Установка АВТ мощностью 5,7 млн.т. Елховской нефти в год

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

                                                          Кафедра 

  химии и технологии

переработки нефти и газа

 

 

 

 

Курсовая  Работа

По дисциплине «Технология переработки нефти и газа»

 

Тема:  «Установка АВТ мощностью 5,7 млн.т. Елховской нефти в год»

 

 

 

 

 

 

Выполнил:                                                                   студент группы 11-ХТ

     Казак Е.В.

 

 

Проверил:                Хорошко С.И.

         к.х.н., доцент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новополоцк 2014

 

 
Содержание

 

 

Введение

По мере истощения запасов нефти и газа проблема углубления переработки нефти, т.е. получения максимального количества топлив и масел из каждой тонны перерабатываемой нефти, приобретает все более важное значение. К первичной переработке нефти эта проблема относится в первую очередь. Причем важнейшие аспекты этой проблемы - увеличение глубины отбора дистиллятов и снижение энергозатрат. Последнее приобрело важное значение, т.к. затраты энергии на перегонку нефти на 2001 год АВТ составляли (в топливном эквиваленте) 40-50 кг/т нефти. С углублением переработки нефти за счет вторичных процессов расход энергии на переработку одной тонны нефти в том же эквиваленте достигал 9-12 % (90-120 кг/т нефти), поэтому экономия энергии на собственные нужды стала очень важной задачей [1].

К особенностям нефтеперерабатывающей промышленности РБ относятся:

-высокий износ основных фондов большинства технологических установок;

-низкая загрузка нефтью;

-отставание в эксплуатационных и экологических требованиях к моторным топливам по сравнению со странами Запада.

Сложившееся положение дел требует коренного переоснащения НПЗ РБ новым оборудованием, создания новых технологических установок при одновременном увеличении загрузки заводов нефтью. Низкое использование мощностей по переработке нефти снижает рентабельность производства и, в свою очередь, побуждает решать проблему вывода из эксплуатации части действующих мощностей по первичной переработке. Опыт эксплуатации зарубежных НПЗ показывает, что эффективная работа предприятий обеспечивается при загрузке мощностей на уровне около 90% (в США - 95% и выше).

Не случайно в США и Западной Европе в последние годы происходит закрытие убыточных НПЗ. Так в США в конце 90-ых годов закрыто 13 НПЗ средней мощностью 0,9 млн.т/год и 35 НПЗ объявлены потенциальными банкротами (НПЗ малой мощности: 1-2 млн.т/год). Создание новых мощностей продолжает осуществляться практически только в странах азиатско-тихоокеанского региона.

Решение проблемы углубления переработки нефти в Республике Беларусь будет предопределяться наличием сырья для загрузки мощностей по углубляющим процессам и освоения новых технологий для вовлечения в глубокую переработку нефтяных остатков, т.е. процессов гидрокрекинга, каталитического крекинга, висбрекинга и гидрогенизационной переработки.

Целью данного курсового проекта является проектирование современной установки АВТ мощностью 5,7 млн. т./год, поставляющей сырье для производства высококачественных товарных топлив и масел, а также для вторичных процессов.

 

1 Характеристика нефти по гост 31378-2009 и выбор варианта её переработки

Выбор технологической схемы первичной и последующей переработки нефти зависит от её качества. Данные Елховской  нефти взяты в справочной  литературе [2]. Показатели качества нефти представлены в табл.1.1 и 1.2.

 

Таблица 1.1 – Показатели качества Елховской нефти

Показатели	Единицы измерения	Значение показателя
Плотность нефти при 20°С	кг/м3	831,3
Содержание в нефти: хлористых солей	мг/л	39,0
воды	% мас.	0,44
серы	% мас.	0,38
парафина	% мас.	7,6
фракции до 360°С	% мас.	62,1
фракции 360-500°С	% мас.	10,2
фракции 500-600°С	% мас.	8,3
Плотность гудрона (остатка) при 20°С (фр.>500°С)	кг/м3	977,1
Вязкость нефти: при  t=20°C	мм2/с	8,86
при t=50°C	мм2/с	3,52
Выход суммы базовых масел с ИВ³90 и температурой застывания £-15°С	% мас.	21,95

 

Расчёт для газов производился на основе Таблицы 2 [2], например для CH4:

Выход фракций приведем на примере 28-62оС:  суммарный выход фракции до 28оС – 0,82, суммарный выход фракции 28–61оС – 3,05, выход фракции 61–79оС – 2,28 методом интерполирования находим выход фракции до 62оС,

затем находим выход фракции 28-62оС     

 

Таблица 1.2 – Потенциальное содержание фракций в Елховской нефти

Номер компонента	Компоненты, фракции	Массовая доля компонента в смеси, xi
1	H2	0,00000
2	CH4	0,000225
3	C2H6	0,000375
4	C2H4	0,00000
5	H2S	0,000008
6	SC3	0,001749
7	SC4	0,005843
8	28-62°С	0,0236
9	62-85°С	0,0302
10	85-105°С	0,0310
11	105-140°С	0,0632
12	140-180°С	0,0757
13	180-210°С	0,0649
14	210-310°С	0,2061
15	310-360°С	0,0977
16	360-400°С	0,0812
17	400-450°С	0,0946
18	450-500°С	0,0842
19	>500°С	0,1394
	Итого:	1,00000

 

По физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов нефть подразделяют на классы, типы, группы, виды. Согласно «ГОСТ  31378-2009 Нефть. Общие технические условия» [3] Елховская нефть нефть будет иметь:

• В зависимости от массовой доли серы 0,38% масс.  –  класс 1 (малосернистая);
• По плотности при 20 °С  - 831,3/м3 – тип 1(лёгкая);
• По степени подготовки: воды – 0,37% масс., хлористых солей – 51мг/дм3– группа 1;
• По массовой доле сероводорода – 8 ppm , метил- и этилмеркаптанов –       18 ppm – вид 1.

Тогда  Елховскую нефть обозначают "1.1.1.1  ГОСТ  31378-2009 "

 Елховская нефть - нефть лёгкая по плотности, с высоким содержанием светлых фракций, малосернистая нефть (нужна гидроочистка фракций),  парафинистая (7,6% масс), В  связи  с этим     для получения топлив из этой нефти нужна депарафинизация  или  применение  различных  присадок, для понижения температуры застывания. 

На основании данных, представленных в таблицах 1.1 и 1.2 необходимо сделать вывод о целесообразности производства базовых масел, т.е. о получении узких масляных фракций на установке АВТ.

   Выход базовых масел ИВ ≥90 на нефть равен 21,95% масс. На мазут (остаток >3600С) равен 21,95*100/(100-62,1)=57,91%.

где:  100-62,1=37,9% масс. – выход мазута на нефть.

Таким образом производство базовых масел, т.е. получение узких масляных фракций на установке АВТ является экономически выгодным, т.к. их выход на мазут составил  более 20% масс на мазут. Выбираем топливно-масляный вариант переработки Елховской нефти.

 

2 Характеристика фракций нефти и их возможное применение

Характеристику Елховской нефти составляем по данным [2,табл.2-8].

2.1 Характеристика  газов

По данным табл. 2.1.1 [2] составим табл. 2.1.2  по каждому компоненту газа.

 

  Таблица 2.1.1 – Состав газов (до С4), растворенных в нефти

Фракция	Выход (на нефть), %	Содержание индивидуальных углеводородов, % масс.
		СН4	С2Н6	С3Н8	i-С4Н10	n-С4Н10	i-С5Н12	n-С5Н12
Елховская нефть
До С4	0,82	2,84	4,57	21,33	13,10	58,16	-	-

 

Таблица 2.1.2  – Состав и выход газов на  нефть

Компоненты	Выход на нефть, %масс.
Метан	0,82*0,0284=0,023288
Этан	0,82*0,0457=0,037474
Пропан	0,82*0,2133=0,174906
Бутан	0,82*0,1310=0,107420
Изобутан	0,82*0,5816=0,476912
Итого	0,82

 

Елховская  нефть в основном содержит тяжелые газы, т.е. пропан и бутаны. Смесь этих газов можно получать в жидком состоянии в емкости орошения стабилизационной колонны в виде рефлюкса.

Содержание сухого газа в рефлюксе: 0,060762*100/0,82=7,41%

Так как содержание сухого газа в рефлюксе выше нормы (более 5%) его  можно направить на газофракционирующую установку или использовать в качестве сырья для процесса пиролиза, алкилирования.

2.2 Характеристика  бензиновых фракций и их применение

По данным [2] составим табл. 2.2, характеризующую бензиновые фракции  Елховской  нефти.

В таблице 2.2 представлены характеристики бензиновых фракций. На установке АВТ в основном получают бензиновые фракции 70-120°С (при выработке реактивного топлива) или 85-180°С (если реактивное топливо не вырабатывают, либо вырабатывают периодически), которые направляют на риформинг для повышения их октанового числа.  По заданию не указано какие именно бензиновые фракции нужно получить. Самостоятельно выберу: 

 Фр. н.к.- 70, 70-140, 140-180.

Таблица 2.2  – Характеристика бензиновых фракций Елховской нефти

T отбора, °С	Выход   на нефть , %		Фракционный состав, °С				Содержание серы, %	ОЧ	Содержание углеводородов, %
			н.к.	10%	50%	90%			Аромати- ческих	Нафтеновых	Парафиновых
н.к.-70	3,6	0,6684	33	44	52	64	отс.	67	3	15	82
70-140	11,2	0,7268	73	82	106	132	0,01	47	8	37	55
140-180	7,57	0,7617	142	151	163	174	0,03	39	15	25	60