Технологiчнi розрахунки процессiв переробки нафти та газу

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Привести рівняння, за якими визначасться

Середньо-об`ємна температура кипіння;

- Середньо-масова температура кипіння;

- Середньо-молекулярна температура кипіння;

, чи

Де ,

- Середньо-кубічна температура кипіння;

- Середньо усереднена температура кипіння.

Де - маси (чи % мас.) окремих фракцій;

- об`єми (чи % об.) окремих фракцій;

- молі (чи % мол.) окремих фракцій;

- молекулярна маса окремих фракцій;

- середньоарефметичні значення температур кипіння фракцій, ;

- вміст вузьких фракцій, мольні частки;

- об`ємна часка компонента.

2. Привести рівняння за яким визначається середньо-об`ємна температура для нафти до фракцій за данними розгонки за ASTM

Нахил кривої ASTM:

3. Привести співвідношення, яким зв`язані температури кипіння

> > > >

Співвідношення температур достатньо добре ілюструють дані про середні температури кипіння однієї й тієї ж суміші, отримані на основі розгонки за ІТК або ASTM

	ІТК	ASTM
S	2,8	2,8
	482	-
	477	477
	464	433
	453	422

4. Визначити точки кипіння фракції нафтопродукту, якщо дана розгонка за ASTM

10% - 118 ; 30% - 152 50% - 204; 70% - 209 ; 90% - 238 . Визначити точки кипіння ( , , )

Рішення

Середньо-об`ємна температура кипіння:

(457,2)

Кут нахилу кривої розгонки:

За графіком Додаток 1 визначаємо коригуючі добавки і розраховуємо відповідні температури кипіння:

= 184,2 - 13 = 171,2; = 184,2 + 3 = 187,2;

= 184,2 - 9 = 175,2; = 184,2 - 3 = 152,2;

5.Привести визначення характеристичного фактору

Характеристичний фактор К визначає хіиічну природу нафтопродукту, його парафінистість. Він визначається залежно від двох параметрів - густини і температури кипіння, величена яких залежить від складу нафтопродуктів - густини і температури кипіння, величина яких залежить від складу нафтопродуктів. Для парафінистих нафтопродуктів К=12,5…13,0, для нафтено-ароматичних К?10…11, для ароматизованих К?10 та менше, для крекінг-бензинів К?11,5…11,8. Застосовується характеристичний фактор для кореляції при розрахунку фізико-хімічних властивостей нафтопродуктів. Характеристичний фактор визначають за формолую:

Де - Середньо- усереднена температура кипіння К.

- відносна густина нафтопродукту.

Можна визначити К і за формулою:

Де - Середньо-молекулярна температура кипіння К.

- відносна густина нафтопродукту.

Характеристичний фактор може також виражатися через молекулярну масу, індекс в`язкості, анілінову точку, зміст водню, критичну температуру, октанове і цетанове числа, температуру застигання.

Здостатньою точністю характеристичний фактор, знайдений за формулою , застосовується для опису фізичних властивостей продуктів первинної переробки нафти. При використанні для каталітичних і деяких синтетичних продуктів, що містять значні кількості олефінів, діолефінів чи ароматичних вуглеводнів, формула не дає досить точних результатів.

6.Визначити густину нафтопродукту за температурою 177 й тиском 15,0 МПа, якщо його густина при 20 дорівнює 680 кг/м³ . і К = 10,0

Рішення

Знаходимо густину нафтопродукту за температурою 20й тиском 15,0 МПа. З ціею метою скористуємося Додаток 5, де знаходимо поправку до густини з урахуванням тискую Вона дорівнює 15,0 кг/м³ . Тоді густина за 20та 15,0 МПа буде дорівнюватися:

кг/м³

За Додатком 3 знаходимо густину за температурою 177, знаючи густину за 20 та величину характеристичного фактору К=10,0.

Густина нафтопродукту за 177 та 15,0 МПа буде дорівнювати 460 кг/м³ .

7.Визначити відносини густини дорівнює А = 0,7520

Рішення

=- 5*б

=0,7520 -5 * 0,000831=0,7478.

8.Визначити молекулярну масу нафтопродукту з межами википання 80-120, густиною . Вміст фракцій у цьому продукті (у мол.частках): (80-85) - 0,21; (85 -90) - 0,10; (90-100) - 0,35; (100-110) - 0,23; (110-120) - 0,11

Рішення

Визначаємо середню температуру кипіння кожної вузької фракції, у :

; ; 95; 5; 115

Підставляючи отримані дані у формулу , одержуємо:

Визначаємо за формулою:

Визначаємо характеристичний фактор К за формулою:

Молекулярну масу фракції визначаємо за формулою:

М = (7•11,5 - 21,5) + (0,76 - 0,04 •11,5) • 99,8 + (0,0003 • 11,5 - 0,000245)•(99,8)² = 59 + 29,94 + 9,96=98,9.

9.Суміш складається з 1100 кг бензолу та 2650 кг н-октану. Визначити середню молекулярну масу суміші

Рішення

Використовуючи формулу , знаходимо:

10.Вузька нафтова фракція за атмосферним тиском має середню температуру кипіння 190. Визначити тиск насичиної пари цієї фракціїпри 290

Рішення

Використовуємо формулу Ашворта . За табл. Знаходимо значення f(T₀) для температури 190 та f(T) для температури 290:

f(T₀) = 3,804 f(T) = 2,630

Підставимо ці величини у формулу:

.

Звідси тиск насиченої пари даної фракції при 290 складає:

Р = 661725 Па.

11.Розрахувати константу фазової рівноваги для н-гексану при 210 та 815 кПа. Критичні параметри складають t_кр. = 234,7 і P_кр. = 2932 кПа. Тиск насичиної пари Р =1252 кПа

Рішення

Приведенні температура та тиск складають:

На рис. Для Т_пр. = 0,95; і Р_пр. = 0,65 знаходимо коефіцієнт активності г =0,78; фугітивність пари н-гексану складає:

Визначаємо фугітивність рідкого н-гексану при 210, тиску насиченої пари Р = 1252 кПа. Приведений тиск дорівнює:

Для визначення Т_пр. = 0,95 і Р_пр. = 0,4 за графіком рис. Знаходимо коефіцієнт активності г =0,85; фугітивність рідкого н-гексану, що знаходиться за температурою t і під тиском власної насичиної пари Р, дорівнює фугітивності за цих же умов, тобто:

Константа фазової рівноваги дорівнює:

12.Умовна в`язкість масляної фракції при 100 і 50 складає відповідно 2,6 і 24. Визгначити а графіком Додаток 9 умовну в`язкість за температурою 70

Рішення

2,6=1,16 ВУ.

24=3,43 ВУ.

На графіку визначаємо положення точок, що відповідають вище вказаним значенням умовної в`язкості. Для цього з точок, що відповідають 100 і 50 , проводимо дві вертикальні прямі до перетинання кожної з горизонтальною прямою, проведеної з точки. Що відповідає умовній в`язкості. Одержуємо на номограмі дві точки перетинання А і В, через які провидимо пряму АВ, що дає залежність в`язкості від температури для даної фракції. На осі абсцис знахожимо точку, що відповідає 70, з якої проводимо перпендикуляр до перетинання з прямою АВ. Одеруємо точку С і з цієї точки проводимо горизонталь до перетинання зі шкалою умовної в`язкості. Одержує значення ВУ = 2,15.

13.Визначити єнтальпію нафтопродукту молекулярної маси 100 за температурою 320 і тиском 3432 кПа,який має густину = 0,760 і критичну температуру t_кр. = 291

Рішення

Знаходимо приведене значення температури за формулою :

Критичний тиск визначаємо за формулою :

Потім визначаємо периведений тиск за формулою :

.

Звідси

За атмосферним тиском ентальпія пари данної фракції дорівнює табл. = 416,56 кДж/кг. Таким чином,значення ентальпії при t = 320 і П = 3432 кПА складає:

.

Процеси низькотемпературної ізомеризації фірми UOP Penex та Penex Plus

нафтопродукт густина кипіння гідроочищення

Призначення процесу - збільшення октанового числа фракції С₅, С₆.

Сировина - бензинові фракції прямої перегонки нафти, бензини-рафінати, легкі продукти процесів каталітичної ароматизації та гідрокрекінгу.

Каталізатори - хлорований оксид алюмінію марки І-8 та І-80, які чутливі до домішок в сировині та не підлягають регенерації.

Робоча температура в реакторі - 110-150^оС.

Рициркуляцію водню не потрібна внаслідок низької температурию

Схема процесу низькотемпературної ізомеризації фірми UOP Penex

Вихідну сировину сушать молекулярними ситами, змішують з сухим підживляючим воднем,нагрівають у паровому підігрівачі та подають на стаціонарний шар каталізатора вреактор 2. Кількість реакторів - 1-3. Ізомеризат через теплообміник надходить в стабілізатор 3. Відігнани продукти з верху стабілізатора 3 через лужний скрубер надають в паливну мережу. З низу стабілізатора 3 продукти надходять:

- У випадку застосування однопрохідної схеми - у систему компаундування виробництва бензину;

- У випадку схеми з рециркуляцією непрореагувааших н-парафінів - у систему відокремлення.

Організація циркуляції непрореагувавших н-гептану, н-гексану та метанпентанів дозволє підвищити ДОЧ продукту з 82-84 до 83-93 пунктів. Приціому може бути кілька систем вилучення компонентів для циркуляції - адсорбція у паровій фазі (процес Isosiv), адсорбція молекулятними ситами (процес Molex), розгонка в реактифікаційній колоні - деізогек-санітарізаторі (ДІГ).

При роботі на сировині, збагаченій вуглеводню С₅, за рециркуляцією н-парафінів С₅ та С₆ надають перевагу процесу Molex. Застосування деізогексанізатора більш доцільне у впадку переробки сировини збагаченої С₆, якщо метилпентан та н-гексани повертають до реактора.

Для зниження вмісту бензолу в автобензинах фірма UOP пропонує процес Penex Plus на хлорованому оксидноалюмінієвому каталізаторі марки І-80. Вміст бензолу в легких бензинах може змінюватись від 3 до 30%, тоді як в ізомеризаті вміст бензолу не перевищує 0,1% об.

Процес Penex Plus дозволяє переробляти сировину з високим вмістом бензолу і вугеводнів С₇, тому що в процесі використовується принцип сполучення окремих процесів гідрування бензолу в циклогексан та ізомеризації парафінів С₅-С₇. Це забеспечує оптимальні умови протікання обох реакцій. При ціому секцію гідрування бензолу тісно інтегровано з іншими секціями установки, що забезпечує мінімізацію капіталовкладень. Сумісне використання такого устаткування як сировинні насоси і стабілізаційна колона забезпечує зниження вартості проекту.

У світі використовується більше 75 установокза цією технологією.

Процеси гідроочищення. Процес «Юнiонфайнiг»

Процес юніонфайнінг, розроблений фірмою ”Юнокал”, - це гідрогенізаційна очищення від сірки і азоту і гідрування різних нафтозаводських фракцій і нафтохімічної сировини.

Пароцес який здійснюється на стаціонарнму шарі каталізатора, використовується для:

- Попередньої очистки сировини каталітичного риформінгу, каталітичного крекінгу флюїд та іших процесів нафтопереробки;

- Облагороджування таких продуктів,як бензинові, гасові, дизельніфракції та ін.;

- Знесвірчення вакуумних газойлів,які використовуються в якості компонентів малосірчистих котельних палив;

- Попереднього очищення сировини, що йде на хімічну переробку, зокрема для знесірчення нафталіну перед його окисненням у виробництві фталевого ангідриду.

На рисунку показана схема процесу юніонфайнінг. Сировину змішують з водневмісним газом, суміш нагрівають до температури реакції,після чого спрямовують в реактор зі стауіонарним шаром каталізатора. Розроблено серію високооктанових каталізаторів процесу юніонфайнінг, з якої можна вибрати оптимальний. Дешевий каталізатор легко регенерується. Потік з реактора через теплообмінники і холодильники надходить у газорідинний сепаратор, в якому виділяється цирулюючий газ з високим вмістом водню. Цей газ поверається в реактор або використовується за межами установки. Рідкий потік з сепаратора надходить у відпарну колону для видалення легких компонентів і залишкового сірководню або у фракціонуючу колону для розподілу на цільові рідкі продукти чи фракції.

Умови процесу залежить від типу сировини та заданого ступеня очищення. Тиск 4,5 - 13,8 мПа. Температура та об`ємна швидкість визначаються метою процесу.



Лiтература

1.Б.Б.Мамедов. Технологiчнi розрахунки процессiв переробки нафти та газу.Навчальний посiбник .-Луганськ:Вид-во СНУ iм.В.Даля,2008.-246 с.,70 iл .,41 табл.,12 бiблiогр.назв.

2.Б.Б.Процеси вторинноi нафти : пiдручник /Б.Б.Мамедов,С.О.Кудрявцев.-Луганск:вид-во СНУ iм.В.Даля,2011.-216 с.,54 iл.,52 табл.,3 бiблiогр.назв.

Размещено на Allbest.ru

...