Разработка поточной схемы нефтеперерабатывающего завода. Обоснование выбора и описание поточной схемы завода

СОДЕРЖАНИЕ

	В в е д е н и е
1.	Разработка поточной схемы нефтеперерабатывающего завода:
	1.1.	Характеристика Шкаповской нефти.
	1.2.	Характеристика продуктов полученных при первичной перегонке нефти
	1. 3.	Обоснование выбора и описание поточной схемы завода
2.	Материальные балансы отдельных процессов и НПЗ в целом.
3.	Технологический расчет блока атмосферной перегонки нефти:
	3.1.	Обоснование выбора и описание технологической схемы блока АТ
	3.2.	Выходы и характеристика продуктов атмосферной перегонки нефти
	3.3.	Материальный баланс установки АТ
	3.4.	Технологический расчет колонны предварительного испарения К-1
		3.4.1.	Построение кривых ИТК и ОИ нефти и нефтепродуктов
		3.4.2.	Температурный режим колонны К-1
		3.4.3.	Тепловой баланс колонны К-1
		3.4.4.	Определение основных размеров колонны К-1
	3.5.	Технологический расчет атмосферной колонны К-2
		3.5.1.	Режим температур и давлений
		3.5.2.	Тепловой баланс колонны К-2
		3.5.3.	Определение основных размеров колонны К-2
	3.6.	Расчет теплообменников
		3.6.1.	Выбор потоков, отдающих тепло для нагрева сырья
		3.6.2.	Температурный режим теплообменников
		3.6.3.	Тепловой баланс теплообменников
		3.6.4.	Поверхность теплообмена и подбор типовых теплообменников
	3.7.	Расчет конденсаторов и холодильников.
		3.7.1.	Температурный режим
		3.7.2.	Тепловой баланс
		3.7.3.	Поверхность охлаждения и подбор типовых аппаратов
	3.8.	Расчет трубчатой печи
		3.8.1.	Расчет процесса горения
		3.8.2.	Температурный режим печи
		3.8.3.	Полезная тепловая нагрузка печи
		3.8.4.	К. п. д. печи и расход топлива
	3.9.	Подбор насоса
	Литература
	Приложение

ВВЕДЕНИЕ

В связи с переходом на интенсивные методы технологии и строительством; укрупненных и комбинированных установок все большую роль играет повышение качества расчетов процессов и аппаратов нефтепереработки, оптимизации действующих и проектируемых технологических схем.

Современные требования, предъявляемые к ассортименту и уровню качества нефтепродуктов, оказали решающее влияние на технический прогресс в области производства нефтепродуктов, на создание более совершенных технологических установок и производственных комплексов.

Особое место отводится вопросам тщательного обезвоживания и обессоливания нефтей как основному условию повышения технико-экономических показателей производства за счет увеличения межремонтных пробегов технологических установок, снижения возможности отравления катализаторов, улучшения качества остаточных продуктов и т. д.

Повышение эффективности использования нефти в процессе ее первичной и вторичной переработки прежде всего связано с углублением отбора нефтепродуктов от их потенциального содержания. Эта задача должна решаться преимущественно путем интенсификации и реконструкции действующих установок первичной и вторичной переработки нефти. Основой реконструкции являются прежде всего надежные проверочные  расчеты, позволяющие уточнить оптимальные параметры по производительности имеющихся аппаратов и оборудования.

На современных нефтеперерабатывающих заводах можно высокоэффективно перерабатывать нефтяное сырье различного состава и получать широкую гамму продуктов заданного качества. Следует помнить, что увеличение мощностей нефтеперерабатывающих заводов требует повышения эффективности мер по охране природы. Успешное решение экологических проблем в значительной степени зависит от рационального проектирования и совершенствования таких технологических процессов, как системы факельного хозяйства, каталитического обезвреживания газовых выбросов и очистки производственных сточных вод.

Таким образом, проектирование варианта переработки определенной нефти, расчет материальных балансов отдельных установок и нефтеперерабатывающего завода в целом позволяют оценить целесообразность применения данного сырья для получения целевых продуктов, а также рассчитать экономическую эффективность производства.

1. Разработка поточной схемы нефтеперерабатывающего завода.

1.1. Характеристика Шкаповской нефти.

Шкаповскую нефть добывают в Башкирии, в ее западных районах.

Шкаповская нефть характеризуется следующими основными свойствами.

Таблица 1

Характеристика Шкаповской нефти

Парафин		Содержание					Коксуемость, %	Плотность ρ420	Содержание нафтеновых кислот, %	Выход фракций, % мас.
содержание, %	темп. плавления, оС	серы	азота	смол сернокислотных	смол селикагеливых	асфальтенов				до 200оС	до 350оС
4,10	55	1,60	0,12	24	10,8	3,30	5,10	0,8624	-	25,7	52,3

Шифр нефти согласно технологической классификации (ГОСТ 912 – 66):

·  высокосернистая – класс IIІ (т.к. во фракции 240-350ºС дизельного топлива содержится серы более 1,0% - соответствующая норма на дистиллят дизельного топлива для сернистой нефти);

·  легкая – тип Т₁ (содержание светлых 52,3%, норма не менее 45%);

·  группа М₄;

·  подгруппа И₁;

·  парафинистая – вид  П₂ (норма 1,51-6,0%).

Из этих данных видно, что для получения «экологически чистых» топлив необходимо применять гидрогенизационные процессы.

             1.2. Характеристика продуктов полученных при первичной перегонке нефти.

Таблица 2

Характеристика керосиновой фракции 120 – 240^оС

ρ420	Фракционный состав, оС					ν20, сСт	ν-40, сСт	Температура, оС		Теплота сгорания, ккал/кг (кДж/кг)	Высота некоптящего пламени, мм	Содержание ароиатики, %мас.	Содержание серы, % мас.		Кислотность, мг КОН/100 мл	Иодное число мг I2/100 u
	нк	10%	50%	90%	98%			начала кристаллизации	вспышки в закрытом тигле				общей	меркаптановой
0,7790	134	148	172	209	216	1,25	4,57	-60	31	43327	29	16,8	0,13	0,0012	0,51	0,47

Таблица 3

Характеристика топлива ТС – 1 (первый сорт) (ГОСТ 10227 – 86)

ρ420, н/м	Фракционный состав, оС, не выше					Вязкость, сСт		Теплота сгорания, кДж/кг, н/м	Высота некоптящего пламени, мм, н/м	Кислотность, мг КОН/100 мл, н/б	Температура, оС		Иодное число, мг I2/100г, н/б	Содержание серы, % мас., н/б
	нк	10%	50%	90%	98%	20оС, н/м	-40оС н/б				вспышки в закрытом тигле, н/м	начала кристаллизации, н/в		общей	меркаптановой
0,7750	150	165	195	230	250	1,25	8	43120	25	0,7	28	-60	2,5	0,25	0,005

Таблица 4

Характеристика фракций компонента дизельного топлива

Показатели
Пределы выкипания фракции, ºС	240-350	180-350
Цетановое число	56	51
Дизельный индекс	50,8	-
Фракционный состав, оС
10%	267	221
50%	286	264
90%	325	317
96%	336	327
Плотность при 20оС	0,8556	0,8390
Вязкость, сСт
20оС	6,95	4,14
50оС	3,22	2,21
Температура, оС
- застывания	-12	-22
- вспышки	122	79
Содержание серы, % мас.
- общей	1,36	0,99
- меркаптановой	0,0025	0,0016
Кислотность, мг КОН/100 мл топлива	6,10	2,40

Таблица 5

Характеристика дизельных топлив марки Л и З для умеренной климатической зоны

Показатели	Л	З
Цетановое число, не менее	45	45
Фракционный состав, оС, не выше
50%	280	280
90% (конец перегонки)	360	340
Кинематическая вязкость при 20оС, сСт,	3,0 – 6,0	1,8-5,0
Температура застывания, оС, не выше	- 10	-35
Температура помутнения, оС, не выше	- 5	-25
Температура вспышки в закрытом тигле, оС, не ниже	40	35
Содержание серы, % мас., не более	0,2	0,2
Содержание меркаптановой серы, % мас. не более	0,01	0,01
Кислотность, мг КОН/100 мл топлива, не более	5	5
Иодное число, гI2/100 мл топлива, не более	6	6
Плотность при 20оС, кг/м3, не более	860	840

Как видно из приведенных данных фракция 120 – 240^оС, полностью соответствует показателям качества на реактивное топливо ТС – 1 (первый сорт).

Установки АТ-1 и АТ-3, работают в двух разных режимах. АТ-1 работает на выпуск реактивного топлива ТС-1 (первый сорт) (фр. 120-240ºС) и компонента летнего дизельного топлива (фр. 240-350ºС), а АТ-3 – на выпуск компонента зимнего дизельного топлива (фр.180-350ºС).

Как видно из приведенных в таблицах данных фракции дизельного топлива не соответствуют требованиям ГОСТ на летнее и зимнее дизельное топливо для умеренной климатической зоны по следующим характеристикам:

- содержание серы – необходимо отправлять обе фракции на установку гидроочистки дизельных топлив;

- фр.180-350ºС по температуре застывания – с этим можно бороться двумя