Маслоблок нефтеперерабатывающего завода мощностью 400 тыс. т/год базовых масел из самотлорской нефти

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Полоцкий государственный университет

Кафедра ХТТ и УМ

Курсовой проект

Маслоблок нефтеперерабатывающего завода мощностью 400 тыс. т/год базовых масел из самотлорской нефти

Выполнил: студент гр. 99-ХТ-1

Садников М. С.

Проверил: к.т.н., доцент

Покровская С.В.

Новополоцк 2003

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития нефтеперерабатывающей промышленности смазочным маслам отводится отнюдь не самое последнее место. Это связано с тем, что масла играют важную роль в реализации ресурсосбережения и экологических программ. Благодаря своему большому значению для развития транспорта и промышленности, производство смазочных масел превратилось в объект большого бизнеса, к которому привлечено внимание крупных транснациональных компаний (ExxonMobil, Shell, British Petroleum и другие). Масляное производство, как ни одно другое в нефтепереработке находится в постоянной динамике, требующей огромных инвестиций.

В мире наблюдается тенденция постоянного улучшения качества масел. Несомненный прогресс в этой области специалисты связывают с широкомасштабным применением присадок, а также синтетических масел и масел растительного происхождения.

В настоящее время существует две схемы получения моторных масел: традиционная и схема с применением гидрогенизационных процессов.

Сокращение объёма добычи и снижение качества нефтей, пригодных для производства масел, затрудняют получение базовых масел оптимального состава традиционными методами.

Для получения масел, отвечающих современным требованиям, используются гидрокаталитические процессы. Один из таких процессов — гидрокрекинг вакуумных дистиллятов. Однако масла гидрокрекинга имеют невысокую стабильность. Поэтому для получения высококачественных масел все чаще используются комбинированные схемы их производства [1].

Условия эксплуатации и особенности конструирования техники предполагают формирование определённых требований к качеству масел, наиболее массовыми из которых являются моторные и трансмиссионные.

Среди требований к этим маслам: обеспечение запуска двигателя в широком диапазоне температур окружающего воздуха; энергосберегающая способность, обуславливающая экономный расход топлива; сохранение эксплуатационных свойств в условиях длительного хранения; сочетание рабочих и консервационных свойств; экологическая безопасность; возможность унификации их ассортимента.

Требуемый уровень качества товарной продукции достигается при использовании базового масла определённого химического состава и сбалансированной композиции присадок необходимого функционального действия. Химический состав основы зависит от природы сырья и технологических параметров процессов его переработки с учётом их возможной модернизации без снижения отбора целевого продукта. Высокая конкурентоспособность масел невозможна без улучшения качества масляных дистиллятов, выделяемых на установках АВТ: сужения фракционного состава и улучшения цветовых характеристик.

По ряду причин освоение промышленного производства высококачественных моторных и трансмиссионных масел, не уступающих по эксплуатационным свойствам зарубежным аналогам, сдерживается. Прежде всего это связано с отсутствием отечественного производства высокоэффективных функциональных присадок.

Другим сдерживающим фактором является отсутствие в достаточном количестве для современных и перспективных масел основ: синтетических — поли--олефинов.

В настоящее время все ведущие фирмы специализируются в основном на создании и производстве универсальных (т. е. пригодных для дизельных и карбюраторных двигателей) всесезонных загущённых моторных масел несмотря их относительную дороговизну. Эти масла, работающие в наиболее широком интервале температур и содержащие сложные строго сбалансированные многокомпонентные композиции присадок различного функционального назначения и химической природы, можно считать полноправными элементами конструкции двигателей.

Темой настоящего курсового проекта является получения базовых масел с применением процесса гидрокрекинга в сочетании с традиционной технологией. В схеме будет предусмотрено получение синтетических масел, пластичных смазок и битума.

1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НЕФТИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БАЗОВЫХ МАСЕЛ

Количество нефтей, из которых можно получать высококачественные масла постоянно снижается. Современный уровень развития технологий переработки нефти позволяет получать масла требуемого качества из любой нефти, независимо от её качества.

В данном курсовом проекте, ориентируясь на вышеизложенные тенденции и в соответствии с заданием, была выбрана самотлорская нефть Западной Сибири.

Самотлорская нефть, как и большинство нефтей Западной Сибири, является хорошим сырьем для получения дистиллятных и остаточных базовых масел. При переработке самотлорской нефти можно получить высокоиндексные масла с достаточно большим выходом. Показатели качества самотлорской нефти приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 — Показатели качества самотлорской нефти

Показатели

Единицы измерения

Значение показателя

Плотность нефти при 20С

кг/м3

846,6

Содержание в нефти:

парафина

% мас.

2,4

серы

% мас.

0,92

фракции до 200С

% мас.

30,0

фракции до 350С

% мас.

60,2

асфальтенов

% мас.

1,67

смол сернокислотных

% мас.

16,0

смол силикагелевых

% мас.

10,2

Вязкость нефти при 50С

мм2/с

3,75

Плотность гудрона при 20С (фр. >540C)

кг/м3

995,2

Потенциальное содержание базовых масел

% мас.

17,9

Индекс вязкости базовых масел

-

85

Согласно ОСТ 38. 1 197−80 нефти присваивается шифр 2.1.3.3.2.

Недостатком самотлорской нефти является не очень высокий индекс вязкости. Следовательно, для получения базовых масел с индексом вязкости выше 95 необходимо использовать гидрогенизационные процессы.

2. ГРУПОВОЙ СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАСЛЯНЫХ ПОГОНОВ

Показатели качества масляных фракций составлены на основании справочных данных [2]. Характеристика дистиллятных и остаточных базовых масел самотлорской нефти представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Характеристика дистиллятных и остаточных базовых масел

Пределы кипения, С

Выход на, % мас.

Вязкость, мм2/с

ИВ

Т заст, С

50 С

100 С

фр.

нефть

Фракция 360−420

Фракция 360−420 после деп.

N-П УВ

N-П и I гр. Аr УВ

N-П, I и часть II гр. Аr УВ

N-П, I и II гр. Аr УВ

N-П, I, II и III гр. Аr УВ

N-П, I, II, III, IV гр. Аr УВ

I гр. Аr УВ

II гр. Аr УВ

III гр. Аr УВ

IV гр. Аr УВ

Смолистые вещества

100. 0

91. 0

42. 6

60. 7

66. 3

68. 0

83. 7

89. 0

18,1

7,3

15,7

5,3

2,0

9,6

8,76

4,08

5,82

6,36

6,54

8,04

8,58

1,74

0,72

1,5

0,54

0,18

0,9035

0,9122

0,8539

0,8680

0,8740

0,8760

0,8950

0,9040

0,9176

0,9647

1,0118

-

-

20,51

21,12

12,31

13,78

14,38

14,45

16,78

19,30

21,06

38,25

60,79

-

-

4,75

4,87

3,70

3,90

3,98

4,00

4,30

4,64

4,91

6,71

7,50

-

-

-

52

103

88

85

84

65

57

-

-

-

-

-

21

-27

-20

-22

-22

-22

-24

-26

-32

-

-

-

-

Фракция 420−540

Фракция 450−540 после деп.

N-П УВ

N-П, I гр. Аr УВ

N-П, I и часть II гр. Аr УВ

N-П, I и II гр. Аr УВ

N-П, I, II и III гр. Аr УВ

I гр. Аr УВ

II гр. Аr УВ

III гр. Аr УВ

Часть IV гр. Аr УВ

100,0

94,0

30,0

49,6

52,6

58,6

78,2

19,6

9,0

19,6

5,3

18,24

17,04

5,52

9,12

9,6

10,8

14,4

3,6

1,68

3,6

0,96

0,9280

0,9420

0,8723

0,8905

0,8935

0,9015

0,9250

0,9264

0,9621

1,0140

-

70,01

97,00

42,20

47,45

48,50

52,41

74,93

63,94

159,6

407,7

-

10,25

12,56

8,66

8,90

9,00

9,18

11,00

10,18

16,21

22,92

-

-

38

102

87

85

76

54

-

-

-

-

36

-22

-18

-21

-21

-21

-22

-22

-

-

-

Остаток > 540

N-П УВ после деп.

N-П, I гр. Аr УВ после деп.

N-П, I и часть II гр. Аr УВ

N-П, I и II гр. Аr УВ

I гр. Аr УВ

II гр. Аr УВ

III гр. Аr УВ

IV гр. Аr УВ

смол. вещества

Асфальтены

100,0

5,9

18,3

20,4

29,2

12,4

10,9

13,7

15,2

21,8

17,1

9,72

0,6

1,8

1,98

2,88

1,2

1,08

1,38

1,37

2,13

1,67

0,9952

0,8800

0,9074

0,9120

0,9290

0,9138

0,9682

-

-

-

-

-

148,7

234,1

255,8

410,6

280,6

-

-

-

-

-

-

22,70

27,74

29,0

38,25

32,14

68,10

-

-

-

-

-

106

88

78

-

-

-

-

-

-

-

37

-10

-14

-11

-17

-

-

-

-

-

-

Потенциальное содержание дистиллятных и остаточных базовых масел самотлорской нефти представлено в таблице 2.2. Выход гача из фракций самотлорской нефти представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.2 — Потенциальное содержание дистиллятных и остаточных базовых масел.

Фракция °С

Выход на нефть,% масс.

ИВ

Т заст, С

Вязкость при 50С, мм2/с

Вязкость при 100С, мм2/с

Содержание базового масла, % масс.

на дистил. фр. или остаток

на нефть

360−420

9,60

85

-22

0,8740

14,32

3,98

66,3

6,36

420−540

18,24

85

-21

0,8935

48,50

9,00

52,6

9,60

> 540

9,72

85

-14

0,9120

255,8

29,00

20,4

1,98

Таблица 2.3 — Выход гача

Фракция, °С

Выход гача, % мас.

Температура плавления гача, °С

на фракцию

на нефть

360−420

9,0

0,86

49

420−540

6,0

0,97

60

> 540

3,0

0,28

-

Из таблицы видно, что для получения высококачественных товарных масел необходимо повысить индекс вязкости базовых масел.

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПОТОЧНОЙ СХЕМЫ МАСЛОБЛОКА

На маслоблок поступает мазут самотлорской нефти. Головной установкой любого маслоблока является установка вакуумной трубчатки.

В связи с вышесказанным мазут поступает на установку ВТ, где разделяется на легкий вакуумный газойль (фракция < 360 °C, которая всегда остается в мазуте вследствие недостаточно четкой работы отгонной части атмосферной колонны), масляные фракции 360−420°С, 420−540°С, затемненный продукт 500−540°С и тяжелый гудрон > 540 °C.

Обоснование выбранных температур кипения продуктов, получаемых на установке:

— в качестве предварительной очистки масляной фракции 360−420°С от низкоиндексных компонентов выбрана селективная очистка, а не гидрокрекинг, так как данная фракция самотлорской нефти имеет низкую вязкость и не может быть использована в качестве моторного топлива. Также при переработке такого сырья селективная очистка окажется гораздо дешевле гидрокрекинга. Так как выбрана селективная очистка, то на установке ВТ необходимо получить узкую масляную фракцию, чтобы с высокой селективностью и максимальной глубиной извлечь нежелательные компоненты из сырья [7].

— получение широкой масляной фракции 420−540°С обусловлено тем, что для ее переработки выбран процесс гидрокрекинга, так как для использования данной фракции в качестве компонента моторного масла необходимо повысить индекс вязкости.

— с установки выводится тяжелый гудрон > 540 °C. Это связано с тем, что получение такого гудрона позволяет резко снизить нагрузку на установку деасфальтизации, которая вносит существенную долю в себестоимость остаточных масел. При этом на установке деасфальтизации повышается селективность экстракции и глубина отбора наиболее тяжелых масляных компонентов, повышается качество асфальта, который предполагается использовать как сырьё для производства битумов [3].

— затемненный продукт 500−540°С выводится из вакуумной колонны для повышения температуры начала кипения гудрона. Далее он смешивается с фракцией 420−540°С и смесь в виде фракции 420−540°С выводится с установки. Необходимость отдельного вывода затемненного продукта из вакуумной колонны обусловлена тем, что первым устанавливается специальный пакет насадки, которая обладает большей прочностью и служит для отбоя капель гудрона из паров, проходящих вверх колонны.

В качестве контактных устройств в вакуумной колонне рекомендуется применять пакеты регулярной насадки; наиболее распространенным и эффективным пакетом насадки является пакет Fleksipak фирмы Glitch [4]. Применение данной насадки позволит с высокой четкостью разделить масляные погоны (наложение фракций составляет не более 10°С), что очень важно при использовании масляных фракций в качестве сырья для производства масел, при равной нагрузке на вакуумсоздающую аппаратуру существенно понизить давление в кубе колонны и понизить температуру подачи сырья в колонну, а следовательно снизить тепловую нагрузку на печь и уменьшить расход топлива. Снижение температуры подачи сырья в колонну позволит уменьшить интенсивность реакций термодеструкции и коксообразования в кубе колонны и в змеевике печи.

В качестве вакуумсоздающей аппаратуры предполагается использование жидкоструйных эжекторов, в которых в качестве рабочего тела используется прямогонная дизельная фракция. Применение такой системы позволяет понизить давление в верхней части вакуумной колонны до 5−7 мм. рт. ст., сократить затраты на получение вакуума и исключить образование экологически опасных сероводородных сточных вод, которые имеют место при использовании пароструйных эжекторов.

Фракция 360−420°С.

Как видно из таблицы 2.1 фракция 360−420°С имеет низкую вязкость. Поэтому данная фракция не может быть использована в качестве компонента моторного топлива. В связи с этим принято решение получать из этой фракции трансформаторное или гидравлическое масло. Для выделения тяжелых ароматических и смолистых соединений, имеющих низкий ИВ, повышенную коксуемость и т. д. фракция 360−420°С направляется на установку селективной очистки избирательными растворителями. В качестве растворителя на данной установке применяется N-метилпирролидон (NМП). На данной установке из фракции удаляются средние и тяжелые ароматические углеводороды, смолы. Рафинат, получаемый на установке селективной очистки, отвечает всем требованиям, предъявляемым к трансформаторным маслам, помимо температуры застывания. Для понижения температуры застывания, а также для получения парафинов для производства синтетических масел рафинат направляется на установку сольвентной депарафинизации, на которой происходит отделение парафиновых углеводородов, обладающих высокой температурой застывания. Для получения требуемой температуры застывания масла используем депарафинизацию DILCHILL. В качестве растворителя используем метилизобутил кетон [5]. Данный процесс позволяет получать масла с температурой застывания -45°С. Важной характеристикой трансформаторных масел является стабильность против окисления. Поэтому для удаления сернистых соединений, непредельных углеводородов фракцию 360−420°С необходимо направить на установку гидродоочистки.

На установке селективной очистки получается большое количество экстракта. Поэтому для увеличения выхода масла на маслоблоке принято решение направлять его на установку гидрокрекинга фракции 420−540°С.

Гач с установки сольвентной депарафинизации направляется на установку дегидрирования для получения -олефинов, в результате полимеризации которых получаются синтетические масла.

На основании вышесказанного составляем схему переработки фракции 360−420°С. Выходы продуктов и их показатели качества принимаем на основании опытных данных и таблицы 2.1. При расчете выходов было принято:

Рафинат селективной очистки содержит нафтено-парафиновые углеводороды. Гач содержит 1% масла [8]. На гидроочистке выход масла составляет 97%, индекс вязкости повышается на 2 пункта [9].

Полученная схема представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Схема переработки фракции 360−420°С

Фракция 420−540°С.

Как видно из таблицы 2.1 фракция 420−540°С имеет низкий индекс вязкости, поэтому принято решение направлять её на установку гидрокрекинга [6]. Сырьем установки гидрокрекинга будет являться также экстракт установки селективной очистки фракции 360−420°С. Индекс вязкости получаемых на установке гидрокрекинга масел поднимается до значений 100−120. На установке гидрокрекинга получаем три масляные фракции: 350−420°С, 420−480С, 480−540°С. Масла гидрокрекинга содержат большое количество парафиновых углеводородов и поэтому имеют высокую температуру застывания. Для снижения температуры застывания масляные фракции 420−480С и 480−540°С направляются на установку депарафинизации. Наиболее прогрессивным на сегодняшний день способом понижения температуры застывания базовых масел является каталитическая изодепарафинизация масел.

Каталитическая изодепарафинизация по сравению с сольвентной депарафинизацией потребляет меньше энергии, позволяет увеличить выход депмасла, получать масла с более высокой температурой застывания, повысить индекс вязкости на 5−10 пунктов. В результате принятых процессов получается ряд продуктов, таких как газы, бензин, ДТ. Их количество рассчитаем в материальном балансе этих процессов. Фракция 360−420°С направляется на установку получения пластичных смазок.

На основании вышесказанного составляем схему переработки фракции 420−540°С. Выходы продуктов и их показатели качества принимаем на основании опытных данных и таблицы 2.1. При расчете выходов было принято:

Выход масла на установке гидрокрекинга составляет 65% [9]. Индекс вязкости масел после гидрокрекинга равен 120 пунктов. Выход масла на установке каталитической гидроизомеризации составляет 80%. Индекс вязкости после гидроизомеризации равен 140 пунктов.

Полученная схема представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 — Схема переработки фракции 420−540°С

Фракция > 540°С

Гудрон > 540 °C поступает на установку деасфальтизации с целью выделения масляных углеводородов и получения после последующей очистки наиболее высоковязких базовых масел. Выделить эти углеводороды из гудрона полностью с помощью глубокой вакуумной перегонки невозможно, и, поэтому, установка деасфальтизации обязательно должна входить в структуру маслоблока. При производстве современных моторных масел остаточный компонент является дефицитным, в то время как дистиллятных базовых масел имеется относительный избыток. Эта ситуация характерна для производства минеральных масел во всем мире и решение проблемы недостаточно высокой вязкости зачастую решается введением в товарные масла больших количеств загущающих присадок. Возможна также подача фракции > 540 °C на битумную установку.

В схеме маслоблока предусмотрено производство компаундированнх битумов. Часть гудрона с установки ВТ направляется на окисление, а часть на усановку деасфальтизации. Асфальт с установки деасфальтизации может направляться как на окисление, так и на компаундирование. Такой подход позволяет получить битумы более высокого качества, чем при обычном окислении гудрона, так как снижается суммарная кислотность товарного битума, следствием чего является повышение его пластичности, теплостойкости и морозостойкости.

Деасфальтизат с установки деасфальтизации направляем на установку гидрооблагораживания сырья перед установкой селективной очистки. На установке гидрооблагораживания происходит удаления сернистых, азотистых и непредельных углеводородов, благодаря чему улучшаются условия селективной очистки. Кроме того, повышается индекс вязкости деасфальтизата на 2−4 пункта. Далее гидроочищенный деасфальтизат поступает на установку селективной очистки. Экстракт селективной очистки отправляем на окисление для получения битума. Рафинат селективной очистки должен быть очищен от парафиновых углеводородов для понижения температуры застывания. Рафинат направляем на установку сольвентной депарафинизации, которая дает возможность получить церезин для получения пластичных смазок. Для получения требуемой температуры застывания масла используем депарафинизацию DILCHILL. В качестве растворителя используем метилизобутил кетон [5].

На основании вышесказанного составляем схему переработки фракции > 540 °C. Выходы продуктов и их показатели качества принимаем на основании опытных данных и таблицы 2.1. При расчете выходов было принято:

На установке деасфальтизации удаляются IV группа ароматических углеводородов и смолисто-асфальтеновые вещества. На установке гидроочистки выход масла составляет 97%, индекс вязкости повышается на 2 пункта. Рафинат селективной очистки содержит нафтено-парафиновые углеводороды и первую группу ароматических углеводородов. Гач содержит 1% масла [8]. Выход битума на битумной установке составляет 97%. Полученная схема представлена на рисунке 3.3.

По первой схеме получаем масла с ИВ=105, которые могут быть использованы для получения трансформаторных или гидравлических масел, а также как компонент моторных масел (в небольшом количестве). Недостаток этого масла — его малая вязкость — 3,7мм2/с при 100 °C. Количество данных масел 41,9% на фракцию 360−420°С или 0,419*9,6=4,02% на нефть. Также по первой схеме получаются синтетичесние масла на базе -олефинов в количестве на фракцию 360−420°С или 0,08*9,6=0,77% на нефть.

По второй схеме получаем базовые масла I, II и III с ИВ=140, которые могут быть использованы для получения высококачественных моторных масел. Количество данных масел: фракции 360−420°С 11,8% на фракцию 420−540°С и экстракт или 0,118*(18,24+4,65)=2,70% на нефть, фракции 420−480°С 20% на фракцию 420−540°С и экстракт или 0,20*(18,24+4,65)=4,58% на нефть, фракции 480−540°С 20% на фракцию 420−540°С и экстракт или 0,20*(18,24+4,65)=4,58% на нефть.

По третей схеме получаем базовое масло IV с ИВ=90 с вязкостью при 100 °C равной 27,74мм2/с. Данные масла имеют высокую стоимость и могут использоваться в качестве загущающего компонента при производстве моторных масел. Количество данных масел 18,3% на фракцию > 540 °C или 0,183*9,72=1,78% на нефть. Также по третей схеме производится битум в количестве 76,2% на фракцию > 540 °C или 0,762*9,72=7,41% на нефть. Также по третей схеме производятся пластичные смазки в количестве 3,4% на фракцию > 540 °C или 0,034*9,72=0,33% на нефть.

Рассчитаем расход нефти, необходимый для получения базовых масел 400 тыс. тонн в год. Выход базовых масел на маслоблоке составляет 2,70+4,58+4,58+1,78=13,64% на нефть. Тогда количество нефти необходимой для производства 400 тыс. т. в год базовых масел равно:

тыс. т. /год.

Принимаем мощность маслоблока 3 млн. т. нефти в год.

Рисунок 3.3 — Схема переработки фракции > 540°С

4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ

Наиболее распространёнными избирательными растворителями для очистки масляного сырья являются фенол, фурфурол и N-метилпирролидон.

К преимуществам фенола как растворителя относятся: высокая термическая устойчивость; средняя термоокислительная стабильность, высокая температура экстракции, что позволяет быстро достигнуть равновесного состава фаз; взрывобезопасность; высокая растворяющая способность относительно серосодержащих соединений и полициклических ароматических углеводородов. К недостаткам фенола относятся: высокая токсичность (ПДК=0,5г/м3); высокая температура кристаллизациии (41°С); хорошо растворяется в воде и образует с ней азеотроп; плохо растворяет смолы и совсем не растворяет асфальтены; необходима подача антирастворителя для снижения растворяющей способности. Вцелом фенол имеет высокую растворяющую способность, но низкую избирательность.

Фурфурольная очистка масляных фракций имеет следующие особенности: вследствие того, что фурфурол активно окисляется в присутствии воздуха, обязательным является блок деаэрации сырья; из-за низкой эмульгирующей способности фурфурола возможна замена экстракционной колонны на роторно-дисковый экстрактор; большая кратность фурфурола к сырью по сравнению с фенолом; по сравнению с фенолом, выход рафината увеличивается на 2% [10]; меньшая растворяющая способность по сравнению с фенолом, позволяет обойтись без антирастворителя.

Наибольшее распространение среди растворителей в настоящее время получил N-метилпирролидон. По сравнению с фенолом N-метилпирролидон (N-МП) не образует азеотропных смесей с водой, малотоксичен, обладает при высокой растворяющей способности большей селективностью, меньшей вязкостью и лучшими деэмульгирующими свойствами.

По сравнению с фурфуролом N-МП обладает более высокой растворяющей способностью, но меньшей селективностью. Применение N-МП по сравнению с фурфуролом позволит увеличить выход рафината до 6% мас., уменьшить расход растворителя в 1.6 раза, снизить температуру в экстракционных колоннах. Полученный рафинат характеризуется более высоким индексом вязкости и пониженным содержанием серы.

Сравнительная характеристика фенола, фурфурола и N-МП приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 — Сравнение фенола, фурфурола и N-МП

Показатели

Растворитель

МП

Фурфурол

Фенол

Относительная стоимость

1,50

1,00

0,36

Плотность при 25°С

1,03

1,15

1,07

Температура кипения, °С

202

162

182

Температура плавления, °С

-24,4

-36,7

41,1

Селективность

очень хорошая

отличная

хорошая

Растворяющая способность

отличная

хорошая

очень хорошая

Стабильность

отличная

хорошая

очень хорошая

Токсичность

низкая

умеренная

высокая

Эмульгируемость

умеренная

низкая

высокая

Расход растворителя

очень низкий

умеренный

низкий

Температура процесса

низкая

умеренная

промежуточная

Коррозионная агрессивность

умеренная

промежуточная

умеренная

Эксплуатационные расходы

низкие

промежуточные

умеренные

В качестве экстрагента предлагается использовать N-МП.

Этот растворитель обладает одновременно и высокой растворяющей способностью и высокой селективностью, то есть оптимально подходит для очистки такого различного по фракционному и химическому составу сырья, которое поступает на установку. Помимо этого N-МП обладает дополнительным рядом свойств, которые делают его использование предпочтительнее, чем фенола и фурфурола (невысокая токсичность, снижение энергозатрат на установке, повышение выхода базовых масел при том же значении ИВ и т. д.). Недостатками этого растворителя являются высокая цена и низкая термостабильность.

В связи с вышесказанным, принято решение в качестве растворителя использовать N-метилпирролидон.

В данном курсовом проекте за основу была принята технологическая схема очистки масел N-метилпирролидоном фирмы «ТЕКСАКО ДИВЕЛОПМЕНТ». Схема установки селективной очистки масел N-метилпирролидоном приведена на рисунке 4.1.

Сырье поступает в деаэратор К-1, где из него удаляется растворенные газы. Далее деаэрированное сырье направляется вниз экстракционной колонны К-2. Вверх К-2 поступает сухой N-метилпирролидон. Снизу экстракционной колонны выходит экстрактный раствор, который содержит основную часть растворителя, и направляется в трехсекционный испаритель К-3. Давление в К-3 увеличивается сверху вниз. Сверху всех секций удаляется растворитель. Далее экстрактный раствор направляется в двухсекционную вакуумную отпарную колонну К-4. В верхней секции поддерживается вакуум. В нижней части колонны происходит отпарка растворителя из экстрактного раствора водяным паром. Рафинатный раствор из экстракционной колонны поступает в двухсекционную вакуумную отпарную колонну К-5. В верхней секции поддерживается вакуум. В нижней части колонны происходит отпарка растворителя из рафинатного раствора водяным паром. Обводненный N-метилпирролидон из колонн К-4 и К-5 поступает в отгонную вакуумную колонну К-6, где из растворителя удаляется вода. Сухой N-метилпирролидон выходит снизу колонны и направляется в экстракционную колонну К-2.

С целью интенсификации процесса очистки N-метилпирролидоном рекомендуется проводить процесс экстракции в присутствии поверхностно-активных веществ [11]. В качестве ПАВ решено использовать четвертичную соль аммония и алкилимидазолина общей формулы (NN+RR'R'')X-, где R-R'' гидроксильные и алкильные радикалы; X- - галоген-ион. Оптимальная концентрация ПАВ в сырье составляет 0,001% масс. Данное ПАВ, добавленное в систему в оптимальной концентрации, позволяет вести экстракцию при сниженном соотношении растворитель: сырье и получать рафинат с высоким индексом вязкости [11].

5 ОПИСАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОТОЧНОЙ СХЕМЫ МАСЛОБЛОКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ

Поточная схема маслоблока составлена в соответствии с заданием на курсовое проектирование. При составлении схемы внимание было обращено на снижение энергоемкости процессов, снижение воздействия на окружающую среду, уменьшение стоимости продукции при сохранении ее высокого качества. При разработке схемы маслоблока было принято решение получать масла по комбинированной схеме, то есть с использованием как экстракционный, так и гидрогенизационных процессов производства масел. Это было обусловлено тем, что в настоящее время невозможно получать высококачественные масла без применения таких процессов как гидрокрекинг, гидроизомеризация, гидроочистка. Применение же одних гидрогенизационных процессов не целесеобразно, так как масла, получаемые таким образом, имеют низкую стабильность и темнеют на свету.

Для повышения индекса вязкости масел предусмотрена установка гидрокрекинга. Для уменьшения температуры застывания использована установка гидроизомеризации, которая имеет меньшую энергоемкость по сравнению с установкой сольвентной депарафинизации. Там, где нужна получить гач используются установки сольвентной депарафинизации. Но в качестве растворителя на этих установках используется метилизобутилкетон. Благодаря чему значительно снижаются энергозатраты.

Маслоблок имеет в своем составе две установки селективной очистки. Растворителем на этих установках является N-метилпирролидон, что также имеет свои преимущества (см. пункт 4).

Разработанная в курсовом проекте схема маслоблока позволяет получать компаундированный битум, который имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным окисленным битумом.

В результате переработки фракции > 540 °C получается высоковязкое масло. Данное масло имеет вязкость при 100 °C равную 27,74мм2/с, благодаря чему имеет высокую стоимость.

Особенностью технологической схемы установки селективной очистки фирмы «Тексако» является то, что благодаря использованию в качестве растворителя N-метилпиролидона процесс является практически экологически безвредным, имеет низкую энергоемкость.

N-МП не токсичен; нет оснований опасаться каких-либо проблем, связанных с влиянием растворителя на здоровье людей.

Единственным видом отходов с установки является сточная вода из осушительной колонны. В ней содержаться лишь следы N-МП, которые легко поддаются биологическому разложению.

Благодаря высокой растворяющей способности N-МП расход растворителя в процессе, разработанном фирмой «Тексако», ниже, чем в других процессах очистки масел селективными растворителями. При использовании N-МП снижается расход растворителя по сравнению с фенолом на 30−50%; снижается расход энергии по сравнению с процессом фенольной очистки на 20−40%; снижение расхода растворителя по сравнению с фурфуролом на 25−40%; снижение расхода энергии по сравнению с процессом фурфурольной очистки на 20−40% [15].

Достоинства схемы:

Предусмотрена максимальная утилизация тепла отходящего растворителя

Оптимальное число ступеней отгона N-метилпирролидона и система утилизации позволили снизить энергозатраты на регенерацию растворителя.

Вакуум на последних ступенях регенерации растворителя снижает температуру отгонки, благодаря чему исключается термическое разложение растворителя.

Основной недостаток N-МП — это его сравнительно высокая стоимость. Однако первоначальная стоимость растворителя компенсируется более низкими потерями растворителя [15].

6. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ АППАРАТОВ

Расчет основных аппаратов проводится в соответствии с методикой расчета и рекомендациями представленными в [9,12,13].

6.1 Расчет экстракционной колоны

Схема работы экстракционной колонны представлена на рисунке 6. 1

Рисунок 6.1 — Схема работы экстракционной колонны

Материальный баланс экстракционной колонны.

Составим материальный баланс экстракционной колонны [9]. При составлении материального баланса было принято:

Кратность растворитель: сырье равна 2:1 [14]; рафинатный раствор содержит 15% растворителя; установка работает 340 дней в году.

Материальный баланс представлен в таблице 6.1.

нефть поточный экстрактный маслоблок

Таблица 6.1 — Материальный баланс экстракционной колонны

Тепловой баланс экстракционной колонны.

Принимаем следующий температурный режим экстракционной колонны, согласно данным [14,15]:

температура верха 85 С

температура низа 75 С

температура ввода сырья 73 С

температура подачи N-МП 88 С

Составим уравнение теплового баланса экстракционной колонны.

Qсырья+QN-МП — Qрец. =Qраф. раств. +Qэкстр. раств.

Количество теплоты, вводимое с сырьем:

Qсырья=GсырьяНж73=28 713,24•137,1=3 936 585,20 кДж/ч

Примем плотность сырья =0,94; тогда энтальпия сырья при 73 °C равна [13]:

Нж73=, кДж/кг

Нж73==137,1 кДж/кг

Количество теплоты, вводимое с N-МП

QN-МП=GN-МПНN-МП88=57 426,47•162,56=9 335 246,96 кДж/ч

По программе Pro II для ЭВМ рассчитываем энтальпию N-МП при 88°С:

НN-МП88=162,56 кДж/кг.

Количество теплоты, выводимое с рафинатным раствором:

Qраф. раств. =Gраф. Нраф. 85+ GN-МП•НN-МП85

где GN-МП — расход N-МП, уходящего с рафинатом, НN-МП85 — энтальпия N-МП при 85 °C, НN-МП85=156,20 кДж/кг — определена по программе Pro II, Gраф. — расход рафината, Нраф. 85 — энтальпия рафината. По данным таблицы 2.1 принимаем плотность рафината =0,88; тогда:

Нраф. 85==165,2 кДж/кг

Qраф. раств. =7609,01•165,2+1342,77•156,2=1 466 749,13 кДж/ч

Количество теплоты, выводимое с экстрактным раствором:

Qэкстр. раств. =Gэкстр. •Нэкстр. 75+ GN-МП•НN-МП75

где GN-МП — расход N-МП, уходящего с экстрактом, НN-МП75 — энтальпия N-МП при 75 °C, НN-МП75=135,2 кДж/кг — определена по программе Pro II, Gэкстр. — расход экстракта, Нэкстр. 75 — энтальпия экстракта. Принимаем плотность экстракта =0,96; тогда:

Нэкстр. 75==138,2 кДж/кг

Qэкстр. раств. =21 104,23•138,2+56 083,70•135,2=10 499 120,83 кДж/ч.

Определим количество теплоты, отнимаемое рециркулятом:

Qрец.= Qсырья+QN-МП — (Qраф. раств. +Qэкстр. раств.)

Qрец.= 3 936 585,20 + 9 335 246,96 — 1 466 749,13 — 10 499 120,83= 1 305 962,2 кДж/ч.

Считаем, что рециркулят имеет температуру на входе в колонну 73 °C. Энтальпия экстракта при 73 °C равна:

Нэкстр. 73==134,2 кДж/кг

Энтальпия N-МП при 73 °C равна НN-МП73=131,1 кДж/кг

Определим расход рециркулята:

Qрец.= X (Gэкстр. •Нэкстр. 73+ GN-МП•НN-МП73)

1 305 962,2=X•(21 104,23•134. 2+56 083,70•131. 1)

X==0. 1282 или 12,82% на экстрактный раствор.

Gрец. =0,1282•77 187,93=9895,5 кг/ч

Количество экстракта: Gэкстр. =9895,5•0,2734=2705,4 кг/ч.

Количество N-МП: GN-МП=9895,5•0,7266=7190,1кг/ч.

Тепловой баланс экстракционной колонны представлен в таблице 6.2.

Таблица 6.2 — Тепловой баланс экстракционной колонны

Расчет геометрических размеров экстракционной колонны.

Диаметр колонны определим по формуле: [16]

Где G’c-объемный расход сырья, м3/ч, G’N-МП — объемный расход N-МП, м3/ч, W-суммарная условная скорость движения фаз, по рекомендациям [30] примем W=12м3/м2·ч.

Плотность сырья при 73 С° [13]:

= 0,94 — 0,0029 = 0,9371

= 0,9056

Плотность N-МП при 20 С° по программе Pro II:

=1034,5 кг/м3.

Объемные расходы сырья и N-МП соответственно равны:

G’i=Gi/

G’c=28 713,24/905,6 = 31,71 м3/ч

G’N-МП=57 426,47/1034,5 = 55,51 м3/ч

Диаметр экстракционной колонны равняется:

=3,04 м, из стандартного ряда принимаем диаметр равный 3,2 м.

Расчет высоты экстракционной колонны колонны[16]:

Высота экстракционной колонны рассчитывается по формуле:

H=h1+h2+h3+h4

Где h1-выста отстойной зоны рафинатного раствора, м, h2-высота отстойной зоны экстрактной колонны, м, h3-высота колонны занимаемая контактными устройствами, м, h4-высота юбки колонны, м

Высота отстойной зоны рассчитывается по формуле:

Где G’I-обьем раствора прошедшего через рассчитываемую зону, м3/ч, t-время отстоя раствора, ч; по рекомендациям [16] принимаем время пребывания рафинатного раствора в отстойной зоне — 90 мин, время пребывания экстрактного раствора в отстойной зоне 40 мин., F-площадь поперечного сечения колонны, м2

Расчет отстойной зоны рафинатного раствора.

Определим объем рафинатного раствора, прошедшего через рассчитываемую зону по формуле:

Плотность рафинатного раствора определим по формуле:

Где Хi-массовая доля компонента смеси

-плотность i — ого компонента смеси

Плотность рафината при температуре 85 С°

=0,8371

Плотность рафинатного расвора:

0,862

= 10,38 м3/ч

Площадь поперечного сечения колонны определим по формуле

=8,04 м²

1,9 м.

Расчет отстойной зоны экстрактного раствора.

=0,9295

= 0,9965

= 77,46 м3/ч

h2= = 6,4 м

Экстракционная колонна укомплектовывается 20 ситчатыми тарелками типа ТС-РЦ по практическим данным примем расстояние между тарелками 400 мм, таким образом:

h3=7,6 м

принимаем высоту юбки колонны h4=2м, по данным.

Высота колонны составит:

Н=1,9+6,4+7,6+2=17,9 м.

Чертеж экстракционной колонны приведен в приложении А.

6.2 Расчет испарительных колонн по экстрактному раствору

Расчет испарительных колонн проводим по программе Pro II на ЭВМ.

Расчет испарительной колонны К-3/3.

Исходные данные к расчету:

Температура в колонне 225 °C, давление в колонне 175 кПа.

Результаты расчета приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3 — Результаты расчета колонны К-3/3.

STREAM ID S1 S2 S3

NAME

PHASE MIXED VAPOR LIQUID

FLUID RATES, KG/HR

1 NMP 56 087. 8709 29 834. 4583 26 253. 4008

2 > 540 C 21 100. 1273. 1259 21 100. 0725

FLUID WEIGHT PERCENTS

1 NMP 72. 6640 99. 9996 55. 4413

2 > 540 C 27. 3360 4. 2214E-04 44. 5587

TOTAL RATE, KG/HR 77 187. 9982 29 834. 5842 47 353. 4733

TEMPERATURE, C 225. 0000 225. 0000 225. 0000

PRESSURE, KPA 175. 0000 175. 0000 175. 0000

ENTHALPY, M*KJ/HR 51. 2685 28. 2694 22. 9990

MOLECULAR WEIGHT 128. 3514 99. 1344 157. 6195

WEIGHT FRAC VAPOR. 3865 1. 0000. 0000

WEIGHT FRAC LIQUID. 6135. 0000 1. 0000

S1 — сырье, S2 — паровая фаза, S3 — жидкая фаза.

Расчет испарительной колонны К-3/2.

Исходные данные к расчету:

Температура в колонне 250 °C, давление в колонне 150 кПа.

Результаты расчета приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 — Результаты расчета колонны К-3/2.

STREAM ID S1 S2 S3

NAME

PHASE MIXED VAPOR LIQUID

FLUID RATES, KG/HR

1 NMP 26 253. 9784 23 869. 6364 2384. 3410

2 > 540 C 21 100. 0210 1. 5968 21 098. 4296

FLUID WEIGHT PERCENTS

1 NMP 55. 4419 99. 9933 10. 1536

2 > 540 C 44. 5581 6. 6891E-03 89. 8464

TOTAL RATE, KG/HR 47 353. 9993 23 871. 2332 23 482. 7706

TEMPERATURE, C 250. 0000 250. 0000 250. 0000

PRESSURE, KPA 150. 0000 150. 0000 150. 0000

ENTHALPY, M*KJ/HR 35. 9203 23. 8256 12. 0947

MOLECULAR WEIGHT 157. 6182 99. 1395 393. 6725

WEIGHT FRAC VAPOR. 5041 1. 0000. 0000

WEIGHT FRAC LIQUID. 4959. 0000 1. 0000

S1 — сырье, S2 — паровая фаза, S3 — жидкая фаза.

Расчет испарительной колонны К-3/1.

Исходные данные к расчету:

Температура в колонне 280 °C, давление в колонне 120 кПа.

Результаты расчета приведены в таблице 6.5.

Таблица 6.5 — Результаты расчета колонны К-3/1.

STREAM ID S1 S2 S3

NAME

PHASE MIXED VAPOR LIQUID

FLUID RATES, KG/HR

1 NMP 2384. 2742 1493. 7492 890. 5210

2 > 540 C 21 098. 7258. 8990 21 097. 8508

FLUID WEIGHT PERCENTS

1 NMP 10. 1532 99. 9399 4. 0500

2 > 540 C 89. 8468. 0601 95. 9500

TOTAL RATE, KG/HR 23 483. 0000 1494. 6482 21 988. 3718

TEMPERATURE, C 280. 0000 280. 0000 280. 0000

PRESSURE, KPA 120. 0000 120. 0000 120. 0000

ENTHALPY, M*KJ/HR 14. 5500 1. 5854 12. 9646

MOLECULAR WEIGHT 393. 6775 99. 1837 493. 2245

WEIGHT FRAC VAPOR. 0636 1. 0000. 0000

WEIGHT FRAC LIQUID. 9364. 0000 1. 0000

S1 — сырье, S2 — паровая фаза, S3 — жидкая фаза.

Расчет испарительной колонны К-4/1.

Исходные данные к расчету:

Температура в колонне 280 °C, давление в колонне 40 кПа.

Результаты расчета приведены в таблице 6.6.

Таблица 6.6 — Результаты расчета колонны К-4/1.

STREAM ID S1 S2 S3

NAME

PHASE MIXED VAPOR LIQUID

FLUID RATES, KG/HR

1 NMP 891. 0419 633. 8488 257. 1955

2 > 540 C 21 096. 9575 1. 1757 21 095. 7668

FLUID WEIGHT PERCENTS

1 NMP 4. 0524 99. 8149 1. 2045

2 > 540 C 95. 9476. 1851 98. 7955

TOTAL RATE, KG/HR 21 987. 9993 635. 0245 21 352. 9623

TEMPERATURE, C 280. 0000 280. 0000 280. 0000

PRESSURE, KPA 40. 0000 40. 0000 40. 0000

ENTHALPY, M*KJ/HR 13. 1934. 6747 12. 5188

MOLECULAR WEIGHT 493. 1747 99. 2871 559. 1425

WEIGHT FRAC VAPOR. 0289 1. 0000. 0000

WEIGHT FRAC LIQUID. 9711. 0000 1. 0000

S1 — сырье, S2 — паровая фаза, S3 — жидкая фаза.

6.3 Расчет полезной тепловой нагрузки печи П-1

Исходные данные для расчета:

Температура экстрактного раствора на входе в печь 250°С

Температура экстрактного раствора на выходе из печи 280°С

Энтальпию экстрактного раствора на входе в печь и выходе из печи находим по программе Pro II на ЭВМ.

= 515,047 кДж/кг.

= 615,082 кДж/кг.

Расчет полезной тепловой нагрузки печи производим по формуле:

Qпол= 1/3600·Gраф. раств. ·(Н280раф. раст. — Н250раф. раст.)

Где Qпол- полезная тепловая нагрузка печи, кВт;

Gраф. раст. — массовый расход рафинатного раствора, кг/ч;

Qпол=1/3600·23 482,77· (615,082 — 515,047) = 652,53 кВт.

Расчитаем теплопроизводительность трубчатой печи:

Где QТ- теплопроизводительность трубчатой печи, МВт;

— КПД печи;

Принимаем исходя из данных [13] КПД равное 0,6, тогда

=1,088 МВт.

6.4 Расчет отпарной колонны

Расчет отпарной колонны производим при помощи программы Pro II на ЭВМ. Схема работы колонны приведена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 — Схема работы отпарной колонны

Исходные данные для расчета:

Температура смеси экстракта и N-МП на входе в колонну: 280°С

Давление вверху колонны: 60 кПа

Перепад давления на одну тарелку: 0,5 кПа

Количество тарелок: 12

Алгоритм расчёта — «Chemdist», рассчитываемые фазы «Vapor — Liquid»

Метод расчёта — «Petroleum Correlation»

Температура ввода водяного пара 295°С

Сырье вводится не первую тарелку. Водяной пар подается в куб колонны.

Результаты расчета приведены в таблице 6.7.

Таблица 6.7 — Результаты расчета колонны К-4/2

NAME S1 S2 S3 S4

PHASE DRY LIQUID WATER VAPOR WET VAPOR WET LIQUID

FLUID WEIGHT PERCENTS

1 NMP 1. 2045. 0000 63. 3683 7. 2316E-04

2 H2O. 0000 100. 0000 36. 3199. 0123

3 540 98. 7955. 0000. 3118 99. 9870

FLUID RATES, KG/HR

1 NMP 257. 1977. 0000 257. 1959. 1526

2 H2O. 0000 150. 0000 147. 4136 2. 5863

3 540 21 095. 7644. 0000 1. 2655 21 094. 3411

TOTAL RATE, KG/HR 21 352. 9621 150. 0000 405. 8750 21 096. 3400

TEMPERATURE, C 280. 0000 290. 0000 279. 0221 278. 5313

PRESSURE, KPA 60. 0000 66. 5000 60. 0000 66. 5000

ENTHALPY, KJ/KG 586. 30 3063. 20 1776. 63 581. 01

MOLECULAR WEIGHT 559. 1423 18. 0150 37. 6529 590. 3421

DENSITY, KG/M3 822. 303. 252. 493 825. 406

Составление материального и теплового баланса колонны.

На основании результатов расчета по программе ProII составляем материальный и тепловой баланс колонны К-4/2. Материальный баланс колонны представлен в таблице 6.8. Тепловой баланс колонны представлен в таблице 6.9.

Таблица 6.8 — Материальный баланс колонны К-4/2

Таблица 6.9 — Тепловой баланс колонны К-4/2

Определение диаметра и высоты колонны.

Диаметр колонны определяем вверху колонны.

Объем паров определим по формуле

Где V-объемный расход паров проходящих через сечение колонны, м3/ч

Т-температура в данной области колонны, К

Р- давление в области определения, МПа

Gi-количество компонента пара, кг/ч

Mi-молярная масса компонента

Рассчитаем обьем паров:

= 821,92 м3/ч

Рассчитаем допустимую скорость паров по уравнению Саудерса и Брауна.

Где К- коэффициент зависящий от расстояния между тарелками и типа тарелки.

-абсолютная плотность соответственно жидкости и пара, кг/м3. По программе Pro II: = 825,406 кг/м3,= 0,493 кг/м3.

По литературным данным [13] примем К=350 при расстоянии между тарелками 400 мм.

1,21 м/сек

диаметр колонны рассчитаем по формуле

0,49 м, принимаем диаметр колонны из стандартного ряда диаметров [13] равным 1 м.

Полученный диаметр проверим по жидкостной нагрузки. Рассчитаем величину подпора слива над сливной перегородкой [16].

Где Qc-объем жидкости в рассматриваемом сечении, м3

Вс- длинна сливной перегородки, м

Определим объем жидкости в точке ввода сырья

Qc=Gж/

Qc=21 096,34/825,406 = 25,56 м3/ч

Вс=r = 1,41 м

h==0,020 м, данная величина меньше 0,05 м что обеспечивает нормальную работу колонны.

Расчет высоты испарительной колонны.

Высота рабочей зоны занятая контактными устройствами h1=12·0. 4=4,8 м.

Высота зоны ввода сырья в колонну примем по данным равной расстоянию между тремя тарелками, что составит h2 = 0,8 м

Высоту кубовой части колонны примем равной 10 минутам работы колонны.

Объем экстракта внизу колонны составит:

V=4,26 м³

Площадь поперечного сечения колонны составит:

S=3,14·12/4 = 0,785 м², отсюда

H3=V/S=4,26/0,785 = 5,4 м общая высота испарительной колонны составит Н = h1+h2+h3 = 4,8+0,8+5,4 = 11 м.

Определим диаметр испарительной колонны К-4/1.

Так как колонна К-4/1 расположена на колонне К-4/2, ее диаметр, для обеспечения прочности, не должен превышать диаметр колонны К-4/2.

Диаметр колонны определяем вверху колонны.

Объем паров определим по формуле

= 713,3 м3/ч

Рассчитаем допустимую скорость паров по уравнению Саудерса и Брауна.

0,91 м/сек

По программе Pro II: = 822,2 кг/м3,= 0,869 кг/м3.

Диаметр колонны рассчитаем по формуле

0,53 м, принимаем диаметр колонны из стандартного ряда диаметров [13] равным 1 м

Таким образом диаметр отпарной колонны К-4/1 равен диаметру колонны К-4/2.

7. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА УСТАНОВКЕ

N-метилпирролидон не токсичен; нет оснований опасаться каких-либо проблем, связанных с влиянием растворителя на здоровье людей.

На установке селективной очистки в процессе работы имеет место три вида выбросов в окружающую среду:

1 Выбросы в атмосферу:

— организованные из помещения холодной и горячей насосных;

— неорганизованные выбросы от аппаратов установки;

— через дымовые трубы технологических печей П-1,2.

2 Технологические сточные воды.

3 Твердые отходы.

Единственным видом жидких отходов с установки является сточная вода из осушительной колонны. В ней содержаться лишь следы N-МП, которые легко поддаются биологическому разложению.

Основным требованием, ограничивающим вредное воздействие процесса и продукции на окружающую среду, является сохранение герметичности аппаратуры и оборудования.

Загрязнение атмосферы осуществляется дымовыми газами печей П-1,П-2

Контроль полноты сгорания топлива на технологических печах установки осуществляется кислородомерами. Регулировка подачи воздуха к форсункам — при помощи регистров и распылом жидкого топлива паром.

На установке применяется закрытая система освобождения аппаратов, насосов и трубопроводов в специальную дренажную емкость, из которой продукт откачивается в систему установки.

Для обеспечения надежности охраны водных ресурсов и воздушного бассейна предусмотрены следующие меры:

1 Промышленно-ливневая канализация (ПЛК).

Стоки от охлаждения торцов насосов, ливневые воды с площадки и от мытья полов насосных по коллекторам сбрасываются в емкость Е-7, а из емкости в заводскую канализацию.

Качество сбрасываемых вод контролируется лабораторией по охране природы согласно графику, утвержденному главным инженером завода. Проба отбирается из выходного контрольного колодца с установки. Стоки направляются на очистные сооружения завода, где проходят механическую, физико-химическую и биохимическую очистку.

2 Основным требованием, ограничивающим вредное воздействие процесса селективной очистки масел на окружающую среду, является сохранение герметичности аппаратуры и оборудования.

С целью предупреждения загазованности приняты следующие меры:

* насосы оборудованы двойными торцевыми уплотнениями и уплотнениями типа «ТАНДЕМ»;

* дренирование продукта из аппаратов, насосов и трубопроводов производится по герметичной схеме в подземную емкость, а из нее откачивается на переработку. ;

* постоянно поддерживается установленная норма содержания загрязнений в стоках и выбросах в атмосферу;

* сбросы от ППК производятся в закрытую систему.

3 Для создания безопасных условий работы и удаления вредных веществ из помещений насосных имеется приточно-вытяжная вентиляция. Эффективность работы вентиляции проверяется ежегодно специальной организацией. План расположения вентустановок показан на плане расположения оборудования. Содержание вредных веществ в помещениях определяется лабораторией ГСО согласно графику отбора проб.

4 Отходы бумаги, старых сальниковых уплотнений, прокладок, изоляции, бой стекла, ветоши складируются на свалке установки, затем вывозятся на промышленную свалку.

5 Для предотвращения аварийных выбросов вредных веществ в окружающую среду предусмотрена система блокировок и сигнализаций,.

6 Качество оборотной воды ежесменно определяется визуально на содержание нефтепродуктов и органолептически на содержание фенола. Один раз в сутки проводится анализ на содержание фенола в воде охраны природы.

7 При подготовке к ремонту оборудования обводненный н/продукт дренируется и пропаривается. Из емкости продукт идет на отработку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения данного курсового проекта была разработана поточная схема маслоблока НПЗ мощностью 400 тыс. т/год базовых масел с индексом вязкости. Кроме того, разработанная схема маслоблока позволяет получить синтетические масла, пластичные смазки и компаундированный битум.

Рассчитана установка селективной очистки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шабалина Т. Н., Бабыштова К. М. Разработка технологии получения высококачественных базовых масел при сочетании процессов селективной очистки и гидрооблагораживания рафинатов масел. Нефтепереработка и нефтехимия,№ 7,2001.с. 65

2. Нефти СССР: Справочник.Т.4. -М. :1971.

3. Мановян А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. 2001 г.

4. Современная технология вакуумной перегонки мазута для получения масляных фракций. Нефтепереработка и нефтехимия,№ 9,1998.

5. Депарафинизация метилизобутил кетоном. Химия и технология топлив и масел,№ 6,1999.

6. Курганов В. М., Папуша Л. В. Процесс гидрокрекинга в схеме производства масел. ХТТМ,№ 3,1999.с. 13

7. Савченко Т. И., Евтушенко В. М., Пахомов М. Д. Увеличение отбора масла за счет изменения фракционного состава дистиллятов. Нефтепереработка и нефтехимия, № 7,2000.

8. Справочник современных процессов производства нефтяных масел и пластичных смазок. Покровская С. В. 2003.

9. Справочник нефтепереработчика. Под ред. Г. А. Ластовкина и др. — Л.: Химия, 1986. -648с.

10. Черножуков Н. И. Технология переработки нефти и газа, часть 3.- М.: Химия, 1978. -360с.

11 Поверхностно-активные вещества при очистке дистиллятов N-метилпирролидоном. Химия и технология топлив и масел, № 3, 1997.

12. Танатаров М. А. и др. Технологические расчеты установок переработки нефти. — М.: Химия, 1987. — 352с.

13. Сарданашвили А. Г., Львова А. И. Примеры и задачи по химии и технологии нефти и газа. — М.: Химия, 1981. — 240с.

14. Шафранский Л. Е., Карташов М. В., Фомин В. Н. Освоение работы установки селективной очистки масел N-метилпирролидоном по технологии фирмы «ТЕКСАКО» (США). Химия и технология топлив и масел,№ 6,1996.

15. The MP Refining Process. Texaco Development Corporation. W. Plains. NY. USA. 05. 01. 82.

16. Покровская С. В. Методические указания к выполнению курсового проекта № 3 «Маслоблок нефтеперерабатывающего завода». Новополоцк. 2000 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой