Проведен анализ действующей установки депарафинизации масел 39-7М-1. Установлены параметры оптимизации процесса и работы основного аппарата. Предложена замена действующих регенеративных скребковых кристаллизаторов на регенеративный дисковый кристаллизатор, что позволит увеличить выход депарафинированного масла.
Процесс депарафинизации вакуумных погонов предназначен для удаления из них насыщенных углеводородов как веществ, определяющих высокую температуру застывания масел. Этот процесс характеризуется последовательным смешением вакуумных погонов с растворителем, чаще всего это комбинация толуол-метилэтилкетон (ацетон), с дальнейшим охлаждением в каскаде аппаратов, работающих последовательно. В результате такого ступенчатого охлаждения образуется суспензия кристаллов высокомолекулярных парафинов а растворе вакуумных фракций. Фильтрованием и промывкой твердый осадок полностью отделяют от маточника, что позволяет значительно снизить температуры застывания вакуумных фракций до –20 оС.
Нами проведен анализ работы блока кристаллизации на действующей установки типа 39-7М-1. На установках депарафинизации с применением избирательных растворителей процесс кристаллизации твердых углеводородов обычно осуществляется в горизонтальных многосекционных скребковых кристаллизаторах, представляющих собой теплообменники типа «труба в трубе».
Кристаллизатор предназначен для получения и выращивания кристаллов. Для эффективного проведения процесса необходимо чтобы в процессе кристаллизации образовывались крупные кристаллы – это способствует быстрому и четкому отделению твердой фазы от жидкой, также они должны быть хорошо теплоизолированы во избежание потерь тепла.
Для достижения этих целей аппарат должен отвечать следующим требованиям:
- обеспечить постепенное охлаждение сырья – для образования крупных кристаллов твердых парафинов;
- в аппарате должен быть обеспечен оптимальный тепловой и гидродинамический режим – постепенное разбавление смеси сырья по ходу его охлаждения.
- возможность обеспечения осаждения кристаллов
- надежность конструкции.
За счет особенностей конструкции (теплообмена через стенку) кристаллизация происходит недостаточно качественно, так как с течением времени работы аппарата на поверхности труб образуются кристаллы, ухудшающие теплообмен.
Поэтому в качестве альтернативы действующему регенеративному кристаллизатору типа «труба в трубе» предлагается внедрить на установках дисковый регенеративный кристаллизатор новой конструкции, эксплуатируемого на установке депарафинизации масел 39-2 ОАО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез». [1] кристаллизатор представляет собой горизонтальный аппарат, разделенный с помощью охлаждающих дисков на определенные секции. Значительно больший объем рабочей зоны данного аппарата по сравнению с кристаллизатором типа «труба в трубе» обеспечивает большее время пребывания суспензии в кристаллизаторе. Это позволяет снизить скорость охлаждения суспензии и, соответственно, получить более низкую скорость кристаллизации, что положительно сказывается на процессе кристаллообразования
Новый [2] аппарат имеет потенциал к повышению эффективности за счет увеличения коэффициента теплопередачи между технологическими потоками. Чем выше данный коэффициент, тем меньшая поверхность теплообмена необходима для достижения заданной конечной температуры суспензии. Следовательно, можно уменьшить количество аппаратов одновременно работающих на установке. По данным промышленных испытаний, дисковый кристаллизатор с поверхностью теплообмена 34 м2 может заменить один кристаллизатор типа «труба в трубе» с поверхностью охлаждения 70 м2.
При эксплуатации установки только одного нового аппарата, выход депарафинированного масла увеличится на 1,5-2 % для дистиллятных фракций достигнет 82-83 %, а суммарная кратность растворителя к сырью снизится на 10-15 %.