Производство продуктов маслоблока
Изучение структурно-групповых составов и физико-химических характеристик масляных фракций. Анализ производства и практического применения нефтепродуктов маслоблока. Расчет баланса по селективной очистке. Особенности технологической схемы установки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.11.2013 |
| Размер файла | 135,5 K |
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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов, деасфальтизата и базовых масел на их основе
Для производства базовых масел выбрана нефть Хадыженская. Данная нефть характеризуется высоким содержанием масляных фракций, фракции нефти обладают значительным содержанием парафинонафтеновых углеводородов, высокими показателями вязкости, имеют высокое значение ИВ. Гудроны Хадыженской нефти обладают значительным содержанием масляных компонентов. Недостатком данной нефти является значительное содержание парафиновых углеводородов, что увеличивает температуру застывания базовых масел, исходя из чего, в схеме маслоблока необходимо предусмотреть установки извлечения парафиновых углеводородов. Характеристика нефти представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Показатели качества Хадыженской нефти:
|
Показатели |
Единицы измерения |
Значение показателя |
|
|
Содержание в нефти: парафина |
% масс. |
3,21 |
|
|
серы |
% масс. |
0,23 |
|
|
Газов С1-С5 |
% масс. |
0,50 |
|
|
Фракции до 180С |
% масс. |
32,00 |
|
|
Фракции 180-350С |
% масс. |
33,30 |
|
|
Фракции выше 350С, в том числе: |
% масс. |
34,20 |
|
|
Фракции 350-420 |
% масс. |
13,70 |
|
|
Фракции 420-490 |
% масс. |
7,40 |
|
|
Фракции 490-530 |
% масс. |
4,10 |
|
|
Фракции выше 530 |
% масс. |
9,00 |
|
|
Вязкость нефти при 20С |
мм2/с |
0,78 |
|
|
Вязкость нефти при 50С |
мм2/с |
2,09 |
|
|
Плотность гудрона при 20С (фр. > 530C) |
кг/м3 |
989,00 |
|
|
Потенциальное содержание базовых масел с ИВ 95,в том числе: |
% масс. |
16,05 |
|
|
Фракции 350-420С |
% масс. |
8,83 |
|
|
Фракции 420-490С |
% масс. |
4,54 |
|
|
Фракции 490-530С |
% масс. |
1,28 |
|
|
Фракции выше 530С |
% масс. |
1,40 |
Ниже представлены физико-химические свойства масляных дистиллятов, а также базовых масел полученных на их основе.
Фракция 360-420°С.
Структурно-групповой состав и физико-химические характеристики данной фракции.
Также базового масла, полученного на ее основе, на основании данных представлены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, данная фракция содержит высоко индексные компоненты.
Также обладает высокими характеристиками вязкости и температуры застывания.
Это позволяет получить базовое масло, подвергая фракцию глубокой селективной очистке и депарафинизации.
Полученное базовое масло предположительно будет обладать индексом вязкости порядка 97 единиц.
Также эти показатели могут соответствовать требованиям стандарта по показателям вязкости и температуры застывания.
Фракция 420-490 °С.
Структурно-групповой состав и физико-химические характеристики данной фракции.
Также базового масла, полученного на ее основе, на основании данных представлены в таблице 3.
Также в данной таблице представлены характеристики групп индивидуальных углеводородов, выделенных из фракции.
Таблица 2 - Характеристика дистиллятной фракции 360-420°С:
|
Наименование |
20 |
50, мм2/с |
100, мм2/с |
ИВ |
Тзаст.°С |
Содержание серы, % масс. |
Выход, % масс. |
|||
|
На фракц. |
Нефть |
|||||||||
|
Фракция 360-420°С |
0,8943 |
1,497 |
19,2 |
4,82 |
- |
23 |
- |
100 |
13,7 |
|
|
Фракция 360-420°С после депарафинизации |
0,9056 |
1,5066 |
22,41 |
5,2 |
72 |
- 27 |
- |
87,4 |
11,97 |
|
|
Парафинонафтеновые углеводороды |
0,8625 |
1,4740 |
18,07 |
4,80 |
103 |
- 22 |
- |
52,40 |
7,18 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I гр. |
0,8721 |
1,4818 |
19,03 |
4,89 |
97 |
-25 |
- |
64,50 |
8,83 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I-II гр. |
0,8752 |
1.4844 |
19,38 |
4,92 |
92 |
- 26 |
- |
69,50 |
9,52 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I-III гр. |
0,8808 |
1,4882 |
20,13 |
4,99 |
85 |
-27 |
- |
76,6 |
10,49 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I-IV гр. |
0,9000 |
1,5020 |
21,80 |
5,13 |
74 |
- 28 |
- |
86,4 |
11,84 |
Таблица 3. - Характеристика дистиллятной фракции 420-490°С:
|
Наименование |
20 |
50, мм2/с |
100, мм2/с |
ИВ |
Тзаст°С |
Содержание серы, % масс. |
Выход, % масс. |
|||
|
На фракцию |
На нефть |
|||||||||
|
Фракция 420-490°С |
0,9154 |
1,5100 |
65,42 |
10,15 |
- |
33 |
- |
100 |
7,4 |
|
|
Фракция 420-490°С после депарафинизации |
0,9230 |
1,5153 |
80,41 |
11,22 |
45 |
- |
- |
92,90 |
6,87 |
|
|
Парафинонафтеновые углеводороды |
0,8732 |
1,4795 |
42,371 |
8,69 |
103 |
- 18 |
- |
47,2 |
3,49 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I гр. |
0,8848 |
1,488 |
45,22 |
8,92 |
98 |
-18 |
- |
61,4 |
4,54 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I-II гр. |
0,8872 |
1,4901 |
46,20 |
8,95 |
93 |
-17 |
- |
65,2 |
4,82 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I гр |
0,8985 |
1,4975 |
51,03 |
9,40 |
81 |
-16 |
- |
75,3 |
5,57 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I-IVгр. |
0,9090 |
1,5125 |
75,73 |
11,00 |
58 |
-16 |
- |
92,3 |
6,83 |
|
|
ароматический углеводород I гр. |
0,9286 |
1,5142 |
65,45 |
10,09 |
- |
- |
- |
14,1 |
1,04 |
|
|
ароматические углеводороды II-III гр. |
0,9893 |
1,5646 |
37,39 |
22,58 |
- |
-- |
- |
13,9 |
1,03 |
|
|
ароматические углеводороды IVгр. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
17 |
1,26 |
Как видно из таблицы 4 данная фракция содержит значительное количество парафиновых углеводородов, что предполагает применение каталитических процессов для понижения температуры застывания базового масла.
Фракция 490-530°С.
В справочной литературе отсутствуют характеристики данной фракции, поэтому основные показатели были получены построения ИТК для фракций:
- 450-470°С;
- > 470°С.
Структурно-групповой состав и физико-химические характеристики данной фракции, а также базового масла, полученного на ее основе, представлены в таблице 4.
В таблице представлена характеристика углеводородов, полученных из фракции адсорбционным методом.
Фракция > 530°С.
Характеристика данной фракции отсутствует в справочной литературе, данные по показателям фракции получены методом линейной экстраполяции.
Структурно-групповой состав и физико-химические характеристики данной фракции.
Также базового масла, полученного на ее основе, представлены в таблице 5.
Как видно из таблицы, остаточная фракция обладает значительным содержанием высоко индексных компонентов, что позволяет использовать ее при производстве базовых масел, после процесса деасфальтизации. Остаток данной фракции являются сырьем для производства компаундированных битумов.
Таблица 4. - Характеристика дистиллятной фракции 490-530°С:
|
Наименование |
20 |
50, мм2/с |
100, мм2/с |
ИВ |
Тзаст °С |
Содержание серы, % масс. |
Выход, % масс. |
|||
|
На фракцию |
На нефть |
|||||||||
|
Фракция 490-530°С |
0,9315 |
1,5312 |
157,30 |
18,25 |
- |
- |
0,25 |
100 |
4,10 |
|
|
Фракция 490-530°С, после депарафинизации |
0,9406 |
1,5326 |
196,5 |
18,92 |
40 |
- |
- |
93,6 |
3,84 |
|
|
Парафинонафтеновые углеводороды после депарафинизации |
0,8624 |
1,4997 |
172,3 |
22,36 |
99 |
-17 |
- |
31,20 |
1,28 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматические углеводороды I гр. |
0,9035 |
1,5235 |
196,40 |
24,60 |
89 |
-18 |
- |
45,69 |
1,87 |
Таблица 5. - Характеристика остаточной фракции > 530°С:
|
Наименование |
20 |
50, мм2/с |
100 мм2/с |
ИВ |
Тзаст,°С |
Содержание серы, % масс. |
Выход, % масс. |
|||
|
На фракцию |
На нефть |
|||||||||
|
Фракция выше 530°С |
0,9891 |
- |
-- |
-- |
-- |
48 |
0,5 |
100 |
9 |
|
|
Фракция выше 530°С после депарафинизации. |
0,9921 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
94,2 |
8,48 |
|
|
Парафинонафтеновые углеводороды после депарафинизации |
0,9703 |
1,456 |
265,36 |
36,25 |
95 |
-15 |
- |
16,20 |
1,46 |
|
|
Парафинонафтеновые и ароматич. углеводород I гр. |
0,9765 |
1,5356 |
291,84 |
41,25 |
83 |
- |
- |
25,64 |
2,31 |
2. Выбор и обоснование поточной схемы производства нефтепродуктов маслоблока и пути практического применения продуктов
Согласно с пунктом 1 на маслоблок поступает мазут Хадыженской нефти. Головной установкой любого маслоблока является установка вакуумной трубчатки, на которой происходит разделение мазута на узкие масляные фракции и гудрон. Возможен вариант переработки мазута с разделением на широкую масляную фракцию и гудрон. Но при данном варианте разделения целесообразным является применение процесса гидрокрекинга, что при использовании данной нефти нежелательно, так как при этом значительно уменьшается выход базовых масел. При селективной очистке масел растворителями необходимо разделение мазута на узкие масляные фракции.
На установке ВТ производим разделение на погоны: легкий вакуумный газойль, фракция 360-420°С, фракция 420-490°С, фракция 490-530°С, фракция > 530°С и затемненный продукт. ЛВГ представляет собой более легкокипящую фракцию, которая остается в мазуте из-за нечеткой работы отгонной части атмосферной колонны.
Затемненный продукт может выводиться с установки ВТ, чтобы увеличить температуру начала кипения гудрона. Также необходимость извлечения затемненного продукта связана с установкой в вакуумной колонне первого пакета насадки повышенной прочности для отбоя капель гудрона из паров легких компонентов.
С установки выводится утяжеленный гудрон, чтобы снизить нагрузку на установку деасфальтизации, которая имеет большой индекс энергопотребления.
При этом на установке деасфальтизации повышается селективность экстракции и глубина отбора наиболее тяжелых масляных компонентов, повышается качество асфальта, который предполагается использовать как сырьё для производства окисленных и остаточных битумов.
Фракция 360-420°С направляется на установку селективной очистки избирательными растворителями. В качестве растворителя на данной установке применяется фенол.
На данной установке из фракции удаляются средние и тяжелые ароматические углеводороды, смолы. рафинад, получаемый на установке селективной очистки, отвечает всем требованиям, предъявляемым к базовым маслам, помимо температуры застывания. Для понижения температуры застывания рафинад направляется на установку каталитической депарафинизации.
Рафинад, после облагораживания на установке каталитической депарафинизации имеет незначительное содержание сернистых соединений, а также индекс вязкости в приделах 97 единиц и температуру застывания -25°С.
Исходя из этого, рафинад направляется на установку компаундирования масел.
Экстракты селективной очистки обычно используются по следующим направлениям:
- как компонент котельного топлива;
- как пластификатор при производстве резинотехнических изделий (в частности в производстве шин) и кожзаменителей;
- как пластификатор при получении битумов и битумных мастик;
- как компонент сырья для производства сажи и нефтяного кокса.
В данном проекте предполагаем использование экстракта, как компонента котельного топлива.
Выход базового масла из фракции 360-420°С представлен на рисунке 1.
Фракция 420-490°С для извлечения тяжелых ароматических углеводородов и смол направляется на установку селективной очистки.
Рафинад, получаемый на селективной очистке фенолом, содержит примеси тяжелых ароматических соединений и соединения серы, которые являются нежелательными компонентами базовых масел, ухудшая их эксплуатационные свойства. Поэтому рафинад необходимо подвергать доочистки.
Рисунок 1:
Существует несколько методов доочистки масел. В данной схеме предполагается применение гидрогенизационных процессов.
Эти процессы отличаются высокой экологичностью, незначительными капитальными и энергозатратами, позволяют улучшить эксплуатационные свойства товарных масел, повысить вязкостно-температурные характеристики базовых масел при незначительном уменьшении выхода целевого продукта.
Различают процессы гидроочистки, гидродоочистки и гидрооблагораживания сырья для производства базовых масел. Такое деление условно, так как все эти процессы характеризуются некоторой однородностью применяемых катализаторов и схожестью технологических режимов.
В проекте предполагается использование процесса гидрооблагораживания, позволяющего не только обеспечить высокое обесссеривание, но и повысить ИВ на 4-5 пунктов за счет селективного гидрирования ароматических углеводородов.
Полученный в процессе гидрооблагораживания продукт ещё не является базовым маслом, так как характеризуется высокой температурой застывания. Гидрогенизат необходимо подвергнуть депарафинизации с целью удаления или реформулирования углеводородов, обладающих высокой температурой плавления.
На данном периоде существует два направления извлечения из масел парафиновых углеводородов:
- депарафинизация с помощью селективных растворителей;
- применение гидрокаталитических процессов.
Основными недостатками применения селективных растворителей являются огромные энергетические затраты на создание холода в процессе, малая экологичность процесса за счет использования аммиака, недостаточный отбор углеводородов, обладающих высокой температурой плавления, значительный унос масляных компонентов с гачами.
Помимо того, на установке производится парафин, спрос на который за счет незначительного производства белково-витаминного концентрата упал, а стоимость на рынке значительно ниже, чем товарного масла. За счет удаления парафиновых углеводородов значительно уменьшается выход масел.
Гидрокаталичические процессы напротив имеют ряд преимуществ: выход целевого продукта не уменьшается при проведении депарафинизации, процесс более экологичен, чем процесс сольвентной депарафинизации, обладает небольшими энергозатратами.
Недостатком проведения гидропроцессов является опасность работы с водородом, обладающим широкими пределами взрываемости.
Предполагается использование процессов каталитической депарафинизации и каталитической депарафинизации.
В проекте используется процесс каталитической депарафинизации, так как гидрогенизаты характеризуются значительным содержанием парафиновых углеводородов, применение данного процесса позволит снизить температуру застывания.
Выход базового масла из фракции 420-490°С представлен на рисунке 2.
Рисунок 2:
Фракция 490-530°С проходит все стадии очистки и облагораживания представленные выше и характерные для фракции 420-490°С.
Отличием схемы переработки является наличие укрупненной установке селективной очистки, в которой экстракция и регенерация растворителя из рафинадного раствора происходит по двум параллельным линиям, а регенерация из экстракта проводится на одном потоке, что позволяет снизить затраты на оборудование и энергозатраты на регенерацию растворителя.
Сырьем данной установке является фракция 490-530°С, а также деасфальтизат установке деасфальтизации.
Выход базового масла из фракции 490-530°С представлен на рисунке 3.
Фракция > 530°С поступает на установку деасфальтизации с целью выделения масляных углеводородов и получения, после последующей очистки, наиболее высоковязких базовых масел.
Существует несколько вариантов проведения деасфальтизации: процесс «ROSE», классическая схема деасфальтизации с применением низкомолекулярных углеводородов (пропан), с применением бензинов (процесс Добен).
В схеме маслоблока предусмотрена установка деасфальтизации с применением технологической схемы «ROSE».
Данная схема предусматривает использование в процессе испарителей и насосов «ROSE».
При проведении данного процесса энергозатраты на процесс деасфальтизации значительно снижаются.
Деасфальтизат проходит последовательные стадии очистки на установках сективной очистки и облагораживания.
Для уменьшения температуры застывания базового масла в схеме предусмотрена установка сольвентной депарафинизации, применение каталитической гидроизодепарафинизации не целесообразно, так как содержание парафинов нормального строения в данном сырье невелико, а преобладают алканы разветвленного строения.
Рисунок 3:
Выход базового масла из фракции > 530°С представлен на рисунке 4.
Рисунок 4:
Согласно заданию на курсовое проектирование в схеме маслоблока предусмотрена установка получения битумов.
Сырьем данной установке являются гудрон (30,3% фракции > 530°С) и асфальт деасфальтизации. На данной установке проводится переокисление и смешение данного сырья с производством высококачественных дорожных и строительных битумов.
Такой подход позволяет получить битумы более высокого качества, чем при обычном окислении гудрона.
Полученные при производстве масел светлые нефтепродукты используются как сырье для производства товарных топлив в топливно-химическом блоке.
Мощность нефтеперерабатывающего завода по нефти составит:
3 * 100 / 34,2 = 8,7 млн. тонн / год.
3. Материальный баланс маслоблока
Материальный баланс установки ВТ.
Установка ВТ работает 340 дней в году, с учетом плановых и текущих ремонтов. На установку поступает 3 млн. т/г., мазута по данным таблицы 2 определим выходы узких масляных погонов.
Согласно практическим данным с установки выводится 3% легкого вакуумного газойля.
Результаты расчета приведены в таблице 6.
Таблица 6- Материальный баланс установки ВТ:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Мазут |
103,00 |
34,27 |
3006140,35 |
8841,59 |
|
|
ИТОГО |
103,00 |
34,27 |
3006140,35 |
8841,59 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Фракция 360-420 |
41,18 |
13,70 |
1201754,39 |
3534,57 |
|
|
Фракция 420-490 |
22,24 |
7,40 |
649122,81 |
1909,18 |
|
|
Фракция 490-530 |
12,07 |
4,02 |
352192,98 |
1035,86 |
|
|
Фракция выше 550 |
26,59 |
8,85 |
776180,38 |
2282,88 |
|
|
Затемненный продукт |
0,51 |
0,17 |
14912,28 |
43,86 |
|
|
ЛВГ |
0,21 |
0,07 |
6140,35 |
18,06 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,07 |
5831,17 |
17,17 |
|
|
ИТОГО |
103,00 |
34,27 |
3006140,35 |
8841,59 |
Материальный баланс установки селективной очистки 1.
На установке селективной очистки закладывается значение ИВ и основных показателей качества базовых масел.
Поэтому необходимо очистить сырье до необходимой глубины, не более и не менее.
Необходимая глубина очистки зависит от того, какие требования предъявляются к получаемым товарным маслам.
При расчете материального баланса установки селективной очистки было принято, что из сырья извлекаются смолы, средние и тяжелые ароматические углеводороды.
То есть в состав рафинада входят только парафиновые, парафинонафтеновые и легкие ароматические углеводороды.
На установку селективной очистки 1 поступает фракция 360-420°С, исходя из данных таблицы 3 рафинад составит 77,1% от фракции. Результаты расчета представлены в таблице 7.
Таблица 7. - Материальный баланс установки селективной очистки 1:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Фракция 360-420 |
100,00 |
13,70 |
1201754,39 |
3534,57 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
13,70 |
1201754,39 |
3534,57 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Рафинат1 |
77,10 |
10,56 |
926552,63 |
2725,15 |
|
|
Экстракт1 |
22,70 |
3,11 |
272798,25 |
802,35 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,03 |
2403,51 |
7,07 |
|
|
ИТОГО: |
100,00 |
13,70 |
1201754,39 |
3534,57 |
Материальный баланс установки селективной очистки 2.
На установку селективной очистки 2 поступает фракция 420-490°С, исходя из данных таблицы 4 рафинад составит 68,5% от фракции. Результаты расчета представлены в таблице 8.
Таблица 8. - Материальный баланс установки селективной очистки 2:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Фракция 420-490 |
100,00 |
7,40 |
649122,81 |
1909,18 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
7,40 |
649122,81 |
1909,18 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Рафинат 2 |
68,50 |
5,07 |
44649,12 |
1307,79 |
|
|
Экстракт2 |
31,30 |
2,32 |
203175,44 |
597,57 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,01 |
1298,25 |
3,82 |
|
|
ИТОГО: |
100,00 |
7,40 |
649122,81 |
1909,18 |
Материальный баланс установки деасфальтизации определяется:
Хд = 94-4Кг + 0,1(Кг-10)2 (1)
Где:
Хд - выход деасфальтизата масс.
Кг - коксуемость гудрона, % масс.
Исходя из данных коксуемость гудрона составит 13,55%.
Хд = 94-4·13,55 + 0,1(13,55-10)2 = 42,06%, масс.
Сырьем установки является фракция > 530°С.
Результаты расчета представлены в таблице 9.
Таблица 9. - Материальный баланс установки деасфальтизации:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Фракция > 530 |
100,00 |
6,26 |
548759,53 |
1614,00 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
6,26 |
548759,53 |
1614,00 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Деасфальтизат |
42,06 |
2,63 |
230701,75 |
678,53 |
|
|
Асфальт |
57,74 |
3,61 |
316666,67 |
931,37 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,02 |
1391,67 |
4,09 |
|
|
ИТОГО: |
100,00 |
6,26 |
548759,53 |
1614,00 |
Материальный баланс установки селективной очистки 3.
Сырьем установки селективной очистки являются фракция 490-530°С и деасфальтизат.
Установка является укрупненной с общей регенерацией растворителя из экстрактного раствора. Выход рафинада и экстракта принимается в соответствии с данными таблиц 5,6. Результаты расчета переведены в таблице 10.
Таблица 10. - Материальный баланс установки селективной очистки 3:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Фракция 490-530 |
60,39 |
4,02 |
352192,98 |
1035,86 |
|
|
Фрак. > 530, Деасфальтизат |
39,61 |
2,63 |
23070175 |
678,53 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
6,65 |
582894,74 |
1714,40 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Экстракт 3(490-530) |
28,87 |
1,92 |
168303,46 |
495,25 |
|
|
Рафинат 3(490-530) |
31,46 |
2,09 |
183457,32 |
539,58 |
|
|
Экстракт 4(> 530) |
18,81 |
1,25 |
104918,42 |
321,52 |
|
|
Рафинат 4(> 530) |
20,76 |
1,38 |
121052,63 |
356,04 |
|
|
Потери |
0,10 |
0,01 |
582,89 |
1,71 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
6,65 |
582894,74 |
1714,40 |
В таблицах 11, 12 представлены материальные балансы работы установки селективной очистки 3 на отдельных видах сырья (фракции 490-530°С и деасфальтизате фракции > 530°С).
Таблица 11. - Материальный баланс установки селективной очистки при работе на фракции 490-530°С:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Фракция 490-530 |
100,00 |
4,02 |
352192,98 |
1035,86 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
4,02 |
352192,98 |
1035,86 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Экстракт 3(490-530) |
47,81 |
1,92 |
168383,46 |
495,25 |
|
|
Рафинат 3(490-530) |
52,09 |
2,09 |
183457,32 |
539,58 |
|
|
Потери |
0,10 |
0,00 |
352,19 |
1,04 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
4,02 |
352192,98 |
1035,86 |
Таблица 12. - Материальный баланс установки селективной очистки при работе на деасфальтизате фракции > 530°С:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Фрак. > 530, Деас-т |
100,00 |
2,63 |
230701,75 |
678,53 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
2,63 |
230701,75 |
678,53 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Экстракт 4(> 530) |
47,49 |
1,25 |
109418,42 |
321,82 |
|
|
Рафинат 4(> 530) |
52,41 |
1,38 |
121052,63 |
356,04 |
|
|
Потери |
0,10 |
0,00 |
230,70 |
0,68 |
|
|
ИТОГО |
100,00 |
2,63 |
230701,75 |
678,53 |
Материальный баланс битумной установки.
Сырьем установки являются асфальт и гудрон с установки ВТ. По данным для производства битумов необходимо 10-15% воздуха с содержанием кислорода 20% об.
При окислении помимо битума образуются и побочные продукты - газы окисления и отгон (черный соляр). Газы окисления содержат в своём составе некоторое количество углеводородов и их необходимо утилизировать. Дожиг газов окисления осуществляется непосредственно на установке, отгон используется в качестве топлива в технологических печах установки.
Результаты расчета представлены в таблице 13.
Таблица 13. - Материальный баланс битумной установки:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Гудрон |
42,59 |
2,68 |
235182,66 |
691,72 |
|
|
Асфальт |
57,41 |
3,61 |
316666,67 |
931,37 |
|
|
Воздух |
11,43 |
0,72 |
63121,48 |
185,65 |
|
|
ИТОГО |
111,43 |
7,01 |
614970,81 |
1808,74 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Битумы |
97,27 |
6,12 |
536842,11 |
1576,42 |
|
|
УВГ |
1,33 |
0,08 |
7017,54 |
20,62 |
|
|
Отгон |
2,13 |
0,13 |
11403,51 |
33,54 |
|
|
Газы окисления |
10,50 |
0,67 |
59707,65 |
175,60 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,01 |
877,19 |
2,56 |
|
|
ИТОГО |
111,43 |
7,01 |
614970,81 |
1808,74 |
Материальный баланс установки гидрооблагораживания.
Расчет материального баланса производится по рекомендациям.
Определение количества, серы удаляемой из фракций.
Из фракции 420-490С сера не выделяется, исходя из данных таблиц.
Рассчитаем количество остаточной серы во фракции 490-530С:
S2ост = S2 * (1 - 0,9) * (1 - 0,8) = 0,25 * 0,1 * 0,2 = 0,005% масс (2)
Количество остаточной серы во фракции > 530С:
S3ост = S3 * (1 - 0,9) * (1 - 0,8) = 0,5 * 0,1 * 0,2 = 0,01% масс.
Где:
Sn - количество серы в соответствующей фракции;
0,9 и 0,8 - глубина обессеривания на первой и второй ступени.
Рассчитаем количество серы удаленно из фракций:
Из фракции 490-530С:
S2 = S2- S2ост = 0.25-0,005 = 0,245% масс (3)
Из фракции > 530С.
S3 = S3 - S3ост = 0,5 - 0,01 = 0,49
Выход газа, % масс на фракцию определяется по формуле:
В2 = Д ЅМ0,3 (4)
Выход газа из фракции 490-530С:
В2 газа = S2 * 0,3 = 0,245 * 0,3 = 0,0735%
Выход газа из фракции > 530С:
В3газа = S3 * 0,3 = 0,49 * 0,3 = 0,147%
Выход отгона приблизительно принимаем количеству образовавшейся серы, выход отгона для фракции 420-490 приблизительно примем равным 0,1% масс исходя из практических данных.
Выход отгона из фракции 490-530С:
S2 = 0,245% масс.
Выход отгона из фракции > 530С:
S3 = 0,49.
Выход гидрооблагороженного продукта рассчитаем по формуле:
Вгоп = 100 - S - В газа - Вотг (5)
Для фракции 420-490С:
В1гоп = 100 - 0,1 = 99,9% масс.
Для фракции 490-530С:
В2гоп = 100 - 0,245 - 0,0735 - 0,245 = 99,4365% масс.
Для фракции > 530С:
В3гоп = 100 - 0,49 - 0,147 - 0,49 = 98,873% масс.
Определяем расход водорода, пошедшего на процесс гидрооблагораживания.
Определим расход водорода на гидрогенолиз сернистых соединений по формуле:
Н = S * m (6)
Где:
m - коэффициент зависящей от характера сернистых соединений.
Предполагаем, что во фракции 490-530 содержится 30% сульфидов (m = 0,125), 5% дисульфидов (m = 0,0938), 49% тиофенов (m = 0,25), и 16% бензотиофенов (m = 0,187).
Тогда для фракции 490-530 получаем:
Н21 = S2 * 0,3 * 0,125 + S2 * 0,05 * 0,0938 + S2 * 0,49 * 0,25 + S2 * 0,16 * 0,187 = 0,245 * 0,3 * 0,125 + 0,245 * 0,05 * 0,0938 + 0,245 * 0,49 * 0,25 + 0,245 * 0,16 * 0,87 = 0,0341%
Предполагаем, что в рафинаде из деасфальтизата фракции > 530С гидрируются 23% сульфатов, 4% дисульфатов, 59% тиофенов, 14% бензотиофенов.
Тогда для фракции > 530С получим:
Н31 = S3 * 0,23 * 0,125 + S3 * 0,04 * 0,0938 + S3 * 0,59 * 0,25 + S3 * 0,14 * 0,187 = 0,49 * 0,23 * 0,125 + 0,49 * 0,04 * 0,0938 + 0,49 * 0,59 * 0,25 + 0,49 * 0,14 * 0,187 = 0,101%
Так как, фракции представлены рафинадами селективной очистки, то содержание непредельных углеводородов ничтожно мало и расходом водорода на их гидрирование можно пренебречь.
Рассчитаем расход водорода на гидрирование тяжелых и средних ароматических углеводородов по формуле:
Н2 = 6 * Ar / M (7)
Где:
М - молярная масса сырья, г/моль.
Предполагаем, что гидрированию до метанонафтеновых углеводородов во фракции 420-490С подвергаются 4,2% тяжелых и средних ароматических углеводородов, во фракции 490С - 13,49%, во фракции > 530С - 14,42%.
Молярная масса фракции 420С - 421 г/моль.
Молярная масса фракции 490-530С - 493 г/моль.
Молярная масса фракции > 530С - 538 г/моль.
Расход водорода на гидрирование тяжелых и средних ароматических углеводородов для фракции 420-490С.
Н12 = 6 * 4,2 / 421 = 0,0598% масс.
Расход водорода на гидрирование тяжелых и средних ароматических углеводородов для фракции 490-530С.
Н22 = 6 * 13,49 / 493 = 0,164% масс.
Расход водорода на гидрирование тяжелых и средних ароматических углеводородов для фракции > 530С.
Н32 = 6 * 14,42 / 537 = 0,161% масс.
Потери водорода с отдувом не учитываются, т. к., в любой линии водорода предусматривается концентрирование водорода в ВСГ до величины 60%.
Определим общее потребление водорода:
Для фракции 420-490С.
Н1 = 0,0598% масс.
Для фракции 490-530С.
Н2 = 0,0341 + 0,164 = 0,1981% масс.
Для фракции > 530С.
Н3 = 0,101 + 0,161 = 0,261% масс.
Выход сероводорода определим по формуле:
(8)
Для фракции 490-530С:
= 0,26% масс.
Для фракции > 530С:
% масс.
Рассчитаем количество водорода, поглощаемое сероводородом:
Нnн2s = Bн2s - ДSn
Для фракции 490-530:
Н2н2s = 0,26 - 0,245 = 0,015% масс.
Для фракции > 530:
Н3н2s = 0,52 - 0,49 = 0,03% масс.
Количество водорода, вошедшего в состав отгона за счет гидрирования продуктов гидрогенолиза сернистых соединений, составит:
Нnгид = Нn1 - Нnн2s
Для фракции 490-530С:
Н2гид = Н21 - 0,015 = 0,0341 - 0,015 = 0,0191% масс
Для фракции > 530С:
Н3гид = Н31 - 0,03 = 0,101 - 0,03 = 0,071% масс
Уточненный выход отгона составит:
Для фракции 420-490С:
В1*отг = 0,1% масс.
Для фракции 490-530С:
В2*отг = В2отг + 0,0191 = 0,245 + 0,0191 = 0,2631% масс
Для фракции > 530С:
В3*отг = В3отг + 0,071 = 0,49 + 0,071 = 0,561% масс
Количество водорода, вошедшее в масла за счет гидрирования ароматических углеводородов равно количеству водорода, израсходованного на гидрирование. Тогда уточненный выход гидрооблагороженного продукта составит:
Для фракции 420-490С:
В1*гоп = В1гоп + Н12 = 99,9 + 0,0598 = 99,9598% масс
Для фракции 490-530С:
В2*гоп = В2гоп + Н22 = 99,4365 + 0,164 = 99,6% масс
Для фракции > 530С:
В3*гоп = В3гоп + Н32 = 98,873 + 0,161 = 99,034% масс
Результаты расчета представлены в таблице 14.
Таблица 14. - Материальный баланс установки гидрооблагораживания:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Рафинат 2 |
59,35 |
5,07 |
44649,56 |
1307,79 |
|
|
Рафинат 3 |
24,74 |
2,09 |
183457,32 |
539,58 |
|
|
Рафинат 4 |
16,33 |
1,38 |
121052,63 |
356,04 |
|
|
водород(100%) |
0,13 |
0,01 |
952,37 |
2,80 |
|
|
ИТОГО |
100,55 |
8,55 |
750111,45 |
2206,22 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Гидрооблагороженный продукт 2 |
59,26 |
5,04 |
442105,26 |
1300,31 |
|
|
Гидрооблагороженный продукт 3 |
24,58 |
2,09 |
183333,33 |
539,22 |
|
|
Гидрооблагороженный продукт 4 |
16,10 |
1,37 |
120175,44 |
353,46 |
|
|
Сероводород |
0,15 |
0,01 |
936,31 |
2,75 |
|
|
Газы |
0,04 |
0,00 |
314,72 |
0,93 |
|
|
Отгон |
0,22 |
0,02 |
1754,39 |
5,16 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,02 |
1492,00 |
4,39 |
|
|
ИТОГО |
100,55 |
8,55 |
750111,45 |
2206,22 |
Материальный баланс установки каталитической изодепарафинизации.
В соответствии с данными литературы в процессе каталитической изодепарафинизации образуются продукты в следующих эквивалентных количествах:
- газа - 0-5% масс на сырье;
- бензиновой фракции - 5-10% масс на сырье;
- фракции дизельного топлива - 5-10% масс на сырье;
- масляной фракции - 80-85% масс на сырье.
Принимаем что, из фракции 360-420°С получается:
Газы-3,2% масс.
Бензин-10,5% масс.
ДТ-6,3% масс.
Депарафинизированное масло - 80% масс.
Принимаем что, из фракции 420-490°С получается:
Газы-3% масс.
Бензин-10% масс.
ДТ-7% масс.
Депарафинизированное масло - 80,25% масс.
из фракции 490-530°С получается:
Газы-2,2% масс.
Бензин-8,7% масс.
ДТ-7,3% масс.
Депарафинизированное масло - 82,457% масс.
Расход водорода при этом составляет 0,3-0,4% масс на сырье.
Для большей простоты расчетов бензиновая и дизельная фракции учитываются вместе, как отгоннк-360°С. Результаты расчета приведены в таблице 15.
Таблица 15. - Материальный баланс установки каталитической изодепарафинизации:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Рафинат 1 |
59,70 |
10,56 |
926552,63 |
2725,15 |
|
|
Гидрооблагороженный. Продукт 2 |
28,49 |
5,04 |
442095,14 |
1300,28 |
|
|
Гидрооблагороженный. Продукт 3 |
11,81 |
2,09 |
183356,00 |
539,28 |
|
|
Водород (100%) |
0,40 |
0,07 |
6208,02 |
18,26 |
|
|
ИТОГО: |
100,40 |
17,76 |
1558211,79 |
4582,97 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Депарафинизированный продукт 1 |
47,76 |
8,45 |
741242,23 |
2180,12 |
|
|
Депарафинизированный продукт 2 |
22,81 |
4,04 |
353970,67 |
1041,09 |
|
|
Депарафинизированный продукт 3 |
9,69 |
1,71 |
150352,16 |
442,21 |
|
|
Газы в том числе |
3,10 |
0,55 |
48167,36 |
141,67 |
|
|
Газы 1 |
1,97 |
0,35 |
30576,24 |
89,93 |
|
|
Газы 2 |
0,87 |
0,15 |
13557,29 |
39,87 |
|
|
Газы 3 |
0,26 |
0,05 |
4033,84 |
11,86 |
|
|
Отгон в том числе |
16,84 |
2,98 |
261374,99 |
768,75 |
|
|
Отгон 1 |
10,09 |
1,79 |
156587,39 |
460,55 |
|
|
Отгон 2 |
4,86 |
0,86 |
75450,61 |
221,91 |
|
|
Отгон 3 |
1,89 |
0,33 |
29336,98 |
86,29 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,04 |
3104,01 |
9,13 |
|
|
ИТОГО: |
100,40 |
17,76 |
1558211,79 |
4582,97 |
В таблицах 16-18 представлены материальные балансы работы установки каталитической изодепарафинизации при работе на отдельных сырьевых фракциях.
Таблица 16. - Материальный баланс установки каталитической изодепарафинизации при переработки рафинада установки селективной очистки 1:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Рафинат 1 |
100,00 |
10,56 |
926552,63 |
2725,15 |
|
|
Водород |
0,40 |
0,04 |
3706,21 |
10,90 |
|
|
ИТОГО |
100,40 |
10,60 |
930258,84 |
2736,06 |
|
|
РАСХОД: |
|||||
|
Депарафинизированный продукт 1 |
80,00 |
8,45 |
741242,11 |
2180,12 |
|
|
Газы |
3,30 |
0,35 |
30576,24 |
89,93 |
|
|
Отгон |
16,90 |
1,79 |
156587,39 |
460,55 |
|
|
Потери |
0,20 |
0,02 |
1853,11 |
5,45 |
|
|
ИТОГО |
100,40 |
10,60 |
930258,84 |
2736,06 |
Таблица 17. - Материальный баланс установки каталитической изодепарафинизации при переработки гидрооблагороженного продукта 2:
|
Статья |
% масс на сырье |
% масс на нефть |
т/год |
т/сутки |
|
|
ПРИХОД: |
|||||
|
Гидрооблагороженный продукт 2 |
Подобные документы
Обоснование выбора нефти для производства базовых масел. Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов. Выбор и обоснование поточной схемы маслоблока. Расчет колонн регенерации растворителя из раствора депарафинированного масла.
курсовая работа [187,2 K], добавлен 07.11.2013- Маслоблок нефтеперерабатывающего завода мощностью 400 тыс. т/год базовых масел из самотлорской нефти
Обоснование выбора нефти для производства базовых масел. Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов. Особенности поточной схемы маслоблока и технологической схемы установки. Расчет испарительных колонн по экстрактному раствору.
курсовая работа [292,1 K], добавлен 05.11.2013 Автоматизированные системы управления процессами очистки. Процессы удаления из масляных фракций смолистых веществ, полициклических и ароматических углеводородов, целевые продукты при селективной очистке масел. Описание технологической схемы установки.
курсовая работа [271,2 K], добавлен 21.06.2010Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов, деасфальтизата и базовых масел на их основе. Материальный баланс установки селективной очистки, технологическая схема установки. Расчет системы регенерации растворителя, отпарной колонны.
курсовая работа [236,6 K], добавлен 06.11.2013Анализ технологической схемы производства акролеина. Установление материального баланса сложной параллельной и необратимой реакции. Расчет пропускной способности установки, конверсии, расходного коэффициента, выхода на поданное и превращенное сырье.
курсовая работа [588,7 K], добавлен 25.08.2010Обоснование выбора нефти для производства базовых масел и продуктов специального назначения. Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов, деасфальтизата и базовых масел. Описание технологической схемы и процессов в основных аппаратах.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 05.11.2013Характеристика сырья, области применения и физико-химические свойства агара. Описание агрегатно-технологической линии производства агара из дальневосточной анфельции. Теоретические основы процесса выпаривания. Расчет однокорпусной выпарной установки.
реферат [81,4 K], добавлен 26.09.2011Обзор способов получения пропиленгликоля. Физико-химические характеристики сырья, вспомогательных материалов, основных и побочных продуктов. Описание технологической схемы. Расчет реакционного узла. Проверка правильности расчетов по программе PROEKT.
курсовая работа [50,8 K], добавлен 06.11.2012Описание технологической схемы установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи. Расчет процесса горения, состав топлива и средние удельные теплоемкости газов. Расчет теплового баланса печи и ее КПД. Оборудование котла-утилизатора.
курсовая работа [160,1 K], добавлен 07.10.2010Процесс селективной очистки масляных дистиллятов. Комбинирование процессов очистки. Фракция > 490 С величаевской нефти, очистка селективным методом. Характеристика продуктов процесса и их применение. Физико-химические основы процесса. Выбор растворителя.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.02.2009Основы процесса ректификации. Физико-химические свойства нефти и составляющих ее фракций. Выбор варианта переработки нефти. Расчет материального баланса и температурного режима установки. Определение теплового баланса вакуумной колонны и теплообменника.
курсовая работа [127,6 K], добавлен 09.03.2012Характеристика нефти, фракций и их применение. Выбор и обоснование поточной схемы глубокой переработки нефти. Расчет материального баланса установки гидроочистки дизельного топлива. Расчет теплообменников разогрева сырья, реакторного блока, сепараторов.
курсовая работа [178,7 K], добавлен 07.11.2013Изучение свойств и определение области практического использования адипиновой кислоты как двухосновной карбоновой кислоты. Описание схемы установки периодического действия для её получения. Оценка экологических факторов производства и его безопасность.
контрольная работа [307,5 K], добавлен 29.01.2013Составление и описание технологической схемы производства нитробензола, материального баланса процесса, расчет технологических и технико-экономических показателей. Состав нитрующей смеси, нитратор непрерывного действия, пропускная способность установки.
курсовая работа [237,9 K], добавлен 25.08.2010Потери легких фракций нефти, малые и большие "дыхания" резервуаров. Устройства для борьбы с потерями нефтепродуктов. Хранение нефтепродуктов под слоем газа. Улавливание паров и нефтепродуктов с помощью эжектора. Снижение температуры газового пространства.
презентация [413,2 K], добавлен 26.06.2014Характеристика составных частей сырья. Внесение в сортировку ингредиентов. Обработка водно-спиртовой смеси активированным углем. Описание технологической схемы производства водки "Золотой родник". Расчет материального баланса и сортировочного чана.
курсовая работа [116,7 K], добавлен 05.04.2009Промысловая подготовка аномально высоковязкой нефти до высшей группы качества путем научно обоснованного оснащения оборудованием технологической схемы и усовершенствования конструктивных элементов аппаратов. Исследование физико-химических свойств нефти.
курсовая работа [599,9 K], добавлен 03.01.2016Общее представление о композиционных материалах, их характеристика, разновидности и отличительные свойства, области и особенности практического применения. Установление уровня развития техники и анализ применимости прогрессивных решений на сегодня.
дипломная работа [306,9 K], добавлен 12.03.2011Обзор современных методов производства азотной кислоты. Описание технологической схемы установки, конструкция основного аппарата и вспомогательного оборудования. Характеристика исходного сырья и готовой продукции, побочные продукты и отходы производства.
дипломная работа [652,9 K], добавлен 01.11.2013Характеристика нефти и обоснование ассортимента получаемых из нее фракций. Краткое описание технологической схемы установки ЭЛОУ-АВТ, ее оборудование и условия эксплуатации. Материальный и тепловой баланс блока ЭЛОУ-АВТ и атмосферных колонн К-1 и К-2.
курсовая работа [429,6 K], добавлен 30.11.2009
