ФГОУ СПО
|
Первичная переработка нефти на установке
ЭЛОУ АВТ
Курсовой проект
Руководитель:
Студент:
|
2010
|
Содержание
Введение
1 Теоретическая часть
Характеристика нефти и выбор способа её переработки
Характеристика фракций нефти и вариантов её переработки
Характеристика газов и их применение
Характеристика бензиновых фракций и их применение
Характеристика дизельных фракций и их применение
Характеристика вакуумных дистиллятов и их применение
Характеристика остатков и их применение
Технологическая схема ЭЛОУ АВТ
Выбор и обоснование схемы блока ЭЛОУ
Выбор и обоснование схемы блока атмосферной перегонки
2. Расчетная часть
2.1 Материальный баланс
2.2 Определение основных размеров колонны
3. Охрана окружающей среды на установке
Заключение
Список литературы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
изм
|
лист
|
№докум.
|
подп.
|
дата
| |
Разраб.
|
|
|
|
Первичная переработка нефти на установке ЭЛОУ АВТ
(пояснительная записка)
|
Лит
|
Лист
|
Л-ов
|
Пров.
|
|
|
|
У
|
2
|
45
|
|
|
|
|
|
Н.контр
|
|
|
|
Утв.
|
|
|
|
Введение
Установки первичной переработки нефти составляют основу всех НПЗ. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырья для вторичных процессов и для нефтехимических производств. От работы АВТ зависят выход и качество компонентов топлив и смазочных масел и технико-экономический показатель последующих процессов переработки нефтяного сырья. Проблемам повышения эффективности работы и интенсификации установок АВТ всегда уделялось и уделяется серьезное внимание.
Важнейшими из всего многообразия проблем, стоящих перед современной нефтепереработкой нужно считать следующие:
- глубокая переработка нефти;
повышение октановых чисел автобензинов;
снижение энергоемкости производств за счет внедрения новейших достижений в области тепло- и массообмена, разработки более совершенных и интенсивных технологий глубокой безотходной и экологически безвредной переработки нефти и др.
Решение этих проблем предусматривает:
Совершенствование основных аппаратов установок АВТ:
контактных устройств ректификационных колонн, от эффективности работы которых зависят материальные, энергетические и трудовые затраты, качество нефтепродуктов и глубина переработки нефти и т.д.;
конденсационно-вакуумсоздающих систем (КВС) промышленных вакуумных колонн;
трубчатых печей и теплообменно-холодильного оборудования
|
|
|
|
|
|
|
лист
|
|
|
|
|
|
3
|
изм
|
лист
|
№докум.
|
подп.
|
дата
|
Совершенствование технологических схем. При выборе технологической схемы и режима установки необходимо руководствоваться потенциальным содержанием фракций.
Совершенствование схем и технологии вакуумной и глубоковакуумной перегонки мазута, то есть
уменьшение уноса жидкости в концентрационную секцию колонны (установка отбойников из сетки и организация вывода затемненного тяжелого газойля);
подбор эффективных контактирующих устройств для углубления вакуума.
Преимущества насадочных контактных устройств перед тарельчатыми заключается, прежде всего, в исключительно малом перепаде давления на одну ступень разделения. Среди них более предпочтительными являются регулярные насадки, так как они имеют регулярную структуру (заданную), и их гидравлические и массообменные характеристики более стабильны по сравнению с насыпными . Одним из подобных насадочных устройств является регулярная насадка «Кох-Глитч». Применение этой насадки в вакуумных колоннах позволило уменьшить наложение фракций, а также снизить расход водяного пара в куб колоны.
Одним из направлений совершенствования установок АВТ является улучшение отбора фракций от их потенциального содержания. С мазутом уходит до 5% дизельных фракций, а с гудроном – до 10% масляных фракций.
|
|
|
лист
|
|
4
|
|
В практики фракционирования остатков атмосферной перегонки, наметилась тенденция к использованию вместо традиционных пароэжекторных вакуумных систем (ПЭВС) гидроциркуляционных (ГЦВС). Последние более сложные, но усложнение вакуум создающей системы и увеличение в связи с этим капитальных затрат оправдано явным преимуществом её эксплуатации.
В качестве рабочего тела в ГЦВЦ используется ДТ, получаемое на самой установке. Отказ от использования ПЭВС, а, следовательно, от использования в качестве рабочего тела водяного пара приводит к снижению на экологическую систему, за счёт сокращения сброса химически загрязненных вод.
Углубление вакуума, обеспечиваемое применением ГЦВЦ, даёт возможность снизить температуру потока питания вакуумной колонны при сохранении и даже увеличении доли отгона, т.е. уменьшить термическое разложение сырья в трубчатых печах .
Изложенный материал позволяет сделать вывод: установки АВТ еще далеки от универсальности. Однако их совершенствование приведет к решению не только перечисленных проблем, но и сыграет большую роль в защите окружающей среды.
|
|
лист
|
5
|
Теоретическая часть
1.1 Характеристика нефти по ГОСТ Р 51858-2002 и выбор варианта ее переработки
Выбор технологической схемы первичной и последующей переработки нефти в большой степени зависит от её качества. Данные о Девонской нефти взяты в справочной литературе. Показатели качества нефти представлены в таблицах 1.1 и 1.2.
Показатели
|
Единицы измерения
|
Значение показателя
|
Плотность нефти при 20°С
|
кг/м3
|
889,5
|
Содержание в нефти:
хлористых солей
|
мг/дм3
|
119
|
воды
|
% масс.
|
0,67
|
серы
|
% масс.
|
2,82
|
парафина
|
% масс.
|
2,6
|
фракции до 360°С
|
% масс.
|
38,4
|
фракции 360-500°С
|
% масс.
|
18,7
|
фракции 500-600°С
|
% масс.
|
15,0
|
Плотность гудрона (остатка) при 20 °С (фр.>500°С)
|
кг/м3
|
1009,3
|
Вязкость нефти:
при t=20°C
|
мм2/с
|
38,9
|
при t=50°C
|
мм2/с
|
14,72
|
Выход суммы базовых масел с ИВ90 и температурой застывания -15°С
|
% масс.
|
-
|
Таблица 1.2 – Потенциальное содержание фракций в Девонской нефти
Номер компонента
|
Компоненты, фракции
|
Массовая доля компонента в смеси, xi
|
1
|
H2
|
0
|
2
|
CH4
|
0
|
3
|
C2H6
|
0,000278
|
4
|
C2H4
|
0,00000
|
5
|
H2S
|
0,00000
|
|
|
Лист
|
6
|
6
|
C3
|
0,003654
|
7
|
C4
|
0,006068
|
8
|
28-62°С
|
0,018
|
9
|
62-85°С
|
0,016
|
10
|
85-105°С
|
0,019
|
11
|
105-140°С
|
0,036
|
12
|
140-180°С
|
0,046
|
13
|
180-210°С
|
0,039
|
14
|
210-310°С
|
0,138
|
15
|
310-360°С
|
0,072
|
16
|
360-400°С
|
0,061
|
17
|
400-450°С
|
0,064
|
18
|
450-500°С
|
0,062
|
19
|
500-550°С
|
0,081
|
20
|
550°С
|
0,338
|
|
Итого:
|
1,000
|
Показатели качества Девонской нефти, приведенные в таблицах 1.1 и 1.2, позволяют сказать, что базовых масел с ИВ90 и температурой застывания -15°С в нефти нет.
Таким образом производство базовых масел, т.е. получение узких масляных фракций на установке АВТ является не целесообразным.
Нефть следует перерабатывать по топливному варианту.
Девонская нефть с массовой долей серы 2,82 % (класс 3, высокосернистая), плотностью при 20оС 889,5 (тип 3, тяжелая), концентрации хлористых солей 119 мг/дм3, массовой долей воды 0,67 % (группа 3), массовой долей сероводорода 24 ррm (вид 2) обозначается «3.3.3.2. ГОСТ Р 51858-2002». Данная нефть соответствует «ГОСТ Р 51858-2002.Нефть. Общие технические условия.» только для внутреннего использования (плотность не соответствует требованиям экспортного варианта - тип 3).
|
|
Лист
|
7
|
1.2 Характеристика фракций нефти и вариантов их применения
Характеристики всех фракций нефти составлена по данным справочника и приводятся в виде таблиц.
1.2.1 Характеристика газов
Таблица 1.3 – Состав и выход газов на нефть
Компоненты
|
Выход на нефть, % масс.
|
Метан
|
0
|
Этан
|
1,0∙0,0278=0,0278
|
Пропан
|
1,0∙0,3654=0,3654
|
Бутан
|
1,0∙0,4546=0,4546
|
Изобутан
|
1,0∙0,1522=0,1522
|
Итого:
|
1,0
|
Содержание этана в рефлюксе: 2,78 % масс..
Девонской нефть содержит в основном тяжёлые газы, т.е. пропан и бутаны. Поэтому смесь этих газов можно получать в жидком состоянии в ёмкости орошения стабилизационной колонны в виде рефлюкса и использовать его как товарный сжиженный газ, т.к. содержание этана в нём будет <5 %).
1.2.2 Характеристика бензиновых фракций и их применение
Пределы кипения фракции, °С
|
Выход на нефть, % масс.
|
Октановое число без ТЭС
|
Содержание, % масс.
|
серы
|
ароматических углеводородов
|
нафтеновых углеводородов
|
парафиновых углеводородов
|
н.к.-70
|
2,1
|
59
|
0,1
|
1
|
13
|
86
|
70-120
|
4,5
|
51
|
0,18
|
7
|
22
|
71
|
70-140
|
6,8
|
45
|
0,20
|
9
|
27
|
64
|
140-180
|
4,6
|
37
|
0,32
|
12
|
29
|
59
|
н.к.-180
|
13,5
|
40
|
0,19
|
9
|
25
|
66
|
|
|
Лист
|
8
|
В таблице представлены характеристики всех бензиновых фракций, которые получают на современных установках АВТ. В настоящее время при первичной перегонке нефти не выделяют узкие бензиновые фракции, служившие ранее сырьем для производства индивидуальных ароматических углеводородов в процессе каталитического риформинга. На современных установках каталитического риформинга применяются высокоактивные катализаторы при пониженном давлении в реакторах, что обеспечивает высокий выход ароматики (55-65 % на катализат) при работе на сырье широкого фракционного состава, выкипающем в пределах 70-180°С. На установке АВТ в основном получают бензиновые фракции 70-120°С (при выработке реактивного топлива) или 70-180°С (если реактивное топливо не вырабатывают), которые направляют на риформинг для повышения их октанового числа. Фракцию нк-70°С целесообразно использовать для процесса изомеризации и далее как компонент бензина. Фракцию 70-140°С для получения ароматики на установке каталитического риформинга или в смеси с фракцией 140-180°С, для производства высокооктанового компонента автомобильных бензинов. Для всех фракций необходима предварительная гидроочистка.
1.2.3 Характеристика дизельных фракций и их применение
В таблице 2.3 представлена характеристика дизельных фракций, которые можно вырабатывать на установке АВТ из любой нефти и, в частности, из Девонской. Однако получение на АВТ той или иной дизельной фракции должно быть обоснованным.
Таблица 1.4 – Характеристика дизельных фракций Девонской нефти
Пределы кипения, °С
|
Выход на нефть, % масс.
|
Цетано-вое число
|
Вязкость при 20°С, мм2/с (сСт)
|
Температура
|
Содержание серы
общей, % масс.
|
помутнения, °С
|
застывания, °С
|
180-230
|
5,9
|
-
|
-
|
-
|
минус 50
|
0,78
|
230-360
|
19,0
|
51
|
8,21
|
минус 4
|
минус 8
|
1,98
|
180-360
|
24,9
|
49
|
6,34
|
минус 5
|
минус 10
|
1,80
|
|
|
Лист
|
9
|
Из Девонской нефти получаем дизельные фракции 180-230°С и 230-360°С. Фракция 180-360°С отвечает требованиям стандарта на летнее дизельное топливо. Фракцию 180-230°С можем использовать как компонент зимнего ДТ. Для всех продуктов требуется гидроочистка для понижения содержания серы.
1.2.4 Характеристика вакуумных (масляных) дистиллятов Девонской нефти и их применение
Таблица 1.5 – Характеристика вакуумных дистиллятов Девонской нефти
Пределы кипения, °С
|
Выход на нефть, % масс.
|
Плотность при 20°С, кг/м3
|
Вязкость, мм2/с, при
|
Выход базовых масел с ИВ90 на дистиллят, % масс.
|
50°С
|
100°С
|
350-430
|
11,19
|
872,3
|
13,91
|
4,82
|
-
|
430-510
|
10,13
|
886,0
|
45,68
|
8,17
|
-
|
510-600
|
13,71
|
924,5
|
167,49
|
24,56
|
-
|
выше 600
|
26,9
|
947,2
|
298,23
|
33,45
|
-
|
1.2.5 Характеристика остатков и их применение
Таблица 1.6 – Характеристика остатков Девонской нефти
Показатель
|
Остатки, tнк °С
|
|
выше 350
|
выше 500
|
выше 600
|
Выход на нефть, % масс.
|
62,0
|
41,9
|
26,9
|
Вязкость условная, °ВУ:
при 80°С
|
18,84
|
379,00
|
-
|
при 100°С
|
9,63
|
224,28
|
357,80
|
Плотность при 20°С, кг/м3
|
975,2
|
1009,3
|
1163,4
|
Коксуемость, % масс.
|
11,06
|
14,51
|
17,40
|
Содержание, % масс.:
серы
|
3,18
|
3,57
|
4,19
|
парафинов
|
2,1
|
0,6
|
0,4
|
|
|
лист
|
10
|
На установке АВТ получают остатки: остаток атмосферной перегонки – мазут (tнк360°С) и остаток вакуумной перегонки – гудрон обычный (tнк550°С). Мазут поступает на вакуумный блок для производства масляных дистиллятов.
Мазут и гудрон применяются в качестве компонентов котельных топлив и сырья для установок висбрекинга и коксования. Кроме того, гудрон используется в качестве сырья для процесса деасфальтизации и производства битумов, т.к. Девонская нефть отвечает требованиям:
А+С-2,5П=6,15+17,84-2,5·0,5=22,74 > 0,
где А, С, П – содержание асфальтенов, смол и парафинов в нефти соответственно.
Остатки Девонской нефти из-за повышенной вязкости (ВУ > 16) могут быть применены в качестве компонентов котельных топлив только после их переработки на установке висбрекинга.
| |
Скачать 0.61 Mb.