Стабилизация нефтей и нефтепродуктов: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию, страница 2

Стабилизация катализатов установок каталитического риформинга или изомеризатов установок изомеризации предназначена для получения высокооктановых компонентов товарных бензинов с заданным давлением насыщенных паров.

Стабилизацию прямогонных бензинов и катализатов риформинга осуществляют по следующим двум вариантам:

Первый вариант - стабилизация бензиновой фракции в одной ректификационной колонне с отбором рефлюкса (сжиженной пропан-бутановой фракции) заданного качества и стабильного бензина с необходимым давлением насыщенных паров (см. рис. 1.2). Достоинством этого варианта является простота и компактность установки, а недостатком - небольшое количество отбираемого ректификата (»15 %). При этом необходимая четкость ректификации может быть достигнута только при высокой кратности орошения (не ниже пяти) и большом числе ректификационных тарелок (50-60 и выше). При этом колонна должна быть переменного сечения, так как в противном случае не представляется возможным создать необходимые условия работы укрепляющей и отгонной частей колонны: большое количество жидкой фазы в отгонной части ведет к перегрузке колонны жидкостью, а малое количество паров в укрепляющей части приводит к низким скоростям их движения - в несколько раз ниже допустимых. При этом доля трудно конденсируемых газов - метана и этана в составе паров ректификата может быть значительной, что отрицательно влияет на эффективность ректификации.

Второй вариант - двухступенчатая стабилизация бензинов с применением фракционирующего абсорбера на первой ступени и стабилизационной колонны на второй ступени (см. рис. 1.3). Основным достоинством данной технологической схемы является удаление во фракционирующем абсорбере из бензиновой фракции трудно конденсируемых метана и этана, что значительно облегчает работу стабилизационной (второй) колонны. Стабилизационная колонна, как и в первом варианте, должна быть переменного сечения.

Если при стабилизации бензинов используют ректификационные колонны с числом тарелок 40-50, то предпочтение следует отдать применению двухступенчатой схемы.

В случае двухступенчатой стабилизации бензинов расчет следует начать с фракционирующего абсорбера, методика расчета которого изложена в методических указаниях [3].

1.3. Особенности расчета колонн, работающих

при повышенном давлении

Поскольку колонны стабилизации эксплуатируют под давлением 0,8-1,8 МПа, необходимо вводить поправки при расчете объема паров и энтальпий нефтепродуктов [4].

При расчете объемов паров, которые нужны при определении диаметра колонны, необходимо учитывать коэффициент сжимаемости. Коэффициент сжимаемости находят по рис. 1.4, для чего предварительно рассчитывают приведенные давление и температуру из соотношений

;

,

где  Р_пр. – приведенное давление;

Р    – давление в колонне, МПа;

Р_кр. – критическое давление, МПа;

Т_пр. – приведенная температура;

Т     – температура в колонне, К;

Т_кр. – критическая температура, К.

Критические температуры для жидких нефтепродуктов находят по рис. 1.5, для чего необходимо знать плотность () и среднюю температуру кипения. Для углеводородных газов можно воспользоваться рис. 1.6, для чего необходимо знание их молярных масс.

После этого рассчитывают критическое давление по формуле

,

где  А – коэффициент, который зависит от химического состава фракции и для светлых нефтепродуктов прямой гонки равен 6,3-6,4;

М – молярная масса нефтепродукта.

Критические температуры и давления нефтяных фракций могут быть определены по формулам

Т_кр. = t_кр. + 273;

t_кр. = 1,05 × t_ср. + 160;

,

где  t_ср. – средняя объемная температура кипения фракции, ^оС;

К  – постоянная.

Постоянная К = 5,0-5,3 для парафиновых углеводородов, К=6 для нефтеновых и К=6,5-7,0 для ароматических углеводородов. Для нефтепродуктов постоянная К может быть равной 5,5.