Проект установки АВТ для светлых нефтепродуктов

 

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

 

№ п/п	Наименование	№ стр
	Титульный лист
	Задание на проектирование
	Состав проекта
	Содержание расчетно-пояснительной записки
	Введение
1.	Назначение и сущность процесса
2.	Характеристики сырья
3.	Основные факторы процесса
4.	Физическая сущность процесса
5.	Характеристика получаемых продуктов
6.	Выбор и обоснование технологической схемы установки, аппаратов и оборудования. Порядок работы
7.	Материальный баланс установки. Технологический расчет основных аппаратов установки
8.	Лабораторный контроль качества получаемых продуктов, их качество и применение
9.	Охрана труда и требования техники безопасности
	Заключение
	Список использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Современный мир напрямую зависит от энергоносителей, в частности от продуктов переработки нефти. В данной курсовой работе рассматривается метод переработки нефти с выделением всего спектра нефтепродуктов, начиная с бензинов, керосина, летнего и зимнего дизельного топлива, мазута и остатков в процентном и весовом соотношении от принятого на переработку объёма нефти за один год, поступившей с определённого месторождения, находящегося в Астраханской области.

Основными целями и задачами данного курсового проекта являются:

- закрепление знаний, полученных ранее;

-формирование профессиональных навыков, связанных с будущей профессиональной деятельностью;

- приобщение к работе со специальной и нормативной литературой;

- привитие практических навыков применения норм проектирования, методик расчетов, типовых проектов, стандартов и других нормативных материалов;

Данные задачи должны быть выполнены на примере  установки АВТ с определёнными условиями. Условия отражены в теме курсового проекта: «Проект установки АВТ для светлых нефтепродуктов». В курсовом проекте произведен выбор и обоснование схемы установки АВТ производительностью 4 млн. т/год, предназначенной для переработки Комсомольской нефти Байосиского горизонта.

Методом работы над курсовым проектом является обработка технической и специальной литературы с проведением расчётов по методике, отражённой в методической литературе, указанной в библиографическом списке курсового проекта.

Курсовой проект выполнен для закрепления полученных в процессе обучения знаний и является своего рода тренировкой перед дальнейшей работой над дипломным проектом. С практической точки зрения, эта работа позволяет наиболее полно представить технологические процессы при переработки нефти.

Наиболее распространённым случаем установки АВТ является установка ЭЛОУ-АВТ, которая является комбинированной установкой. Блок ЭЛОУ обеспечивает обезвоживание и обессоливание нефти, а блок АВТ – атмосферную и вакуумную перегонку. Ассортимент фракций, получаемых на АВТ определяется в первую очередь свойствами нефти и ее отдельных фракций. Изучение установки ЭЛОУ-АВТ позволяет нам наиболее доступно представить весь процесс переработки нефти, что даст возможность при прохождении практики на нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ) и дальнейшей работе по специальности, правильно и со знанием всего процесса выполнять свои функциональные обязанности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Назначение и сущность процесса

 

1.1 Назначение процесса

Головным процессом на каждом нефтеперерабатывающем заводе является первичная перегонка нефти. В технологии нефтепереработки к первичной перегонке относятся процессы атмосферной перегонки нефти и вакуумной перегонки мазута. Их назначение состоит в разделении нефти на фракции для последующей переработки или использования как товарных нефтепродуктов.

Эти процессы осуществляют соответственно на так называемых атмосферных трубчатых (АТ) и вакуумных трубчатых (ВТ) или атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках.

На установках АТ осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением бензиновых, керосиновых, дизельных фракций и мазута. Установки ВТ предназначены для углубления переработки нефти. Получаемые на них из мазута газойлевые, масляные фракции и гудрон используют в качестве сырья процессов вторичной переработки  нефти с целью производства топлив, смазочных масел ,кокса, битумов и других нефтепродуктов.

В зависимости от направления использования фракций установки первичной перегонки нефти принято именовать топливными, масляными или топливно-масляными и соответственно этому – варианты переработки нефти [1].

 

1.2 Сущность процесса

Атмосферная дистилляция или процесс прямой перегонки нефти -первичная ее переработка, заключающаяся в нагреве нефти в печи до температуры 320-330°С, где она переходит в газообразное состояние. 
Продукты испарения поступают в ректификационную (дистилляционную) колонну, где нефть разделяется при атмосферном давлении на фракции с различными пределами температуры кипения. Причем каждая фракция содержит присущие ей группы углеводородов, отличающихся как химической структурой, так и молекулярной массой. В верхней части ректификационной колонны температура держится на уровне 90°С, по мере опускания температурный градиент увеличивается, соответственно растут и температурные пределы отбираемых фракций. В случае прямой перегонки нефти из ректификационной колонны при температуре 30-200°С отбирается газ, химическое сырье, бензин, при 120-250°С - горючее для реактивных двигателей, при 150-315°С - керосин, при 150-360°С дизельные топлива, легкий

и тяжелый газойли. Неиспарившаяся часть нефти собирается в нижней части колонны, образуя остаток, который либо используют для приготовления тяжелых топлив, либо он поступает в вакуумную установку для последующей переработки.  

Дистилляция при вакууме позволяет понизить температурные пределы кипения фракции, что способствует дополнительному их выделению. В процессе вакуумной дистилляции в диапазоне температур 350-490°С отбираются фракции, идущие на приготовление базовых компонентов смазочных масел. Отбираемая из вакуумной колонны фракция с наиболее низким пределом кипения представляет собой тяжелый газойль, который может быть использован в качестве основного компонента при производстве тяжелых топлив (мазутов) либо направляется на вторичную, более глубокую обработку, в установки каталитического или термического крекинга. Слово «крекинг» от английского to crack (расщепляться) обозначает ряд процессов термической деструкции углеводородов. В крекинг-процессах углеводороды, содержащиеся в тяжелом газойле или остатке, под действием высоких давлений (до 10 МПа) и катализаторов -каталитический крекинг, либо высоких температур (450-700°С) - термический крекинг (вибреакинг) - подвергаются химическим изменениям, сопровождающимся дроблением молекул с образованием легких углеводородов. В результате выход светлых нефтепродуктов увеличивается. При проведении вторичных процессов видно, что выход бензина увеличивается на 30%, дизельного топлива - на 8%, а количество остаточных нефтепродуктов, используемых для приготовления тяжелых топлив, снижается с 38 до 6%.

В общем балансе тяжелых нефтяных топлив доля топлив, получаемых из остаточных продуктов вторичных процессов, непрерывно растет [1].

Вывод: Атмосферно-вакуумная трубчатка (АВТ) предназначена для извлечения из сырых нефтей компонентов светлых нефтепродуктов бензина, керосина, дизельных топлив. Остатком атмосферной перегонки является мазут, который подвергается вакуумной перегонке. При этом получают масляные фракции и тяжелый остаток гудрон. Атмосферные трубчатые установки могут быть

• с однократным испарением нефти в одной ректификационной колонне;
• с двухкратным испарением нефти в двух последовательных аппаратах.

 

2 Характеристика сырья

 

На территории Астраханской области и Калмыцкой АССР  открыт ряд газовых, нефтяных, а также смешанных газоконденсатных, газонефтяных и газоконденсатных месторождений. Из них газонефтяным месторождением является Комсомольское.

Нефтяные месторождения Астраханской области и Калмыцкой АССР приурочены к сводовой части и южным склонам вала Карпинского.  Залежи нефти и аза относятся к типу пластовых сводовых и тектонически экранированных; они связаны с нижнемеловыми и юрскими отложениям

 

          Рисунок 1- Схема размещения нефтяных месторождений Астраханской области и Калмыцкой АССР

 

Нефти Астраханской области и Калмыцкой АССР в основном малосернистые и малосмолистые и очень близки по своим свойствам. Содержание серы в них изменяется от 0,05 до 0,43%, смол силикагелевых- от 2,8 до5,7%.  Все нефти, за исключением олейниковской и бешкульской, содержат очень высокий процент парафина- от 11,0 до 26,0% (температура плавления парафина 51-57°С).  В олейниковской и бешкульской нефтях парафина соответственно 6,3 и 3,8%Бензиновые фракции татарских нефтей богаты парафиновыми углеводородами нормального строения и поэтому имеют низкие октановые числа (45…60); керосиновые содержат много серы.

Выход бензиновых фракций, выкипающих до 200°С, в нефтях за исключением бешкульской, высокий- 20,8-43,6% ; выход фракций, выкипающих до 350°С, от 52,3 до 81,6%.

           В бензиновых фракциях всех нефтей преобладают парафиновые углеводороды, вследствие чего октановые числа их невысокие. Особенно низкие ОЧ у бензиновых фракций комсомольской нефти, в которых до 83% парафиновых углеводородов (для фракции н.к. 28-200°С- 17% ).

          Дисцилляты осветительных керосинов обладают хорошими фотометрическими свойствами (высота некоптящего пламени 23-30 мм) и небольшим содержанием серы (0,02-0,08%).

         Дисцилляты дизельных топлив Комсомольской нефти характеризуются высокими температурами застывания.

 

Показатели, характеризующие Комсомольскую нефть Байосскийского яруса и её фракции, представлены в виде таблиц [2]:

• Общая физико-химическая характеристика нефти (табл.1);
• Изменение кинематической вязкости (мм2/с) в зависимости от температуры (табл. 2);
• Элементный состав (табл.3)
• Потенциальное содержание (в вес. %) фракций в нефтях (табл. 4)
• Разгонка (ИТК) нефти (табл. 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 - Общая физико-химическая характеристика нефти

Нефть	Система, отдел, ярус, горизонт	Глубина перфорации, м	№ скважины	ρ420	М	Кинематическая вязкость  при 20ᵒС  мм2/с	Кинематическая вязкость при 50°С мм2/с	Температура застывания °С		Температура вспышки в закрытом тигле °С	Давление насыщенных паров, мм рт.ст.
								С обработкой	Без обработки		При 38°С
Комсомольская	Байосский	2800-2804	1	0,7995	262	-	3,52	30	-	-	436

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание таблицы 1

 

Нефть

Система, отдел, ярус, горизонт

Парафины

Содержание, %

Коксуемость, %

Зольность, %

Кислотное число мг KOH на 1 г нефти

Выход фракций, вес,%

Содержание, %

Температура плавления, °С

Сера

Азот

Смол сернокислотных

Смол силикагелевых

Асфальтенов

До 250 °С

До 350 °С

Комсомольская

Байосский

22,0

52

0,05

0,02

11

6,7

0,40

0,31

0,020

0,12

24,8

57,6

 

Таблица 2 - Изменение кинематической вязкости (мм2/с) в зависимости от температуры

ν10	ν20	ν30	ν40	ν50
-	-	18,02	5,64	3,52

 

Таблица 3 - Элементный состав

C, %	H, %	O, %	S, %	N, %
85,13	13,00	0,09	1,61	0,17

 

Таблица 4 - Потенциальное содержание (в вес. %) фракций в нефтях

Отгоняется до температуры, °С	%
1	2
28(газ до С4)	1,9
60	3,3
70	4,4
80	5,6
90	6,7
100	8,1
110	9,7
120	11,3
130	13,1
140	15,0
150	16,8
160	17,2
170	20,5
180	22,3
190	23,9
200	26,7
210	31,1
220	32,9
230	28,4
240	35,2
250	37,5
260	39,7
270	41,8