Переработка девонской нефти

 

 

5.2 Материальный баланс  основной колонны  К-2

 

Фракция н.к.-140оС будет содержать 60% масс. фр. 105-140оС % масс. на нефть.

Так как известно, что при ректификации, из-за нечёткости разделения, в мазуте остаётся 5%(на мазут) дизельной фракции [4,9], то выход мазута на отбензиненную нефть будет:

,

где Xн— потенциальное содержание мазута в нефти, %масс.;

      Yн— выход отбензиненной нефти на нефть, масс. доли;

        a— содержание светлых в мазуте, масс. доли.

Следовательно выход дизельной фракции 230-360°С уменьшится с 19,0%(масс.) до 16,13% (масс.) на нефть.

На основании этих данных составляем материальный баланс К-2 и сводим результаты в таблицу 5.2.

 

Таблица 5.2 - Материальный баланс основной колонны К-2

 

Название	%масс. на нефть	%масс. на сырье	Расход
			т/г·10-6	кг/ч	кг/с
Приход
Нефть отбензиненная	92,26	100	2,768	329500	91,53
Расход
фр.н.к.-140°С	2,16	2,34	0,065	7714	2,14
фр.140-180°С	4,6	4,99	0,138	16429	4,56
фр.180-230°С	5,9	6,40	0,177	21071	5,85
фр.230-360°С	16,13	17,48	0,484	57607	16,01
Мазут (>360°С)	63,47	68,80	1,904	226679	62,97
Итого:	92,26	100	2,768	329500	91,53

 

5.3 Материальный баланс  стабилизационной колонны  К-3

 

В колонну К-3 поступает объединённая фракция газ + н.к.-140°С из ёмкости орошения К-1 и фр. н.к.-140оС из К-2 по таблицам 5.1 и 5.2:

Gгаз+н.к.-140°С+ Gн.к.-140°С =27643+7714=35357 кг/ч.

На основании этих данных составляем материальный баланс К-3 и сводим результаты в таблицу 5.3.

 

Таблица 5.3 - Материальный баланс стабилизационной колонны  К-3

 

Название	%масс. на нефть	%масс. на сырье	Расход
			т/г·10-6	кг/ч	кг/с
Приход
Газ + н.к.-140°С	7,74	78,18	0,232	27643	7,68
фр.н.к.-140°С	2,16	21,82	0,065	7714	2,14
Итого:	9,90	100	0,297	35357	9,82
Расход
Сухой газ	0,03	0,31	0,001	107	0,03
Рефлюкс	0,97	9,9	0,029	3464	0,96
н.к.-140°С	8,90	89,8	0,267	31786	8,83
Итого:	9,9	100	0,297	35357	9,82

 

 

5.4 Материальный баланс колонны четкой ректификации К-4

 

В колонну поступает стабильный бензин нк-140оС из стабилизационной колонны К-3.

Таблица 5.3 - Материальный баланс колонны четкой ректификации К-4

 

Название	%масс. на нефть	%масс. на сырье	Расход
			т/г·10-6	кг/ч	кг/с
Приход
Бензин нк-140°С	8,90	100	0,267	31786	8,83
Итого:	8,90	100	0,267	31786	8,83
Расход
Бензин нк-70°С	2,1	23,6	0,063	7500	2,08
Бензин 70-140°С	6,8	76,4	0,204	24286	6,75
Итого:	8,90	100	0,267	31786	8,83

 

5.5 Материальный баланс  вакуумной колонны К-7

 

Так как известно, что из-за нечёткости разделения в гудроне остаётся до 10%(на гудрон) масляной фракции [4,9], то выход гудрона на мазут будет:

где Xн— потенциальное содержание гудрона в нефти, %масс.;

      Yн— выход мазута на нефть, масс. доли;

       a— содержание светлых в гудроне, масс. доли.

Следовательно выход масляной фракции 450-550°С уменьшится с 14,3% до 10,55% на нефть. При вакуумной перегонке неизбежно образуются газы разложения — около 0,02% на мазут. Выход гудрона уменьшится:

Xм=59,17-0,02=59,15% масс. на мазут.

Выход вакуумного газойля 2,87% масс. на нефть (п. 5.2).

На основании этих данных составляем материальный баланс К-7 и сводим результаты в таблицу 5.4:

 

Таблица 5.4 - Материальный баланс вакуумной колонны  К-7

 

Название	% масс. на нефть	% масс. на сырье	Расход
			т/г·10-6	кг/ч	кг/с
Приход
Мазут (>360°С)	63,47	100	1,904	226679	62,97
Расход
Газы разложения	0,01	0,02	0,0004	45	0,013
Вакуумный газойль	2,87	4,52	0,0861	10250	2,847
фр.360-450°С	12,50	19,69	0,3750	44643	12,403
фр.450-550	10,55	16,62	0,3163	37670	10,465
Гудрон (>550°С)	37,54	59,15	1,1262	134071	37,242
Итого:	63,47	100,00	1,904	226679	62,97

 

 

5.6 Материальный баланс  установки АВТ-3

 

На основании материальных балансов отдельных колонн составляем материальный баланс установки в целом, представленный в таблице 5.5.

 

Таблица 5.5 - Материальный баланс установки АВТ-3

 

Название	% масс. на нефть	Расход
		т/год	кг/ч
Взято:
Нефть	100,00	3000000	357143
Получено:
Сухой газ	0,03	1000	107
Рефлюкс	0,97	29000	3464
Бензин нк-70°С	2,1	63000	7500
Бензин 70-140°С	6,8	204000	24286
Бензин 140-180оС	4,6	138000	16429
фр.180-360°С	22,03	661000	78678
Газы разложения	0,01	400	45
Вакуумный газойль	2,87	86100	10250
фр.360-450°С	12,50	375000	44643
фр.450-550	10,55	316300	37670
Гудрон (>550°С)	37,54	1126200	134071
Итого:	100	3000000	357143

 

 

 

6 Расчет доли отгона  сырья на входе в проектируемую колонну

 

Расчет был выполнен с применением ЭВМ по программе “Оil”.

Исходные данные для расчета взяты на основании потенциального содержания компонентов в нефти пп. 1, 2 и 5 и табл. 23 [4].

Таблица 6.1 - Состав смеси на входе в колону К-4.

Компонент (фракция)	Масс. доля компонента в нефти	Количество компонента в смеси, кг/ч	Массовая доля компонента в смеси, xi
28-62°С	0,018	6429	0,2022
62-85°С	0,016	5714	0,1798
85-105°С	0,019	6786	0,2135
105-140°С	0,036	12857	0,4045
Итого:	0,089	31786	1,0000

 

Доля отгона паров сырья на входе в колонну считается удовлетворительной, если выполняется требование:

е ≥ ∑ хi

где е – массовая доля отгона сырья;

хi - массовая доля i-фракции (кроме остатка), выводимой из данной колонны.

х62-70=(7500-6429)/31786=0,0357

∑хi=0,2022+0,0337=0,2359 масс. доли [табл. 5.4, 6.1].

Для проведения расчета необходимо задаться следующими данными:

температура на входе в колонну равна 140 °С;

давление на входе в колонну равно 350 кПа;  

Результаты расчета представлены в таблицах 6.2-6.5. Полученная доля отгона равна 0,53 , т.е. выполняется выше указанное требование.

Пpoгpaммa << OIL >>

 

Иcxoдныe дaнныe:

 

Pacxoд нeфти или фpaкции G= 31786 Kг/чac

Pacxoд вoдянoгo пapa Z= 0 Kг/чac

Плoтнocть ocтaткa P19= 975.2000122070312 Kг/M^3

Дaвлeниe пpи oднoкpaктнoм иcпapeнии P= 350 KПa

Teмпepaтуpa oднoкpaтнoгo иcпapeния T= 140 ^C

 

Peзультaты pacчeтa:

 

Maccoвaя дoля oтгoнa пapoв e1= .5313714146614075

Moльнaя дoля oтгoнa пapoв e= .5538401007652283

Moлeкуляpнaя мacca иcxoднoй cмecи Mi= 92.75214385986328

Moлeкуляpнaя мacca жидкoй фaзы Ml= 97.42301177978516

Moлeкуляpнaя мacca пapoвoй фaзы Mp= 88.98929595947266

 

Taблицa 6.2 - Cocтaв жидкoй фaзы
кoмпoнeнты	мoльн.дoли	мacc.дoли		Kмoль/чac		Kг/чac
28–62  62–85  85–105  105–140	0.1269065  0.1538792  0.2214296  0.4977849	0.0982886  0.1354418  0.2153627  0.5509069		19.4038  23.5279  33.8562  76.1105		1464.0900  2017.5182  3208.0059  8206.2148
CУMMA	1.0000	1.0000		152.8985		14895.8291
Taблицa 6.3 - Cocтaв пapoвoй фaзы
кoмпoнeнты	мoльн.дoли	мacc.дoли			Kмoль/чac		Kг/чac
28–62  62–85  85–105  105–140	0.3465537  0.2271902  0.1989686  0.2272860	0.2938418  0.2189205  0.2118572  0.2753804			65.7759  43.1207  37.7643  43.1389		4963.0391  3697.6047  3578.3049  4651.2227
CУMMA	1.0000	1.0000			189.7998		16890.1719