; 3 — газоотделитель; 4 — теплообменники; 5 — трубчатая печь, работающая при пониженном давлении; 6 — ректификационная колонна, работающая при пониженном давлении; 7 — насосы; 8 — холодильники.

Установки пропановой деасфальтизации гудрона (заруб. — сольвентная деасфальтизация) предназначены для удаления из нефтяных остатков смолисто-асфальтеновых веществ и полициклических ароматических углеводородов с повышенной коксуемостью и низким индексом вязкости. В качестве сырья используются гудроны «маслянистых» нефтей. Целевыми продуктами являются деасфальтизаты, используемые для выработки остаточных масел, а побочными продуктами асфальты (битумы ДА), служащие сырьем для производства битумов и других компонентов стройматериалов или компонентами котельных топлив.

Рисунок. Установка деасфальтизации гудрона. Принципиальная схема

Установки селективной очистки масляных фракций и деасфальтизатов предназначены для удаления смолисто-асфальтеновых веществ и полициклических ароматических углеводородов из масел с целью повышения их индекса вязкости и снижения коксуемости (фактически, деароматизация масел). В качестве сырья используются масляные дистилляты вакуумной перегонки мазутов, деасфальтизаты гудронов. Целевыми продуктами являются рафинаты, которые направляются на депарафинизацию с целью улучшения низкотемпературных свойств масел, а побочными продуктами – экстракты (фактически, концентраты ВМ-полиароматики), которые используются как сырье для производства битумов, технического углерода, нефтяных коксов и т.д.

Рисунок. Установка селективной очистки масел. Принципиальная схема

Установки депарафинизации рафинатов кристаллизацией предназначены для удаления из рафинатов высокоплавких парафиновых углеводородов с целью получения масел с низкими температурами застывания.

Различают процессы обычной ДП с получением масел с температурой застывания от -10 до -15°С и глубокой ДП с получением масел с температурой застывания -30 °С и ниже. Процесс представляет собой одну из разновидностей процесса экстракции – экстрактивную кристаллизацию – и основан на разной растворимости углеводородных компонентов масел в некоторых растворителях при низких температурах. Является наиболее трудный процесс в производстве нефтяных масел.

Альтернативой кристаллизации – гидрокаталитическая депарафинизация (селективный гидрокрекинг).

Целевыми продуктами являются депарафинизаты – депарафинированные дистиллятные и остаточные масла, а побочными продуктами – гачи из дистиллятного и петролатумы из остаточного сырья, направляемые на обезмасливание с получением, соответственно, парафинов и церезинов–сырья многих отраслей промышленности.

Рисунок. Установка депарафинизации масел. Принципиальная схема

кратко

Особенности Объекта O.LuUfa

Не учитывается:

  Стадии включающие установки гидроочистки, контактной очистки, которые могут перерабатывать по несколько сортов сырья одновременно; потери от переключений на них незначительны

  Стадии смешения масел, поскольку для участков смешения масел характерны жесткие рецептуры (варианты смешения) и совместное планирование производства компонентов и цеха смешения масел принципиально не меняет постановку задачи.

  Попутные продукты установок – асфальты, экстракты, гачи, парафины и потери, не влияющие на графики работы установок.

Учитывается возможность использования резервуара либо резервуарного парка для хранения разных, обычно близких продуктов. Совместное использование разделяемых резервуаров моделируется общей емкостью с дублированием равных потоков.

Описание Объекта O.LuUfa

подробнее…

Модель производства включает стадии

Первичной переработки нефти, вакуумный блок АВТ, состоящей из установок «АВТ 1», «АВТ 2», «АВТ 3», «АВТ 5», «АВТ 9», разделяющие поступающий на установку мазут, описываемый емкостью «->Нефть» убывающим итогом, на масляные (вакуумные) погоны разных видов, «М/п 2», «М/п 3», «М/п 4», и гудрона, описываемого емкостью «Гудрон».

Деасфальтизация гудрона, состоящей из установок деасфальтизации гудрона «36/1», «36/2», потребляющие гудрон из емкости «Гудрон» для производства деасфальтизата в емкость «Деасф-т».

Селективная очистка компонентов масел, состоящей из установок селективной очистки масел «37/1», «37/2», «37/3», «37/4», «37/5», потребляющие десафальтизат из емкости «Деасф-т» и масляные погоны из емкостей «М/п 2», «М/п 3», «М/п 4» для производства рафинатов различных видов: «Р.Конден», «Р.МС-8», «Р.Трансф», «Р.АЖ-12Т», «Р.МТЗ-10», «Р.МС-10» из масляного погона 2 вида, причем использование разделяемых резервуаров под них моделируется общей емкостью «Раф.2», с дублированием потоков рафинатов; «Раф.3» из «М/п 3», «Раф.4» «М/п 4» и «Раф.ост.» из «Деасф-т». Каждый вид рафината выпускается на отдельной операции установки, причем установка могут выпускать несколько видов рафината, но одновременно может работать только на одной.

Депарафинизация компонентов масел состоящей из установок депарафинизации «39/1», «39/2», «39/3», «39/4», потребляющие рафинаты разных видов для производства депарафинированных компонентов масел различных видов: «Д.Конден», «Д.МС-8», «Д.Трансф», «Д.АЖ-12Т», «Д.МТЗ-10», «Д.МС-10» и общей для них емкостью «Д/м 2» с дублированием потоков, из соответственно «Р.Конден», «Р.МС-8», «Р.Трансф», «Р.АЖ-12Т», «Р.МТЗ-10», «Р.МС-10» и общей емкости «Раф.2» с дублированием потоков рафинатов, «Д/м 3» из «Раф.3», «Д/м 4» из «Раф.4» и «Д/м ост.» из «Раф.ост.».

Схема Объекта

Рисунок. Фрагмент потоковой схемы объекта «со стрелками»

кратко

Особенности Решения S.LuUfa_SCH_DP31.

Особенности Задачи

Смена операции на установке соответствует изменению сырья и (или) продуктов, т.е. переключению связей установки с резервуарами, ремонт – отключению элемента.

Для установок ПКМ желательна работа в постоянном режиме.

Критерий задачи – минимум потерь от переключений.

Исходные данные

подробнее…

Вакуумная часть АВТ

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Деасфальтизация гудрона

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Селективная очистка

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Депарафинизация

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

кратко

Результаты решения

подробнее…

Фрагменты расписания

Рисунок. Фрагмент расписания выполнения операций

Запасы масляных погонов в резервуарах

Рисунок. Фрагмент расписания уровня запасов в емкостях

Запасы деасфальтизата и рафинатов в резервуарах

Рисунок. Фрагмент расписания уровня запасов в емкостях

Примечание. График запаса общей емкости «Раф.2» и входящей в общую емкость «Р.МС-8» имеют схожую часть – время, когда резервуары использовались только под этот продукт

Запасы депарафинированных масел нарастающим итогом

Рисунок. Фрагмент расписания уровня запасов в емкостях

Примечание. Можно увидеть вклад Депарафинированного масла «Д.МС-8» в общий выпуск депарафинированных масел 2 погона «Д/м 2»

Объяснения решения

Рисунок. Фрагмент трассы объяснений хода рассуждений Решателя DP

кратко