Выявление и устранение проблем в нефтепереработке
Покупка
Тематика:
Горная промышленность. Металлургия
Издательство:
Профессия
Автор:
Либерман Норман П.
Пер. под. ред.:
Глаголева Ольга Федоровна
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 528
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
Дополнительное образование взрослых
ISBN: 978-5-91884-057-3
Артикул: 475930.02.99
Систематизированы надежные методы выявления неисправностей, причин отказов и сбоев в работе технологического и вспомогательного оборудования НПЗ, даны пути их решения. Приведена экономическая оценка улучшения работы установок в результате устранения неполадок. Диагностические карты и алгоритмы, многочисленные практические примеры и советы помогут специалистам точно идентифицировать проблемы в технологии и работе оборудования нефтепереработки. Все примеры взяты из реальной практики, исключены сложные математические расчеты, алгоритмы выявления проблем изложены ясно и последовательно. Точные решения для широкого круга проблем основаны на многолетнем опыте автора — практикующего консультанта, признанного эксперта в области поиска неисправностей.
Книга адресована заводским работникам, имеющим дело с обслуживанием аппаратов и оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Она будет полезна руководителям производств, начальникам установок, цехов, инженерам-технологам, инженерам-механикам, сервис-инженерам.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 21.03.01: Нефтегазовое дело
- ВО - Магистратура
- 21.04.01: Нефтегазовое дело
- ВО - Специалитет
- 21.05.04: Горное дело
- 21.05.06: Нефтегазовые техника и технологии
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Н. Либерман Выявление и устранение проблем в нефтепереработке Практическое руководство Перевод с английского языка под редакцией О. Ф. Глаголевой Санкт-Петербург 2014 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
УДК 665.63-66, 66-5 ББК 35.514 Н. Либерман Выявление и устранение проблем в нефтепереработке. Практическое руководство : пер. с англ. яз. ; под ред. О. Ф. Глаголевой. — СПб. : ЦОП «Профессия», 2014. — 528 с., ил. ISBN 978-5-91884-057-3 ISBN 978-0-07-177020-0 (англ.) Систематизированы надежные методы выявления неисправностей, причин отказов и сбоев в работе технологического и вспомогательного оборудования НПЗ, даны пути их решения. Приведена экономическая оценка улучшения работы установок в результате устранения неполадок. Диагностические карты и алгоритмы, многочисленные практические примеры и советы помогут специалистам точно идентифицировать проблемы в технологии и работе оборудования нефтепереработки. Все примеры взяты из реальной практики, исключены сложные математические расчеты, алгоритмы выявления проблем изложены ясно и последовательно. Точные решения для широкого круга проблем основаны на многолетнем опыте автора — практикующего консультанта, признанного эксперта в области поиска неисправностей. Книга адресована заводским работникам, имеющим дело с обслуживанием аппаратов и оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Она будет полезна руководителям производств, начальникам установок, цехов, инженерам-технологам, инженерам-механикам, сервис-инженерам. УДК 665.63-66, 66-5 ББК 35.514 Copyright © 2011 by The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав. Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2011 © ЦОП «Профессия», 2014 © Перевод, оформление: ЦОП «Профессия», 2014 ISBN 978-5-91884-057-3 ISBN 978-0-07-177020-0 (англ.) Л55 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Предисловие к русскому изданию ............................................................................ 15 Слово автора .......................................................................................................... 17 Об авторе ............................................................................................................... 17 Предисловие .......................................................................................................... 18 Авторская оговорка .........................................................................................................19 Терминология и глоссарий ..............................................................................................19 Другие книги автора ........................................................................................................19 Благодарности ....................................................................................................... 20 Введение ................................................................................................................ 21 Глава 1. Нарушения в работе тарелок колонных аппаратов ....................................... 23 Падение потерь давления в колонне ..............................................................................23 Восстановление гидравлического затвора ......................................................................25 Влияние на четкость разделения ....................................................................................27 Влияние зазоров перелива...............................................................................................27 Скобы жесткости стенок переливов ...............................................................................29 Затопление верхней тарелки ...........................................................................................30 Падение уровня жидкости на тарелках ...........................................................................31 Потеря зазора в колпачковых тарелках ..........................................................................33 Тарелки с направляющими перегородками ....................................................................34 Отсутствие отбойной плиты на выходе ребойлера .........................................................35 Длина пути жидкости ......................................................................................................37 Как различить затопление тарелок и проваливание жидкости .....................................39 Тарелки отбойного типа ..................................................................................................40 Что лучше: понимание или вычисления? .......................................................................41 Глава 2. Неисправности насадочных аппаратов ........................................................ 42 Захлебывание скруббера синтетического газа ................................................................43 Уменьшение живого сечения ..........................................................................................44 Волнистая опорная решетка ...........................................................................................46 Разрушение насадки в регенераторе раствора карбоната калия ....................................47 Прижимные решетки над насадкой ................................................................................47 Распределение жидкости в насадочных аппаратах ........................................................48 Самотечные распределители в секциях фракционирования .........................................49 Неисправности распылительных форсунок ...................................................................50 Перепад давлений в распылительных форсунках ..........................................................51 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 6 Пластиковая насадка .......................................................................................................52 Насадочные колонны на морских промыслах................................................................52 Глава 3. Контроль давления в колонных аппаратах ................................................... 54 Нестабильная работа системы сбора конденсата водяного пара ...................................55 Теплота порождает давление ...........................................................................................56 Пропуск в вентиляционном клапане приемника орошения .........................................57 Запас производительности конденсатора ......................................................................59 Клапаны с завышенной пропускной способностью ......................................................59 Влияние легких компонентов на давление в колонне ...................................................60 Влияние легких компонентов на состав верхнего продукта ..........................................62 Уравнительные линии .....................................................................................................63 Погодные условия и конденсаторы с воздушным охлаждением ...................................63 Заедание регулирующего клапана ..................................................................................64 Нестабильность колонн при циклических операциях ...................................................64 Нестабильность давления вследствие затопления тарелок ...........................................65 Нестабильность циркуляции в термосифонных ребойлерах .........................................66 Нестабильность подачи сырья ........................................................................................66 Наблюдения автора: химико-технологическое образование — практика против теории ..............................................................................................................................67 Глава 4. Отложения солей и ржавчины на полотнах тарелок ..................................... 68 Колонна стабилизации установки риформинга .............................................................69 Непрерывная промывка ..................................................................................................70 Унос гидроксида калия ....................................................................................................71 Отложения сухих аминовых солей на тарелках ..............................................................74 Закупорка штуцеров отбора боковых погонов хлоридом аммония ...............................76 Тарелки с полотнами из углеродистой стали ..................................................................76 Клапаны с подвижными колпачками .............................................................................77 Поглощение солей из паров водой из приемника орошения ........................................78 Горючие соли в насадочных колоннах ............................................................................80 Глава 5. Отпарка кубового продукта перегонных колонн ........................................... 81 Отбор пробы горячего тяжелого остатка ........................................................................83 Движение пара в обход отпарных тарелок ......................................................................84 Восстановление эффективности отпарки ......................................................................84 Неправильный монтаж отпарных тарелок .....................................................................85 Нарушения в работе отпарной секции вакуумной колонны .........................................87 Проблемы глухих карманов ............................................................................................89 Эффективность отпарных тарелок .................................................................................89 Ввод пара в отпарную секцию .........................................................................................90 Опасность установки ниппельных штуцеров в стенки колонн .....................................92 Литература .......................................................................................................................92 Глава 6. Отвод тепла циркуляционным орошением ................................................... 93 Разница между циркуляционным и внутренним орошениями .....................................94 Факторы нагрузок по пару и по жидкости .....................................................................95 Кавитация в циркуляционных насосах ..........................................................................96 Недостаточное сечение штуцера отвода орошения .......................................................98 Влияние циркуляционного орошения на четкость разделения ....................................99 Теплопередача в контуре циркуляционного орошения ............................................... 100 Регулярная насадка в контуре циркуляционного орошения ....................................... 101 Неисправности сдвоенных фильтров ........................................................................... 103 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 7 Контур циркуляционного орошения как ступень разделения .................................... 104 Глава 7. Выносные отпарные колонны ....................................................................105 Чрезмерные потери давления в паровой линии ........................................................... 105 Отсутствие напора ......................................................................................................... 107 Охлаждение жидкого сырья в отпарной колонне ........................................................ 108 Функция отгоночного пара ........................................................................................... 109 Влага в отгоночном паре ............................................................................................... 109 Отсутствие петли гидрозатвора ..................................................................................... 110 Заедание регулятора подачи сырья ............................................................................... 112 Высокий уровень жидкости в отпарной колонне ........................................................ 112 Затопление верхней тарелки ......................................................................................... 113 Распределение площади отверстий тарелок ................................................................. 116 Выносные отпарные колонны с ребойлерами ............................................................. 116 Неверные показания уровнемера ................................................................................. 117 Глава 8. Памятка по обследованию внутренних устройств тарельчатых колонн .........119 Самовыравнивающийся лазерный нивелир ................................................................. 120 Что следует проверять при обследовании тарелок ....................................................... 120 Закрытие колонны ......................................................................................................... 123 Ошибка в конструкции сливного кармана ................................................................... 123 Глава 9. Кожухотрубчатые ребойлеры .....................................................................126 Влияние скорости на коэффициент теплопередачи .................................................... 126 Ограниченность теплового потока ............................................................................... 127 Принудительная циркуляция хладоносителя............................................................... 129 Сопротивление передаче физической теплоты в пленке ............................................. 130 Влияние завихрения жидкости на тепловую нагрузку в ребойлере ............................ 131 Влияние дополнительных перегородок ........................................................................ 132 Потеря термосифонной циркуляции............................................................................ 132 Захлебывание колонны из-за высоких потерь давления в ребойлере ......................... 134 Ребойлеры с паровым пространством .......................................................................... 137 Вырезание отверстий в перегородках ребойлеров ....................................................... 138 Встроенные ребойлеры ................................................................................................. 138 Утечки в плавающих головках и трубах ребойлеров .................................................... 139 Влияние утечек на технологический процесс .............................................................. 140 Проблемы на паровой стороне ребойлеров .................................................................. 141 Глава 10. Передача физической теплоты в кожухотрубчатых теплообменниках ........142 Достоинства U-образных теплообменников ................................................................ 144 Влияние шероховатости теплообменных поверхностей .............................................. 144 Ламинарное течение и обрастание теплообменных поверхностей ............................. 145 Борьба с обрастанием внутренней поверхности труб .................................................. 146 Устранение первопричины обрастания ........................................................................ 147 Обрастание межтрубного пространства ....................................................................... 147 Утечки из труб теплообменников ................................................................................. 149 Обнаружение утечек из труб ......................................................................................... 150 Влияние вязкости на режим течения ............................................................................ 151 Повышенные потери давления в трубах ....................................................................... 152 Повышенные потери давления в межтрубном пространстве ...................................... 153 Повышенные потери давления в штуцерах .................................................................. 154 Достоинства схемы с двухходовым межтрубным пространством ............................... 155 Недостатки схемы с двухходовым межтрубным пространством ................................. 156 Обрастание вследствие образования смолы ................................................................. 157 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 8 Глава 11. Недостатки в работе конденсаторов .........................................................159 Прорыв паров ................................................................................................................ 159 Оптимальный отток из конденсатора ........................................................................... 162 Определение уровня конденсата ................................................................................... 164 Способы обеспечить оптимальный уровень слива ...................................................... 165 Определение уровня переохлаждения конденсированной жидкости ......................... 166 Стравливание неконденсирующихся газов .................................................................. 167 Обрастание теплообменных поверхностей конденсатора ........................................... 168 Оребренные трубы в конденсаторах ............................................................................. 169 Проблемы, связанные с охлаждающей средой ............................................................. 170 Параллельные конденсаторы с несимметричной трубной обвязкой .......................... 170 Совокупное действие прорыва паров и накопления конденсата ................................ 172 Глава 12. Воздушное охлаждение: проблемы на воздушной стороне ..........................174 Воздействие влаги на алюминиевое оребрение ........................................................... 175 Механические повреждения ребер ............................................................................... 175 Расчет требуемого расхода воздуха ............................................................................... 175 Рециркуляция воздуха ................................................................................................... 176 Зазор между венцами лопастей и коробом ................................................................... 177 Увеличение подачи нагнетательных вентиляторов ...................................................... 177 Очистка оребрения аппаратов воздушного охлаждения .............................................. 178 Удаление рыхлых отложений ........................................................................................ 179 Изменение скорости вращения и жалюзи .................................................................... 180 Чрезмерный ток двигателя ............................................................................................ 180 Аппараты воздушного охлаждения с вытяжными вентиляторами .............................. 181 Всасывание нагретого воздуха ...................................................................................... 181 Водяное орошение в аппаратах воздушного охлаждения ............................................ 182 Аппараты воздушного охлаждения с наклонными трубными пучками ...................... 183 Литература ..................................................................................................................... 184 Глава 13. Водяное охлаждение: градирни и циркуляция ...........................................185 Гидравлические потери в системах водяного охлаждения ........................................... 186 Очистка линий циркуляции воды ................................................................................. 189 Изменение числа ходов в трубном пространстве ......................................................... 190 Обрастание на стороне водяного охлаждения .............................................................. 190 Другие проблемы циркуляции воды ............................................................................. 191 Эффективность градирен .............................................................................................. 192 Пожарная безопасность на градирнях .......................................................................... 193 Работа в обход теплообменника водяного охлаждения ............................................... 194 Примечания автора ....................................................................................................... 194 Глава 14. Системы сбора парового конденсата ........................................................195 Последствия испарения в линии отвода конденсата ................................................... 196 Расположение приемника конденсата относительно теплообменника...................... 198 Предотвращение подъема уровня конденсата в теплообменнике .............................. 199 Ограничение перепада температур ............................................................................... 200 Ограничения технологического проектирования ........................................................ 200 Вопрос по пройденной теме .......................................................................................... 200 Прорыв конденсатного затвора .................................................................................... 201 Нарушения, связанные с уровнем в приемнике конденсата ....................................... 202 Конденсационные гидравлические удары ................................................................... 203 Предотвращение конденсационных ударов ................................................................. 204 Потенциал коррозионного действия конденсата......................................................... 204 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 9 Подъем уровня конденсата в межтрубном пространстве ............................................ 205 Насос откачки конденсата ............................................................................................ 207 Сводка нарушений и неисправностей .......................................................................... 208 Теплообменники завышенных размеров ...................................................................... 209 Предотвращение гидравлических ударов ..................................................................... 209 Глава 15. Проблемы качества пара .........................................................................211 Вибрация паровых турбин ............................................................................................. 211 Утечка в пароперегревателе ........................................................................................... 212 Ухудшение работоспособности пароструйных эжекторов .......................................... 213 Отпарка углеводородного сырья ................................................................................... 213 Паровой риформинг метана .......................................................................................... 214 Закупорка парораспределителей................................................................................... 214 Заедание устройств защиты ротора турбины от разгона .............................................. 214 Измерение содержания влаги в паре ............................................................................ 215 Внешний вид влажного пара ......................................................................................... 217 Борьба с уносом влаги ................................................................................................... 217 Контроль уровня по перепаду температур .................................................................... 219 Увлажнение пара, отработавшего в турбине ................................................................ 219 Демонстрация на примере парового эжектора ............................................................. 220 Увлажнение пара из-за потерь тепла в окружающую среду ......................................... 220 Влияние перегрева пара ................................................................................................ 221 Качество котловой воды ................................................................................................ 222 Загрязнение пара неконденсирующимися компонентами.......................................... 223 Использование пара низкого качества ......................................................................... 224 Глава 16. Проблемы контроля уровня .....................................................................226 Переполнение указателя уровня ................................................................................... 227 Закупорка замерных штуцеров ..................................................................................... 228 Продувка замерных штуцеров ....................................................................................... 229 Непостоянство показаний уровня вследствие захлебывания тарелок ........................ 229 Влага в замерных штуцерах ........................................................................................... 231 Метод контроля по давлению всасывания ................................................................... 232 Разделение уровней ....................................................................................................... 233 Теплоизоляция трубки указателя уровня ...................................................................... 234 Определение уровня по наружной температуре корпуса ............................................. 235 Контроль уровня в случае встроенного ребойлера ...................................................... 236 Контроль уровня в котлах-утилизаторах ...................................................................... 237 Наблюдение границы раздела фаз в прозрачных жидкостях ....................................... 238 Граница раздела между водной и углеводородной фазами .......................................... 239 Измерение уровня сыпучих материалов ....................................................................... 239 Неправильное расположение верхнего замерного штуцера ........................................ 240 Средства указания уровня: чем их больше, тем лучше ................................................ 242 Последствия нарушения контроля уровня ................................................................... 243 Мерные колодцы ........................................................................................................... 244 Глава 17. Потери тепла в окружающую среду ..........................................................247 Установка гидродоочистки белых масел в Уайтинге .................................................... 247 Теплоизоляция люков ................................................................................................... 248 Расчет потерь тепла в окружающую среду .................................................................... 249 Трубопроводы с паровой рубашкой .............................................................................. 251 Фланцы на линиях перекачки ....................................................................................... 252 Влияние увлажнения теплоизоляции ........................................................................... 254 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 10 Теплоизоляция в низкотемпературных технологических сосудах............................... 255 Неизолированная возвратная линия ............................................................................ 256 Сколько тепла экономит теплоизоляция распределительной камеры? ...................... 259 Глава 18. Коррозия на технологических установках .................................................260 Утечки в сварных швах .................................................................................................. 261 Совместное действие эрозии и коррозии ..................................................................... 261 Некоторые общие проблемы коррозии ........................................................................ 262 Влияние серы на коррозию под воздействием нафтеновых кислот ............................ 263 Хрупкость стали с высоким содержанием хрома ......................................................... 264 Коррозия уплотнительных гребней поверхностных конденсаторов........................... 265 Углеродистая сталь вместо хромистой в трубопроводной обвязке .............................. 265 Скорость коррозии в трубопроводной обвязке ............................................................ 266 Влияние коррозии на эффективность процессов ........................................................ 267 Проникновение ионов водорода в сталь ...................................................................... 268 Углекислотная коррозия ............................................................................................... 269 Взрыв на заводе Shell NORCO ........................................................................................ 269 Ускорение хлористоводородной коррозии сероводородом ......................................... 270 Внутренняя коррозия котловых труб ............................................................................ 270 Влияние скорости среды ............................................................................................... 271 Примечания автора ....................................................................................................... 271 Глава 19. Унос из парожидкостных сепараторов ......................................................273 Допустимая скорость по Келлогу .................................................................................. 274 Недостаточный диаметр сепаратора ............................................................................. 274 Недостаточные размеры по вертикали ......................................................................... 275 Образование тумана ...................................................................................................... 275 Чрезмерная скорость паров на входе ............................................................................ 276 Образование пены внизу сосуда ................................................................................... 277 Факторы, способствующие образованию пены ........................................................... 278 Противопенные добавки ............................................................................................... 279 Закупоривание замерных штуцеров ............................................................................. 281 Влияние давления и температуры ................................................................................. 281 Влияние коэффициента поверхностного натяжения .................................................. 282 Измерение скорости уноса ............................................................................................ 282 Отделение паров от высоковязкой жидкости ............................................................... 283 Глава 20. Отбойные сепараторы: каплеуловители и отражательные панели...............285 Неисправности каплеуловителей ................................................................................. 285 Унос раствора углекислого калия в абсорбере CO2 ...................................................... 287 Подавление образования тумана в форсунках ............................................................. 289 Каплеуловители в сернокислотной среде ..................................................................... 291 Неуместное использование каплеуловителей .............................................................. 292 Поломка каплеуловителя на стороне всасывания компрессора ................................. 293 Встроенные антизавихрители ....................................................................................... 293 Отражательные панели в отбойных сепараторах ......................................................... 294 Туман .............................................................................................................................. 295 Влияние свойств капельной жидкости на скорость оседания ..................................... 295 Глава 21. Разделение углеводородов и воды: электродегидраторы и гравитационное осаждение ..................................................................................296 Неполадки в работе электродегидраторов .................................................................... 296 Определение местоположения эмульсионного слоя ................................................... 297 Причины подъема слоя эмульсии и способы их устранения ....................................... 298 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru