Проект установки АВТ для светлых нефтепродуктов

 Схемы блока перегонки нефти  при атмосферном давлении зависят  от природы нефти (содержания  бензиновых фракций, выкипающих  до 200ºС и в целом светлых, выкипающих  до 350ºС, растворенных газов и  общей серы).Данная нефть, содержит 21,05% бензиновых фракций, выкипающих до 200ºС  и  25,55% светлых нефтепродуктов, выкипающих до 350ºС . Содержание в нефти серы составляет 2,5%. Для переработки такой нефти наиболее предпочтительна схема перегонки нефти в двух ректификационных колоннах (перегонка нефти с двукратным испарением), из которых первая -  отбензинивающая колонна, а вторая - основная атмосферная ректификационная колонна, применяется для ректификации высокопотенциальных сернистых и высокосернистых нефтей (содержание бензиновых фракций 20 % и выше, содержание растворенных газов до 3 % и выше).

На установке, работающей по данной схеме (нефть предварительно подогревается в теплообменниках до температуры (обычно 220-250оС), обеспечивающей испарение легкой части бензиновой фракции, и поступает в отбензинивающую колонну. Дополнительное тепло в низ колонны сообщается горячей струей полуотбензиненной нефти. Частично отбензиненная нефть нагревается в печи и с температурой 340-370ºС поступает в основную атмосферную ректификационную колонну, где происходит отбор светлых - бензиновых и средних дистиллятов. С низа колонны отбирают мазут.

К достоинствам установки, в которой нефть перегоняется по данной схеме следует отнести следующие:

-возможность переработки любых  нефтей, в том числе высокопотенциальных и высокосернистых;

-возможность переработки нефтей, недостаточно хорошо обессоленных  и обезвоженных.

Однако, для данной установки характерны и недостатки:

-некоторое ухудшение технологических  условий работы основной атмосферной колонны из-за отсутствия легких углеводородов;

-увеличение расхода топлива  в печи, служащей для нагрева  сырья колонны, так как требуется производить нагрев нефти до более высокой температуры, чем при нагреве неотбензиненной нефти;

-большие капитальные и эксплуатационные расходы на установке [4].

Вывод: для дальнейших расчетов я выбрала схему перегонки нефти с   помощью стабилизационной колонны, так как она более предпочтительна для нефти Яблоновского месторождения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Материальный баланс  установки. Технологический расчет  основных аппаратов установки

 

7.1 Технологическая схема установки

Рассмотрим схему стабилизационной колонны, в соответствии с рисунком5.Ректификационные колонны применяются в процессах дистилляции, экстрактивной ректификации, экстракции жидкостей, теплообмена между паром и жидкостью и в других процессах Один и тот же принцип действия ректификационной колонны используется как в относительно простых лабораторных приборах, так и в сложных промышленных установках нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой, пивоваренной и других отраслей. Диаметр промышленных ректификационных колонн может достигать 16 метров, а высота — 90 метров и более.

Исходная смесь, нагретая до температуры питания tf в паровой, парожидкостной или жидкой фазе, поступает в колонну в качестве питания (Gf). Зону, в которую подаётся питание, называют эвапорационной, так как там происходит процесс эвапорации — однократного отделения пара от жидкости.

Пары поднимаются в верхнюю часть колонны, охлаждаются, конденсируются в холодильнике-конденсаторе и подаются обратно на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Таким образом в верхней части колонны (укрепляющей) противотоком движутся пары (снизу вверх) и стекает жидкость (сверху вниз).

Стекая вниз по тарелкам, жидкость обогащается высококипящими компонентами, а пары, чем выше поднимаются в верх колонны, тем более обогащаются легкокипящими компонентами. Таким образом, отводимый с верха колонны продукт обогащен легкокипящим компонентом. Продукт, отводимый с верха колонны, называют дистиллятом. Часть дистиллята, сконденсированного в холодильнике и возвращённого обратно в колонну, называют орошением или флегмой. Отношение количества возвращемой в колонну флегмы и количества отводимого дистиллята называется флегмовым числом.

Для создания восходящего потока паров в кубовой (нижней, отгонной) части ректификационной колонны часть кубовой жидкости направляют в теплообменник, образовавшиеся пары подают обратно под нижнюю тарелку колонны.

Таким образом, в кубе колонны создается 2 потока: 1 поток — жидкость, стекающая с верха (из зоны питания+орошение) 2 поток — пары, поднимающиеся с низа колонны.

                           Рисунок 5 - Схема установки cтабилизации нефти

 

 

 

 

 

 

 

7.2 Материальный баланс установки

Составим материальный баланс установки мощностью 3.0 млн т в год по нефти, разгонка которой представлена в таблице 6 ИКТ.

Примем число рабочих дней в году 340 и составим материальный баланс установки,.

       Таблица 6 – Материальный баланс стабилизационной колонны

 

        

 

          Расчет материального баланса:

Исходные данные:

Производительность колонны G = 3.0 млн т/год;(3000000)

Давление на верху колонны РD = 1,2 МПа;

Температура на входе в колонну t = 180 ºC;

          Выход т/сутки:

                                                С=В / 340,                                                     (1)

С=3000000/340=8823 т/сутки

где С – выход т/сутки.

Выход т/ч:

                                              G= С / 24,                                                         (2)

                                                 G=8823/24=367.5 т/ч

          Переводим 465.5 тонн/ч в килограммы в час:

          367,5x 1000 = 367500 кг/час

          Формулы для расчетов  материального     баланса       представлены  в [8]

          Далее, рассчитав материальный баланс,проведем    расчеты        размер       стабилизационной колонны.

            В  первую  очередь  мы  должны  посчитать  объем выходных паров  по формуле:                                   

                                                                                                                          (3)

            Где Т-температура на входе, P – исходное давление, Gi и Mi – данные из таблицы

                                                     V=177,8м3           

          Затем рассчитываем диаметр колонны  по формуле:

                                                                                    (4)

                                                      D= 7 м               

           Коэффициент полезного действия тарелок зависит  от многих факторов - конструкции тарелок, вида сырья, удельных нагрузок по пару и жидкости,  давления и температуры,  поэтому изменяется в широких наделах от 0.2 до 0,9.      

 

     При расчетах обычно для тарелок ректификационных колонн применяют  КПД=0,4-0,7.

      

        В связи с трудностью расчетного определения числа тарелок, особенно для ректификации нефти и нефтяных фракций, следует ориентироваться на практические данные, полученные на колоннах соответствующих действующих промышленных установок [5].

         Выбрав количество тарелок и  их диаметр из литературы [5],[8] мы можем определить высоту колонны по формуле:

Н = h х N,                                                   (5)

         где h - расстояние между тарелками;

         N – число тарелок.

                                                            H=0,7х35=24,5м

         Далее считаем сечение колонны  по формуле:

F=V/H, (6)

         Где u – высота колонны (24,5м)

F= 177,8/24,5=7,3м

       

         Таким образом, основными характеристиками основной атмосферной нефтеперегонной колонны установки ЭЛОУ-АВТ являются [1]:

• число тарелок - N = 35;
• давление - р = 1,2 МПа;
• температура на входе в колонну - Тв = 180°С;
• расстояние между тарелками - h = 0,7-0,8 м;
• диаметр - d = 7 м;
• Сечение – F=7,3 м.

 

                                     

 

 

Вывод: Из приведенных расчетов я получил количественное и процентное соотношение выхода получаемых продуктов из Комсомольской нефти. А так же рассчитал размеры стабилизационной колонны, которая составила 24,5 м.

 

8 Лабораторный  контроль качества получаемых  продуктов, их качество и применение

 

Обеспечение нормальной работы НП3 невозможно без своевременного и правильного аналитического контроля. Такой контроль осуществляется с применением поточных анализаторов качества и посредством лабораторных анализов.

 

Поточные анализаторы качества рекомендуется устанавливать прежде всего на технологических потоках, направляемых на  компаундирование, и потоках с неуправляемыми технологическими параметрами.

Для осуществления повседневного лабораторного аналитического контроля на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности предусматриваются специальные подразделения, которые подчиняются главному инженеру завода, а в части функций отдела технического контроля (ОТК) - директору завода на подразделения лабораторном аналитического контроля.

Возлагается контроль качества сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, воздушной среды и водоемов.

На крупных ППЗ часто предусматриваются две лаборатории:

• аналитического контроля и ОТК продукции;
• центральная лаборатория, выполняющая научно-исследовательские работы и методическое обеспечение для аналитического контроля.

Лаборатории подразделяются на группы: контрольная, товарная, газохроматографическая, спектральная, каталитическая, моторных исследований, санитарная и др.

Лаборатории оснащаются вытяжными шкафами, лабораторными столами, моечными раковинами, универсальными стендами, весовыми.

К лабораторным столам подводятся сжатый воздух, азот, топливный газ, вода, электропитание. В состав лабораторий включаются также расходные склады: помещения для хранения проб; легковоспламеняющихся жидкостей, кислот и щелочей; реактивов. Помещения для хранения проб, легковоспламеняющихся жидкостей отделяются от остальных помещений глухой газонепроницаемой, несгораемой стенкой. Они оборудованы специальным выходом наружу.

Склады реактивов, кислот и щелочей размещают на первом этаже лабораторного корпуса.

Регулирование работы трубчатых установок по температурному режиму, давлению, уровню в колоннах, количеством подаваемых орошения пара и воды должно быть связано с заводскими нормами качества нефтепродуктов, получаемых при переработке нефти [6].

На установке фракционный состав нефтепродуктов регулируется изменением количества орошения и сокращением расхода водяного пара. Увеличение его облегчает фракционный состав продуктов и наоборот. Контроль за качеством нефтепродуктов осуществляется при помощи анализаторов качества на потоке, а также в заводской лаборатории.

 Меры, принимаемые старшим оператором для регулирования технологического режима, покажем на конкретном примере.  Пусть на АВТ, работающей  по двухколонной схеме, при  перегонке нефти из второй колонны должны быть получены пары бензина в качестве головного продукта, три боковых продукта – авиационный керосин, зимнее и компонент летнего дизельного топлива, отбираемые  из соответствующих отпарных секций и в качестве остатка - мазут. Допустим, что по данным лабораторных анализов бензиновая фракция, отбираемая  сверху колонны, имеет  следующий фракционный состав: температуры 50% и 90% отгона соответственно составляют 110 и 148°С.

Для обеспечения заданного качества бензина оператор корректирует режим: увеличивает количество орошения, поступающего наверх колонны, т.е. увеличивает кратность орошения, следовательно, и чёткость ректификации на верхних тарелках.

Через некоторый промежуток времени, достаточный для стабилизации режима, после изменений, осуществляемых оператором, продукты вновь анализируются.

 Для наблюдения за  температурой,  давлением, количеством  жидкостей и водяного пара  служат контрольно-измерительные  приборы.

Помимо КИП ректификационные колонны снабжаются автоматическими регуляторами параметра процесса (терморегуляторы, регуляторы потока и др.). Важнейшим для температурного режима являются места ввода сырья, верха и низа РК, а также места отбора промежуточных фракций, или боковых погонов [1].

Существует аналитический контроль технологического процесса, приведенный в таблице 10.  При анализе нефти определяется ее плотность, содержание солей, воды, светлых фракций. Анализ бензиновых фракций состоит в определении октанового числа, наличия или отсутствия активных сернистых соединений (проба на людную пластинку). Проводится также фракционная разгонка бензина. Для средних дистиллятов— керосиновой и дизельной фракции—в лаборатории проводят анализы фракционного состава, вязкости, температуры вспышки и застывания или помутнения

 

Таблица 7 – Аналитический контроль технологического процесса

№	Наименование стадий процесса, анализируемый продукт		Контролируемые показатели
1.	Нефть сырая	1.Плотность, г/см3 2.Содержание  воды, %, 3.Содержание  солей, мг/л 4.Массовая доля серы, %
2.	Компоненты товарных автомобильных бензинов		1. Фракция бензина с установок  АВТ-1,2,3,4 1.1. Фракционный состав: - температура  начала  перегонки, оС, - температура конца перегонки, оС, - при варианте использования  в качестве бензина прямогонного  на экспорт 1.2.Испытание на медной  пластинке 1.3.Содержание воды 2. Цвет