Разработка системы автоматизации электрообессоливающей установки

Производительность, млн. т/год	1	2	3	6
Топливо жидкое, кг	38,5	30,7	32,4	27,7
Электроэнергия, квт.ч	2,62	2,26	5,68	3,97
Вода, м3	21,7	15,5	8,51	4,47
Пар водяной(со стороны),млн. ккал	0,11	0,09	0,008	-
Эксплуатационные расходы,руб/год	1,0	0,79	0,63	0,44
Капитальные затраты, руб	1,76	1,30	1,24	1,05
Расход металла на аппаратуру, кг	1,86	1,64	1,26	0,58
Производительность труда на 1 раб.,тыс.т	33,6	66,7	75,0	66,7

 
 
 
^

Краткая характеристика технологического оборудования

 
 
 

Печи трубчатые  факельные

 
Теплопроизводительность печей:30.3, 38.52, 20.85, 29.66 млн.ккал/ч 
 
Предназначены для нагрева сырья до температуры испарения требуемых фракций при переходе нагретого сырья в ректификационную колонну 
^

Колонна предварительного испарения

 
Диаметр-5000мм; высота-32500мм; расчетное  давление-8кг/см; 
 
расчетная температура-240/360C; 24 тарелки клапанные,2-х поточные-10шт, 4-х ппоточные-14шт; 
 
материал FG36TxTCr13 
^

Вакуумная колонна

 
Высота-33600ммм; Dч-4500мм,Dс-9000; Dф-3000мм; 
 
Расчетное давление-40 мм. рт.ст; расчетная температура-400С; 
 
Материал- FG36T/12 

Атмосферная колонна

 
Длина-5000мм; высота-52500мм; расчетное  давление-6 мм.рт. ст; 
 
Расчетная температура-290-400С; 50 тарелок 2-х поточные клапанные; 
 
Материал- FG36TxCr13 
 
 
^ 2.4. Расчет электродегидратора 
 
 
В основе расчета элетродегидратора лежит выражение определяющее скорость движения капель в электрическом поле 
 
, где 
 
x - электрическая постоянная определяющая заряд движущейся капли; Е – градиент электрического поля, В/м; D_п – диэлектрическая проницаемость среды; n - кинематическая вязкость, м²/с. 
 
Для лучшего отстаивания нефти в эмульсию нефть-вода добавляют деэмульгатор, который способствует более быстрому укрупнению капель и, тем самым ускоряет процесс отстаивания. На УПН «Быстринскнефть» используется дипроксамин, как импортного, так и российского производства. Количество ПАВ рассчитывают по следующей формуле [8, с. 148] 
 
 , где 
 
Предельную концентрацию молекул ПАВ определяют на основе уравнения Лэнгмюра [8, с. 117] 
 
, где 
 
с₀ – начальная концентрация осаждаемого вещества (вода); a - постоянная Лэнгмюра. 
 
Величину Г находят по уравнению Гиббса [8, с. 86] 
 
, где 
 
R – удельная газовая постоянная, Дж/(кг×К); Т – температура; Ds/Dс – градиент изменения поверхностного натяжения на изменение концентрации реагента. Постоянная Лэнгмюра a, определяется по изотерме поверхностного натяжения (пример расчета изотермы даны в работе [8, с. 84]) или по формуле 
 
, где 
 
d - толщина поверхностного слоя, м; W – работа адсорбции, Дж/кг; R₀ – удельная газовая постоянная; Т – температура. 
 
Величину Г_m можно найти по формуле 
 
, где  
 
S_m – поперечное сечение частицы ПАВ, м². 
 
Коэффициент распределения вещества равен 
 
, где 
 
N₀ – мольная доля ПАВ; N_в – мольная доля воды. 
 
Следующие величины обозначают 
 
S_l – поперечное сечение капель эмульсии, м²; c_l – предельная концентрация эмульсии; V_непр – объем в котором идет непрерывный процесс деэмулгирования; V_дист – объем дисперсной среды. 
 
Процесс электрообезвоживания и обессоливания существует уже не один десяток лет, и все основные аппараты стандартизованы. Если еще учесть то, что в имеющейся литературе отсутствуют данные по расчету различных коэффициентов, необходимых для расчета электродегидратора. Условно принимаем элетродегидратор, как стандартизованный аппарат. 
 
В таб. 1 приведены характеристики дегидраторов горизонтального типа в основном используемы в Казахстане. 
 
^ Характеристики горизонтальных электродегидраторов.  
 
 
Таблица 1 

Показатель
Емкость, м3	80	100	160	190
Диаметр, м	3	3	3,4	3,4
Длина, м	11,6	14,2	17,6	21,0
Производительность, кг/ч	68500	91300	114100	350700

 
Для обоснования выбора именно горизонтального  электродегидратора приведена таб. 2. и таб. 3. Можно с уверенностью сказать, что горизонтальный дегидратор легче и дешевле стоит, а по производительности не отстает от своих  конкурентов. 
 
^ Сравнительные показатели работы ЭГ.  
 
 
Таблица 2 

Показатель	Вертикальный	Шаровой	Горизонтальный	Горизонтальный-цилиндрический
Сечение в месте установки электрода, м2	8,14	98	33,2	33,2
Площадь электродов, м2	6,6	31,2	29,8	19,6
Для сечения аппарата зона электродов, %	81,0	52,5	90,0	59,0
Время пребывания, с:
в межэлектродном пространстве	0,023	0,008	0,084	0,023
в аппарате	0,163	-	0,013	0,013
Скорость подачи нефти, м/ч	-	10-15	3-3,4	3-3,4

 
Показатели работы электродегидраторов различных  типов. Таблица 3 

^ Наименование величины	Вертикальный	Шаровой	Горизонтальный
Производительность, м3/ч	25	400	200
Объем, м3	30	600	160
Сечение, м2	7	86	60
Линейная скорость, м/ч	4,3	7	2,7
Размеры, м:
диаметр	3	10,5	3,4
длина (высота)	5	-	17,6
Рабочее давление, МПа	0,4	0,7	1,0
Масса аппарата, кг	-	1×105	0,37×105

 
 
Все основные параметры работы электродегидратора принимаются следующие [9]: 

•  
  производительность по жидкости 350 кг/час;
•  
  рабочее давление 0,8 МПа;
•  
  расход реагента-деэмульгатора (дипроксамин), 20-25 г/т;
•  
  оптимальную температуру нагрева нефти, 45-50°С;
•  
  ток внешней фазы электродегидратора 240А.

 
Основные размеры электродегидратора: 

•  
  длина области отстаивания 21000 мм;
•  
  общая длина аппарата 23720 мм;
•  
  внутренний диаметр 3400 мм;
•  
  толщина стенки 46 мм;
•  
  ввод сырья Æ300 мм;
•  
  вывод нефти Æ250´2;
•  
  вывод соленой воды Æ200´1;
•  
  удаление шлама Æ300´3;
•  
  откачка нефти Æ150´1;

2.  
   Заключение.

 
В заключение курсового проекта  можно сказать, что в процессе его создания были выполнены следующие  цели: 

•  
  изложены основные концепции появления и развития добычи подготовки нефти;
•  
  изложены основные понятия об автоматике в целом и автоматизации технологических процессов в нефтегазовой отрасли в частности;
•  
  изложены основные принципы разделения эмульсии нефть-вода;
•  
  приведена и описана основная аппаратура, используемая для обезвоживания нефти;
•  
  приведена технологическая схема электрообессоливающей установки Атырауского НПЗ;
•  
  изображен принцип расчета электродегидратора и приняты его основные размеры;

 
Все эти цели достигнуты с положительным  результатом. За время проделывания курсовой работы овладели новыми знаниями в области первичной подготовки нефти, и получили навыки при разработке схемы автоматизации технологических  процессов. 

2.  
   Список использованной литературы

 
 
 

1.  
   Левинтер М.Е., Ахметов С.А. Глубокая переработка нефти. М., 1992. 
2.  
   http://www.ngfr.ru/
3.  
   Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. "Химия и технология нефти и газа". Ленинград, "Химия", 1972.
4.  
   Скобло А.И., Трегубова И.А., Егоров Н.Н. "Процессы и аппараты, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности". Москва, Государственное научно-техническое изд., 1962.
5.  
   Нестеров И.И., Рябухин Г.Е. "Тайны нефтяной колыбели". Свердловск, Средне-Уральское книжное издательство, 1984.
6.  
   Судо М. М. "Нефть и горючие газы в современном мире". Москва, Недра, 1984. 
7.  
   Рабинович Г.П., Рябых П.М., Хохряков П.А., под ред. Судакова Е.Н. «Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки». Справочник. Москва, «Химия», 1979.
8.  
   Дриацкая З.В., Мхчиян М.А., Жмыхова Н.М. и другие «Нефти СССР. Том 4». Москва, «Химия», 1974.
9.  
   Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник». Санкт-Петербург, «Химия», 1994.
10.  
    Под ред. Е.Г. Дудникова. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для ВУЗов. - М.: Химия, 1987. 168 с., ил.
11.  
    Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП: - М.: Энергия,1982. -352 с, ил.
12.  
    Т.П.Сериков, Б.Б.Оразбаев, К.М.Джигитчеева. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане: - Москва, 1994.