Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Мая 2013 в 11:15, курсовая работа
Целью данного курсового проекта является проектирование маслоблока нефтеперерабатывающего завода мощностью 500 тыс. тонн базовых масел в год с индексом вязкости не менее 95 и температурой застывания не выше -20°С, также в поточной схеме маслоблока необходимо предусмотреть установку очистки селективными растворителями.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НЕФТИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ 7
2 ГРУППОВОЙ СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАСЛЯНЫХ ПОГОНОВ И БАЗОВЫХ МАСЕЛ 9
2.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ВАКУУМНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ И ОСТАТКА 9
2.2 ХАРАКТЕРИСТИКА БАЗОВЫХ МАСЕЛ 11
3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПОТОЧНОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА БАЗОВЫХ МАСЕЛ 12
4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ. ВЫБОР РАСТВОРИТЕЛЯ 16
5 ОПИСАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССА 19
5.1 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ N-МЕТИЛПИРРОЛИДОНОМ 19
5.2 ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ВЫХОД И КАЧЕСТВО ПРОДУКТОВ ЭКСТРАКЦИИ МАСЛЯНОГО СЫРЬЯ РАСТВОРИТЕЛЯМИ 21
5.2.1 Влияние физико-химических свойств растворителя 21
5.2.2 Влияние температуры 21
5.2.3 Влияние кратности растворителя к сырью 22
5.2.4 Влияние качества сырья 23
6 РАСЧЁТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА УСТАНОВКИ И МАСЛОБЛОКА В ЦЕЛОМ 25
6.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ВТ 25
6.2 МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ УСТАНОВОК СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ №1 И №2 26
6.3 МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ УСТАНОВОК ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ МАСЕЛ №1 И №2 27
6.4 МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ ГИДРОДООЧИСТКИ МАСЕЛ 28
6.5 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ ПАРАФИНОВ 29
6.6 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ ГУДРОНА 29
6.7 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС БИТУМНОЙ УСТАНОВКИ 30
6.8 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГИДРОКРЕКИНГА 30
6.9 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ (MSDW) 31
6.10 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА 31
6.11 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА СУЛЬФОНАТНОЙ ПРИСАДКИ С-150 32
6.12 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОГО АНГИДРИДА И СЕРНОЙ КИСЛОТЫ 32
6.13 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС МАСЛОБЛОКА В ЦЕЛОМ 33
7 РАСЧЁТ ЭКСТРАКЦИОННОЙ КОЛОННЫ 35
7.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС РДК 35
7.2 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС РДК 35
7.3 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ РДК И ЕГО ВНУТРЕННИХ ЭЛЕМЕНТОВ 38
7.3.1 Расчёт диаметра РДК 38
7.3.2 Расчёт высоты РДК 38
7.3.4 Определение геометрических размеров внутренних элементов РДК 40
8 РАСЧЕТ КОЛОНН РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 42
8.1 РАСЧЁТ ИСПАРИТЕЛЬНОЙ КОЛОННЫ БЛОКА РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 42
8.1.1 Температурный режим колонны К-3 42
8.1.2 Материальный и тепловой балансы колонны К-3 42
8.1.3 Расчёт основных геометрических размеров колонны К-3 44
8.2 РАСЧЁТ ОТПАРНОЙ КОЛОННЫ БЛОКА РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 46
8.2.1 Температурный режим колонны К-4 46
8.2.2 Материальный баланс колонны К-4 47
8.2.3 Тепловой баланс колонны К-4 48
8.2.4 Расчёт основных геометрических размеров колонны К-4 49
9 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ПЕЧИ ДЛЯ ПОДОГРЕВА РАФИНАТНОГО РАСТВОРА 51
10 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА УСТАНОВКЕ 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
Депарафинированное масло №1 и
часть депарафинированного
Материальные балансы
Таблица 6.6 – Материальный баланс гидродоочистки депарафинированного масла №1
Статьи |
% масс. на нефть |
% масс. на сырьё |
Количество, кг/ч |
ПРИХОД: | |||
депарафинированное масло №1 |
4,798 |
100,000 |
13873,0 |
водород |
0,015 |
0,300 |
41,6 |
Итого: |
4,813 |
100,300 |
13914,6 |
РАСХОД: | |||
сероводород |
0,015 |
0,300 |
41,6 |
углеводородные газы |
0,024 |
0,500 |
69,4 |
отгон |
0,048 |
1,000 |
138,7 |
базовое масло №1 |
4,726 |
98,500 |
13664,9 |
Итого: |
4,813 |
100,300 |
13914,6 |
Таблица 6.7 – Материальный баланс гидродоочистки депарафинированного масла №2
Статьи |
% масс. на нефть |
% масс. на сырьё |
Количество, кг/ч |
ПРИХОД: | |||
депарафинированное масло №2 |
2,725 |
100,000 |
7544,8 |
водород |
0,008 |
0,300 |
22,6 |
Итого: |
2,733 |
100,300 |
7567,4 |
РАСХОД: | |||
сероводород |
0,011 |
0,400 |
30,2 |
углеводородные газы |
0,016 |
0,600 |
45,3 |
отгон |
0,036 |
1,300 |
98,1 |
базовое масло №2 |
2,670 |
98,000 |
7393,8 |
Итого: |
2,733 |
100,300 |
7567,4 |
Гачи с содержанием масла 2% масс., являющиеся побочными продуктами установок депарафинизации Dilchill, смешиваются и направляются на установку гидроочистки. Материальный баланс этой установки, составленный при помощи литературных данных [15, 21], представлен в таблице 6.8.
Таблица 6.8 – Материальный баланс установки гидроочистки парафинов
Статьи |
% масс. на нефть |
% масс. на сырьё |
Количество, кг/ч |
ПРИХОД: | |||
гач №1 |
0,572 |
57,247 |
1654,1 |
гач №2 |
0,427 |
42,753 |
1236,2 |
водород |
0,003 |
0,300 |
8,6 |
Итого: |
1,002 |
100,300 |
2898,9 |
РАСХОД: | |||
углеводородные газы, в т.ч. сероводород |
0,008 |
0,800 |
23,1 |
отгон |
0,010 |
1,000 |
28,9 |
парафин марки Т2 |
0,984 |
98,500 |
2846,9 |
Итого: |
1,002 |
100,300 |
2898,9 |
На установку пропан-бутановой
деасфальтизации поступает
Итак, сырьё установки
0,92 · 86335,95 =79429,1 кг/ч нефтяного остатка (выше 500ºС);
0,08 · 86335,95 = 6906,85 кг/ч фракции 420 – 500ºС
Коксуемость остатка выше 500ºС составляет 15,35% масс [8]. По литературным данным [26] принимаем при пропан-бутановой деасфальтизации выход деасфальтизата из остатка равным 58% масс. Тогда количество деасфальтизата составляет:
Учитывая, что 6906,85 кг/ч фракции 420 – 500ºС войдут в состав деасфальтизата, можно определить общее количество деасфальтизата:
6906,85 +
Материальный баланс установки
деасфальтизации гудрона предст
Таблица 6.9 – Материальный баланс установки деасфальтизации гудрона
Статьи |
% масс. на нефть |
% масс. на сырьё |
Количество, кг/ч |
ПРИХОД: | |||
гудрон (выше 500°С) |
29,861 |
100,000 |
86335,95 |
Итого: |
29,861 |
100,000 |
86335,95 |
РАСХОД: | |||
деасфальтизат |
18,323 |
61,360 |
52975,75 |
асфальт |
11,538 |
38,640 |
33360,2 |
Итого: |
29,861 |
100,000 |
86335,95 |
На битумную установку поступает гудрон в количестве 28778,65 кг/ч и асфальт с установки деасфальтизации гудрона в количестве 33360,2кг/ч. Материальный баланс установки, рассчитанный на основе литературных данных [14, 27], представлен в таблице 6.10.
Таблица 6.10 – Материальный баланс битумной установки
Статьи |
% масс. на нефть |
% масс. на сырьё |
Количество, кг/ч |
ПРИХОД: | |||
гудрон (выше 500°С) |
9,953 |
46,313 |
28778,65 |
асфальт |
11,538 |
53,687 |
33360,2 |
кислород воздуха |
0,582 |
2,709 |
1683,3 |
Итого: |
22,073 |
102,709 |
63822,15 |
РАСХОД: | |||
битум |
20,846 |
97,000 |
60274,6 |
газы разложения |
1,098 |
5,109 |
3174,75 |
«чёрный соляр» |
0,129 |
0,600 |
372,8 |
Итого: |
22,073 |
102,709 |
63822,15 |
На установку гидрокрекинга поступает деасфальтизат, полученный из гудрона западно-сургутской нефти, содержащий 1,9% масс. серы [26], 10494,6 кг/ч экстракта СО №1 (1,85% масс. серы) и 10982,7 кг/ч экстракта СО №2 (3,23% масс. серы). Содержание серы в экстрактах определено при помощи данных, представленных в таблице 2.1. Производительность установки масляного гидрокрекинга по сырью составляет:
52975,75+ 10494,6 + 10982,7 = 74453,05 кг/ч
Таким образом, содержание серы в сырье установки масляного гидрокрекинга составляет:
Содержание серы в гидрогенизате – основном продукте гидрокрекинга – составляет 0,1% масс. Тогда количество образующегося в процессе сероводорода:
Выходы других продуктов процесса гидрокрекинга взяты из литературного источника [10]. Материальный баланс установки представлен в таблице 6.11.
Таблица 6.11 – Материальный баланс установки гидрокрекинга
Статьи |
% масс. на нефть |
% масс. на сырьё |
Количество, кг/ч |
ПРИХОД: | |||
деасфальтизат |
18,323 |
71,153 |
52975,75 |
экстракт СО №1 |
3,630 |
14,095 |
10494,6 |
экстракт СО №2 |
3,799 |
14,752 |
10982,7 |
водород |
0,514 |
2,000 |
1489,05 |
Итого: |
26,266 |
102,000 |
75942,1 |
РАСХОД: | |||
сероводород |
0,541 |
2,100 |
1563,5 |
углеводородные газы |
0,464 |
1,800 |
1340,1 |
бензин (н.к.–180°С) |
4,249 |
16,500 |
12284,7 |
газойль (180 – 360°С) |
5,536 |
21,500 |
16007,4 |
масляный гидрогенизат |
15,476 |
60,100 |
44746,4 |
Итого: |
26,266 |
102,000 |
75942,1 |
На установку каталитической депарафинизации по технологии MSDW поступает масляный гидрогенизат, получаемый на установке гидрокрекинга. Начальное содержание серы в нём составляет 0,1% масс.; конечное содержание серы – 0,01% масс.
Тогда количество образующегося в процессе сероводорода:
Выходы других продуктов процесса MSDW взяты из литературного источника [23]. Материальный баланс установки представлен в таблице 6.12.
Таблица 6.12 – Материальный баланс установки каталитической депарафинизации (MSDW)
Статьи |
% масс. на нефть |
% масс. на сырьё |
Количество, кг/ч |
ПРИХОД: | |||
масляный гидрогенизат |
15,476 |
100,000 |
44746,4 |
водород |
0,309 |
2,000 |
894,9 |
Итого: |
15,785 |
102,000 |
45641,3 |
РАСХОД: | |||
сероводород |
0,015 |
0,100 |
44,7 |
углеводородные газы |
0,248 |
1,600 |
715,9 |
бензин (н.к.–180°С) |
0,541 |
3,500 |
1566,1 |
дизельное топливо (180 – 360°С) |
0,387 |
2,500 |
1118,6 |
базовое масло №3 |
4,720 |
30,500 |
13647,6 |
базовое масло №4 |
6,206 |
40,100 |
17943,3 |
базовое масло №5 |
3,668 |
23,700 |
10605,1 |
Итого: |
15,785 |
102,000 |
45641,3 |
В проектируемом маслоблоке процессы гидроочистки парафинов, гидродоочистки масел, гидрокрекинга и каталитической депарафинизации протекают в среде водородсодержащего газа. Суммарное количество водорода, необходимое для проведения всех указанных процессов, составляет 2383,95 кг/ч.