Переработка девонской нефти

Содержание:

 

Введение

1.Характеристика нефти по ГОСТ  Р 51858-2002 и выбор варианта ее переработки

2.Характеристика получаемых фракций  нефти и их возможное применения

3.Выбор и обоснование технологической схемы установки АВТ

4.Расчет количества и состава  паровой и жидкой фаз в емкости орошения отбензинивающей колонны (ЭВМ)

5.Расчет материального баланса  ректификационных колонн и установки  в целом

6.Расчет доли отгона сырья  на входе в проектируемую колонну (ЭВМ)

7.Технологический расчет колонны

8.Расчет теплопроизводительности печи атмосферного блока

9.Расчет коэффициента теплопередачи  в теплообменнике «нефть-ДТ» (ЭВМ)

10. Расчет площади поверхности нагрева теплообменника

11. Охрана окружающей среды на  установке.

Заключение

Список литературы

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Выпуск разнообразной продукции на нефтепереработки зависит во многом от качества сырья – нефти. Но немалую роль в качестве получаемых продуктов играет как выбор технологических процессов переработки, так и качество проведения каждого процесса.

Из сырой нефти непосредственно одним процессом нельзя получить ни один товарный нефтепродукт (за исключением газов), все они получаются последовательной обработкой на нескольких установках. Первой в этой цепочке всегда стоит установка ЭЛОУ-АВТ, поэтому от качества работы этой секции  будет зависеть работа всех остальных звеньев технологической цепочки [1].

Установки первичной переработки нефти составляют основу всех НПЗ. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырья для вторичных процессов и для нефтехимических производств. От работы АВТ зависят выход и качество компонентов топлив и смазочных масел и технико-экономический показатель последующих процессов переработки нефтяного сырья. Проблемам повышения эффективности работы и интенсификации установок АВТ всегда уделялось и уделяется серьезное внимание.

Важнейшими из всего многообразия проблем, стоящих перед современной нефтепереработкой нужно считать следующие:

- дальнейшее углубление переработки нефти;

• повышение октановых чисел автобензинов;
• снижение энергоемкости производств за счет внедрения новейших достижений в области тепло- и массообмена, разработки более совершенных и интенсивных технологий глубокой безотходной и экологически безвредной переработки нефти и др.

Решение этих проблем предусматривает:

1. Совершенствование основных аппаратов установок АВТ:

• контактных устройств ректификационных колонн, от эффективности работы которых зависят материальные, энергетические и трудовые затраты, качество нефтепродуктов и глубина переработки нефти и т.д.;

• конденсационно-вакуумсоздающих систем (КВС) промышленных вакуумных колонн;
• трубчатых печей и теплообменно-холодильного оборудования.

2. Совершенствование технологических схем. При выборе технологической схемы и режима установки необходимо руководствоваться потенциальным содержанием фракций.

3. Совершенствование схем и технологии вакуумной и глубоковакуумной перегонки мазута, то есть

• уменьшение уноса жидкости в концентрационную секцию колонны (установка отбойников из сетки и организация вывода затемненного тяжелого газойля);

• подбор эффективных контактирующих устройств для углубления вакуума.

Преимущества насадочных контактных устройств перед тарельчатыми заключается, прежде всего, в исключительно малом перепаде давления на одну ступень разделения. Среди них более предпочтительными являются регулярные насадки, так как они имеют регулярную структуру (заданную), и их гидравлические и массообменные характеристики более стабильны по сравнению с насыпными [2]. Одним из подобных насадочных устройств является регулярная насадка «Кох-Глитч». Применение этой насадки в вакуумных колоннах позволило уменьшить наложение фракций, а также снизить расход водяного пара в куб колоны.

Коррозия оборудования – еще одна не менее важная проблема. Наличие в поступающей на переработку нефти хлоридов (как неорганических, так и органических) и соединений серы приводит вследствие их гидролиза и крекинга при прямой перегонки нефти к коррозии оборудования, главным образом конденсаторов и холодильников [1]. Имеющиеся ингибиторы коррозии не универсальны, поскольку у них есть ряд недостатков (неприятный запах, являются высокотоксичными соединениями и достаточно дорогими продуктами). Однако в настоящее время разработан новый ингибитор коррозии – водный раствор полигексаметиленгуанидингидрата (ПГМГ Ÿ Н2О). Этот ингибитор не имеет вышеперечисленных недостатков [3].

Одним из направлений совершенствования установок АВТ является улучшение отбора фракций от их потенциального содержания. С мазутом уходит до 5% дизельных фракций, а с гудроном – до 10% масляных фракций.

В практики фракционирования остатков атмосферной перегонки, наметилась тенденция к использованию вместо традиционных пароэжекторных вакуумных систем (ПЭВС) гидроциркуляционных (ГЦВС). Последние более сложные, но усложнение вакуум создающей системы и увеличение в связи с этим капитальных затрат оправдано явным преимуществом её эксплуатации.

В качестве рабочего тела в ГЦВЦ используется ДТ, получаемое на самой установке. Отказ от использования ПЭВС, а, следовательно, от использования в качестве рабочего тела водяного пара приводит к снижению на экологическую систему, за счёт сокращения сброса химически загрязненных вод.

Углубление вакуума, обеспечиваемое применением ГЦВЦ, даёт возможность снизить температуру потока питания вакуумной колонны при сохранении и даже увеличении доли отгона, т.е. уменьшить термическое разложение сырья в трубчатых печах [2].

Изложенный материал позволяет сделать вывод: установки АВТ еще далеки от универсальности. Однако их совершенствование приведет к решению не только перечисленных проблем, но и сыграет большую роль в защите окружающей среды.

 

1 Характеристика нефти  по ГОСТ Р 51858-2002 и выбор варианта  ее переработки

 

Выбор технологической схемы первичной и последующей переработки нефти в большой степени зависит от её качества. Данные о Девонской нефти взяты в справочной литературе [4]. Показатели качества нефти представлены в таблицах 1.1 и 1.2.

 

Таблица 1.1 – Показатели качества Девонской нефти

Показатели	Единицы измерения	Значение показателя
Плотность нефти при 20°С	кг/м3	889,5
Содержание в нефти: хлористых солей	мг/дм3	119
воды	% масс.	0,67
серы	% масс.	2,82
парафина	% масс.	2,6
фракции до 360°С	% масс.	38,4
фракции 360-500°С	% масс.	18,7
фракции 500-600°С	% масс.	15,0
Плотность гудрона (остатка) при 20 °С (фр.>500°С)	кг/м3	1009,3
Вязкость нефти: при t=20°C	мм2/с	38,9
при t=50°C	мм2/с	14,72
Выход суммы базовых масел с ИВ³90 и температурой застывания £-15°С	% масс.	-

 

Таблица 1.2 – Потенциальное содержание фракций в Девонской нефти

Номер компонента	Компоненты, фракции	Массовая доля компонента в смеси, xi
1	H2	0
2	CH4	0
3	C2H6	0,000278
4	C2H4	0,00000
5	H2S	0,00000
6	SC3	0,003654
7	SC4	0,006068
8	28-62°С	0,018
9	62-85°С	0,016
10	85-105°С	0,019
11	105-140°С	0,036
12	140-180°С	0,046
13	180-210°С	0,039
14	210-310°С	0,138
15	310-360°С	0,072
16	360-400°С	0,061
17	400-450°С	0,064
18	450-500°С	0,062
19	500-550°С	0,081
20	>550°С	0,338
	Итого:	1,000

 

Показатели качества Девонской нефти, приведенные в таблицах 1.1 и 1.2, позволяют сказать, что базовых масел с ИВ³90 и температурой застывания £-15°С в нефти нет.

Таким образом производство базовых масел, т.е. получение узких масляных фракций на установке АВТ является не целесообразным.

Нефть следует перерабатывать по топливному варианту.

Девонская нефть с массовой долей серы 2,82 % (класс 3, высокосернистая), плотностью при 20оС 889,5 (тип 3, тяжелая), концентрации хлористых солей 119 мг/дм3, массовой долей воды 0,67 % (группа 3), массовой долей сероводорода 24 ррm (вид 2) обозначается «3.3.3.2. ГОСТ Р 51858-2002». Данная нефть соответствует «ГОСТ Р 51858-2002.Нефть. Общие технические условия.» только для внутреннего использования (плотность не соответствует требованиям экспортного варианта - тип 3).

 

 

2 Характеристика фракций  нефти и вариантов их применения

 

Характеристики всех фракций нефти составлена по данным справочника [4] и приводятся в виде таблиц.

 

2.1 Характеристика газов

 

Таблица 2.1 – Состав и выход газов на нефть

Компоненты	Выход на нефть, % масс.
Метан	0
Этан	1,0∙0,0278=0,0278
Пропан	1,0∙0,3654=0,3654
Бутан	1,0∙0,4546=0,4546
Изобутан	1,0∙0,1522=0,1522
Итого:	1,0

 

Содержание этана в рефлюксе: 2,78 % масс..

Девонской нефть содержит в основном тяжёлые газы, т.е. пропан и бутаны. Поэтому смесь этих газов можно получать в жидком состоянии в ёмкости орошения стабилизационной колонны в виде рефлюкса и использовать его как товарный сжиженный газ, т.к. содержание этана в нём будет <5 %).

 

 

2.2 Характеристика бензиновых фракций  и их применение

 

Таблица 2.2 – Характеристика бензиновых фракций Девонской нефти

 

Пределы кипения фракции, °С	Выход на нефть, % масс.	Октановое число без ТЭС	Содержание, % масс.
			серы	ароматических углеводородов	нафтеновых углеводородов	парафиновых углеводородов
н.к.-70	2,1	59	0,1	1	13	86
70-120	4,5	51	0,18	7	22	71
70-140	6,8	45	0,20	9	27	64
140-180	4,6	37	0,32	12	29	59
н.к.-180	13,5	40	0,19	9	25	66