Странични процеси, предизвикващи замърсяване на технологичното оборудване в нефтопреработвателните инсталации

Във всеки технологичен процес, успоредно с основния процес, протичат и редица странични процеси. Последните са нежелани и усложняват работата на съответните инсталации, влошават технологичния процес и понякога – снижават и качеството на крайните продукти. Фаулингът е и ще продължава да бъде от основно значение при работата на нефопреработващите инсталации, не само от гледна точка на поддръжката и спирането на работа, но, което е по-важно, от гледна точка на ефективността на преноса на топлина през топлообменниците и времето на експлоатация на инсталацията. Методите за контрол варират от подход без предприемане на излишни рискове до такива на отчаяно приемане на рискове. Контролът на фаулинга не може да бъде оставен на етап вече формирал се, той трябва да започне предварително, още на етап проектиране на процеса и да бъде проследяван до работата от самото му стартиране.

Характерните места, където може да се открие фаулинг в нефопреработващите инсталации, могат да бъдат обобщени в следния списък:
• Топлообменници
• Кондензатори
• Пещи
• Фракционни колони
• Реактори
• Ребойлери
• Компресори

От тези седем вида оборудване, топлообменниците, кондензаторите и реакторите, взети заедно, представляват около 90% от проблемите, свързани с фаулинга в нефтопреработването. Топлообменниците, особено корпуса, представляват главната част от разходите, свързани с фаулинга, по отношение на изразходвана енергия и поддръжка за достигане на производствените параметри, а също и времето за спиране на работа. Влошава се сериозно ефективността на топлообмена, ускоряват се корозионните процеси, протичащи под слой отложения.За това, стремежът на инженерния и технологичен персонал е да намалят или отстранят напълно тези процеси чрез намеса в химизма на протичането им или чрез прилагане на други съвременни методи.

В настоящата монография се разглеждат основните процеси в нефтопреработването – първична и вторична преработка на нефт. Основната цел, обаче е да се установят възможните протичащи странични процеси и да се регистрират причините за протичането им. Успоредно с това се представя химизма на всеки един от тях. Поотделно се проследява какво е влиянието им върху цялостния технологичен процес. Особено важно е да се установи влиянието на всеки страничен процес върху самата технология и върху състоянието на технологичното оборудване. Важно е да се констатира за всяка инсталация, кои възли са най-уязвими на тези процеси и по какъв начин са атакувани.

Хроничен е проблемът за преработващата индустрия, като най-уязвими съоръжения на замърсяване са топлообменниците, пещите и котлите. Замърсяването на топлообменното оборудване, като проблем, е признато още през 1910 година. Според някои автори, около 15% от разходите за поддръжка на технологична инсталация могат да се дължат на топлообменници и котли, като половината от тях вероятно се дължи на замърсяване. При подходящ подбор на работни условия и дизайн на технологичното оборудване, могат да се приложат различни механични и химични методи за отстраняване или смекчаване на процесите на образуване на фаулинг и отлагането му върху повърхностите за пренос на топлина. Независимо от напредналите знания по отношение на механизма и причините за появата на фаулинг, а също и прилагането на разнообразни методи за предотвратяването му и за почистването на технологичните съоръжения, замърсяването е все още сериозен проблем, стоящ на дневен ред пред оперативния персонал на инсталациите.

Знаейки кои параметри в технологичния режим са нарушени, установявайки цялостната картина и поведение на страничните процеси, правилно може да се отреагира, за да се подбере съответния подход за решаване на всеки отделен случай. В научната литература са познати методи за погасяване или туширане на всеки един страничен процес. Те са строго характерни за определен възел в дадена инсталация, по тази причина и методите за намаляването им са строго специфични.

От голямо значение за нефтопреработващата промишленост е да бъдат отстранени или сведени до минимум всички протичащи странични процеси, тъй като се увеличава ефективността на инсталациите:
• Намаляват се загубите от готова продукция поради принудителни спирания за почистване на технологичните възли;
• Намаляват се загубите от некондиции, получени при спиране и пускане на инсталациите;
• Намаляват се загубите за почистване на технологичното оборудване;
• Подобрява се качеството на крайния продукт;
• Подобрява се ефективността на технологичното оборудване;
• Удължава се междуремонтния пробег на инсталациите.

Основните вреди от наличието на процеси, формиращи фаулинг, включват загуба на топлинна енергия, затрудняване на топлообмена, свързан с намаляване на температурата на изход, забиване на технологични тръби, корозия, локални прегрявания, водещи до механични повреди на повърхностите за пренос на топлина. Слоят от замърсяване върху металните повърхности обикновено е с много ниска топлопроводимост, водеща до увеличаване на общото термично съпротивление на топлопреминаване, което предполага завишаване разхода на топлоагент за достигане на оперативните параметри. При натрупване на фаулинг в тръбното пространство, намалява се напречното им сечение, променя се “перепада в налягането”, а това води до промяна в скоростта на потока. Много често замърсяването на даден възел от инсталациите се свързва с увеличаване на вредните емисии в атмосферата – отделят се големи количества въглероден диоксид, а при пробив от корозия – вредни химични съединения, съдържащи се в технологичния поток. При почистване на замърсеното оборудване по механичен път изхвърлят се различни химични съединения, влизащи в състава на фаулинга. При почистване по химичен път се използват вредни за околната среда химикали, които се изпращат в канализацията за химически замърсени води.

Считайки, че проблемът с фаулинга е изключително важен и актуален, бе подготвена тази монография в помощ на инженерния и технологичен персонал в нефтопреработващата промишленост. Разгледани са факторите и вероятните механизми за формиране на фаулинг за съответните технологични процеси. Посочени са пораженията, които нанасят на основния процес и на оборудването, а също и реализираните загуби от замърсяванията. Дадени са методите за намаляването или елиминирането на различните странични процеси.

---------------