Способ получения светлых нефтепродуктов и установка для его осуществления

1 Область техники, к которой относится группа изобретений Заявляемая группа изобретений относится к области переработки углеводородного сырья и каждое из них может быть использовано для получения прямогонного бензина, дизельного топлива и мазута. Предшествующий уровень техники Из патентной литературы известны способы получения светлых нефтепродуктов, при которых с помощью насосного оборудования перекачивают сырье через теплообменники, где производят подогрев сырья с последующей перегонкой и конденсацией отходящих продуктов,там же известны установки для осуществления таких способов, содержащие насосы, рекуперационные нагреватели, печи и ректификационные колонны (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Недостатками известных способов и установок являются трудоемкость и сложность их реализации, большая стоимость конструкции,отсутствие возможности использования для малых объемов перерабатываемого сырья, большая вероятность аварий и экологическая опасность факельных газов, сопутствующих перегонке. Раскрытие заявленных изобретений Технической задачей группы изобретений является создание эффективного и безопасного способа производства светлых нефтепродуктов и надежной установки для его осуществления,обеспечивающих снижение затрат на производство и эксплуатацию, а также отвечающих современным требованиям по защите окружающей среды. Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в том, что расширены функциональные возможности регулирующего оборудования по контролю и управлению параметрами процесса, расширен диапазон возможных объемов перерабатываемого сырья, уменьшен расход энергии и вспомогательных средств (вода, пар и т.д.), сокращена длительность технологического процесса, уменьшены трудоемкость обслуживания и опасность возгорания, сокращены потери сырья и отводимых продуктов, а также снижены выбросы в атмосферу и отсутствуют факельные газы. Сущность изобретения в части способа получения светлых нефтепродуктов заключается в том, что с помощью насосного оборудования перекачивают сырье через теплообменники, в которых производят последовательный подогрев углеводородного сырья теплом отходящих продуктов, на первом этапе тяжелым бензином,на втором - дизельным топливом, на третьем мазутом, и на четвертом - парами легкого бензина, с одновременным охлаждением указанных отходящих продуктов, при этом разделяют поток сырья на части по количеству первых ректификационных колонн, а затем осуществляют 2 окончательный нагрев сырья с помощью электрических печей прямого нагрева и подают его в первые ректификационные колонны для разделения на требуемые фракции путем дистилляции, после чего полученные пары пропускают через первые охлаждаемые водой дефлегматоры, из которых несконденсированные пары легкого бензина подают в качестве теплоносителя в соответствующие теплообменники подогрева сырья и далее в холодильники, где охлаждают водой, а жидкие продукты возвращают в первые ректификационные колонны, кубовые остатки которых нагревают с помощью электрических печей и перекачивают во вторую ректификационную колонну, температуру в кубовой емкости которой устанавливают выше температуры в кубовой емкости первых колонн, а продуктами разделения являются тяжелый бензин, дизельное топливо и мазут, подаваемые в качестве теплоносителей в соответствующие теплообменники подогрева сырья через второй охлаждаемый водой дефлегматор, причем тяжелый бензин после этого охлаждают в холодильнике и объединяют с легким бензином, а поддержание заданного теплового баланса всех ректификационных колонн осуществляют печами прямого нагрева. Предпочтительно подогрев углеводородного сырья теплом отходящих продуктов производят тяжелым бензином на(11510)С, мазутом - на (2530)С, парами легкого бензина - на (11,5)С, с одновременным охлаждением указанных отходящих продуктов на (145150)С, (225230)С, (240245)С,(56)С, соответственно, а затем осуществляют окончательный нагрев сырья с помощью электрических печей на (1020)С, пары легкого бензина пропускают через первые дефлегматоры с перепадом температуры охлаждающей воды (2530)С, а в холодильниках охлаждают его на (8595)С водой с перепадом температуры(2530)С, температуру в кубовой емкости второй ректификационной колонны устанавливают выше температуры в кубовой емкости первых колонн на (135140)С, а во втором дефлегматоре охлаждают отходящие продукты водой с перепадом температуры (2530)С. Кроме того, в процессе производства контролируют по меньшей мере следующие параметры: температуру сырья на входах и выходах теплообменников на всех этапах подогрева,температуру отходящих продуктов на входах и выходах теплообменников на всех этапах подогрева, температуру на входах и выходах и уровень продуктов в печах, температуру на входах и выходах ректификационных колонн, на тарелках и в кубовых емкостях последних, уровень и давление жидкости в ректификационных колоннах, температуру и объем воды, потребляемой холодильниками, температуру и объем воды, потребляемой дефлегматорами, а также температуру отходящих из них охлажденных 3 продуктов, периодически отбирают пробы отходящих продуктов, при этом пробы тяжелого и легкого бензина отбирают на выходах соответствующих холодильников по меньшей мере 5 раз в сутки, а из сборника прямогонного бензина - по меньшей мере 2 раза в сутки и контролируют фракционный состав, плотность и цвет бензина, пробы дизельного топлива отбирают на выходе из соответствующего теплообменника по меньшей мере 2 раза в сутки и контролируют фракционный состав, плотность, кинематическую вязкость и температуры застывания и помутнения, пробы мазута отбирают на выходе из соответствующего теплообменника по меньшей мере 1 раз в сутки и контролируют кинематическую вязкость и плотность. При этом для охлаждения дефлегматора второй ректификационной колонны подают расход охлаждающей воды, в 1,41,6 раза превышающий ее суммарный расход, подаваемый в дефлегматоры первых ректификационных колонн, а в холодильники охлаждения легкого бензина - суммарный расход охлаждающей воды в 1112,5 раз превышающий ее расход, подаваемый в холодильник тяжелого бензина, или для охлаждения дефлегматора второй ректификационной колонны подают расход охлаждающей воды в 4,54,8 раз превышающий ее расход, подаваемый в каждый из дефлегматоров первых ректификационных колонн. Сущность изобретения в части установки для реализации способа получения светлых нефтепродуктов заключается в том, что она содержит последовательно связанные хранилище сырья с измерителем уровня, насос подачи сырья, клапан регулирования общего расхода, теплообменники подогрева сырья, теплоносителем первого из которых является тяжелый бензин,второго - дизельное топливо, а третьего - мазут,параллельно включенные клапаны регулирования расходов, четвертые теплообменники, теплоносителем которых являются пары легкого бензина, электрические печи прямого нагрева сырья с открытой спиралью и первые ректификационные колонны, имеющие каждая дефлегматор, связанные для подачи легкого бензина с четвертыми теплообменниками и снабженные в укрепляющей части электрическими печами прямого нагрева, а также электрические печи прямого нагрева кубового остатка первых колонн и вторая ректификационная колонна,имеющая дефлегматор, снабженная в укрепляющей части электрической печью прямого нагрева и через систему вентилей связанная для подачи тяжелого бензина с первым теплообменником, для подачи дизельного топлива - со вторым теплообменником и сборником дизельного топлива, для подачи мазута - с третьим теплообменником и хранилищем мазута, выходы теплоносителя первого и четвертых теплообменников соединены со сборником прямогонного бензина через холодильники, контуры хладоноси 005227 4 теля которых подключены с помощью запорной вентильной и регулирующей клапанной арматуры к системе оборотного водоснабжения, связанной с дефлегматорами ректификационных колонн и снабженной расходомерами, при этом теплообменники, печи, холодильники, дефлегматоры и колонны снабжены средствами измерения на их входах и выходах температуры теплоносителя, сырья, воды и отходящих продуктов, соответственно, а в трубопроводах последних и трубопроводах подачи сырья установлены центробежные насосы. Установка может содержать 16 насосов обеспечения циркуляции нефтепродуктов, 12 насосов подачи воды, два насоса подачи кубового остатка на вторую ректификационную колонну, 6 насосов вывода готовых продуктов, 4 насоса подачи сырья и насос возврата в хранилище сырья, при этом все электрические печи прямого нагрева выполнены с открытой спиралью мощностью 300 кВт и с удельной поверхностной мощностью 3050 кВт/м 2 при коэффициенте теплопередачи 100200 Вт/(м 2 С), теплообменники выполнены с площадью теплообмена 124 м 2, а холодильники - с площадью теплообмена 82 м 2. При этом трубопроводы подачи воды в холодильники легкого и тяжелого бензина выполнены с диаметрами, которые относятся между собой как 5:4, а трубопроводы подачи воды в дефлегматоры первых ректификационных колонн и в дефлегматор второй ректификационной колонны выполнены с диаметрами, которые относятся между собой как 4:5. Или трубопроводы подачи воды в дефлегматоры первых ректификационных колонн и в дефлегматор второй ректификационной колонны выполнены с одинаковыми диаметрами. Краткое описание чертежа На чертеже изображена упрощенная схема установки для реализации способа производства светлых нефтепродуктов. Лучший вариант осуществления изобретений Установка содержит последовательно связанные хранилище 1 сырья с измерителем уровня (не изображен), по меньшей мере один насос 2 подачи сырья, клапан 3 регулирования общего расхода, рекуперационные теплообменники 4, 5,6 подогрева сырья, теплоносителем первого из которых является тяжелый бензин, второго дизельное топливо, а третьего - мазут, параллельно включенные клапаны 7 регулирования расходов, четвертые рекуперационные теплообменники 8, 9, 10, теплоносителем которых являются пары легкого бензина, электрические печи 11, 12, 13 прямого нагрева сырья с открытой спиралью и первые ректификационные колонны 14, 15, 16, имеющие дефлегматор (не изображен), связанные для подачи легкого бензина с четвертыми теплообменниками 8-10 и снабженные в укрепляющей части электрическими печами (не изображены) прямого нагрева, 5 а также электрические печи 17, 18, 19 прямого нагрева кубового остатка первых колонн 14-16 и вторая ректификационная колонна 20, имеющая дефлегматор (не изображен), снабженная в укрепляющей части электрической печью (не изображена) прямого нагрева с удельной поверхностной мощностью 3050 кВт/м 2 и через систему вентилей 21, 22, 23 связанная для подачи тяжелого бензина с первым теплообменником 4, для подачи дизельного топлива - со вторым теплообменником 5 и сборником 24 дизельного топлива, для подачи мазута - с третьим теплообменником 6 и хранилищем 25 мазута, выходы теплоносителя первого и четвертых теплообменников 4, 8, 9, 10 соединены со сборником 26 прямогонного бензина через холодильники 27,28, 29, 30, соответственно, контуры хладоносителя которых подключены с помощью запорной вентильной и регулирующей клапанной арматуры (не изображена) к системе оборотного водоснабжения, включающей емкость 31 и насос 33,связанной с дефлегматорами ректификационных колонн 14, 15, 16, 20 и снабженной расходомерами 32. Теплообменники, печи, холодильники, дефлегматоры и колонны снабжены средствами измерения на их входах и выходах температуры, давления и расхода теплоносителя,сырья, воды и отходящих продуктов, соответственно, средствами блокировки по этим параметрам, а в трубопроводах 36 последних и трубопроводах 37 подачи сырья могут быть установлены центробежные насосы (не изображены). При осуществлении способа производства светлых нефтепродуктов на установке с помощью насосного оборудования (насос 2) перекачивают сырье через теплообменники 4, 5, 6, в которых производят последовательный подогрев углеводородного сырья теплом отходящих продуктов, на первом этапе на (3540)С тяжелым бензином, на втором - на (115120)С дизельным топливом, на третьем - на (2530)С мазутом и на четвертом - на (11,5)С парами легкого бензина, с одновременным охлаждением указанных отходящих продуктов на (145150)С,(225230)С, (240245)С, (56)С, соответственно, при этом разделяют поток сырья на части по количеству первых ректификационных колонн(14, 15, 16), а затем осуществляют окончательный нагрев сырья на (1020)С с помощью электрических печей 11, 12, 13 прямого нагрева и подают его в первые ректификационные колонны 14, 15,16 для разделения на требуемые фракции путем многократной дистилляции (перегонки), после чего полученные пары пропускают через первые дефлегматоры с перепадом температуры охлаждающей воды (2530)С, из которых несконденсированные пары легкого бензина подают в качестве теплоносителя в соответствующие теплообменники 8, 9, 10 подогрева сырья и далее в холодильники 28, 29, 30, где охлаждают на (8595)С водой с перепадом температуры(2530)С, а жидкие продукты возвращаются в 6 первые ректификационные колонны 14-16, кубовые остатки которых нагревают в печах 17,18, 19 и перекачивают во вторую ректификационную колонну 20, температуру в кубовой емкости которой устанавливают выше температуры в кубовой емкости первых колонн 14-16 на(135140)С, а продуктами разделения являются тяжелый бензин, дизельное топливо и мазут,подаваемые в качестве теплоносителей в соответствующие теплообменники 4-6 подогрева сырья через второй дефлегматор с перепадом температуры охлаждающей воды (2530)С,причем тяжелый бензин после этого охлаждают в холодильнике 27 и объединяют с легким бензином, а поддержание заданного теплового баланса в укрепляющей части всех ректификационных колонн 14-16, 20 осуществляют печами прямого нагрева. Кроме того, в процессе производства контролируют, по меньшей мере, следующие параметры: температуру сырья на входах и выходах теплообменников 4-6 на всех этапах подогрева,температуру отходящих продуктов на входах и выходах теплообменников 4-6 на всех этапах подогрева, температуру на входах и выходах и уровень продуктов в печах 11-13, 17-19, температуру на входах и выходах ректификационных колонн 14-16, 20, на тарелках и в кубовых емкостях последних, уровень и давление жидкости в ректификационных колоннах 14-16, 20, температуру и объем воды, потребляемой холодильниками 27-30, температуру и объем воды, потребляемой дефлегматорами, а также температуру охлажденных отходящих из них продуктов, периодически отбирают пробы отходящих продуктов, при этом пробы тяжелого и легкого бензина отбирают на выходах соответствующих холодильников 27-30 по меньшей мере 5 раз в сутки, а из сборника 26 прямогонного бензина по меньшей мере 2 раза в сутки и контролируют фракционный состав, плотность и цвет бензина,пробы дизельного топлива отбирают на выходе из соответствующего теплообменника 5 по меньшей мере 2 раза в сутки и контролируют фракционный состав, плотность, кинематическую вязкость и температуры застывания и помутнения, пробы мазута отбирают на выходе из соответствующего теплообменника 6 по меньшей мере 1 раз в сутки и контролируют кинематическую вязкость и плотность. Для охлаждения дефлегматора второй ректификационной колонны 20 подают расход охлаждающей воды, в 1,4-5-1,6 раза превышающий ее суммарный расход, подаваемый в дефлегматоры первых ректификационных колонн 14-16, а в холодильники 28-30 охлаждения легкого бензина - суммарный расход охлаждающей воды, в 112,5 раз превышающий ее расход,подаваемый в холодильник 27 тяжелого бензина, или для охлаждения дефлегматора второй ректификационной колонны 20 подают расход охлаждающей воды, в 4,54,8 раз превышаю 7 щий ее расход, подаваемый в каждый из дефлегматоров первых ректификационных колонн 14-16. Предпочтительно подогрев, например, газоконденсатного сырья в теплообменниках 4-6,8-10 на указанных этапах проводят на перепады температуры, которые равны 37,42 С, 118,9 С,26,8 С, 1,3 С, при перепадах температуры соответствующих отходящих продуктов 148,6 С,228,6 С, 243,6 С, 5,6 С, соответственно. Значения температуры на входах и выходах теплообменников, печей и холодильников указаны ниже для выполненного рабочего проекта. Основные характеристики рабочего проекта установки для использования в промышленности настоящей группы изобретений: производительность по сырью: 8,9 т/ч, потребление электроэнергии: 55,0 кВт/ч, потребление оборотной воды: 60,0 м 3/ч, потребление пара: 300,0 кг/ч, воздух сжатый технический: 2,0 м 3/ч. Установка реализована с использованием оборудования, указанного в табл. 1. Таблица 1 При реализации заявленного способа установкой осуществляется переработка, например,нефти или газового конденсата в ректификационных колоннах атмосферной перегонки. Ректификация основана на многократном испарении жидкости и конденсации ее паров. Пары разделяемой жидкости поступают из испарителя (кубовой емкости) в ректификационную колонну на тарелки, где и происходит разделение на составляющие ее компоненты. Пары, обогащенные легколетучим компонентом, проходя через слой жидкости на тарелках,поднимаются в пространство между ними, где протекает частичная конденсация паров - переход в жидкость, главным образом менее летучих компонентов, и дальнейшее разделение на более богатую тяжелыми компонентами жидкость. Тарелки устроены так, что на поверхности всегда имеется слой обрабатываемой жидкости,через который пары проходят снизу вверх. По мере обеднения жидкости легколетучим компонентом и накоплением ее на тарелках, она стекает вниз через переливные трубки. Пары, поднимаясь вверх, все время обогащаются легколетучим компонентом, а жидкость - менее летучим. На выходе из колонны пары попадают в дефлегматор, где они частично конденсируются и в виде жидкости возвращаются в колонну. Не сконденсировавшиеся пары поступают в холодильник, где происходит конденсация легколетучего компонента. Более тяжелый компонент после отгона легколетучего накапливается в кубе колонны - кубовой емкости. 8 Процесс получения светлых нефтепродуктов с помощью заявленной установки, например, из газового конденсата в соответствии с настоящим изобретением состоит из следующих основных стадий переработки сырья: нагрев отходящим из колонны 20 тяжелым бензином в теплообменнике 4 от температуры окружающей среды до Т=-2,4 С и охлаждение тяжелого бензина от Т=168,6 С до Т=20 С; нагрев отходящим из колонны 20 дизельным топливом в теплообменнике 5 от Т= -2,4 С до Т=116,4 С и охлаждение дизельного топлива от Т=248,7 С до Т=20 С; нагрев отходящим из колонны 20 мазутом от Т=116,4 С до Т=143,3 С в теплообменнике 6 и охлаждение мазута от Т=360,1 С до Т=116,5 С; нагрев сырья парами отходящего легкого бензина из первых ректификационных колонн 14-16 в теплообменниках 8-10 до Т= 144,6 С и предварительное охлаждение паров легкого бензина от Т=115 С до Т=109,5 С; в печах 11-13 (мощность каждой печи 300 кВт) сырье догревается до Т=158 С и далее направляется в первые ректификационные колонны 14-16 для разделения сырья на требуемые фракции. Подача сырья и его последовательный ход через теплообменники 4-6 может осуществляться одним насосом. Если в целом подается 10,5 м 3/ч сырья, то после прохождения теплообменника 6 предусмотрено его разделение на три потока и подача сырья на каждую колонну 14-16 в количестве 3,5 м 3/ч. Пары легкого бензина из колонн 14-16 поступают в теплообменники 8-10 и далее в холодильники 28-30, а кубовые остатки этих колонн(мощностью 300 кВт каждая) и после нагрева до Т=340 С поступают во вторую ректификационную колонну 20. Поддержание заданного теплового баланса в укрепляющей части второй ректификационной колонны 20 осуществляется печью мощностью 300 кВт. Продуктами разделения ректификационной колонны 20 являются: тяжелый бензин, который после прохождения через теплообменник 4 и холодильник 27 объединяется с легким бензином в сборнике 26 прямогонного бензина; дизельное топливо, отвод которого производится через теплообменник 5 в сборник 24 дизельного топлива; мазут - кубовый остаток колонны 20, который через теплообменник 6 направляется в хранилище 25 мазута. Параметры, контролируемые в аппаратах,приведены в табл. 2. Нефтепродукты являются диэлектриками и это позволяет применять электронагрев открытой спиралью. При нагреве углеводородной жидкости до требуемой температуры нельзя допускать местных перегревов, приводящих к крекингу продуктов. Поэтому, при большой мощности нагревателя (до 500 кВт) нагревательный элемент должен иметь достаточно большую площадь теплообмена, такую, чтобы его удельная поверхностная мощность не превышала 3050 кВт/м 2 при коэффициенте теплопередачи 100200 Вт/(м 2 С), соответственно. При уменьшении коэффициента теплопередачи должна быть пропорционально уменьшена и удельная поверхностная мощность, т.е. увеличена площадь активной поверхности нагрева. В этом случае применение нагревателей с закрытой спиралью повлекло бы создание печей громоздкой конструкции со сложной схемой расключения элементов нагревателя. Кроме того, коэффициент теплопередачи у закрытых нагревателей значительно ниже, чем у открытых, что ведет к еще большему увеличению его площади. Еще одним недостатком закрытого нагревателя можно считать его инерционность,что немаловажно при автоматизации производственного процесса. Для безаварийной работы предусмотрена следующая последовательность работ. Перед запуском установки в работу необходимо: Замерить уровень и определить количество сырья в хранилище 1. Уровень воды не должен превышать отметки ниже 50 мм от нижнего среза всасывающего патрубка трубопровода насоса 2. Включить насос 31 и следить за давлением на его выходе. Проверить заполнение и постоянство расхода воды через дефлегматоры на колоннах 14-16, 20. Проверить заполнение и расход воды холодильников 27-30. Проверить работоспособность насосов, запорной арматуры кратковременным включением в ручном режиме. Проверить заполнение насоса 2, включить его, следить за давлением на выходе и установить расход сырья (10% от номинального) клапанами 3,7. Установить 90% мощности (от номинальной) на печах 11-13 (температура сырья на выходе из печи не должна превышать допустимого значения). По мере возрастания температуры на выходе увеличивать расход сырья на 5% от номинальной производительности колонн 14-16 до тех пор, пока расход сырья на колонны 14-16 не установится на уровне номинальной производительности. Следить за давлением в колоннах 1417 и отрегулировать его до требуемого значения клапанами 3,7. Следить за температурой на выходе из холодильников 28-30 и уровнем в сборнике 26. Проверить заполнение печей 11-13 и установить требуемую мощность. Следить за давлением в колонне 20. После выхода установки на заданные параметры перевести работу в автоматический режим. В процессе установившейся работы производится, как изложено выше, контроль параметров установки. При остановке установки необходимо выполнить следующие работы: Отключить печи на линии подачи сырья в колонны. Отключить насос 2. После снижения температуры в колоннах и кубовых емкостях отключить насос оборотного водоснабжения при температуре окружающей среды ниже 0 С,произвести освобождение оборудования от воды. Возможные аварийные ситуации приведены в табл. 3. Таблица 3 Оценка вероятности возникновения аварийной ситуации проводится путем исследования группы событий из конечной совокупности,определяющей эту ситуацию. События будут обозначаться буквами латинского алфавита (А, В, С,). При этом: V знак сложения (объединения ) событий;- знак". 1. Авария А = A1 V А 2 во время производственного процесса может произойти: A1 - в аппаратной части установки, или А 2 - вне аппаратной части. Авария A1 = B1 V В 2 включает B1 - разрыв аппарата от воспламенения взрывоопасной смеси, или В 2 - разрыв аппарата от избыточного давления.B1 = C1 С 2 может произойти при одновременном наступлении двух событий: С 1 - получении взрывоопасной смеси(46% воздуха в парах углеводородов) и С 2 создание условий возгорания. С 1 = D1D2, C1 возможно при: D1 - наличии паров углеводородов, и D2 - наличии 46% воздуха. С 2 = D3 V D4, С 2 возможно при: D3 - наличии источника воспламенения или D4 - самовоспламенении (при температуре выше 250 С).D1 - достоверное событие, пары углеводородов в процессе работы присутствуют всегда,вероятность его появления : P(D1) = 1.D2 = E1 Е 2, D2 возможно при: E1 - создании разряжения в колонне, и Е 2 - образовании очагов подсоса воздуха.D3 = Е 3 V Е 4, D4 = ( Е 3 V Е 4 )E5, D3 и D4 возможны при наличии нагрева: Е 3 - включенной печи или Е 4 - включенном кубовом нагревателе (печи). При создании условий для возникновения D4 требуется E5 - отказ блокировок по превышению температуры.E1=(F1VF2)F3, E1 может произойти при следующих условиях: F1 - быстром охлаждении содержимого или F2 - откачке из колонны более 50% содержимого, т.к. процесс идет при избыточном давлении более 2 атм, и F3 - перекрытии трубопроводов.F1 = G1G2, F1 может произойти только при отсутствии подогрева: G1 - отключении печи подогрева и G2 - отключении кубового нагревателя.F2 - невозможное событие, вероятность его появления Р( F2) = 0. События F1 и С 2 - несовместные, т.к. первое требует отключения нагрева, второе не может произойти без включения нагревателя. Поэтому, при возникновении одного из них вероятность появления второго равна нулю: Р(F1 С 2)= 0, Р(С 2F1 ) = 0. Вероятность появления события В 1 определяется следующим образом: Р(В 1)=Р(С 1C2)=P[D1(E1E2)]C2= 13 Разрыв аппарата от избыточного давления В 2 = С 3 V C4 включает два события: С 3 - разрыв печи подогрева, С 4 - разрыв колонны. С 3 = D5D6 , С 3 возможно при: D5 - наличии перегрева и D6 - перекрытии обвязывающих трубопроводов. С 4 = D7D8, C4, аналогично С 3, возможно при: D7 - наличии перегрева, и D8 - перекрытии трубопроводов. Событие D8, состоящее из (D8 = Е 13E14E15), где E13 - перекрытие подачи сырья, и Е 14 перекрытие выхода готового продукта, и Е 15 перекрытие откачки кубового остатка маловероятно, т.к. перекрытие выхода готового продукта (Е 14) во время течения производственного процесса практически исключено. Следовательно, вероятность события D8, а за ним и события С 4 можно считать нулевыми: Р(С 4)=P(D7D8)=P(D7)Р(Е 13)Р(Е 14)Р(Е 15)= P(D7)P(E13)0 Р(Е 15) = 0. Событие D5 = Е 6 Е 7E8, заключающееся в наличии перегрева в печи, возможно при: Е 6 - отказе блокировки по давлению, и Е 7 - отказе блокировки по температуре, и E8 - закоксовывании или заклинивании предохранительного клапана. Событие D6 = Е 9 Е 10 включает: Е 9 - перекрытие входа в печь и Е 10 - перекрытие выхода из печи. Вероятностная оценка наступления событий: Р(Е 6) = 0.25; Р(Е 7) = 0.25; P(E8) = 0.5; Р(Е 9)= 0.1; Р(Е 10) = 0.5. Тогда, вероятность наступления события С 3 будет: Р(C3)=P(D5D6)=Р(Е 6 Е 7 Е 8)Р(Е 9 Е 10)=Р(Е 6) Р(Е 7)Р(Е 8)Р(Е 9)(Е 10)=0.250.250.50.10.5=0.0015625. Вероятность разрыва аппарата от избыточного давления (события В 2): Р(В 2)=Р(С 3VС 4)=Р(С 3)=0.0015625. Вероятность наступления события A1:P(A1)=P(B1VВ 2)=Р(В 2)=0.0015625, т.к. Р(В 1)=0. Вероятность противоположного события: Р( A 1)=1-Р(А 1)=1-0.0015625=0.9984375. Тогда, по теореме сложения вероятностей совместных событий вероятность разрыва аппарата от избыточного давления будет:P(Ai)=1-[Р( A 1)]4=1-(0.9984375)4=0.0062354. Аналогично вышеизложенному авария А на участке может произойти: A1 - в аппаратной части участка или А 2 - вне аппаратной части. А = А 1 V А 2. Авария A1 включает: B1 - разрыв аппарата от воспламенения взрывоопасной смеси или В 2 разрыв аппарата от избыточного давления паров углеводородов. А 1=В 1 V B2. В 1 может произойти при одновременном наступлении двух событий: C1 - получении взрывоопасной смеси (46% воздуха в парах углеводородов); С 2 - создании условий возгорания.C1 возможно при: D1 - наличии паров углеводородов и D2 - наличии 46% воздуха.C1=D1D2. С 2 возможно при: D3 - наличии источника воспламенения или D4 - самовоспламененииD4 - достоверное событие, пары углеводородов при запуске процесса присутствуют всегда, вероятность его появления равна Р(D1) = 1.D2 - достоверное событие, воздух будет находиться в аппаратной части. Пусть di - событие, заключающееся в том,что процентное содержание воздуха в парах углеводородов с дискретностью в 1% примет какое-то конкретное значение i из диапазона 1i100. Вероятность такого события будет:P(di)=1/100 = 0.01. Функция плотности вероятности для равновероятностных событий определяется по формуле:F(d1)= iP(d1). По определению, вероятность попадания в какой-то диапазон равна разности значений функции плотности вероятности на концах диапазона:D3 возможно при: E1 - включенной печи подогрева или Е 2 - включенном кубовом нагревателе.D3 = E1 V E2. Как E1, так и Е 2 возможны при одновременном наступлении двух событий: F1, F3 - несвоевременной подаче напряжения и F2, F4 отказе блокировки нагрева по малому уровню жидкости.E1=F1F2, E2=F3F4. Оценим вероятности наступления этих событий как равновероятностные:P( E 2) = P( E 2) = 1 - 0.0625 = 0.9375. Определим вероятность события D3:D4 - самовоспламенение, возможное при одновременном наступлении четырех событий: Е 3 - наличии источника подогрева, т.е. включенных печи подогрева F3 и(или) кубового нагревателя F4. Считаем событие Е 3 достоверным,т.е. Р(Е 3) = 1; Е 4 - нарушении технологического регламента, что при запуске вполне вероятно; 15 Е 5 - отказа блокировок по превышению давления в аппарате; Е 6 - отказа блокировок по превышению температуры в аппарате.D4 = E3VE4VE5VE6. Оценим вероятности наступления событий Е 4, E5 и Е 6: Р(Е 4)=Р(Е 5)=Р(Е 6)=0.25. Тогда, вероятность наступления событияP( D 4)=0.984375. Определим вероятность наступления события С 2: Р(С 2)=P(D3VD4)=1-P( D 3 D 4)=1P( D 3)Р( D 4)=1-(0.87890.984375)=1-0.8652=0.1348; Вероятность наступления события B1: Р(В 1)=P(C1 С 2)=Р(С 1)Р(С 2)=0.020.1348=0.002696. Р(В 1)=0.002696; Р( B 1)=1-P(B1)=1-0.002696=0.9973. Событие В 2 - разрыв аппарата от избыточного давления. Включает два события: С 3 - разрыв печи подогрева; С 4 - разрыв колонны. В 2 = С 3 V С 4. Событие С 3 ничем не отличается от аналогичного события, рассмотренного выше поэтому вероятность его наступления будет такой же: Р(С 3)=Р(D5D6)=Р(Е 6 Е 7 Е 8)Р(Е 9 Е 10)=Р(Е 6)Р(Е 7)Р( Е 8)Р(Е 9)Р(Е 10)=0.250.250.50.10.5=0.0015625; Р(С 3)=0.0015625; Р( C 3)=1-Р(С 3)=1-0.0015625=0.99844. С 4 возможно при D7 - наличии перегрева, иD8 - перекрытии обвязывающих трубопроводов. С 4=D7D8. Событие D7 состоит из: Е 11 - отказ блокировки нагрева по избыточному давлению и Е 12 отказ блокировки нагрева по превышению температуры.D8 возможно при одновременном наступлении трех событий: Е 13 - перекрытии подачи сырья, и Е 14 - перекрытии выхода готового продукта, и Е 15 - перекрытии откачки кубового остатка.D8=E13E14E15. Дадим вероятностную оценку наступления вышеперечисленных событий: Р(Е 11)=0.25; Р(Е 12)=0.25; Р(Е 13)=0.5; Р(Е 14)=0.1; Р(Е 15)=0.5. Тогда, вероятность наступления события С 4 будет: Р(С 4)=P(D7D8)=Р(Е 11 Е 12)Р(Е 13 Е 14 Е 15)=Р Р( C 4)=1-Р(С 4)=1-0.0015625=0.99844. Вероятность разрыва аппарата от избыточного давления (вероятность наступления события В 2): Р(В 2)=Р( C 3V C 4)=1-Р(С 3 С 4)=Р( C 3)P( C 4)=10.998440.99844=0.003118. Р(В 2)=0.003118; Р( B 2)=1-Р(В 2)=1-0.003118=0.9969. Вероятность наступления события A1: Р(А 1)=Р(В 1VВ 2)=1-Р( B 1 B 2)=P( B 1)Р( B 2)=10.99730.9969=0.005792. Р(А 1)=0.005792. Вероятность противоположного события: Р( A 1)=1-Р(А 1)=1-0.005792=0.9942. По теореме сложения вероятностей совместных событий, вероятность разрыва аппарата от избыточного давления в аппаратной части на модуле, включающем четыре установки, будет:P(Ai)=1-(0.9942)4=0.02297 Исходя из изложенного, можно сделать следующие выводы: вероятность возникновения аварии во время запуска производственного процесса гораздо выше вероятности возникновения подобной аварии во время установившейся работы, что требует особого внимания обслуживающего персонала; авария от воспламенения углеводородов во время производственного процесса практически невозможна; возникновение аварии не зависит от типа применяемого электронагревателя, что позволяет использовать нагрев открытой спиралью. На данном примере практической реализации видно, что оборудование, разработанное на основе настоящей группы изобретений, обладает преимуществами, обеспечивающими его эффективное использование при разном объеме перерабатываемого сырья. Таким образом, созданы более безопасный и эффективный способ производства светлых нефтепродуктов и надежная установка для его осуществления, обеспечивающие снижение затрат на производство и эксплуатацию, а также отвечающие современным требованиям по защите. При этом расширены функциональные возможности регулирующего оборудования по контролю и управлению параметрами процесса,уменьшен расход энергии и вспомогательных средств (вода, пар и т.д.), сокращена длительность технологического процесса и уменьшены трудоемкость технического обслуживания и опасность возгорания, резко сокращены потери сырья и отводимых продуктов, а также существенно снижены выбросы в атмосферу, обеспечено отсутствие факельных газов, сопутствующих перегонке сырья. 17 Источники информации: 1.RU2100403, 1997 2. RU2092520, 1997 3. RU2148069, 2000 4.US4693810, 1987 5. FR2560204, 1985 6. GB2134920, 1984 7. РСТWO 99/40164, 1999. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения светлых нефтепродуктов, при котором с помощью насосного оборудования перекачивают сырье через теплообменники, в которых производят последовательный подогрев углеводородного сырья теплом отходящих продуктов, при этом на первом этапе подогрев осуществляют тяжелым бензином, на втором - дизельным топливом, на третьем - мазутом и на четвертом - парами легкого бензина,с одновременным охлаждением указанных отходящих продуктов, при этом разделяют поток сырья на части по количеству первых ректификационных колонн, а затем осуществляют окончательный нагрев сырья с помощью электрических печей прямого нагрева и подают его в первые ректификационные колонны для разделения на требуемые фракции путем дистилляции, после чего полученные пары пропускают через первые охлаждаемые водой дефлегматоры, из которых несконденсированные пары легкого бензина подают в качестве теплоносителя в соответствующие теплообменники подогрева сырья и далее в холодильники, где охлаждают водой, а жидкие продукты возвращают в первые ректификационные колонны, кубовые остатки которых нагревают с помощью электрических печей и перекачивают во вторую ректификационную колонну, температуру в кубовой емкости которой устанавливают выше температуры в кубовой емкости первых колонн, а продуктами разделения являются тяжелый бензин, дизельное топливо и мазут, подаваемые в качестве теплоносителей в соответствующие теплообменники подогрева сырья через второй охлаждаемый водой дефлегматор, причем тяжелый бензин после этого охлаждают в холодильнике и объединяют с легким бензином, а поддержание заданного теплового баланса всех ректификационных колонн осуществляют печами прямого нагрева. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подогрев углеводородного сырья теплом отходящих продуктов производят тяжелым бензином на 35-40 С, дизельным топливом - на 115420 С, мазутом - на 25-30 С и парами легкого бензина - на 1-1,5 С, с одновременным охлаждением указанных отходящих продуктов на 145150, 225-230, 240-245, 5-6 С соответственно, а затем осуществляют окончательный нагрев сырья с помощью электрических печей на 10-20 С,пары легкого бензина пропускают через первые 18 дефлегматоры с перепадом температуры охлаждающей воды 25-30 С, а в холодильниках охлаждают его на 85-95 С водой с перепадом температуры 25-30 С, температуру в кубовой емкости второй ректификационной колонны устанавливают выше температуры в кубовой емкости первых колонн на 135-440 С, а во втором дефлегматоре охлаждают отходящие продукты водой с перепадом температуры 25-30 С. 3. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что в процессе производства контролируют по меньшей мере следующие параметры: температуру сырья на входах и выходах теплообменников на всех этапах подогрева,температуру отходящих продуктов на входах и выходах теплообменников на всех этапах подогрева, температуру на входах и выходах и уровень продуктов в печах, температуру на входах и выходах ректификационных колонн, на тарелках и в кубовых емкостях последних, уровень и давление жидкости в ректификационных колоннах, температуру и объем воды, потребляемой холодильниками, температуру и объем воды, потребляемой дефлегматорами, а также температуру отходящих из них охлажденных продуктов. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что периодически отбирают пробы отходящих продуктов, при этом пробы тяжелого и легкого бензина отбирают на выходах соответствующих холодильников по меньшей мере 5 раз в сутки, а из сборника прямогонного бензина - по меньшей мере 2 раза в сутки и контролируют фракционный состав, плотность и цвет бензина, пробы дизельного топлива отбирают на выходе из соответствующего теплообменника по меньшей мере 2 раза в сутки и контролируют фракционный состав, плотность, кинематическую вязкость и температуры застывания и помутнения, пробы мазута отбирают на выходе из соответствующего теплообменника по меньшей мере 1 раз в сутки и контролируют кинематическую вязкость и плотность. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для охлаждения дефлегматора второй ректификационной колонны подают расход охлаждающей воды, в 1,4-1,6 раза превышающий ее суммарный расход, подаваемый в дефлегматоры первых ректификационных колонн, а в холодильники охлаждения легкого бензина - суммарный расход охлаждающей воды, в 11-12,5 раза превышающий ее расход, подаваемый в холодильник тяжелого бензина. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что для охлаждения дефлегматора второй ректификационной колонны подают расход охлаждающей воды, в 4,5-4,8 раза превышающий ее расход, подаваемый в каждый из дефлегматоров первых ректификационных колонн. 7. Установка для реализации способа получения светлых нефтепродуктов по любому из пп.1-6, содержащая последовательно связанные хранилище сырья с измерителем уровня, насос подачи сырья, клапан регулирования общего расхода, теплообменники подогрева сырья, теплоносителем первого из которых является тяжелый бензин, второго - дизельное топливо, а третьего - мазут, параллельно включенные клапаны регулирования расходов, четвертые теплообменники, теплоносителем которых являются пары легкого бензина, электрические печи прямого нагрева сырья с открытой спиралью и первые ректификационные колонны, имеющие каждая дефлегматор, связанные для подачи легкого бензина с четвертыми теплообменниками и снабженные в укрепляющей части электрическими печами прямого нагрева, а также электрические печи прямого нагрева кубового остатка первых колонн и вторая ректификационная колонна, имеющая дефлегматор, снабженная в укрепляющей части электрической печью прямого нагрева и через систему вентилей связанная для подачи тяжелого бензина с первым теплообменником, для подачи дизельного топлива - со вторым теплообменником и сборником дизельного топлива, для подачи мазута - с третьим теплообменником и хранилищем мазута, выходы теплоносителя первого и четвертых теплообменников соединены со сборником прямогонного бензина через холодильники, контуры хладоносителя которых подключены с помощью запорной вентильной и регулирующей клапанной арматуры к системе оборотного водоснабжения, связанной с дефлегматорами ректификационных колонн и снабженной расходомерами, при этом теплообменники, печи, холо 20 дильники, дефлегматоры и колонны снабжены средствами измерения на их входах и выходах температуры теплоносителя, сырья, воды и отходящих продуктов. 8. Установка по п.7, отличающаяся тем, что она содержит 16 насосов обеспечения циркуляции нефтепродуктов, 12 насосов подачи воды,два насоса подачи кубового остатка на вторую ректификационную колонну, 6 насосов вывода готовых продуктов, 4 насоса подачи сырья и насос возврата в хранилище сырья, при этом все электрические печи прямого нагрева выполнены с открытой спиралью мощностью 300 кВт и с удельной поверхностной мощностью 30-50 кВт/м 2 при коэффициенте теплопередачи 100200 Вт/(м 2 С), теплообменники выполнены с площадью теплообмена 124 м 2, а холодильники- с площадью теплообмена 82 м 2. 9. Установка по любому из пп.7, 8, отличающаяся тем, что трубопроводы подачи воды в холодильники легкого и тяжелого бензина выполнены с диаметрами, которые относятся между собой как 5:4, а трубопроводы подачи воды в дефлегматоры первых ректификационных колонн и в дефлегматор второй ректификационной колонны выполнены с диаметрами, которые относятся между собой как 4:5. 10. Установка по любому из пп.7, 8, отличающаяся тем, что трубопроводы подачи воды в дефлегматоры первых ректификационных колонн и в дефлегматор второй ректификационной колонны выполнены с одинаковыми диаметрами.