Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Разработка очистной установки маслоблока

Разработка очистной установки маслоблока

Особенности проектирования маслоблока нефтеперерабатывающего завода мощностью 500 тыс. тонн базовых масел в год с индексом вязкости не менее 95 и температурой застывания не выше -20°С. Этапы разработки установки очистки селективными растворителями.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 05.11.2013
Размер файла 458,9 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Таблица 5.1 - Зависимость выхода и качества рафината от кратности растворителя к сырью.

Наименование

Выход рафината, % масс.

Индекс вязкости

Коксуемость, % масс.

1

2

3

4

Масляный дистиллят

100

65

2.9

Рафинат при различном расходе растворителя, % об.

Фурфурол (при 93С)

300

600

1200

75.2

62.6

47.1

84.7

88.6

93.2

1.1

0.9

0.7

Фенола (при 65С)

300

600

1200

66.3

50.0

34.0

87.5

92.7

97.5

1.0

0.8

0.6

Расход растворителя на очистку обусловлен его свойствами, требованиями к качеству рафината, фракционным и химическим составом сырья и способом экстракции. На очистку одного и того же сырья для получения равного выхода рафината расход растворителя тем больше, чем меньше его растворяющая способность. Для получения рафината более высоких качеств очистку необходимо проводить при более высоком расходе растворителя (рисунок 5) [12].

При выборе кратности растворителя необходимо учитывать также, что чрезмерный его расход может привести не только к уменьшению выхода рафината и в некоторых случаях - ухудшению его качества, но и к снижению производительности установки по сырью.

Рисунок 5 - Зависимость качества рафината очистки вязкого дистиллята западно-сургутской нефти от кратности растворителя к сырью

5.2.4 Влияние качества сырья

Результаты селективной очистки в значительной степени зависят от соблюдения заданных температурных пределов выкипания сырья и возможного сужения этих пределов при вакуумной перегонке. При очистке избирательными растворителями широких нефтяных фракций вследствие близких значений растворимости желательных низкокипящих компонентов и более высококипящих нежелательных создаётся опасность удаления из сырья наряду с последними ценных компонентов очищаемой фракции. Поэтому для селективной очистки предпочтительно сырьё более узкого фракционного состава. В таблицах 5.2 - 5.3 приведены данные, показывающие зависимость показателей качества рафината от используемого сырья (узкого или широкого фракционного состава) [12].

Таблица 5.2 - Характеристика рафината, полученного при использовании сырья широкого фракционного состава (фракция 360-500).

Наименование показателя

Величина

1

2

Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, С, не менее

180

Цвет в единицах ЦНТ, не более

2.5

Коэффициент рефракции при 50С, не более

1.4700-1.4740

Содержание фенола, % масс., не более

Отсутствие

Выход рафината, % масс.

60

Таблица 5.3 - Характеристика рафината, полученного при использовании сырья узкого фракционного состава (фракция 430-510С).

Наименование показателя

Величина

1

2

Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, С, не менее

230

Цвет в единицах ЦНТ, не более

4.5

Коэффициент рефракции при 50С, не более

1.4770

Содержание фенола, % масс., не более

Отсутствие

Выход рафината, % масс.

57

Дистилляты одной и той же нефти с повышенными температурными пределами выкипания необходимо очищать при более высоких температуре и кратности растворителя к сырью. Выход и качество рафината зависят и от химического состава сырья [2]. Так, при очистке сырья из высокоароматизированных смолистых нефтей, масляные фракции которых содержат небольшое количество малоциклических углеводородов с длинными боковыми цепями, выход рафината высокого качества невелик.

6. РАСЧЁТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА УСТАНОВКИ И МАСЛОБЛОКА В ЦЕЛОМ

6.1 Материальный баланс установки ВТ

Потенциальное содержание базовых масел представлено в табл.2.2. В выбранной нами поточной схеме маслоблока предусматриваются гидрогенизационных процессы, следовательно, необходимо рассчитать то количество сырья (мазута), которое необходимо для удовлетворения задания - проектировать маслоблок мощностью 0,5 млн.т/год базовых масел. Предварительно рассчитываем материальный баланс по выходу в процентном соотношении, ориентируясь на процессы, и зная выход базовых масел, делаем вывод, что требуется мазут в количестве:

где 0,5 - мощность проектируемого маслоблока,

0,2199 - выход базовых масел на нефть,

0,575 - выход на нефть мазута.

Итак, согласно проектируемой поточной схеме маслоблока мазут (выше 360?С) западно-сургутской нефти в количестве 1,4 млн. т/год направляется на перегонку на установку ВТ. Приняв годовой резерв рабочего времени маслоблока с учётом ремонтов равным 8000 ч, определим количество перерабатываемого мазута в килограммах в час:

кг/ч

На установку ВТ поступает мазут в количестве 175000 кг/ч, состоящий из остатка атмосферной перегонки нефти (выше 360?С) и 5% масс. лёгкого вакуумного газойля (фракции 310 - 360?С) в расчёте на мазут. Наличие некоторого количества фракции 310 - 360?С в мазуте связано с недостаточной эффективностью работы атмосферной колонны (отсутствие подогрева снизу, недостаточное количество тарелок) [25].

При помощи кривой ИТК западно-сургутской нефти, представленной на рисунке 1, можно определить, что содержание остатка выше 360?С в нефти равно 57,5% масс. Следовательно, количество нефти, поступающей на переработку, составляет:

кг/ч

Количество лёгкого вакуумного газойля составляет 5% масс. на мазут:

кг/ч

Количество образующихся газов и паров разложения составляет 0,2% масс. на мазут [25]:

кг/ч

При помощи рисунка 1 можно определить, что содержание фракции 360 - 420?С в нефти составляет 9% масс. Тогда её количество равно:

кг/ч

Потенциальное содержание гудрона (выше 500?С) в нефти составляет 36,75% масс. Итак, его количество равно:

кг/ч,

из которых 350 кг/ч уходят из вакуумной колонны как газы и пары разложения. Тогда остаточное количество гудрона:

106255,4 - 350 = 105905,4 кг/ч

Необходимо заметить, что это количество составляет 92% масс. от количества продукта, выходящего внизу колонны (остальные 8% масс. - фракция 420 - 500?С). Наличие некоторого количества масляной фракции 420 - 500?С в остатке вакуумной перегонки объясняется недостаточной эффективностью работы вакуумной колонны.

Таким образом, количество остатка вакуумной перегонки составляет:

кг/ч

Содержание фракции 420 - 500?С в нефти составляет 11,75%, из которых

115114,6 - 105905,4 = 9209,2 кг/ч

уходит с гудроном. Тогда количество фракции 420 - 500?С, получаемой при вакуумной перегонке мазута, равно:

33972,8 - 9209,2 = 24763,6 кг/ч

Материальный баланс установки ВТ представлен в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Материальный баланс установки ВТ

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

мазут (выше 360°С)

60,526

100,000

175000

Итого:

60,526

100,000

175000

РАСХОД:

газы и пары разложения

0,121

0,200

350

лёгкий вакуумный газойль

3,026

5,000

8750

фракция 360 - 420°С

9,000

14,869

26021,7

фракция 420 - 500°С

8,565

14,151

24763,7

гудрон (выше 500°С)

39,814

65,780

115114,6

Итого:

60,526

100,000

175000

6.2 Материальные балансы установок селективной очистки масел №1 и №2

На установки селективной очистки масел №1 и №2 поступают соответственно фракции 360 - 420?С и 420 - 500?С с установки ВТ. Материальные балансы установок селективной очистки масел составляются на основе анализа структурно-группового состава вакуумных дистиллятов, представленного в таблице 2.1.

Методом линейной интерполяции можно определить, что фракция 360 - 420°С содержит 59,67% масс. нафтено-парафиновых и I группы ароматических углеводородов, имеющих индекс вязкости 94 пункта. Именно эти углеводороды являются желательными компонентами базовых масел и входят в состав рафината селективной очистки.

Материальный баланс установки селективной очистки масел №1 представлен в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Материальный баланс установки селективной очистки №1

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

фракция 360 - 420°С

9,00

100,00

26021,7

Итого:

9,00

100,00

26021,7

РАСХОД:

рафинат СО №1

5,37

59,67

15527,1

экстракт СО №1

3,63

40,33

10494,6

Итого:

9,00

100,00

26021,7

Фракция 420 - 500°С содержит 55,65% масс. нафтено-парафиновых и I группы ароматических углеводородов, имеющих индекс вязкости 93 пункта, и 44,35% масс. полициклических ароматических, нафтено-ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, смолистых веществ, которые при селективной очистке переходят в экстракт. Материальный баланс установки селективной очистки масел №2 представлен в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Материальный баланс установки селективной очистки №2

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

фракция 420 - 500°С

8,565

100,000

24763,7

Итого:

8,565

100,000

24763,7

РАСХОД:

рафинат СО №1

4,766

55,650

13781,0

экстракт СО №2

3,799

44,350

10982,7

Итого:

8,565

100,000

24763,7

6.3 Материальные балансы установок депарафинизации масел №1 и №2

На установки депарафинизации масел №1 и №2 поступают соответственно рафинаты СО №1 и СО №2. На основании данных о содержании парафина в вакуумных дистиллятах, приведенных в пункте 2, методом линейной интерполяции можно определить, что фракция 360 - 420?С содержит 6,23% масс. парафина, а фракция 420 - 500?С содержит 4,89% масс. парафина.

Итак, в состав рафината СО №1 входит 10,44% масс. парафина, имеющего температуру плавления 56?С. В состав рафината СО №2 входит 8,791% масс. парафина с температурой плавления 52?С. Известно, что процесс Dilchill, применяемый для депарафинизации масляных рафинатов, позволяет снизить содержание масла в гаче до 2% масс [13]. Таким образом, гачи установок депарафинизации на 98% масс. состоят из парафинов.

Материальные балансы установок депарафинизации масел Dilchill №1 и №2 представлены в таблицах 6.4 и 6.5 соответственно.

Таблица 6.4 - Материальный баланс установки депарафинизации масел №1

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

рафинат СО №1

5,370

100,000

15527,1

Итого:

5,370

100,000

15527,1

РАСХОД:

депарафинированное масло №1

4,798

89,347

13873,0

гач №1, в т.ч.

0,572

10,653

1654,1

парафин

0,561

10,440

1621,0

масло

0,011

0,213

33,1

Итого:

5,370

100,000

15527,1

Таблица 6.5 - Материальный баланс установки депарафинизации масел №2

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

рафинат СО №2

4,766

100,000

13781,0

Итого:

4,766

100,000

13781,0

РАСХОД:

депарафинированное масло №2

4,339

91,030

12544,8

гач №2, в т.ч.

0,427

8,970

1236,2

парафин

0,419

8,791

1211,6

масло

0,008

0,179

24,7

Итого:

4,766

100,000

13781,0

6.4 Материальные балансы гидродоочистки масел

Депарафинированное масло №1 и часть депарафинированного масла №2 (7844,8 кг/ч) поступают на гидродоочистку, которая позволяет получить из них базовые масла, соответствующие требованиям к маслам первой группы по классификации API.

Материальные балансы гидродоочистки депарафинированных масел №1 и №2, составленные при помощи литературных данных [10, 15, 20], представлены в таблицах 6.6 и 6.7. ). Содержание серы в депарафинированном масле определено при помощи данных, представленных в таблице 2.1. Принимая, что глубина обессеривания составляет 95%, получаем выход сероводорода:

- в депарафинированном масле №1

- в депарафинированном масле №2

Таблица 6.6 - Материальный баланс гидродоочистки депарафинированного масла №1

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

депарафинированное масло №1

4,798

100,000

13873,0

водород

0,015

0,300

41,6

Итого:

4,813

100,300

13914,6

РАСХОД:

сероводород

0,015

0,300

41,6

углеводородные газы

0,024

0,500

69,4

отгон

0,048

1,000

138,7

базовое масло №1

4,726

98,500

13664,9

Итого:

4,813

100,300

13914,6

Таблица 6.7 - Материальный баланс гидродоочистки депарафинированного масла №2

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

депарафинированное масло №2

2,725

100,000

7544,8

водород

0,008

0,300

22,6

Итого:

2,733

100,300

7567,4

РАСХОД:

сероводород

0,011

0,400

30,2

углеводородные газы

0,016

0,600

45,3

отгон

0,036

1,300

98,1

базовое масло №2

2,670

98,000

7393,8

Итого:

2,733

100,300

7567,4

6.5 Материальный баланс установки гидроочистки парафинов

Гачи с содержанием масла 2% масс., являющиеся побочными продуктами установок депарафинизации Dilchill, смешиваются и направляются на установку гидроочистки. Материальный баланс этой установки, составленный при помощи литературных данных [15, 21], представлен в таблице 6.8.

Таблица 6.8 - Материальный баланс установки гидроочистки парафинов

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

гач №1

0,572

57,247

1654,1

гач №2

0,427

42,753

1236,2

водород

0,003

0,300

8,6

Итого:

1,002

100,300

2898,9

РАСХОД:

углеводородные газы, в т.ч. сероводород

0,008

0,800

23,1

отгон

0,010

1,000

28,9

парафин марки Т2

0,984

98,500

2846,9

Итого:

1,002

100,300

2898,9

6.6 Материальный баланс установки деасфальтизации гудрона

На установку пропан-бутановой деасфальтизации поступает гудрон, полученный при вакуумной перегонке мазута на установке ВТ, в количестве 86335,95 кг/ч (75% масс. от общего количества гудрона).

Итак, сырьё установки деасфальтизации содержит:

0,92 · 86335,95 =79429,1 кг/ч нефтяного остатка (выше 500?С);

0,08 · 86335,95 = 6906,85 кг/ч фракции 420 - 500?С

Коксуемость остатка выше 500?С составляет 15,35% масс [8]. По литературным данным [26] принимаем при пропан-бутановой деасфальтизации выход деасфальтизата из остатка равным 58% масс. Тогда количество деасфальтизата составляет:

кг/ч

Учитывая, что 6906,85 кг/ч фракции 420 - 500?С войдут в состав деасфальтизата, можно определить общее количество деасфальтизата:

6906,85 + = 52975,75 кг/ч

Материальный баланс установки деасфальтизации гудрона представлен в таблице 6.9.

Таблица 6.9 - Материальный баланс установки деасфальтизации гудрона

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

гудрон (выше 500°С)

29,861

100,000

86335,95

Итого:

29,861

100,000

86335,95

РАСХОД:

деасфальтизат

18,323

61,360

52975,75

асфальт

11,538

38,640

33360,2

Итого:

29,861

100,000

86335,95

6.7 Материальный баланс битумной установки

На битумную установку поступает гудрон в количестве 28778,65 кг/ч и асфальт с установки деасфальтизации гудрона в количестве 33360,2кг/ч. Материальный баланс установки, рассчитанный на основе литературных данных [14, 27], представлен в таблице 6.10.

Таблица 6.10 - Материальный баланс битумной установки

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

гудрон (выше 500°С)

9,953

46,313

28778,65

асфальт

11,538

53,687

33360,2

кислород воздуха

0,582

2,709

1683,3

Итого:

22,073

102,709

63822,15

РАСХОД:

битум

20,846

97,000

60274,6

газы разложения

1,098

5,109

3174,75

«чёрный соляр»

0,129

0,600

372,8

Итого:

22,073

102,709

63822,15

6.8 Материальный баланс установки гидрокрекинга

На установку гидрокрекинга поступает деасфальтизат, полученный из гудрона западно-сургутской нефти, содержащий 1,9% масс. серы [26], 10494,6 кг/ч экстракта СО №1 (1,85% масс. серы) и 10982,7 кг/ч экстракта СО №2 (3,23% масс. серы). Содержание серы в экстрактах определено при помощи данных, представленных в таблице 2.1. Производительность установки масляного гидрокрекинга по сырью составляет:

52975,75+ 10494,6 + 10982,7 = 74453,05 кг/ч

Таким образом, содержание серы в сырье установки масляного гидрокрекинга составляет:

% масс.

Содержание серы в гидрогенизате - основном продукте гидрокрекинга - составляет 0,1% масс. Тогда количество образующегося в процессе сероводорода:

% масс.

Выходы других продуктов процесса гидрокрекинга взяты из литературного источника [10]. Материальный баланс установки представлен в таблице 6.11.

Таблица 6.11 - Материальный баланс установки гидрокрекинга

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

деасфальтизат

18,323

71,153

52975,75

экстракт СО №1

3,630

14,095

10494,6

экстракт СО №2

3,799

14,752

10982,7

водород

0,514

2,000

1489,05

Итого:

26,266

102,000

75942,1

РАСХОД:

сероводород

0,541

2,100

1563,5

углеводородные газы

0,464

1,800

1340,1

бензин (н.к.-180°С)

4,249

16,500

12284,7

газойль (180 - 360°С)

5,536

21,500

16007,4

масляный гидрогенизат

15,476

60,100

44746,4

Итого:

26,266

102,000

75942,1

6.9 Материальный баланс установки каталитической депарафинизации (MSDW)

На установку каталитической депарафинизации по технологии MSDW поступает масляный гидрогенизат, получаемый на установке гидрокрекинга. Начальное содержание серы в нём составляет 0,1% масс.; конечное содержание серы - 0,01% масс.

Тогда количество образующегося в процессе сероводорода:

% масс.

Выходы других продуктов процесса MSDW взяты из литературного источника [23]. Материальный баланс установки представлен в таблице 6.12.

Таблица 6.12 - Материальный баланс установки каталитической депарафинизации (MSDW)

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

масляный гидрогенизат

15,476

100,000

44746,4

водород

0,309

2,000

894,9

Итого:

15,785

102,000

45641,3

РАСХОД:

сероводород

0,015

0,100

44,7

углеводородные газы

0,248

1,600

715,9

бензин (н.к.-180°С)

0,541

3,500

1566,1

дизельное топливо (180 - 360°С)

0,387

2,500

1118,6

базовое масло №3

4,720

30,500

13647,6

базовое масло №4

6,206

40,100

17943,3

базовое масло №5

3,668

23,700

10605,1

Итого:

15,785

102,000

45641,3

6.10 Материальный баланс установки получения водорода

В проектируемом маслоблоке процессы гидроочистки парафинов, гидродоочистки масел, гидрокрекинга и каталитической депарафинизации протекают в среде водородсодержащего газа. Суммарное количество водорода, необходимое для проведения всех указанных процессов, составляет 2383,95 кг/ч.

Водород получается из природного газа путём паровой конверсии метана. Материальный баланс этого процесса, составленный с помощью литературного источника [28], представлен в таблице 6.13.

Таблица 6.13 - Материальный баланс установки получения водорода

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

природный газ

2,233

41,563

6262,03

водяной пар

3,138

58,437

8804,33

Итого:

5,371

100,000

15066,36

РАСХОД:

водород

0,850

15,823

2383,95

метан

0,235

4,370

658,4

монооксид углерода

2,101

39,126

5894,86

диоксид углерода

2,185

40,681

6129,15

Итого:

5,371

100,000

15066,36

6.11 Материальный баланс производства сульфонатной присадки с-150

Часть депарафинированного масла №2 (5000 кг/ч) направляется на производство сульфонатной присадки С-150 в количестве 2343,8 кг/ч (18750,4 т/год). Материальный баланс производства этой присадки, составленный на основе данных, полученных в ОАО «Нафтан», представлен в таблице 6.14.

Таблица 6.14 - Материальный баланс производства присадки С-150

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

депарафинированное масло №2

1,614

58,662

5000

масло-разбавитель

0,252

9,166

781,2

серный ангидрид

0,706

25,664

2187,4

аммиак

0,045

1,650

140,6

гидроксид кальция

0,096

3,483

296,8

диоксид углерода

0,038

1,375

117,4

Итого:

2,751

100,000

8523,4

РАСХОД:

компонент С-150

0,504

18,332

1562,5

масло-разбавитель

0,252

9,166

781,3

кислый гудрон

0,212

7,699

656,2

нейтральное масло

1,153

41,888

3570,3

сульфонат аммония

0,504

18,332

1562,5

потери

0,126

4,583

390,6

Итого:

2,751

100,000

8523,4

6.12 Материальный баланс производства серного ангидрида и серной кислоты

На производство серного ангидрида и серной кислоты, согласно поточной схеме маслоблока, направляется сероводород с установок гидродоочистки масел, гидроочистки парафинов, гидрокрекинга и каталитической депарафинизации. Совокупность процессов, протекающих при получении серного ангидрида, можно выразить при помощи суммарного уравнения реакции:

Н2S + 2О2 > SO3 + Н2О

Необходимо получить 2190 кг/ч SO3 для производства присадки С-150. Для этого потребуется следующее количество сероводорода и кислорода:

G(H2S) = 2190•34/80 = 930,75 кг/ч

G1(O2) = 2190·32·2/80 = 1752 кг/ч

Совокупность процессов, протекающих при получении серной кислоты, можно выразить при помощи суммарного уравнения реакции:

Н2S + 2О2 > Н2SO4

По уравнению этой реакции рассчитывается необходимое количество кислорода и количество образующейся серной кислоты:

G2(O2) = 32·2·(41,6 + 30,2 + 1563,5+ 44,7 - 930,75)/34 =1410,3 кг/ч

G(H2SO4) = 98•(41,6 + 30,2 + 1563,5+ 44,7 - 930,75)/34 = 2159,6 кг/ч,

где 32, 34, 80, 98 - молярные массы (в кг/кмоль) О2, Н2S, SO3, H2SO4 соответственно.

Результаты расчета материального баланса производства серного ангидрида и серной кислоты приведены в таблице 6.15.

Таблица 6.15 - Материальный баланс производства SO3 и серной кислоты

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

сероводород (гидродоочистка масел №1)

0,015

2,486

41,6

Сероводород (гидродоочистка масел №2)

0,011

1,865

30,2

сероводород (гидроочистка парафина)

0,003

0,483

3,1

сероводород (гидрокрекинг)

0,541

92,542

1563,5

сероводород (MSDW)

0,015

2,624

44,7

кислород

1,099

188,191

3162,3

Итого:

1,684

288,191

4842,3

РАСХОД:

серный ангидрид

0,706

120,857

2034,1

серная кислота

0,819

140,125

2159,6

вода

0,159

27,209

648,6

Итого:

1,684

288,191

4842,3

6.13 Материальный баланс маслоблока в целом

Материальный баланс маслоблока НПЗ в целом, составленный на основе данных таблиц 6.1 - 6.15, представлен в таблице 6.16.

Таблица 6.16 - Материальный баланс маслоблока НПЗ

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на мазут

Количество, кг/ч

ПРИХОД:

мазут (выше 360?С)

60,526

100,000

175000

кислород (воздуха)

1,681

2,778

4845,6

природный газ

2,233

3,688

6262,03

водяной пар

3,138

5,185

8804,33

масло-разбавитель

0,252

0,416

781,3

аммиак

0,045

0,075

140,6

гидроксид кальция

0,096

0,159

296,8

Итого:

67,971

112,301

196130,66

РАСХОД:

БАЗОВЫЕ МАСЛА:

21,990

36,333

63254,7

базовое масло №1

4,726

7,809

13664,9

базовое масло №2

2,670

4,412

7393,8

базовое масло №3

4,720

7,799

13647,6

базовое масло №4

6,206

10,253

17943,3

базовое масло №5

3,668

6,060

10605,1

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ:

23,405

38,672

67624,9

парафин марки Т2

0,984

1,627

2846,9

битум

20,846

34,442

60274,6

присадка С-150

0,756

1,250

2343,8

серная кислота

0,819

1,353

2159,6

ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ:

20,889

34,862

61306,31

углеводородные газы, в т.ч.

0,992

1,637

2852,2

газы (гидродоочистка №1)

0,024

0,039

69,4

газы (гидродоочистка №2)

0,016

0,027

45,3

газы (гидроочистка парафина)

0,005

0,008

23,1

газы (гидрокрекинг)

0,464

0,766

1340,1

газы (MSDW)

0,248

0,409

715,9

метан

0,235

0,388

658,4

оксиды углерода, в т.ч.

4,248

7,019

12024,01

монооксид углерода

2,101

3,472

5894,86

диоксид углерода

2,147

3,547

6129,15

топливные фракции, в т.ч.

13,833

22,856

39992,5

лёгкий вакуумный газойль

3,026

5,000

8750

бензин (гидрокрекинг)

4,249

7,020

12284,7

газойль (гидрокрекинг)

5,536

9,147

16007,4

бензин (MSDW)

0,541

0,895

1566,1

дизельное топливо (MSDW)

0,387

0,639

1118,6

отгон (гидродоочистка №1)

0,048

0,079

138,7

отгон (гидродоочистка №2)

0,036

0,059

98,1

отгон (гидроочистка парафина)

0,010

0,017

28,9

вода

0,159

0,263

648,6

нейтральное масло

1,153

1,904

3570,3

кислый гудрон

0,212

0,350

656,2

сульфонат аммония

0,504

0,833

1562,5

ПОТЕРИ

1,475

2,434

3944,75

Итого:

67,971

112,301

196130,66

Таким образом, мощность маслоблока НПЗ по базовым маслам составляет 63254,7 кг/ч, или 506037,6 т/год.

7. РАСЧЁТ ЭКСТРАКЦИОННОЙ КОЛОННЫ

Экстракция сырья растворителем в заводских условиях протекает по принципу противотока либо в колоннах, либо в аппаратах ступенчатой экстракции [12].

В промышленной практике селективной очистки масляных фракций фурфуролом и N-метилпирролидоном применяют роторно-дисковые контакторы (РДК), которые имеют ряд преимуществ перед экстракционными колоннами (см. п.5).

7.1 Материальный баланс РДК

Фракция 420 - 500?С западно-сургутской нефти в количестве 24763,7 кг/ч, являющаяся сырьём установки селективной очистки масляных фракций N-метилпирролидоном, подвергается деаэрации в вакууме в присутствии водяного пара, а затем поступает в нижнюю часть РДК. В верхнюю часть контактора подаётся сухой N-метилпирролидон; кратность растворителя к сырью составляет 2:1 [10, 29]. Сверху РДК выводится рафинатный раствор, содержащий 15% масс. N-метилпирролидона [14], а снизу выводится экстрактный раствор.

Материальный баланс РДК, рассчитанный на основании вышеуказанных данных, представлен в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Материальный баланс РДК

Статьи

% масс. на нефть

% масс. на сырьё

Количество, кг/ч

Состав растворов, % масс.

ПРИХОД:

фракция 420 - 500?С

8,565

100

24763,7

-

N-метилпирролидон

17,130

200

49527,4

-

Итого:

25,695

300

74291,1

-

РАСХОД:

рафинатный раствор, в т. ч.

5,607

65,467

16212,1

100,00

рафинат

4,766

55,649

13780,7

85,00

N-метилпирролидон

0,841

9,818

2431,4

15,00

экстрактный раствор, в т. ч.

20,088

234,533

58079,0

100,00

экстракт

3,799

44,351

10982,9

18,91

N-метилпирролидон

16,289

190,182

47096,1

81,09

Итого:

25,695

300

74291,1

-

7.2 Тепловой баланс РДК

Процесс экстракции протекает при атмосферном давлении, равном 101,325 кПа. Согласно литературным данным [29; 30], принимаем следующий температурный режим РДК:

- температура верха: 70?С;

- температура низа: 55?С;

- температура ввода сырья: 48?С;

- температура подачи растворителя: 74?С (на 4-8?С выше, чем температура уходящего рафинатного раствора [21]).

Таким образом, температурный градиент экстракции в данном случае составляет 70 - 55 = 15?С. Температура в верхней части РДК регулируется температурой подачи сухого растворителя, а температура в нижней части частично регулируется температурой ввода сырья. Кроме того, для создания необходимого температурного градиента в контакторе, а также для повышения чёткости разделения и увеличения выхода рафината в нижнюю часть РДК подаётся некоторое количество охлаждённого экстрактного раствора (рециркулята), имеющего температуру 35?С.

Пренебрегая потерями тепла в окружающую среду, можно записать в общем виде уравнение теплового баланса:

,

где Qввода - общее количество тепла, вводимое в РДК с сырьём, с растворителем и с рециркулятом при 35?С;

Qвывода - общее количество тепла, которое выводится из РДК с рафинатным и экстрактным растворами, а также с рециркулятом (55?С).

Плотности и энтальпии N-метилпирролидона, а также рафинатного и экстрактного растворов в парообразном и жидком состоянии при различных температурах и давлениях, необходимые для последующих расчётов, определяются при помощи справочной системы программы РRO/II 5.61 with PROVISION фирмы SIMSCI.

ПРИХОД ТЕПЛА:

1) Тепло, вводимое с сырьем, находится по формуле [31]:

,

где GС - количество сырья, кг/ч;

- энтальпия сырья в жидком состоянии при 48?С, кДж/кг.

Энтальпия жидкости рассчитывается по формуле:

,

где а = 84,98 кДж/кг при 48?С (см. приложение 14 [31]).

Плотность фракции 420 - 500°С западно-сургутской нефти при 20°С составляет 921 кг/м?. Относительную плотность этой фракции при 15°С можно определить по формуле:

,

где - относительная плотность фракции при 20°С, равная 0,921;

б - средняя температурная поправка относительной плотности на один градус, равная 0,000607 (см. приложение 1 [31]).

Итак,

кДж/кг

кВт

2) Тепло, вводимое с растворителем, определяется по формуле:

,

где GN-МП - количество N-метилпирролидона, кг/ч;

- энтальпия растворителя в жидком состоянии при 74°С, равная 131,35 кДж/кг.

кВт

РАСХОД ТЕПЛА:

1) Тепло, уносимое рафинатным раствором из верхней части РДК, находится по формуле:

,

где GРР - количество рафинатного раствора, кг/ч;

- энтальпия рафинатного раствора, находящегося в жидком состоянии, при 70°С, равная 133,31 кДж/кг.

кВт

2) Тепло, уносимое экстрактным раствором из нижней части РДК, находится по формуле:

,

где GЭР - количество экстрактного раствора, кг/ч;

- энтальпия экстрактного раствора, находящегося в жидком состоянии, при 55°С, равная 97,62 кДж/кг.

кВт

Результаты расчёта теплового баланса РДК без учёта тепла, снимаемого при помощи рециркуляции части экстрактного раствора, представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Тепловой баланс РДК (без учёта рециркуляции)

Статьи

t, 0С

G, кг/ч

Н, кДж/кг

Q, кВт

ПРИХОД:

сырьё

48

24763,7

88,41

608,15

N-метилпирролидон

74

49527,4

131,35

1807,06

Итого:

-

2415,21

РАСХОД:

рафинатный раствор

70

16212,1

133,31

600,34

экстрактный раствор

55

58079,0

97,62

Итого:

-

2174,91

Количество циркулирующего экстрактного раствора GЦ определяется по формуле [15]:

,

где - энтальпия циркулирующего экстрактного раствора в жидком состоянии при температуре подачи его в РДК (35°С), равная 54,43 кДж/кг.

кг/с, или 20029,6 кг/ч

Количество рециркулята не должно превышать 30% от общего объема фаз, в противном случае нормальный режим работы РДК будет нарушен. В данном случае количество рециркулята составляет 26,96% от общего объема фаз, что меньше 30%.

Тепловой баланс РДК с учётом рециркуляции части экстрактного раствора представлен в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Тепловой баланс РДК (с учётом рециркуляции)

Статьи

t, 0С

G, кг/ч

Н, кДж/кг

Q, кВт

ПРИХОД:

сырьё

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены