Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1ВВЕДЕНИЕ Постоянно увеличивающийся спрос на моторные топлива требует дальнейшегоуглубления переработки нефти, разработки и внедрения новых вторичных процес
Trang 1СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1.ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ 4
2.ПОТОЧНАЯ СХЕМА ЗАВОДА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ СОВЕТСКОЙ (смеси) НЕФТИ 12
2.1 Описание поточной схемы завода 12
2.2 Описание отдельных процессов нефтепереработки 15
3.ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 20
4.ЗАДАНИЕ 22
5.ТЕХГОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 22
5.1.Материальный баланс установки 22
5.2.Описание атмосферной колонны К-2 25
5.3.Давление и температура в колонне 26
5.4.Фихические характеристики потоков 30
5.5.Расчет процесса однократного испарения сырья на входе в колонну К-2 31
5.6.Выбор схемы орошения в колонне 33
5.7.Расчет температурного режима сложной колонны 33
6.РАСЧЕТ ДИАМЕТРА И ВЫСОТЫ КОЛОННЫ К-2 42
ЛИТЕРАТУРЫ 45
Trang 2Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1
ВВЕДЕНИЕ
Постоянно увеличивающийся спрос на моторные топлива требует дальнейшегоуглубления переработки нефти, разработки и внедрения новых вторичных процессов
по переработке тяжелых дистиллятов и остаточного топлива, создания болеесовершенного и высокопроизводительного оборудования
Вместе с тем, требования по надежности и эффективности работы техникипривели к значительному ужесточению эксплуатационных характеристик топлив.Законодательные акты по защите окружающей среды поставили задачу созданиянефтепродуктов с улучшенными экологическими свойствами Этому способствуетширокое внедрение гидрокаталитических процессов
Современные требования, предъявляемые к ассортименту и уровню качестванефтепродуктов, оказали решающее влияние на технический прогресс в областипроизводства нефтепродуктов, на создание совершенных технологических установок ипроизводственных комплексов
На современных нефтеперерабатывающих заводах можно высокоэффективноперерабатывать нефтяное сырье различного состава и получать широкую гамупродуктов заданного качества Следует помнить, что увеличение мощностейнефтеперерабатывающих заводов требует повышения эффективности мер по охранеприроды
В связи с переходом на интенсивные методы технологии и строительствомукрупненных и комбинированных установок все большую роль играет повышениекачества расчетов процессов и аппаратов нефтепереработки, оптимизациидействующих и проектируемых технологических схем Поэтому, проектированиеварианта переработки определенной нефти, расчет материальных балансов отдельныхустановок и нефтеперерабатывающего завода в целом позволяют оценитьцелесообразность применения данного сырья для получения целевых продуктов,рассчитать экономическую эффективность производства
Trang 31 ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ.
Западно-Сибирская низменность представляет собой одну из крупнейшихнефтегазоносных провинций мира Все нефтяные и нефтегазовые месторожденияприурочены к сводам, куполовидным поднятиям и валам, на которых располагаютсяскладки, аккумулирующие углеводороды Большая часть месторождений расположена
на трех сводах – Шаимском, Сургутском и Нижневартовском При этом в зависимости
от географического расположения нефтяных месторождений, геологического возраста
и глубины залегания нефти Западной Сибири значительно различаются по химической характеристике и по качеству получаемых из них нефтепродуктов
физико-Нефти месторождений Приуральской нефтегазоносной области (убинская,шаимская и др.) являются малосернистыми (0,23-0,55%), смолистыми (смолсиликагелевых 7,3-10,5%; асфальтенов 0,82-1,49%; коксуемость 2,08-2,68%) ипарафинистыми (1,58-3,65%) Содержание светлых дистиллятов, выкипающих до350°С, составляет 47,5-58,8%
Нефти основных месторождений Сургутского свода (усть-балыкская, сургутская, минчимкинская), расположенных в западной части области, являютсянаиболее тяжелыми (относительная плотность 20
западно-4
достигает 0,900; выход светлых
фракций до 350°С не превышает 43%), смолистыми (смол силикагелевых 23%) исернистыми (серы от 1,5 до 2,0%)
Нефти месторождений, расположенных на Нижневартовском своде (самотлорская,аганская, советско-соснинская-медведевская), по сравнению с нефтями Сургутскогосвода имеют меньшую относительную плотность (не более 0,875), и являются менеесернистыми (0,56-1,10%) и менее смолистыми (силикагелевых смол не более 12%).Бензиновые фракции западно-сибирских нефтей имеют низкие октановые числа(25-67) вследствие высокого содержания парафиновых углеводородов Однако вбензиновых фракциях нефтей, расположенных на Шаимском мегавале иНижневартовском своде, значительно выше содержание нафтеновых углеводородов(30-47%), что предполагает лучшие качества сырья для каталитического риформинга
по сравнению с аналогичными фракциями нефтей Сургутского свода (20-29%нафтеновых углеводородов)
Легкие керосиновые дистилляты большинства нефтей Западной Сибири отличаютсяневысоким содержанием серы (до 0,10%), отсутствием меркаптановой серы ихорошими фотометрическими свойствами
Вследствие высокой температуры застывания дизельных фракций из нефтейЗападной Сибири можно получать в основном летние дизельные топлива, которыехарактеризуются высокими цетановыми числами (45-60)
Большинство нефтей Западной Сибири является хорошим сырьем для получениядистиллятных и остаточных базовых масел
Таким образом, нефти Западной Сибири являются хорошим сырьем для получениятоплив и масел
Trang 5Разгонка (ИТК) нефти на аппарате АРН-2 и характеристика фракций
Таблица 1
№
фрак-ции
Темпера-тура
выкипания
фракции при
760мм
рт.ст, ºСС
выход (на нефть), %
ρ
Com
b i n n
Com
b i n М υ20,
сСт
υ50, сСт
υ100, сСт
Темпера-тура,ºСС
Содер жание серы,
%
Отдель-ных фрак-ций
Сум- мар-ный
Зас- тыва-ния
Вспы-шки
1 до 28 1,50 1,50 - - -
-2 28-50 2,66 4,16 0,6251 1,3958 - - -
-3 50-70 2,95 7,11 0,6657 1,3768 - - -
-4 70-88 2,90 10,01 0,7011 1,3948 - - -
-5 88-106 3,09 13,10 0,7148 - - -
-6 106-120 3,18 16,28 0,7316 1,4091 - - - следы 7 120-137 3,27 19,55 0,7458 - - -
-8 137-154 3,23 22,78 0,7628 1,4254 - - - следы 9 154-168 3,18 25,96 0,777 - - -
-10 168-184 3,14 29,10 0,7921 1,4402 - 1,29 - - -61 - 0,035 11 184-200 3,18 32,28 0,8035 - - 1,41 - - -54 -
-12 200-216 3,27 35,55 0,8123 1,4551 - 1,68 1,16 - -46 - 0,043
-14 235-253 3,31 42,36 0,8263 1,4661 - 2,72 1,96 - -33 - 0,076
15 253-270 3,36 45,72 0,8401 - - 3,60 2,30 1,13 -27 -
-16 270-288 3,23 48,95 0,848 1,4763 220 5,00 2,72 1,25 -21 - 0,180
17 288-304 3,46 52,41 0,8583 1,482 - 7,42 3,21 1,41 -15 -
-18 304-322 3,68 56,09 0,8676 1,4861 - 9,93 3,83 1,67 -10 - 0,660
19 322-342 3,68 59,77 0,8773 - 273 15,27 4,98 2,05 -2 -
-20 342-360 3,54 63,31 0,885 1,495 - 20,30 7,10 2,56 3 - 1,170
21 360-382 3,68 66,99 0,8935 - 310 25,02 10,54 3,28 9 -
-22 382-402 3,77 70,76 0,9018 1,5038 - - 18,30 4,25 14 - 1,330
23 402-423 3,68 74,44 0,9105 - 348 - 20,70 5,80 20 208
-24 423-442 3,77 78,21 0,9172 1,514 367 - 37,50 7,30 24 223 1,540
25 442-464 3,64 81,85 0,9258 1,5212 385 - 56,30 9,34 31 230 1,700
26 464-485 4,15 86,00 0,9338 1,529 407 - 70,50 11,43 37 242 1,980
Trang 6Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1
Кривая ИТК Советской ( смеси ) нефти
0 100 200 300 400 500
Отгоняется (% мас) до температуры, С
270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 40045,7 47,6 49,6 51,6 53,5 55,6 57,5 59,2 61,2 63,3 64,8 66,7 68,4 70,4
Trang 7н-гептан - 2-метилпентан 1,2-диметил-цис-циклопентан
-3- метилпентан 6,0 1,2-диметил-транс-циклопентан 0,42,4-диметилпентан - этилциклопентан 0,32,3-диметилпентан - Всего циклопентановых 10,3
3-этилпентан - Всего циклогексановых 2,6Всего
Фракционный состав
жаниесеры,%
Содер-лот-ность
Кис-Давлениенасыще-ных паров
новоечислобез ТЭСн.к 10% 50% 90%
Trang 820 4
n D20
Содержание у/в, %Арома-
ких
тичес-новых
Нафте-парафиновыхвсего норм- изо-
% масс
20 4
жаниесеры,
Содер-%
Содержание у/в, %
ческих Нафте-новых
Аромати-парафиновыхвсего норм- изо-
Окта-Фракционныйсостав
20 4
Высотанекоп-тящегопламе-
ни, мм
жаниесеры,
Содер-%
Температура,ºСС10
Trang 9% масс.
новоечисло
Цета-ныйиндекс
Дизель-Фракционный состав
20 4
υ20,
сСт
υ50,сСт10% 50% 90% 96%
150-350 39,2 52,0 58,0 192 252 320 330 0,8356 2,85 1,94180-240 11,6 52,0 56,0 198 206 231 236 0,8152 1,72 1,20180-350 32,8 51,0 48,0 205 255 321 332 0,8420 3,80 2,38200-350 28,9 53,0 50,0 238 278 323 333 0,8250 4,72 2,70240-320 15,6 52,0 50,0 268 282 306 312 0,8505 5,35 2,82240-350 21,2 53,0 47,0 274 295 332 336 0,8564 6,97 3,11260-350 17,4 53,0 48,0 288 304 340 340 0,8640 8,52 3,63
Содержа-ность, мгКОН/100 мл
Кислот-Анильноваяточка, °С
Застыва-ния Помутне-ния Вспыш-ки
застывания,ºСС
20 4
ная масса,кг/кмоль
Молекуляр-мость, %
Коксуе-Содержание, %
Темпера-туразастыва-ния, ºССсеры смол Вана-дия
Trang 10Содержаниепарафино-нафтеновых -у-
в, %
Содержание ароматическихуглеводородов, % Содержаниесмолистых
веществ, %
Iгруппы группыII и III группыIV
% масс
20 4
ВУ100
мость,
Коксуе-%
Содержание, %
Темпера-тураЗастыва-ния,ºСС
Trang 112 ПОТОЧНАЯ СХЕМА ЗАВОДА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ СОВЕТСКОЙ (смеси) НЕФТИ.
2.1 Описание поточной схемы завода.
Сырая нефть поступает на установку ЭЛОУ, где отделяются вода и соли,присутствующие в нефти Блок ЭЛОУ совмещен с установкой АВТ
Обезвоженная и обессоленная нефть поступает на установку АВТ,комбинированную с установкой вторичной перегонки бензина для более четкогоразделения фракций После этой комбинированной установки выходят фракции НК-62°С, 62-85°С, 85-200°С, 200-350°С, 350-485°С и остаток выше 485°С
Фракцию НК-62°С подвергают изомеризации (без блока гидроочистки ввидуотсутствия серы во фракции НК-62°С), затем изомеризат направляют на станциюсмешения бензинов (ССБ),а углеводородные газы - на установку ГФУ
Фракция 85-180°С поступает на каталитический риформинг; полученный риформатсмешивается на станции смешения бензинов (ССБ), углеводородный газ направляется
на ГФУ предельных газов, а легкая фракция головки стабилизации риформинга - наустановку изомеризации
Фракции 62-85°С и 180-200°С как прямогонный компонент бензина идутнепосредственно на ССБ
Дизельная фракция 200-350°С по содержанию серы (0,16%) укладывается в нормыдля дизельного топлива (менее 0,2%), поэтому без гидроочистки направляется надепарафинизацию, после чего идет на станцию смешения дизельного топлива (ССДТ)
и используется как зимнее дизельное топливо Кроме того, без депарафинизациивозможно получать летнее дизельное топливо
Вакуумный газойль 350-4850С с вакуумного блока установки АВТ направляется
на каталитический крекинг, совмещенный с гидроочисткой Газ каталитическогокрекинга направляется на ГФУ непредельных газов, а легкий и тяжелый газойлислужат сырьем для гидрокрекинга Установка каталитического крекинга являетсяодним из основных производителей бензина на заводе, который сразу направляется наССБ, так как он является высококачественным компонентом
Гудрон >4850С поступает на установку коксования Газ с установки направляется наГФУ непредельных газов Бензин получается с низким октановым числом, каккомпонет бензина направляется на ССБ Кокс является товарным продуктом, а легкий
и тяжелый газойли служат сырьем для гидрокрекинга
Установка гидрокрекинга позволяет значительно углубить переработку тяжелыхнефтяных фракций и получить дополнительные количества светлых углеводородов:бензин и компонент дизельного топлива, которые направляются на соответствующиестанции смешения, при этом проводится процесс, направленный на максимальныйвыход бензина Газ гидрокрекинга отправляется на ГФУ предельных газов
Газ, поступающий на ГФУ, включает в себя как предельные (с АВТ,каталитического риформинга, гидрокрекинга и изомеризации), так и непредельные с(каталитического крекинга и коксования) газы, поэтому поступают они на разныеблоки, где разделяются на компоненты Сухой газ ГФУ поступает в топливную сетьзавода; бытовой газ (пропан-пропиленовая фракция и н-бутан) является готовымпродуктом и поступает на склад завода или в топливную сеть завода Изобутан ибутилены являются сырьем для установки сернокислотного алкилирования, котораяпозволяет получить дополнительное количество высокооктанового компонентабензина Газ алкилирования, состоящий из отработанной бутан-бутиленовой фракции(содержащей в качестве примеси пропан), возвращается на ГФУ
Trang 12Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1
На заводе много процессов, которые требуют расход водорода Однакокаталитический риформинг не может обеспечить остальные установки водородом,поэтому необходимо использовать дополнительную установку по производствуводорода Сырьем данной установки служит сухой газ с установки ГФУ
Сероводород, получаемый на заводе используется как сырье для установкиполучения серной кислоты
Trang 142.2 Описание отдельных процессов нефтепереработки.
Обессолевание нефти (ЭЛОУ).
Назначение – удаление солей и воды из нефти перед подачей на переработку.Эффективное обессоливание позволяет значительно уменьшить коррозиютехнологического оборудования установок по переработке нефти, предотвратитьдезактивацию катализаторов, улучшить качество продуктов нефтепереработки
Сырье – нефть, содержащая воду и соли в количествах, определяемых ГОСТ 76
на атмосферных трубчатых (АТ) и атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ)установках Установки АТ и АВТ часто комбинируются с установками обессоливаниянефти и вторичной перегонки бензинов
Сырье – обессоленная нефть с ЭЛОУ
Продукция:
- углеводородный газ (фр НК-62С) выводится с установок в газообразном ижидком виде, направляется для дальнейшей переработки нагазофракционирующую установку;
- бензиновые фракции – используются в качестве сырья для установокизомеризации (фр 62-85С) и каталитического риформинга (фр 85-180С),предварительно подвергающиеся гидроочистке;
- керосиновая фракция (фр 180-240С) является товарным ракетным топливом;
- дизельная фракция (фр 240-350С) подвергается гидроочистке;
- вакуумный дистиллят (фр.350-500С) является сырьем установкикаталитического крекинга, совмещенного с гидроочисткой;
Trang 15Каталитическая изомеризация (+Гидроочистка).
Назначение – каталитическое превращение легких парафинов нормальногостроения в соотверствующие изопарафины, которые обладают высоким октановымчислом и являются компонентом товарных бензинов
Сырье – легкая бензиновая фракция (фр 62-85С) АВТ и головка стабилизациикаталитического риформинга
Продукция:
- изомеризат – высокооктановый компонент бензина (Октановое число помоторному методу 86-88, по исследовательскому – 88-90);
- углеводородный газ – направляется на блок предельных ГФУ;
- сероводород – получается при гидроочистке фракции и служит сырьемустановки получения серной кислоты
Сырье – прямогонная бензиновая фракция широкого фракционного состава 180С) с установки АВТ и бензин с установки непрерывного коксования, имеющийнизкое октановое число
(фр.85-Продукция:
- катализат – высокооктановый компонент бензина (Октановое число помоторному методу 85-87, по исследовательскому – 93-95)
- углеводородный газ – направляется на блок предельных ГФУ;
- головка стабилизации – направляется на каталитическую изомеризацию;
- водородсодержащий газ – направляется в систему водородсодержащего газазавода для обеспечения гидропроцессов;
- сероводород – получается при гидроочистке фракции и служит сырьемустановки получения серной кислоты
Гидроочистка дизельного топлива.
Назначение – удаление сернистых, азот- и кислородсодержащих соединений издизельной фракции с целью улучшения эксплуатационных характеристик дизельныхтоплив
Сырье – прямогонная дизельная фракция (фр.240-350С) с установки АВТ
Продукция:
Trang 16Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1
- гидроочищенное дизельное топливо – товарное летнее дизельное топливо.Если этот продукт подвергнуть депарафинизации, то можно получить зимнее иарктическое дизельное топливо;
- сероводород – получается при гидроочистке фракции и служит сырьемустановки получения серной кислоты
Каталитический крекинг (+Гидроочистка).
Назначение – углубление переработки нефти При разложении тяжелых нефтяныхфракций получаются высокооктановый компонент автомобильного бензина идополнительное количество светлых нефтепродуктов, а так же жирный газ, богатыйнепредельными углеводородами
Сырье – вакуумный газойль АВТ
Продукция:
- бензин – высокооктановый компонент автомобильных бензинов, содержитбольшое количество непредельных углеводородов Октановое число помоторному методу 80, по исследовательскому – 90
- легкий и тяжелый газойли – направляются на гидрокрекинг
- газ – обогащен непредельными углеводородами, направляется на блокнепредельных ГФУ
Замедленное коксование.
Назначение – получение дополнительных количеств светлых нефтепродуктов инефтяного кокса из тяжелых остатков
Trang 17Сырье – газойли каталитического крекинга.
Продукция:
- бензин – высокооктановый компонент товарного автомобильного топлива(Октановое число по моторному методу 80, по исследовательскому – 90);
Газофракционирующая установка.
Назначение – получение индивидуальных легких углеводородов илиуглеводородных фракций высокой чистоты
Сырье – газы с установок переработки нефти с содержанием предельных инепредельных углеводородов
Продукция:
- сухой газ – преимущественно углеводороды С1-С2, используемые дляполучения водородсодержащего газа и в качестве топлива;
- пропан-пропиленовая фракция – товарная фракция для нефтехимическогосинтеза;
- бутан-бутиленовая фракция – сырье для установки сернокислотногоалкилирования;
- н-бутан – сжиженный бытовой газ
Алкилирование.
Назначение – получение бензиновых фракций, обладающих высокой стабильностью
и детонационной стойкостью, а также дополнительного количества дизельноготоплива
Сырье – изобутан и бутилены с ГФУ
Продукция:
- легкий алкилат – высокооктановый компонент автомобильных бензинов(ОЧм.м=95, ОЧи.м= 100);
- тяжелый алкилат – высококачественный компонент дизельного топлива;
Trang 18Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1
- отработанная бутан-бутиленовая фракция – используется как бытовойсжиженный газ
Сырье – сухой газ установки ГФУ
Продукция – водород, направляемый в систему ВСГ завода, и газы, направляемые
на сжигание
Trang 193.ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.
Существует три схемы атмосферной перегонки нефти, выбор которой зависит отпропускной способности установки и характеристики перерабатываемой нефти –содержания сернистых соединений и потенциального содержания фракций,выкипающих до 85 оС Представим сказанное в виде таблицы [13]
Установка состоит из двух колонн, из которых основная колонна К-2, работающая сбольшим количеством водяного пара, защищена от коррозии благодаряпредварительному отбензиниванию нефти в испарителе или отбензинивающей колоннеК-1 Колонна К-1 работает без подачи водяного пара Таким образом, установка можетработать 345 дней в году без капитального ремонта
До поступления в первую ректификационную колонну нефть нагревается только втеплообменниках, проходя одним или несколькими параллельными потоками.Верхним продуктом первой колонны является легкая бензиновая фракция Остальныедистилляты, выводимые с установки, а также мазут, получают во второй колонне Обеколонны обслуживаются общей трубчатой печью Часть нижнего продуктаиспарительной колонны циркулирует между печью и первой колонной, этимдостигается снабжение ее отгонной секции дополнительным количеством тепла
Trang 20
Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1
Trang 21Провести технологический расчет афтмосферной колонны установки АВТпрозводительностью 3,0 млн тонн нефти в год.
Сырьем установки является Советская нефть (смесь) Предусмотреть вывод изатмосферной колонны следующих продуктов : фракций бензина , кресина, дизельноготоплива и мазута
ρ4 20
ρ4 20ИТК
М
Trang 22Лыу Хоай Фыонг – Группа ХТ-03-1
Выход отдельных продуктов в пересчете на полуотбензиненную нефть по формуле :'
№
фракции
Температуравыкипания фракциипри 760мм рт.ст, ºСС
выход (на нефть), %
20 4
Отдельныхфракций Суммарный