Комбінована компресорна установка з блоком осушування стисненого повітря і азотною станцією

Реферат: UA 113219 U UA 113219 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способу стиснення та енергозберігаючого осушування повітря з подальшим його використанням для потреб споживачів нафтопереробного заводу (НПЗ) і в т. ч. для живлення азотної станції. Стиснене неосушене повітря використовують на НПЗ в значних кількостях для технічних та технологічних потреб. Осушене повітря використовують для пневматичних систем автоматичного регулювання технологічних процесів (інструментальне повітря). Азот виробляють із стисненого та осушеного повітря і використовують для регенерації каталізаторів, для створення "подушок" в резервуарах зберігання летких нафтопродуктів та для продувки обладнання, трубопроводів перед ремонтом [1]. Забезпечення технологічних установок та об'єктів загальнозаводського призначення НПЗ стисненим повітрям та азотом здійснюють як від централізованих загальнозаводських повітряних компресорних та азотних станцій, так і від локальних повітряних компресорних та азотних станцій, що входять до складу установок виробництва бітуму, каталітичного крекінгу, каталітичного риформінгу, очисних споруд тощо [2]. При проектуванні нових та реконструкції діючих НПЗ рекомендують будувати тільки централізовані повітряні компресорні та азотні станції з урахуванням розмірів території НПЗ [23]. Загально відомими є способи стиснення та осушування газу [4-7] з подальшим переробленням частини потоку повітря на азотних станціях [1, 8]. Недоліком поширеного на НПЗ аналога є те, що стиснене на компресорних установках повітря спочатку охолоджують у зовнішніх водяних холодильниках до температури 40 °C, подають на стадію адсорбційного осушування, а потім потік повітря регенерації знову нагрівають до температури 90-100 °C з використанням зовнішніх електричних тенів для видалення адсорбованої вологи. Частину потоку стисненого та осушеного повітря подають на азотну станцію, де повітря повторно проходить стадію осушування та очищення у встановлених на азотній станції адсорберах перед секцією кріогенного розділення повітря. Поруч з цим збагачений киснем відпрацьований газ азотної станції не знаходить свого застосування та з надлишковим тиском надходить в атмосферу, що значно знижує енергетичний ККД процесу. Задачею пропонованої корисної моделі є зниження капітальних вкладень та підвищення рівня енергетичної ефективності установок безперервного забезпечення НПЗ стисненим та осушеним повітрям, а також азотом високого ступеня чистоти (99,99 % об). Порівняно з вищенаведеним аналогом у пропонованому способі увесь обсяг повітря, яке отримують для технічних, технологічних, інструментальних потреб та повітря для живлення азотної станції осушують на спільному блоці адсорберів, регенерацію яких здійснюють гарячим повітрям з температурою 120-130 °C після третього ступеня стиснення (III ЦК) компресорів. На кресленні зображено комбіновану компресорну установку з блоком осушування стисненого повітря і азотною станцією. Заявлений спосіб реалізується таким чином. Для виробництва стисненого повітря в будівлі повітряної компресорної встановлюють три відцентрові компресори (2 - робочі і 1 резервний), продуктивність яких забезпечує усі поточні потреби НПЗ. Очищене в фільтрі поз. Ф-1 від механічних домішок та стиснене відцентровим компресором поз. К-1 атмосферне повітря з температурою 120-130 °C направляють в осушувачі повітря поз. Е-1А/В. Компресор поз. К-1 являє собою триступеневий компресор відцентрового типу динамічної дії. Після першого (І ЦК) і другого (II ЦК) ступеня стиснення встановлюють водяні холодильники поз. Х-1, Х-2, які знімають тепло стиснення, тим самим, підвищують продуктивність компресора. Роботу осушувачів повітря поз. Е-1А/В розділяють на три стадії: 1. Стадія регенерації адсорбенту: двоходові клапани 1, 5, 7, 12, 10, 4, 11 відкривають, а решту клапанів закривають по сигналу автоматизованої системи управління технологічним процесом (АСУ ТП). Гаряче повітря з компресора подають в осушувач поз. Е-1, що знаходиться під регенерацією для десорбції поглиненої у ньому вологи. Потім гаряче та вологе повітря пропускають через водяний холодильник поз. Х-3 і направляють в сепаратор поз. С-1, де видаляють вологу через систему зливу конденсату. 2. Стадія адсорбції вологи: двоходові клапани 2, 10, 4, 11 відкривають, а решту клапанів закривають по сигналу АСУ ТП. Після закінчення стадії регенерації вхідний клапан переключають, направляючи гаряче повітря в водяний холодильник поз. Х-3, сепаратор поз. С1 і осушувач поз. Е-2. 1 UA 113219 U 5 10 15 20 25 3. Стадія охолодження адсорбенту: двоходові клапани 2, 10, 4, 11, 13, 7, 5, 12 відкривають, а решту клапанів закривають по сигналу АСУ ТП. Для охолодження адсорбенту осушувача поз. Е-1 використовують невелику кількість сухого повітря, що відбирають з основної лінії на виході осушувача поз. Е-2. Охолодження відбувається без втрат стисненого повітря і дозволяє повністю відновити адсорбційну здатність осушувача поз. Е-1. Для запобігання виносу пилу адсорбенту на трубопроводі виходу стисненого повітря з блока осушування передбачують фільтр поз. Ф-2А/В. Осушене та стиснене повітря з температурою 40 °C розподіляють на наступні потоки: - до азотної станції кріогенного типу; - в мережу заводу до споживачів технологічного повітря; - в мережу заводу до споживачів технічного повітря; - в мережу заводу до споживачів інструментального повітря. Азот високого ступеня чистоти (99,99 %) виробляють на азотній станції кріогенного типу, яку розміщують в одній будівлі з компресорною установкою. Побічний продукт процесу виробництва азоту - потік збагаченого киснем газу під надлишковим тиском використовують для живлення технологічних установок процесів окиснення нафтопродуктів (наприклад, установка виробництва нафтових бітумів, установка каталітичного крекінгу, установка газифікації палив та генерації електроенергії) або для біологічного очищення стічних вод в аеротенках очисних споруд НПЗ. Надійну та гнучку роботу комбінованої установки забезпечують шляхом установлення резервного компресора, частотного регулювання приводу та живлення силового обладнання від двох незалежних джерел електричної енергії. Низькі експлуатаційні витрати блока осушування повітря дозволяють у повному обсязі здійснювати осушування технічного, технологічного, інструментального повітря та прокладати повітряні колектори територією НПЗ без ізоляції та обігріву. Орієнтовний матеріальний баланс розробленої схеми комбінованої компресорної установки з блоком осушування стисненого повітря і азотною станцією представляють в прикладі 1. Таблиця Приклад 1 № п/п 1 2 30 35 40 Стаття Надійшло атмосферного повітря Одержано: Стиснене та осушене повітря Азот Відпрацьоване повітря азотної станції Кількість, % мас. 100,0 85 10 5 Джерела інформації: 1. Рудин М.Г. Общезаводское хазяйство нефтеперерабатывающего завода / М.Г. Рудин, Г.А. Арсеньев, А.В. Васильєв - М: Химия, 1978. - 310 с. 2. Рудин М.Г. Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов / М.Г. Рудин, Г.Ф. Смирнов - Л.: Химия, 1984. - 256 с. 3. Рудин М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика / М.Г. Рудин, В.Е. Сомов, А.С. Фомин - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004. - 333 с. 4. Патент RU 2 481 145 С2, 29.09.2008. Способ осушки сжатого воздуха. 5. Патент RU 2 516 636 С2, 10.08.2010. Устройство для осушки газа. 6. Патент RU 2 511 364 С2, 29.07.2010. Способ сжатия и осушки газа и компрессорная установка с устройством для осушки. 7. Патент SU 1 776 878 А1, 25.09.1990. Система для осушки сжатого воздуха пневмосети компрессорной станции. 8. Патент RU 2 183 498, 20.06.2002. Устройство для получения азота и воздуха, обогащенного по кислороду. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 1. Комбінована компресорна установка з блоком осушування стисненого повітря і азотною станцією, що складається із компресорного блока стиснення повітря, блока осушування повітря від вологи і азотної станції. 2 UA 113219 U 5 2. Комбінована компресорна установка з блоком осушування стисненого повітря і азотною станцією за п. 1, яка відрізняється тим, що регенерацію поглиненої вологи у осушувачахадсорберах здійснюють гарячим повітрям після третього ступеня стиснення компресорів, а блок осушування повітря є загальним для отримання необхідних об'ємів інструментального, технічного, технологічного повітря та повітря для потреб азотної станції НПЗ. 3