Состав и свойство нефти

Размещено на http://www.allbest.ru/

Состав и свойство нефти

Нефть представляет собой маслянистую жидкость плотностью с, значение которой находится в диапазоне 830 … 970 кг/м3. Цвет нефти -- от светло-желтого до темнокоричневого и даже черного. Температура застывания нефти -- от?20 до +10 °С; теплота сгорания составляет 40 000 … 44 000 кДж/кг.

Температура застывания нефти -- от ?20 до +10 °С; теплота сгорания составляет 40 000 … 44 000 кДж/кг.

Нефть состоит из 85…86 % углерода и 12…14 % водорода, которые находятся в связанном состоянии. Такие вещества называют углеводородами. Кроме того, в нефти также имеется незначительное количество азота, серы, кислорода. Так как нефть при добыче находится под давлением, то часть легких углеводородов (С1… С4) испаряется в виде попутного газа, а часть остается. Такую нефть называют нестабильной

Бывают нефти с малым (до 0,5-0,6%), средним (до 1,8%) и высоким (более 1,8-3,5%) содержанием серы. Нефти с содержанием серы более 3,5% относятся к особо высокосернистым. В свою очередь они могут быть легкими, средними или тяжелыми, с выделением также «особо легких» и битуминозных (то есть «особо тяжелых»).

Нефти также делят на три типа по объему легких фракций, кипящих при нагреве до 350 градусов Цельсия, из которых получают разнообразные бензины, керосин, дизельное топливо, легкий газойль. Есть классификация по содержанию парафина или так называемых базовых масел. Есть и другие специальные классификации.

Можно сказать, что нефть -- это чрезвычайно разнообразный по своим свойствам продукт. Свойства конкретного образца нефти могут указать не только на регион, где она была добыта, но и на месторождение, а в ряде случаев даже на скважину. Однако для практических целей приходится огрублять ее оценку. Для этого существуют так называемые маркерные, или эталонные, сорта нефти, свойства которых приняты за определенную точку отсчета.

Физические и химические способы переработки нефти.

Процесс переработки состоит из 3-х этапов: подготовка к переработке, переработка и очис

В зависимости от состава нефти и необходимости получения продуктов определенного качества различают физический и химические способы переработки нефтепродуктов.

В процессе физического способа (прямой перегонки) нефть разделяют на фракции по температурам кипения без разрушения молекулярной структуры. Процесс прямой перегонки состоит из: нагревания; испарения; конденсации; охлаждения при атмосферном давлении. В результате получают бензин (3-15%), лигроин (7-10%), керосин (8-20%), газойль (7-15%), масляные дистилляты (20-25%) и мазут (65-90%).

Химические способы переработки:

1) термический крекинг - процесс расширения длинных молекул тяжёлых углеводородов на более короткие молекулы низкокипящих фракций в условиях высоких температур (до 500--700 °С) и высокого давления. В результате получают светлое топливо из мазута или нефтяных остатков (гудрона или полугудрона), т.е. крекинг-бензин (30-35%). Полученные крекинг-бензины нестабильны и используются как составные части моторного топлива;

2) каталитический крекинг -протекает при высоких температурах и присутствии катализаторов. При нём значительно повышается качество полученных нефтепродуктов. Выход крекинг-бензина достигает 40-45%;

3) пиролиз - процесс получения жидкой смолы и газов из керосина. Из жидкой смолы в последующих стадиях переработки извлекают ценные ароматические водороды (бензол).

Очистка полученных нефтепродуктов с целью удаления смолистых веществ, кислородных или сернистых соединений, являющихся вредными примесями, снижающими качество нефтепродуктов, является последним этапом переработки.

Общая классификация химического оборудования

Все оборудование химической технологии в зависимости от закономерностей протекания процесса условно подразделяют на пять групп.

К первой группе относится оборудование для проведения механических процессов: измельчения, транспортирования, сортировки и смешения твердых материалов.

Вторая группа -- оборудование для гидромеханических процессов. К этой группе оборудования относятся трубопроводы для перемещения жидкостей и газов.

Третья группа-- оборудование для тепловых процессов, скорость

протекания которых зависит от скорости теплопередачи. В данную

группу входят холодильники, подогреватели, испарители, выпарные

установки, холодильные агрегаты, печи и др.

Четвертая группа включает в себя оборудование для массообменных процессов, скорость которых зависит от скорости массопередачи. Это абсорберы, адсорберы, колонны для перегонки, ректификации, экстракции, кристаллизации, аппараты для сушки и др.

Пятая группа -- химические реакторы, в которых происходит химическая реакция -- превращение веществ с изменением их химических свойств. Конструкции реакторов разнообразны: реакторы с мешалками, с неподвижным или псевдоожиженным слоем катализатора и др.

Требования к промышленному оборудованию

К аппарату, в котором должен проходить процесс, предъявляется ряд требований. Каждый аппарат должен быть надежным, удобным и безопасным в эксплуатации, высокопроизводительным и экономичным.

Главным условием длительной и бесперебойной работы аппарата является его механическая надежность (прочность, жесткость, устойчивость, долговечность, герметичность конструкции).

Аппарат должен обладать конструктивным совершенством, под которым понимают простоту конструкции, малые массу и габаритные размеры, минимально необходимое количество дорогостоящих материалов, используемых при его конструировании, высокий коэффициент полезного действия. нефть давление гидравлический тепловой

К эксплуатационным достоинствам аппарата относятся удобство, простота и низкая стоимость сборки, монтажа и эксплуатации.

В каком случае целесообразно проводить процесс в периодическом режиме, а в каком случае в непрерывном

Технологический процесс может быть организован в периодическом или непрерывном режиме. В периодическом режиме все стадии процесса проводятся в одном аппарате, но в разное время. Например, сначала осуществляют загрузку исходного сырья, затем перемешивают и нагревают смесь, а после окончания процесса опорожняют реактор. В таком режиме последовательно проводят все технологические операции, каждая из которых требует строгого соблюдения временных параметров процесса, участия большого числа реагентов. Как правило, производительность таких процессов невелика.

В периодическом режиме проводят процессы с участием большого числа участвующих компонентов, а также малотоннажные процессы. При непрерывном режиме загрузка сырья, протекание процесса, выгрузка продукта осуществляются в одно время, но в разных аппаратах. К преимуществам непрерывного режима проведения процесса относится возможность использования специальной аппаратуры для каждой стадии процесса, стабилизации процесса во времени, улучшения качества продукта, решения вопросов автоматизированного управления процессом. Как правило, многотоннажные процессы переработки нефти осуществляют в непрерывном режиме.

Периодическими (прерывными) называются процессы, повторяющиеся через определенный период времени. Периодические процессы характерны для хранилищ газа, газораздаточных станций и ряда других объектов в связи с периодичностью их работы (процессы приема и выдачи газа в баллонах, зачистка резервуаров и т. д.). При непрерывном производственном процессе работа длительное время протекает без перерыва (например, большинство процессов по транспорту газа можно отнести к непрерывным).

По периодичности повторения и длительности производственные процессы могут быть прерывными (циклическими или периодическими) и непрерывными.

Какова последовательность расчета аппарата? С какой целью составляют уравнения материального и теплового балансов?

Основной целью расчета технологического оборудования являются определение основных размеров аппаратов, задействованных в осуществлении технологического процесса, и обеспечение его безопасной эксплуатации. Конечной целью таких расчетов являются поиск оптимальных условий проведения процесса и минимизация затрат на его осуществление.

Существует определенный подход к анализу процесса и проведению расчетов.

На первом этапе необходимо определить необходимое количество сырья ?Gс, поступающего на переработку, и получаемое количество продукта ?Gпрод. Для этой цели используют уравнение материального баланса, которое составляют на основании закона сохранения массы:

?Gс = ?Gпр

Уравнение материального баланса может быть составлено для всего технологического процесса получения продукта или для отдельного технологического процесса (одного аппарата).

В чем основная особенность работы аппарата под давлением

Основная особенность работы аппарата под давлением- необходимость эксплуатации оборудования в экстремальных условиях -- при высоких значениях температуры и давлении.

В чем суть гидравлических испытаний оборудования и испытаний на герметичность

Гидравлические испытания один из наиболее часто используемых видов неразрушающего контроля, проводящийся с целью проверки прочности и плотности сосудов, трубопроводов, теплообменников, насосов и другого оборудования, работающего под давлением, их деталей и сборочных единиц. Также гидравлическим испытаниям могут подвергаться схемы тепломеханического оборудования в сборе и даже целые тепловые сети. По принятой в большинстве стран практике, всё оборудование, работающее под давлением, подвергают гидравлическим испытаниям.

Если избыточное давление в аппарате превышает 0,07МПа, то для такого аппарата необходимо соблюдать Правила Ростехнадзора,

которые устанавливают основные требования к изготовлению, испытанию, безопасной эксплуатации оборудования.

Для безопасной эксплуатации оборудование подвергают гидравлическим испытаниям и испытаниям на герметичность.

Время испытаний определяется исходя из условий работы аппарата и исполнительной толщины стенки.

Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если

во время их проведения не наблюдается падения давления по манометру, отсутствуют течи, потение, пузырьки воздуха или газа в сварных соединениях и на основном металле, признаки разрыва и течи в разъемных соединениях, а также отсутствует остаточная деформация.

Помимо гидравлических испытаний могут проводиться испытания на герметичность. Их проводят в целях определения утечек на местах сварных швов люминесцентным методом или путем смачивания керосином. Керосин вследствие малого значения коэффициента поверхностного натяжения обладает хорошей проникающей способностью. Сварные швы с одной стороны обильно смачиваются керосином, а с другой -- покрываются мелом. В местах наличия трещин или пор на мелованной стороне шва выступают пятна. Время выдержки в зависимости от толщины металла и расположения шва составляет от 20 до 40 мин.

Какие основные требования Ростехнадзора к оборудованию работающему под давлением

К основным требованиям Ростехнадзора к оборудованию относятся следующие:

1. Изготовленный аппарат должен подвергаться испытаниям гидравлическим способом при пробном давлении на заводеизготовителе и на месте эксплуатации при периодическом освидетельствовании. В случае невозможности проведения гидроиспытаний (например, для колонных аппаратов в связи с большими нагрузками на фундамент) разрешается проведение пневмоиспытаний на такое же пробное давление. При этом после выдерживания аппарата в течение 5 мин и снижения давления до рабочего проверку качества сварных швов осуществляют мыльной пеной. Отстукивание сварных швов аппарата не допускается из-за вероятности разгерметизации корпуса. Заполнение такого аппарата сжатым воздухом возможно только после его пропаривания водяным паром, так как в корпусе могут остаться взрывоопасные вещества. Сосуды, работающие без давления (под налив), испытывают наливом воды под верхнюю кромку сосуда и выдержкой в течение четырех часов. Аппараты, работающие под вакуумом, подвергаются гидроиспытаниям при значении пробного избыточного давления рпроб = 0,2МПа, а пневмоиспытаниям -- при давлении рпроб = 0,11 МПа.

2. Емкостные аппараты, имеющие внутренний диаметр корпуса более 800 мм, для удобства обслуживания должны снабжаться люками-лазами, диаметр которых должен быть более 400 мм.

3. Особые требования предъявляются к сварным швам аппаратов. Например, продольные и поперечные швы обечаек стальных сосудов должны быть только стыковыми. При этом, если свариваемые части сосуда имеют разную толщину, необходимо предусмотреть размещение специального переходного элемента с постепенным утончением толщины.

4. Для изготовления сварных аппаратов должнв использоваться сталь, полученная путем выплавки в мартеновской печи или в электропечи.

5. На аппаратах, работающих под давлением, должен обязательно установливаться предохранительный клапан.

6. Контроль на герметичность качества приварки накладных колец, футеровки на патрубках и фланцах осуществляется также с помощью пневматических испытаний. При проведении пневматических испытаний значение пробного давления должно составлять: для швов приварки укрепляющих колец -- 0,4…0,6 МПа, но не более значения расчетного давления в сосуде; для сварных соединений облицовки -- 0,05 МПа.

7. Контроль качества сварки должен осуществляться обмазкой наружных швов мыльной эмульсией. Качество сварного соединения на герметичность следует считать удовлетворительным, если в результате применения любого соответствующего заданному классу герметичности метода не будет обнаружено течи.

Зачем разработаны стандарты на оборудование и почему при проектировании оборудования целесообразно выбирать стандартные узлы и механизмы

Стандарты разработаны для удобства эксплуатации оборудования, ускорения сроков ремонта и замены пришедших в негодность узлов и механизмов. Подавляющее большинство этих деталей, узлов и аппаратов объединены в стандарты.

Различают государственные (ГОСТы), отраслевые (ОСТы) стандарты и стандарты предприятий (СТП). По этим нормативным документам можно выбрать конструкцию обечайки, днища, люка, штуцера, контактных тарелок колонн, прокладок фланцевых соединений, болтов, гаек и т.д.

Стандартное оборудование следует выбирать, например, при проектировании узлов и деталей аппарата с механическим перемешивающим устройством-- привод перемешивающего устройства, люки и люки-лазы, опоры, крепежные элементы и др.

При проектировании специализированного оборудования, работающего в особых условиях (агрессивных, взрывоопасных средах), а также в условиях экстремальных давлений и температур, необходимо пользоваться отраслевыми стандартами.

Размещено на Allbest.ru