Нефтеперерабатывающая и нефтедобывающая промышленность

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Важная роль в народном хозяйстве принадлежит нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Нефтеперерабатывающая промышленность имеет ряд особенностей. Главная особенность это непрерывность и преобладание аппаратуры технических процессов. Непрерывность процесса производства обуславливает исключительную важность диспетчеризации и ремонтной службы. На большинстве нефтеперерабатывающих установках вырабатывают, как правило, не готовую продукцию, а, полуфабрикаты, из которых затем получают готовую продукцию.

На нефтеперерабатывающих предприятиях во многих случаях товарную продукцию получают смешением компонентов: имеется множество вариантов, как смешения компонентов, так и работы технологических установок для получения заданной товарной продукции, технологические схемы переработки отличаются большой гибкостью. 

Этими особенностями обусловлена необходимость разработки экономико-математических методов решения ряда производственно-хозяйственных задач, обоснования оптимальной производственной программы нефтеперерабатывающего предприятия. В настоящее время эти методы широко внедряются в практику плановой работы нефтеперерабатывающих предприятий.

Именно поэтому на предприятиях создаются продукции и услуги, необходимые для производственных целей и нужд населения. Поэтому от того, как они используют свои ресурсы, какую выпускают продукцию по уровню качества и конкурентоспособности, как внедряются результаты НТП, зависят экономическое могущество страны и уровень жизни ее граждан.

Эффективность предприятия зависит от того, насколько глубоко и правильно используются прогрессивные общественные формы организации производства, такие как концентрация, специализация, кооперирование и комбинирование производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

 

1.1 Краткая характеристика установки

 

Наличие в нефти воды и солей вредно сказывается на работе нефтеперерабатывающего завода. При большом содержании воды повышается давление в аппаратуре установок, снижается их производительность, расходуется  излишнее топливо на подогрев и испарение воды.

Поэтому, перед подачей нефти на переработку ее необходимо отделить от воды и соли.

 

Процесс получения бутиловых спиртов методом оксосинтеза по нафтенатно-испарительной схеме состоит из следующих стадий:

1. Гидроформилирование с образованием масляных альдeгидов.
2. Окислительная декобальтизация продуктов гидроформилировaния.
3. Отгонка альдегидов от кубового остатка с кобальтом.
4. Гидрирование альдегидного отгона в спирты.
5. Ректификация гидрогенизата.
6. Регенерация и приготовление кобальтового катализатора.
7. Переработка кубовых остатков ректификации с выделением фракции спиртов С₈.

Отделение гидроформилирования предназначено для получения нормального и изомасляного альдегидов из пропилена и синтез-газа в присутствии катализатора - карбонилов кобальта. В этом отделении осуществляется также приготовление карбонилов кобальта из нафтената (2-этилгексаната) кобальта.

Стадия образования карбонилов кобальта заключается в переводе нафтената (2-этил-гексаната) кобальта, растворенного в  циркулирующем кубовом остатке, с помощью окиси углерода и водорода в гидрокарбонилы кобальта (собственно катализатор процесса гидроформилирования) и нафтеновую кислоту (2-этилгексановую).

Реакция протекает при температуре 165-175 ^oС и давлении не более 300 кгс/см² с незначительным тепловыделением.

Стадия гидроформилирования заключается в образовании нормального и изомасляного альдегидов из пропилена, CO и H₂ в присутствии гидрокарбонила кобальта, который катализирует реакцию.

Реакция гидроформилирования протекает при температуре не более 150 ^oС и давлении не более 300 кгс/см² с большим тепловыделением, равным 30000 ккал/кг-моль пропилена. Растворителем служит пентан-гексановая фракция.

Тепло реакции отводится через теплоснимающую поверхность, размещенную в реакторах гидроформилирования, очищенным конденсатом водяного пара, который циркулирует в замкнутой системе теплосъема.

Помимо основной реакции гидроформилирования в процессе протекают также побочные реакции, такие как:

гидрирование альдегидов в бутанолы;

конденсация масляных альдегидов с образованием ненасыщенных альдегидов С₈, которые в свою очередь гидрируются в спирты С₈;

образование из масляных альдегидов эфиров - бутилформиатов и других сложных эфиров;

образование куба, представляющего собой смесь высокомолекулярных органических соединений;

образование нормальной и изомасляной кислот из пропилена, CO и H₂O и другие.

Продукты гидроформилирования направляются в отделение окислительной декобальтизации.

Отделение окислительной декобальтизации предназначено для перевода карбонилов кобальта, содержащихся в продукте гидроформилирования, в термоустойчивую маслорастворимую форму - нафтенат кобальта - путем обработки продуктов гидроформилирования кислородом  воздуха при температуре не более 50 ^oС и давлении не более 6 кгс/см² в присутствии  органических кислот С₈.

Образующиеся термически устойчивые соли кобальта кислот С₈ при последующей отгонке продуктов декобальтизации остаются в кубовом остатке и возвращаются на стадию гидроформилирования, где вновь переводятся в карбонилы кобальта.  

Отделение отгонки альдегидного продукта предназначено для выделения из декобальтизованного катализата альдегидного отгона с растворителем и циркулирующего кубового остатка с кобальтом.

Разделение осуществляется путем простой эвапорации продукции в атмосферном и вакуумном испарителях с последующей сепарацией парожидкостной смеси в сепараторах.

Отделение гидрирования предназначено для гидрирования альдегидного отгона при давлении не более 305 кгс/см², температуре 280 - 320 ^oС на алюмоцинкхромовом катализаторе. Гидрирование альдегидов в спирты сопровождается значительным тепловыделением (260 ккал/кг альдегидов).

Отвод тепла реакции и поддержание требуемого температурного режима процесса осуществляется подачей холодного циркуляционного газа в реактор на корзины, в которых располагается катализатор.

Отделение ректификации предназначено для выделения из гидрогенизата товарного нормального бутилового и изобутилового спиртов, их очистки и выделения фракции циркулирующего пентан-гексанового растворителя. В отделении предусмотрен также узел локальной очистки образующейся в процессе сточной воды в отпарной колонне.

Выделение растворителя и отделение суммы бутиловых спиртов осуществляется четкой ректификацией при атмосферном давлении и при вакууме.

Очистка товарных спиртов от примесей бутилформиата и простых эфиров осуществляется азеотропной ректификацией. Для образования тройного азеотропа в колонну выделения товарного изобутанола и нормального бутанола  подается вода.

В отделении ректификации предусмотрена переработка кубовых остатков под вакуумом с выделением фракции спиртов С₈.

Отделение регенерации кобальта из кубового остатка и приготовление раствора кобальтовых солей высших органических кислот по непрерывной схеме состоит из двух стадий:

На первой стадии производится выделение кобальта из кубового остатка отделения отгонки методом непрерывной экстракции водным раствором уксусной кислоты при температуре не более 80 ^оС в экстракторе колонного типа с вращающимися дисками. В процессе экстракции в результате обменной реакции происходит образование ацетата кобальта 

На второй стадии осуществляется приготовление раствора кобальтовых солей высших органических кислот из солей кобальта, извлеченных из кубового остатка при регенерации и свежего ацетата кобальта, вводимого в процесс для восполнения потерь катализатора в системе обменной реакцией с нафтеновой (2-этилгексановой) кислотой. 

Эта реакция осуществляется при температуре 160 - 190  ^oС и при условии постоянного выведения из зоны реакции уксусной кислоты, что обуславливается использованием специального куба ректификационной колонны для проведения реакции.

 

 

1.2 Себестоимость продукции, пути ее снижения

 

Существенно возрастают себестоимость продукции  при переработке сырья с повышенным содержанием воды и солей. Поэтому при обосновании технологических схем переработки сырья и ассортимента получаемой продукции необходимо тщательно учитывать качественные характеристики сырья.

На экономику нефтепереработки большое влияние оказывает качество подготовки сырья. Поступающее на заводы сырье должно содержать как можно меньше воды и солей.

В переработке сырья затраты занимают значительную часть всех расходов на производства. Снижение затрат сырья на производство всей продукции в целом по предприятию в основном определяется изменением расхода сырья на ведущих процессах. Согласно действующей методике калькульрования, стоимость побочной продукции вычитают из общей суммы затрат на процесс. Оставшуюся сумму затрат относят на основную продукцию. В связи с этим на себестоимость единицы целевой продукции большое влияние оказывает ее отбор: при сокращении отбора себестоимости единицы целевой продукции возрастает, при увеличении - уменьшается.

 

 

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

 

2.1 Обоснование готовой производственной мощности.

 

Производственная мощность установки - это максимально  возможный объем переработки сырья или выпуска годовой продукции за год при полном использовании оборудования во время и по производительности.      

Производственная мощность измеряется в натуральных единицах сырья (для нефтеперерабатывающих процессов) или готовой продукции (для нефтехимических процессов)

Производственная мощность определяется по формуле:

М=П.ґТэфф                                                                          (1)

где М-производительность оборудования в единицу времени по сырью или готовой продукции;

Тэфф - эффективный фонд работы оборудования, дни или часы.

 

М=606,06 х 330=200000т.г.

 

2.2 Производственная программа установки рассчитывается на основе производственной мощности установки и исходных данных об отборе основной и попутной (побочной) продукции.

 

Расчет производственной программы (годового выпуска продукции) ведется по форме таблицы 1

 

 

 

Таблица 1-Производственная программа

Вид сырья и продукции	Единица измерения	% отбора	Годовой объем.
1	2	3	4
1.Взято сырья 1.1Гидрогенизат	Т Т		200000
Всего:		100%	200000
Получено: Калькулируемая продукция (основная) 1 Изобутиловый спирт 2 Бутиловый спирт 3 Масляный альдегид	Т   Т   Т	21,2   48,5   10,3	42400   97000   2060
Итого:	Т	80	160000
Не калькулируемая продукция (побочная) 1Кубовый остаток 2 Узкая фракция	Т Т	18,3   1,2	36600 2400
Итого:	Т	19,5	39000
Потери:	Т	0,5	1000
Всего:	Т	100%	200000

 

2.3 Организация производства

 

2.3.1 Расчет планового баланса рабочего времени одного рабочего

Для определения численности рабочих, необходимо рассчитать

количество дней и часов, подлежащих обработке в год одним рабочим, т.е. насчитать эффективный фонд рабочего времени.

Расчет планового баланса рабочего времени ведется с учетом средней продолжительности отпуска, невыходов по болезни, невыходов в связи с выполнением государственных и общественных обязанностей, внутри сменных потерь времени, режимом работы установки (цеха, участка).

Производственные рабочие могут работать по различным графикам в зависимости от условий и режима проектируемого объекта (в одну, две, три, четыре смены).

Для непрерывного производства наиболее распространен четырех бригадный, трехсменный график работы (продолжительность рабочей смены-8 часов), а также пяти-бригадной трехсменный график работы (продолжительность рабочей смены-8(6) часов)

Расчет планового баланса рабочего времени одного рабочего ведется по форме таблицы 2

 

Таблица 2 Плановый баланс рабочего времени одного рабочего.

Показатели	Непрерывное производство
1	2
1.Календарные дни, Тк	365 дней
2.Нерабочие дни, всего	119 дней
2.1 Выходные, Твых	104 дня
2.2 Праздничные, Тпр	15 дней
3. Максимально возможный (номинальный фонд рабочего времени, Тмакс, дни)	264 дня
3.1 Обычные дни	231 день
3.2 Предпраздничные дни	15 дней
4.Максимально возможный фонд рабочего времени, Тмв,час	1968 дней
5.Планируемые невыходы на роботу, дни, всего: в том числе	38 дней
5.1Отпуска очередные и дополнительные, дни	28 дней
5.2 Болезни	6 дней
5.3 Выполнение государственных и общественных обязанностей	2 дня
5.4 Ученические отпуска	2 дня