Как повысить эффективность дистилляции отработанного масла за счет оптимизации обезвоживания сырья
Установка по дистилляции отработанного масла может иметь достаточную номинальную мощность и при этом работать с производительностью, значительно ниже ожидаемой суточной пропускной способности.
На многих действующих установках ограничивающий фактор возникает ещё до начала дистилляции. Высокое или нестабильное содержание воды удлиняет время предварительной обработки, увеличивает объём материала, который необходимо нагреть и отделить, и может привести к тому, что дистилляционная секция будет простаивать в ожидании подготовленного сырья.
Практическая цель осушение отработанного масла Поэтому задача заключается не просто в удалении воды. Она состоит в том, чтобы обеспечить систему дистилляции, расположенную ниже по потоку, достаточно точно регулируемым сырьем с необходимой скоростью, не допуская при этом, чтобы этап предварительной очистки стал «узким местом» в производственном процессе.
Для операторов, стремящихся к модернизации существующего завода, важны четыре вопроса:
- Какой объем подготовленного масла на самом деле поставляется ежедневно из секции дегидратации?
- Сколько производственного времени теряется из-за того, что дистилляционная установка ожидает поступления подготовленного сырья?
- Какие поступающие потоки нефти приводят к самым длительным циклам обезвоживания?
- Сможет ли существующая секция предварительной очистки стабильно обеспечивать требуемую скорость дистилляции?
Эти вопросы служат более полезной основой для повышения эффективности установки, чем объем дегидратационного резервуара или номинальная производительность по TPD в отдельности.
Содержание
▴
Измеряйте объем подготовленного корма, а не только пропускную способность по влажному маслу
Распространенной ошибкой является оценка эффективности предварительной очистки по количеству сырого отработанного масла, поступающего в систему.
Что касается последующего оборудования, более значимым показателем является:
Какое количество подходящего готового сырья поступает в дистилляционную установку в течение каждого рабочего дня?
Рассмотрим упрощенный пример. Заводу требуется 10 тонн подготовленного масла в сутки для работы его дистилляционной установки. Если поступающее масло содержит 8 весовых процентов воды, то для получения 10 тонн готового продукта потребуется примерно 10,87 тонн влажного сырья — без учета твердых частиц, осадка, отходов и прочих технологических потерь.
Это не универсальная формула расчета. Характеристики отработанного масла настолько различаются, что одно число не может отражать особенности каждого конкретного проекта. Приведенный пример лишь иллюстрирует, почему не следует автоматически предполагать, что секция предварительной очистки производительностью 10 TPD и секция дистилляции той же производительности должны соответствовать друг другу.
| Операционный показатель | Что это означает |
|---|---|
| Сырая нефть, поступающая на этап предварительной очистки | Общий объем поступающего материала, обрабатываемого на участке предварительной обработки |
| Удалена вода и осадок | Материал, который не поступает на последующие этапы дистилляции |
| Произведенные готовые корма | Фактический объем нефти, поступающий на дистилляционную секцию |
| Время предварительной обработки на одну партию | Как быстро можно поставить готовые корма |
| Время ожидания дистилляции | Прямые признаки снижения эффективности использования производственных мощностей |
| Объем приготовленного корма за рабочий день | Практическая производительность системы предварительной очистки |
Если дистилляционная установка регулярно сталкивается с задержками в подаче сырья, то оптимизация баланса на предшествующих этапах может способствовать увеличению фактического объема производства без немедленной замены основного
установку дистилляции отработанного масла.
Удалите большую часть свободной воды, прежде чем затрачивать дополнительную энергию на обезвоживание
Не всю воду, содержащуюся в собранном отработанном масле, необходимо обрабатывать одинаково.
Некоторые поступающие партии сырья содержат отчетливо выраженный слой свободной воды, который может отделиться в процессе контролируемого хранения или осаждения. Другие партии сырья содержат диспергированную или эмульгированную воду, которую удалить гораздо сложнее.
Если перед этапом нагревательной дегидратации удается отделить большую часть свободной воды, это позволяет уменьшить объем воды, который приходится обрабатывать участку предварительной очистки с более высокой производительностью.
Практическая последовательность действий может выглядеть следующим образом:
прием → сепарация → осаждение / удаление свободной воды → удаление твердых частиц → контролируемое обезвоживание → хранение готового корма → дистилляция
Конкретная схема зависит от сырья и имеющегося оборудования.
Важным моментом с точки зрения эффективности является необходимость избегать использования этапа дегидратации с более высоким энергопотреблением для разделения, которое можно было бы завершить на более раннем этапе процесса.
Поэтому операторам следует отслеживать:
- какой объём воды удаляется в процессе приёма или отстаивания;
- какой объем удаляется на этапе основной дегидратации; и
- состояние подготовленного масла, поступающего на дистилляцию.
Если большая часть поступающей воды удаляется только на заключительной стадии нагрева, возможно, есть возможность снизить эту нагрузку до этапа обезвоживания.
Не следует рассматривать все подачи воды типа 5% как одинаковые
Результат лабораторного анализа, свидетельствующий о том, что отработанное масло содержит 5% воды, не отражает всю сложность проблемы обезвоживания.
Два масла с одинаковым общим содержанием воды могут требовать совершенно разного времени предварительной обработки.
Причина разницы может заключаться в следующем:
- свободная вода и эмульгированная вода;
- вязкость масла;
- осадок и мелкие твердые частицы;
- комплексы присадок для смазочных материалов;
- источник отработанного масла;
- предварительное перемешивание или встряхивание;
- температура подаваемого материала;
- попадание других жидкостей.
Смазочное масло на минеральной основе, полученное из одного промышленного источника и отличающееся относительно стабильным составом, может вести себя совершенно иначе, чем смешанное масло, собранное из различных мастерских, автопарков и заводов.
Это имеет коммерческое значение. Если нефть одного поставщика можно быстро подготовить к переработке, а сырьё другого поставщика постоянно удваивает время дегидратации, то усреднение показателей по обоим потокам в единый месячный показатель содержания воды скрывает реальную эксплуатационную проблему.
| Ситуация с кормами | Что следует контролировать | Возможное оперативное решение |
|---|---|---|
| Постоянная подача при низком уровне воды | Нормальный цикл обезвоживания и объем производства готового корма | Стандартная схема обработки |
| Корм с видимой свободной водой | Объем отделенной воды и время осаждения | Повысить эффективность удаления свободной воды на этапе первичной очистки |
| Стойкая эмульгированная вода | Время нагрева, время выдержки и эффективность дегидратации | Выделить и проанализировать условия предварительной обработки |
| Высокое содержание осадка или мелких твердых частиц | Перебои в загрузке фильтра и предварительной очистке | Повысить эффективность удаления твердых частиц перед обезвоживанием |
| Неизвестное загрязнение | Характеристики и совместимость кормов | Проведите проверку груза перед приемом |
Для предприятий, получающих сырье от нескольких поставщиков, репрезентативное тестирование также помогает отличить проблему, связанную с обезвоживанием, от более общей проблемы качества сырья. Ознакомьтесь с нашим руководством по
анализ отработанного масла перед выбором оборудования
что касается основных характеристик канала, которые следует проанализировать.
Не допускайте, чтобы плотный влажный корм замедлял работу всего кормового бассейна
Сегрегацию сырья зачастую рассматривают лишь как меру контроля качества. На коммерческом предприятии по переработке отработанного масла она также может способствовать повышению эффективности производства.
Представим себе предприятие, на котором имеется достаточное количество смазочного масла, качество которого находится под контролем, чтобы обеспечить работу дистилляционной установки, однако в одной из прибывших цистерн обнаружено необычно высокое содержание воды или стойкая эмульсия.
Если эта партия будет сразу смешана с содержимым основного резервуара для сырой нефти, то даже один проблемный танкер может превратить гораздо большее количество сырья, с которым в иных условиях можно было бы справиться, в партию, требующую длительной предварительной обработки.
Хранение сомнительных материалов отдельно позволяет оператору решить, следует ли:
- остался на более длительный срок;
- отдельно высушенные;
- смешиваются только после подтверждения совместимости;
- подвергаются дополнительным испытаниям; или
- исключены из обычной технологической схемы.
Это особенно важно при сборе отработанного гидравлического масла, редукторного масла, трансмиссионного масла и других промышленных смазочных материалов из различных источников.
Охлаждающую жидкость, водогликолевую гидравлическую жидкость, тормозную жидкость, растворители и неопознанные химические смеси не следует просто рассматривать как отработанное масло с высоким содержанием воды.
Более мощная система обезвоживания не является решением проблемы несовместимости сырья.
Для оборудование для переработки отработанного масла, поэтому прием сырья и его предварительную обработку следует рассматривать как часть одной и той же производственной стратегии.
Соотнесение цикла дегидратации с потребностью в дистилляции
Даже если сам процесс дегидратации протекает нормально, плохая согласованность между этапами предварительной обработки и дистилляции может снизить общую загрузку установки.
Цикл предварительной обработки может включать:
загрузка → нагрев → обезвоживание → осаждение → фильтрация → перекачка → подготовка к следующей партии
Если в момент, когда это необходимо для дистилляционной секции, готовое масло отсутствует, основное оборудование должно быть остановлено или подача сырья должна быть уменьшена.
Таким образом, более полезным показателем мощности является:
количество приготовленного корма за один цикл × количество циклов предварительной обработки, которые можно выполнить за один рабочий день
а не только от объёма сосуда.
Более вместительный дегидратационный резервуар не всегда позволяет получать больше готового масла в день. Если для обработки более крупной партии требуется пропорционально больше времени на нагрев и дегидратацию, прирост фактической производительности может оказаться ограниченным.
Прежде чем менять размер оборудования, сравните:
- текущий размер партии предварительной обработки;
- фактическое время цикла;
- объем готового корма, произведенного за одну партию;
- допустимое количество циклов в день;
- спрос на продукты дистилляции;
- часов дистилляционная секция ожидает поступления сырья.
Это позволяет определить, в чём заключается истинная проблема: в производительности оборудования, в состоянии сырья или просто в несогласованности двух технологических циклов.
Используйте буферизацию готовых кормов, если два процесса выполняются в разных циклах
Если скорости процессов предварительной обработки и дистилляции не совпадают, буфер для подготовленной сырьевой смеси может помочь разделить эти два рабочих цикла.
Процесс выглядит следующим образом:
сырое отработанное масло → обезвоживание / предварительная обработка → резервуар для подготовленной сырьевой смеси → дистилляция
Резервуар для готового корма сам по себе не обеспечивает производственную мощность. Его функция заключается в обеспечении постоянного наличия корма.
Пока дистилляционная установка перерабатывает заранее подготовленное масло, на участке предварительной обработки можно подготовить следующую партию сырья.
Такая схема может оказаться полезной в следующих случаях:
- предварительная обработка осуществляется периодически;
- поступающая вода может варьироваться;
- дистилляция осуществляется в течение более длительных производственных циклов;
- обрабатываются несколько источников данных;
- Время предварительной обработки и время цикла дистилляции не совпадают.
Существует одно важное ограничение.
Если на этапе предварительной обработки удается стабильно получать лишь 6 тонн подготовленного масла в сутки, тогда как последующему производственному объекту требуется 10 тонн, установка более вместительного буферного резервуара лишь отсрочит возникновение дефицита сырья.
Проблема «узкого места» при дегидратации по-прежнему требует устранения.
Не следует чрезмерно обрабатывать корм, который и так подходит для дистилляции
Проблемы с эффективностью могут возникать и в обратном направлении.
Предварительная обработка должна преследовать четко сформулированную производственную цель. Продолжение процесса обезвоживания дольше, чем это необходимо, лишь потому, что “чем суше, тем лучше”, может увеличить продолжительность цикла, не принося при этом никакой полезной выгоды на последующих этапах.
Поэтому конечная точка дегидратации должна быть связана со следующим:
- процесс последующей дистилляции;
- фактические характеристики корма;
- необходимая эксплуатационная стабильность;
- согласованные проектные основания для установки.
Не существует единого универсального значения процента воды, которое можно было бы применять ко всем проектам по переработке отработанного масла без учета конфигурации технологического процесса.
Вместо того чтобы просто спрашивать:
“Какой процент удаления воды может обеспечить машина для обезвоживания?”
Более уместный вопрос:
“Какие требования предъявляются к сырью для последующей дистилляционной секции, и способна ли система предварительной обработки стабильно подавать такое сырье с необходимой производительностью?”
Это позволяет установить прямую связь между показателями дегидратации и производительностью завода.
Отслеживание того, действительно ли изменения, связанные с дегидратацией, повышают эффективность растений
После изменения режима сепарации сырья, удаления свободной воды, процесса обезвоживания или буферизации готового корма оператору необходимо убедиться, действительно ли это привело к улучшению работы всей установки.
| KPI | Желаемое направление | Почему это важно |
|---|---|---|
| Объем приготовленного корма за рабочий день | Увеличить | Для дистилляции становится доступно больше пригодного сырья |
| Время предварительной обработки на одну тонну готового корма | Уменьшить | Демонстрирует более высокую практическую производительность при предварительной обработке |
| Время ожидания дистилляции | Уменьшить | Прямое повышение коэффициента загрузки основного оборудования |
| Перебои в подаче воды в связи с паводком | Уменьшить | Обеспечивает более эффективный контроль приёма и сортировки |
| Стабильное время работы дистилляционной установки | Увеличить | Позволяет более эффективно использовать основное оборудование |
| Переработка, связанная с подачей | Снизиться или оставаться под контролем | Повышение эффективности не должно достигаться за счет ухудшения стабильности продукта |
Один из особенно полезных показателей:
время ожидания дистилляции из-за отсутствия подготовленного сырья
Если этот показатель снижается при одновременном увеличении количества часов стабильной дистилляции и суточного объема готового корма, то улучшения в области дегидратации приносят реальную выгоду на уровне завода.
Когда оптимизации процессов уже недостаточно?
Изменения в режиме работы имеют свои ограничения.
Существующий участок дегидратации следует проанализировать на предмет модернизации оборудования, если на заводе неоднократно наблюдаются следующие условия:
- дистилляционная установка регулярно ожидает поступления подготовленного сырья;
- подача сырья при высоком уровне воды является обычной частью технологического процесса, а не единичным исключением;
- дегидратация неизменно является самым длительным этапом производственного цикла;
- объем производства экологически устойчивых готовых кормов по-прежнему не удовлетворяет спрос на них со стороны последующих звеньев цепочки;
- запланированное расширение завода приведет к существенному увеличению объема необходимых поставок сырья;
- Текущая система не способна обрабатывать стандартный диапазон подачи в рамках требуемого графика работы.
Решение всё же должно основываться на реальном узком месте.
Если в наличии уже имеется достаточное количество подготовленной сырьевой смеси, но увеличение скорости подачи сырья в дистиллятор приводит к нестабильному вакууму или неудовлетворительному контролю фракций, то увеличение мощности дегидратации не решит эту проблему.
В таком случае ограничение переместилось на более поздний этап.
Что необходимо подготовить перед подачей заявки на проверку эффективности дегидратации
Поставщик оборудования сможет дать гораздо более полезную рекомендацию, если заказчик предоставит данные об эксплуатации, а не просто попросит поставить более мощную машину.
Для действующего завода подготовьте:
- виды и источники отработанного масла;
- типичные условия поступающей воды;
- максимальный уровень воды, обычно считающийся допустимым;
- является ли вода преимущественно в свободном состоянии или в эмульгированном;
- существующий метод предварительной обработки;
- размер партии при предварительной обработке;
- фактительная продолжительность цикла предварительной обработки;
- суточный объем производства готового корма;
- фактическая скорость подачи сырья на дистилляцию;
- количество часов, в течение которых дистилляционная установка ожидает поступления сырья;
- состояние осадка и твердых частиц;
- существующая вместимость резервуаров для сырой нефти и готовых кормов;
- текущая фактическая суточная пропускная способность;
- целевая пропускная способность в будущем.
Если в рамках проекта также проводится оценка более крупного завода в целом, ознакомьтесь с нашим
Руководство по производительности установок по переработке отработанного масла: 5, 10 или 20 TPD
прежде чем утвердить новый целевой показатель обработки.
Цель состоит в том, чтобы провести различие между тремя совершенно разными ситуациями:
проблема с эксплуатацией, проблема с сырьем или недостаточная мощность системы предварительной обработки.
Это различие следует учесть до приобретения дополнительного оборудования.
Не снижает ли обезвоживание корма производительность вашей установки по дистилляции отработанного масла?
Если ваша действующая дистилляционная установка не достигает ожидаемой суточной производительности, сравните устойчивую скорость подачи готового корма с фактической потребностью дистилляционной секции.
Сообщите компании VBOLT текущие показатели состояния подаваемой воды, продолжительность цикла обезвоживания, объем подготовленной сырьевой смеси и фактическую производительность дистилляции. Мы сможем определить, является ли предварительная обработка реальным ограничивающим фактором производительности и какую часть системы подготовки сырья необходимо доработать.
Часто задаваемые вопросы
Может ли более эффективное обезвоживание повысить производительность дистилляции отработанного масла?
Это может повысить фактическую производительность, если ограничивающим фактором является подача подготовленного сырья на этапе предварительной обработки. Если на дистилляционную секцию уже поступает достаточное количество подходящего масла, то узким местом может оказаться вакуум, нагрев, фракционирование, конденсация или какой-либо другой последующий этап.
Всегда ли более вместительный резервуар для дегидратации является более эффективным?
Нет. Суточный объем производства готовых кормов зависит от размера партии, времени нагрева, качества воды, фильтрации, перекачки и всего цикла предварительной обработки. Использование емкости большего объема может не привести к значительному увеличению производительности, если при этом цикл обработки также станет более длительным.
Следует ли перед переработкой смешивать отработанное масло с высоким содержанием воды с более сухим маслом?
Не всегда. Перемешивание не удаляет воду и может превратить одну сложную партию поступающего сырья в более крупную партию с переменным составом. В первую очередь следует провести анализ сегрегации и оценку сырья.
Требует ли чистая вода такой же обработки, как и эмульгированная вода?
Нет. Свободная вода в массе может быть удалена раньше с помощью контролируемого осаждения или сепарации, тогда как для удаления диспергированной или эмульгированной воды может потребоваться иной метод обезвоживания. Поэтому следует оценивать состояние сырья, а не полагаться исключительно на общее содержание воды в процентах.
Как понять, действительно ли дегидратация является основной проблемой для растения?
Сравните объём производства готовой смеси с фактической потребностью дистилляционной установки в сырье. Если основная установка постоянно ожидает поступления готовой смеси, а этап предварительной обработки не может восполнить этот дефицит в рамках рабочего графика, то, вероятно, дегидрация или другой этап предварительной обработки ограничивает коэффициент загрузки завода.
