Установка селиктивной очистки масел

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Мая 2013 в 11:15, курсовая работа

Краткое описание

Целью данного курсового проекта является проектирование маслоблока нефтеперерабатывающего завода мощностью 500 тыс. тонн базовых масел в год с индексом вязкости не менее 95 и температурой застывания не выше -20°С, также в поточной схеме маслоблока необходимо предусмотреть установку очистки селективными растворителями.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5
1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НЕФТИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ 7
2 ГРУППОВОЙ СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАСЛЯНЫХ ПОГОНОВ И БАЗОВЫХ МАСЕЛ 9
2.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ВАКУУМНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ И ОСТАТКА 9
2.2 ХАРАКТЕРИСТИКА БАЗОВЫХ МАСЕЛ 11
3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПОТОЧНОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА БАЗОВЫХ МАСЕЛ 12
4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ. ВЫБОР РАСТВОРИТЕЛЯ 16
5 ОПИСАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССА 19
5.1 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ N-МЕТИЛПИРРОЛИДОНОМ 19
5.2 ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ВЫХОД И КАЧЕСТВО ПРОДУКТОВ ЭКСТРАКЦИИ МАСЛЯНОГО СЫРЬЯ РАСТВОРИТЕЛЯМИ 21
5.2.1 Влияние физико-химических свойств растворителя 21
5.2.2 Влияние температуры 21
5.2.3 Влияние кратности растворителя к сырью 22
5.2.4 Влияние качества сырья 23
6 РАСЧЁТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА УСТАНОВКИ И МАСЛОБЛОКА В ЦЕЛОМ 25
6.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ВТ 25
6.2 МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ УСТАНОВОК СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ №1 И №2 26
6.3 МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ УСТАНОВОК ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ МАСЕЛ №1 И №2 27
6.4 МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ ГИДРОДООЧИСТКИ МАСЕЛ 28
6.5 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ ПАРАФИНОВ 29
6.6 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ ГУДРОНА 29
6.7 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС БИТУМНОЙ УСТАНОВКИ 30
6.8 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГИДРОКРЕКИНГА 30
6.9 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ (MSDW) 31
6.10 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА 31
6.11 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА СУЛЬФОНАТНОЙ ПРИСАДКИ С-150 32
6.12 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОГО АНГИДРИДА И СЕРНОЙ КИСЛОТЫ 32
6.13 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС МАСЛОБЛОКА В ЦЕЛОМ 33
7 РАСЧЁТ ЭКСТРАКЦИОННОЙ КОЛОННЫ 35
7.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС РДК 35
7.2 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС РДК 35
7.3 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ РДК И ЕГО ВНУТРЕННИХ ЭЛЕМЕНТОВ 38
7.3.1 Расчёт диаметра РДК 38
7.3.2 Расчёт высоты РДК 38
7.3.4 Определение геометрических размеров внутренних элементов РДК 40
8 РАСЧЕТ КОЛОНН РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 42
8.1 РАСЧЁТ ИСПАРИТЕЛЬНОЙ КОЛОННЫ БЛОКА РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 42
8.1.1 Температурный режим колонны К-3 42
8.1.2 Материальный и тепловой балансы колонны К-3 42
8.1.3 Расчёт основных геометрических размеров колонны К-3 44
8.2 РАСЧЁТ ОТПАРНОЙ КОЛОННЫ БЛОКА РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 46
8.2.1 Температурный режим колонны К-4 46
8.2.2 Материальный баланс колонны К-4 47
8.2.3 Тепловой баланс колонны К-4 48
8.2.4 Расчёт основных геометрических размеров колонны К-4 49
9 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ПЕЧИ ДЛЯ ПОДОГРЕВА РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 51
10 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА УСТАНОВКЕ 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54

Прикрепленные файлы: 1 файл

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ.doc

— 1.18 Мб (Скачать документ)

  

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 50°С, 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 430-510°С).

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 50°С, 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 360ºС) 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 360ºС) и 5% масс. лёгкого вакуумного газойля (фракции 310 – 360ºС) в расчёте на мазут. Наличие некоторого количества фракции 310 – 360ºС 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 360ºС 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 – 420ºС в  нефти составляет 9% масс. Тогда её количество равно:

кг/ч

Потенциальное содержание гудрона (выше 500ºС) 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 – 500ºС). Наличие некоторого количества масляной фракции 420 – 500ºС в остатке вакуумной перегонки объясняется недостаточной эффективностью работы вакуумной колонны.

Таким образом, количество остатка  вакуумной перегонки составляет:

кг/ч

Содержание фракции 420 – 500ºС в нефти составляет 11,75%, из которых

115114,6 – 105905,4 = 9209,2 кг/ч

уходит с гудроном. Тогда количество фракции 420 – 500ºС, 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 – 420ºС и 420 – 500ºС 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 – 420ºС содержит 6,23% масс. парафина, а фракция 420 – 500ºС содержит 4,89% масс. парафина.

Итак, в состав рафината СО №1 входит 10,44% масс. парафина, имеющего температуру плавления 56ºС. В состав рафината СО №2 входит 8,791% масс. парафина с температурой плавления 52ºС. 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

Информация о работе Установка селиктивной очистки масел