Технологический расчет блока атмосферной перегонки нефти. Обоснование выбора и описание технологической схемы блока АТ

4. Технологический расчет блока атмосферной перегонки нефти

4. 1. Обоснование выбора и описание технологической схемы блока АТ

Существует три схемы атмосферной перегонки нефти, выбор которой зависит от пропускной способности установки и характеристики перерабатываемой нефти – содержания сернистых соединений и потенциального содержания фракций, выкипающих до 85 ^оС. Представим сказанное в виде таблицы [9].

Таблица 28

Влияние сернистых соединений на выбор схемы блока АТ

Как было показано выше, исследуемая Усть-балыкская нефть (Б_IV + Б_V, готерив-баррем) содержит 1,55 % (масс.) серы и 4,8 % (масс.) фракции НК – 85 ^оС, таким образом, ее следует перерабатывать по третьему варианту.

Рис. 2   Схема установки атмосферной перегонки нефти

На рис. 2 представлена технологическая схема блока АТ для переработки Усть-балыкской нефти. Обессоленная и обезвоженная нефть, поступающая с блока ЭЛОУ, прокачивается через ряд теплообменников Т-1,2, где нагревается за счет тепла отводимых с установки потоков дизельной фракции и мазута, и подается в питательную секцию колонны предварительного испарения К-1. С верха отбензинивающей колонны К-1 выходят пары бензина и воды вместе с растворенными в нефти газами и сероводородом, охлаждаются в конденсаторе-холодильнике КХ-1 и поступают в газоводоотделитель Г-1. Газ из газоводоотделителя направляется на установку ГФУ предельных газов, а бензин  НК-85 ^оС частично подается в колонну К-1 в качестве холодного орошения, остальное его количество выводится с установки в качестве сырья процесса вторичной перегонки бензина.

Отбензиненная нефть с низа колонны К-1 прокачивается по змеевику печи П-1 в основную ректификационную колонну К-2. Головным продуктом К-2 является тяжелый бензин 85-180 ^оС, пары которого, пройдя конденсатор-холодильник КХ-2, поступают в газосепаратор Г-2, а оттуда частично на орошение в колонну К-2, остальная часть – на установку вторичной перегонки бензина. Боковым погоном основной ректификационной колонны является дизельная фракция 180-350 ^оС, которая выводится через отпарную колонну (стриппинг-секцию) ОК-1 и далее подается на установку гидроочистки для получения компонента дизельного топлива.

С низа ректификационной колонны К-2 отбирается остаток атмосферной перегонки, выкипающий выше 350 ^оС (мазут), который, отдав тепло сырьевому потоку в рекуператоре Т-2, выводится с блока АТ на вакуумную перегонку.

4. 2. Выходы и характеристика продуктов атмосферной перегонки нефти

Как было показано ранее, продуктами установки АТ являются широкая бензиновая фракция НК-180 ^оС, дизельная фракция 180-350 ^оС и остаток атмосферной перегонки – мазут.

Молекулярная масса фракции может быть определена по формуле Воинова:

М = 60 + 0,3 × + 0,001 × ,

где  - средняя молекулярная температура кипения фракции

Рассчитаем молекулярные массы фракций:

1)  бензиновая фр. (НК-180 ^оС):

t_ср= ^оС, тогда

= 60 + 0,3 × 104 + 0,001 × 104² = 102,016  » 102

2)  дизельная фр. (180-350 ^оС):

t_ср= ^оС, тогда

= 60 + 0,3 × 265 + 0,001 × 265² = 209,725 » 210

3)  мазут (> 350 ^оС):

примем = 500

Выходы продуктов устанавливаются по кривой ИТК Усть-балыкской нефти (рис. 1), что было рассмотрено при расчете материальных балансов установок.

Таблица 29

Выходы и характеристика продуктов перегонки нефти

4. 3.   Материальный баланс установки АТ

Материальный баланс установки атмосферной перегонки Усть-балыкской нефти был рассчитан в начале проекта. Для удобства дальнейших расчетов приведем указанную таблицу ниже.

Таблица 30

Материальный баланс установки АТ

4. 4. Технологический расчет колонны предварительного испарения К-1

В колонне К-1 происходит отделение головного погона от нефти, поступающей на переработку, то есть с верха колонны выходит легкий бензин НК-85 ^оС вместе с растворенными в нефти углеводородными газами до С₄, выкипающими до НК = 28 ^оС. С учетом вышеизложенного составим материальный баланс колонны К-1 из расчета 340 рабочих дней в году.

Таблица 31

Материальный баланс колонны К-1 на исходную нефть

4. 4. 1. Построение кривых ИТК и ОИ нефти и нефтепродуктов

Кривые ИТК для нефти и нефтепродуктов строим на основе справочных данных о разгонке Усть-балыкской нефти (Б_IV + Б_V, готерив-баррем) на аппарате АРН-2. Кривые ОИ при атмосферном давлении строим по методу Обрядчикова-Смидович следующим образом.     

Определяем тангенс угла наклона кривой ИТК по формуле [11, стр. 40]:

b =, где  – температура отгона 70 % фракции по ИТК, ^оС.

– температура отгона 10 % фракции по ИТК, ^оС.

Затем по графику Обрядчикова и Смидович по данным b и  температуры 50 % отгона по ИТК  находят на оси ординат процент отгона по ИТК, соответствующий 100 и 0 % отгона по ОИ, то есть температурам начала и конца однократного испарения. Полученные значения определяют положение кривой ОИ при абсолютном давлении 760 мм рт. ст..

Кривые ИТК целевых фракций представлены на рис.  4, 5, 6.

В табл. 32 приведены характеристики кривых ИТК продуктов, используемые для построения кривых однократного испарения.

Таблица 32

Температуры начала и конца ОИ продуктов, рассчитанные по графику