Первичная переработка нефти

                                               

 

Плотность мазута находим также по правилу аддитивности, зная плотность сырой нефти, содержание и плотность отбираемых фракций, плотностью газов можно пренебречь ввиду их незначительного количества в нефти.

 

Отсюда относительная  плотность мазута:

 

Молекулярный  вес светлых фракций определяем по формуле Воинова:

						(2.3)
где	t	–		средняя температура кипения фракции, °С. Определяется как среднее арифметическое между температурами начала и  конца кипения фракции.
							(2.4)
где	Тср		–		средняя температура кипения фракции, К.
	К		-		характеризующий фактор.

 

				(2.5)
где		–	температурная поправка относительной плоскости  на 1К.

          Определяется по эмпирической формуле Кусакова:

 

(2.6)

Рассчитаем молекулярный вес фракции 62-180ºС:

 

 

Для фракции 180-350 ºС:

 

 

Молекулярный  вес мазута можно определить по уравнению  Крэга:

(2.7)

 

Результаты  расчётов приведены в таблице 2.3.

 

          Таблица 2.3 – Материальный баланс установки

Показатели	Условное обозначение потока	Д	Молек. вес, М	Выход
				% масс.	кг/ч	т/ч	т/сутки	т/год
Приход:
Нефть	L	0,8315	-	100	35710	35,71	857,14	300000
Расход:
Газ	-	-	-	2,66	949,886	0,9498	22,79	7980
62-180°С	D	0,7461	112,392	19,48	6956,308	6,9563	166,97	58440
180-350°С	R	0,8375	235,273	28,90	10320,19	10,32019	247,71	86700
Продолжение таблицы 2.3
350 - к.к. °С	R-I	0,8701	247,20	47,96	17126,516	17,1265	411,08	143880
Потери:	-	-	-	1	357,1	0,3571	8,5714	3000
ИТОГО:	-	-		100	35710	35,71	857,14	300000

 

 2.2 Технологический расчет ректификационной колонны

 

Описание атмосферной  колонны

 

Атмосферная колонна  К-3 является сложной колонной, состоящей из двух простых колонн. Избыточное тепло в колонне снимается сверху колонны с помощью острого испаряющегося орошения и по высоте колонны одним промежуточным циркуляционным орошением.

В К-3 имеется следующее число тарелок: в концентрационной части колонны - в секций бензина 17 тарелок, дизтоплива 6 тарелок; в отгонной части колонны и в стриппинг - секции по 4 тарелки. На циркуляционное орошение принимаем по 2 тарелки. Таким образом, общее число тарелок в атмосферной колонне будет 29.

 

Физические  характеристики в различных секциях  колонны

 

1. Давление. Давление вверху колонны (над верхней, 29-ой тарелкой) 140 кПа. Это немного выше атмосферного и необходимо для преодоления гидравлических сопротивлений при прохождении паров бензина через конденсатор-холодильник. По справочным данным гидравлическое сопротивление одной тарелки в концентрационной части колонны (4 - 29 тарелки) Р_конц ⁼ 0,6 кПа. В отгонной части колонны (1 - 4 тарелки) Р_отг ⁼ 0,4 кПа, так как в этой части колонны нагрузка по паровой фазе меньше. Учитывая гидравлическое сопротивление тарелок, рассчитаем абсолютное давление под каждой тарелкой по высоте колонны, начиная сверху (таблица 2.4).

2. Плотность  и молекулярный вес. Плотность жидкости в отдельных сечениях колонны принимается из расчёта равномерного перепада её по тарелкам. Поэтому, зная плотность в конечных точках данного сечения колонны, рассчитываем её по отдельным тарелкам. Так, относительная плотность бензина D составляет 0,7461, что соответствует плотности жидкости на верхней, 29-ой тарелке. Плотность дизтоплива R равна 0,8375 - плотность жидкости, стекающей с нижней 1-ой тарелки стриппинга К-4 .

Бензиновую  секцию колонны и дизельный стриппинг К-4 можно представить как простую колонну из 21 тарелок, дистиллят которой бензин, а остаток - дизтопливо. Зная плотности на верхней и нижней тарелках этой простой колонны, рассчитаем плотности по оставшимся тарелкам. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал:

 

Плотность на 28-ей тарелке 0,7461+0,00457=0,75067

Плотность на 27-ой тарелке 0,750673+0,00457=0,75524

И так далее.

 

После 27-ой тарелки  колонны переходим на четвертую  тарелку стриппинга. Плотности на тарелках дизельного стриппинга приводятся в таблице 2.5.

С 1-ой тарелки  основной колонны стекает мазут  с плотностью 0,8701. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в сечении между 13-ой и 1-ой тарелками составляет:

 

 

Плотность на 12-ой тарелке 0,81922+0,00424=0,82346

 

Плотность на 11-ой тарелке 0,82346+0,00424=0,8277

И так далее.

Аналогично  плотности рассчитывается по тарелкам и молекулярный вес.

 

Молекулярный  вес на 28-ей тарелке 112,392 +6,14=118,532

Молекулярный  вес на 27-ой тарелке 118,532+6,14=124,672

И так далее.

Молекулярный  вес на 12-ей тарелке 210,632 +3,05=213,682

Молекулярный  вес на 11-ой тарелке 213,682 +3,05=216,732

И так далее.

 

Таблица 2.4 - Физические характеристики потоков в различных секциях колонны

Секция	Номер тарелки	Давление под тарелкой, кПа	Плотность жидкости на тарелке, р420	Молекулярный вес жидкости на  тарелке	Температура
	29	139,8	0,7461	112,392	143,0
	28	140,4	0,75067	118,532	146,94
	27	141,0	0,75524	124,672	150,88
	26	141,6	0,75981	130,812	154,82
	25	142,2	0,76438	136,952	158,76
Продолжение таблицы 2.4
	24	142,8	0,76895	143,092	162,7
	23	143,4	0,77352	149,232	166,64
	22	144,0	0,77809	155,372	170,58
	21	144,6	0,78266	161,512	174,52
	20	145,2	0,78723	167,652	178,46
	19	145,8	0,79180	173,792	182,4
	18	146,4	0,79637	179,932	186,34
	17	147,0	0,80094	186,072	190,28
	16	147,6	0,80551	192,212	194,22
	15	148,2	0,81008	198,352	198,16
	14	148,8	0,81465	204,492	202,1
	13	149,4	0,81922	210,632	206,04
	12	150,0	0,82346	213,682	221,91
	11	150,6	0,8277	216,732	237,78
	10	151,2	0,83194	219,782	253,65
	9	151,8	0,83618	222,832	279,52
	8	152,4	0,84042	225,880	295,39
	7	153,0	0,84466	228,93	311,26
	6	153,6	0,84890	231,982	327,13
	5	154,0	0,85314	235,032	343,00
	4	154,4	0,85738	238,082	358,87
	3	154,8	0,86162	241,132	353,21
	2	155,2	0,86586	244,182	347,54
	1	155,6	0,88701	247,232	347,87

 

Таблица 2.5 - Физические характеристики потоков на тарелках стриппинг - секции

Номер тарелки	Плотность жидкости на тарелке, р420	Молекулярный вес жидкости на  тарелке	Температура
4	0,8150	202,216	194,00
3	0,8193	207,656	197,77
2	0,8238	213,096	201,54
1	0,8283	218,536	205,31

 

          3. Температурный режим. Температуры верха колонны и вывода боковых фракций определяем графическим методом. Для этого необходимо построить кривые ИТК фракций бензина и дизтоплива. Для построения ИТК фракции бензина 62 - 180°С составляется таблица 2.6. В ней выход узких фракций на бензин рассчитывается по пропорции, принимая потенциальное 19,68 %. масс за 100%.  Выход узкой фракции 62-70° на бензин составляет:

Выход узкой  фракции 70 - 80° на бензин составляет:

Тогда суммарный  выход для узкой фракции 62 - 80°:

4,42+12,754=17,174 % масс.

И так далее. Результаты заносим в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 - Выход узких фракций бензина 62 - 180°С

Пределы кипения узких фракций, °С	Выход узких фракций на нефть, % масс.	Выход узких фракций на бензин, % масс.	Суммарный выход узких фракций, % масс.
62-70	0,87	4,42	4,42
70-88	2,51	12,754	17,74
88-100	2,57	14,06	31,234
100-121	2,57	14,06	45,294
121-142	2,7	14,32	59,614
142-155	2,6	14,21	73,824
155-168	2,74	14,92	88,744
168-180	2,055	11,256	100
62-180	19,68	100	-