Установка первичной переработки нефти

В колонну К-6 поступает фракция 70-180°С из К-4. Здесь происходит разделение стабильного бензина на фракции 70-140°С и 140-180°С.

На  основании этих данных составляем материальный баланс К-7 и сводим результаты в  таблицу 5.5.  

Таблица 5.5 –  Материальный баланс ректификационной колонны  К-6

Название	%мас. на нефть	%мас. на сырьё	Расход
			кг/ч
Приход
фр 70-180°С (из К-5)	13,8812	100,00	102067,631
Расход
фр. 70-140°С	8,6312	62,179	63464,696
фр. 140-180°С	5,25	37,821	38602,935
Итого:	13,8812	100,00	102067,631

 

5.6 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ АВТ

На  основании материальных балансов отдельных  колонн составляем материальный баланс установки в целом, представленный в таблице 5.6. Фракции дизельного топлива после блока теплообмена  объединяются.

Таблица 5.6 –  Материальный баланс установки АВТ

Продукты	%масс. на нефть	кг/ч
Взято: Нефть	100,000	735294
Получено: сухой газ С1-С2 рефлюкс С3-С4 газы разложения 28-70ºС 70-140°С 140-180°С фр.180-360°С вакуумный газойль Фр.360-420°С Фр.420-490°С Фр.490-550°С гудрон (>550°С)	0,102 0,2478 0,107 2,569 8,6312 5,25 29,77 2,673 10,78 9,6 6,61 23,66	749,999 1822,059 786,76 18889,703 63323,519 38744,112 218897,03 19654,42 79264,69 70588,224 48602,93 173970,56
Итого:	100,00	735294

 

 

 

6. РАСЧЁТ  ДОЛИ ОТГОНА СЫРЬЯ (ЭВМ) НА  ВХОДЕ В ПРОЕКТИРУЕМУЮ КОЛОННУ(К-2)

 

Расчет  был выполнен с применением ЭВМ  по программе “Oil”.

Исходные  данные для расчета взяты на основании  потенциального содержания компонентов  в нефти (таблица 1.2). Исходные данные сведём в таблицу 6.1.

Таблица6.1 –  Состав смеси на входе в основную атмосферную колону К-2

Номер компонента по табл. 1.2	Компонент (фракция)	Масс. доля компонента в нефти	Количество компонента в нефти, кг/ч	Масс. доля компонента в отбензиненной  нефти
10	85-105 ºС	0,0144	10588,23	0,0155
11	105-140 ºС	0,0276	20294,11	0,0298
12	140-180 ºС	0,0525	38602,94	0,0566
13	180-210 ºС	0,0475	34926,47	0,0513
14	210-310 ºС	0,1750	128676,45	0,1889
15	310-360 ºС	0,1020	74999,99	0,1102
16	360-400 ºС	0,0730	53676,46	0,0788
17	400-450 ºС	0,0815	59926,46	0,0879
18	450-500 ºС	0,0640	47058,82	0,0691
19	500-550 ºС	0,0640	47058,82	0,0691
20	>550	0,2250	165441,15	0,2428
Итого:		0,9265	681249,9	1

 

Расход  водяного пара подаваемого в низ  атмосферной колонны принимаем 2 % на отбензиненную нефть (1,2-3,5 %), которое  понижает парциальное давление нефтяных паров .

0,02·681249,9 = 13625 кг/ч.

Расчёт  доли отгона на входе необходим для  того, чтобы определить количество паров в точке ввода сырья  в колонну.

Доля  отгона паров сырья на входе в  колонну считается удовлетворительной, если выполняется требование:

е ≥ ∑  х_i ,

где  е - массовая доля отгона сырья;

х_i - массовая доля i-фракции (кроме остатка), выводимой из данной колоны:

∑ х_i = 0,0155+0,0298+0,0566+0,0513+0,1889+0,1102 = 0,452

 

Для проведения расчета необходимо задаться следующими данными:

температура на входе в колону равна 360 ºС;

давление на входе в колону равно 185 кПа.

Расчёт  доли отгона на входе в атмосферную  колонну К-2 был проведён в программы  «Oil».

                       

 

 Иcxoдныe дaнныe:

 

Pacxoд нeфти или фpaкции G= 681249.875 Kг/чac

Pacxoд вoдянoгo пapa  Z= 13625 Kг/чac

Плoтнocть ocтaткa  P19= 1000.200012207031 Kг/M^3

Дaвлeниe пpи oднoкpaктнoм иcпapeнии  P= 185 KПa

Teмпepaтуpa oднoкpaтнoгo иcпapeния  T= 360 ^C

 

 

Дaнныe пoдгoтoвил: dultcev

 

 

Peзультaты pacчeтa:

 

Maccoвaя дoля oтгoнa пapoв  e1= .5240769982337952

Moльнaя дoля oтгoнa пapoв  e= .7903100252151489

Moлeкуляpнaя мacca иcxoднoй  cмecи Mi= 290.4743347167969

Moлeкуляpнaя мacca жидкoй  фaзы Ml= 659.262451171875

Moлeкуляpнaя мacca пapoвoй фaзы Mp= 192.6217803955078

 

 

Cocтaв жидкoй фaзы                    Taблицa 6.2

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╤═════════════

║кoмпoнeнты│   мoльн.дoли  │   мacc.дoли  │    Kмoль/чac   │     Kг/чac  ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼───────────── ║

║ 85-105   │  0.0016214    │  0.0002330   │       0.7974   │      75.5555 ║

║ 105-140  │  0.0036936    │  0.0006041   │       1.8165   │     195.8515

║ 140-180  │  0.0091473    │  0.0017821   │       4.4986   │     577.7981 ║

║ 180-210  │  0.0110401    │  0.0025220   │       5.4295   │     817.7009 ║

║ 210-310  │  0.0766010    │  0.0231501   │      37.6720   │    7505.7769 ║

║ 310-360  │  0.1050599    │  0.0426182   │      51.6680   │   13817.7656 ║

║ 360-400  │  0.1233972    │  0.0588777   │      60.6862   │   19089.4551 ║

║ 400-450  │  0.1994168    │  0.1108134   │      98.0723   │   35928.1914 ║

║ 450-500  │  0.1873483    │  0.1220103   │      92.1371   │   39558.4766 ║

║ Ocтaтoк  │  0.2826745    │  0.6373892   │     139.0181   │  206655.8750 ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼───────────── ╢

║  CУMMA   │   1.0000      │  1.0000      │     491.7957   │  324222.4375 ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╧═════════════

 

 

Cocтaв пapoвoй фaзы                    Taблицa 6.3

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╤════════════════╗

║кoмпoнeнты│   мoльн.дoли  │   мacc.дoли  │    Kмoль/чac   │     Kг/чac     ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────║

║ 85-105   │  0.0596935    │  0.0293642   │     110.6428   │   10483.8174   ║

║ 105-140  │  0.1006047    │  0.0563133   │     186.4724   │   20105.3945   ║

║ 140-180  │  0.1595399    │  0.1063810   │     295.7096   │   37980.9453   ║

║ 180-210  │  0.1222671    │  0.0955961   │     226.6240   │   34130.4180   ║

║ 210-310  │  0.3281456    │  0.3394203   │     608.2228   │  121182.3203   ║

║ 310-360  │  0.1235766    │  0.1715722   │     229.0510   │   61255.9727   ║

║ 360-400  │  0.0593320    │  0.0968918   │     109.9728   │   34593.0352   ║

║ 400-450  │  0.0352766    │  0.0670920   │      65.3858   │   23953.6719   ║

║ 450-500  │  0.0094445    │  0.0210513   │      17.5055   │    7515.8906   ║

║ Ocтaтoк  │  0.0021144    │  0.0163180   │       3.9191   │    5825.9561   ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────╢

║  CУMMA   │   1.0000      │  1.0000      │    1853.5059   │  357027.4063   ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╧════════════════╝

Иcxoднaя cмecь                         Taблицa 6.4

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╤═════════════

║кoмпoнeнты│   мoльн.дoли  │   мacc.дoли  │    Kмoль/чac   │     Kг/чac  ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼───────────── ║

║ 85-105   │  0.0475163    │  0.0155000   │     111.4402   │   10559.3730 ║

║ 105-140  │  0.0802834    │  0.0298000   │     188.2889   │   20301.2461 ║

║ 140-180  │  0.1280041    │  0.0566000   │     300.2082   │   38558.7422 ║

║ 180-210  │  0.0989440    │  0.0513000   │     232.0535   │   34948.1172 ║

║ 210-310  │  0.2753995    │  0.1889000   │     645.8949   │  128688.0938 ║

║ 310-360  │  0.1196942    │  0.1102000   │     280.7190   │   75073.7344 ║

║ 360-400  │  0.0727663    │  0.0788000   │     170.6590   │   53682.4922 ║

║ 400-450  │  0.0696960    │  0.0879000   │     163.4581   │   59881.8633 ║

║ 450-500  │  0.0467499    │  0.0691000   │     109.6426   │   47074.3672 ║

║ Ocтaтoк  │  0.0609462    │  0.3119000   │     142.9372   │  212481.8281 ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼───────────── ╢

║  CУMMA   │   1.000       │  1.000       │    2345.3015   │  681249.8750 ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╧═════════════

 

 

 

 

Moлeкуляpныe мaccы, дaвлeния  нacыщeныx пapoв и

кoнcтaнт paвнoвecия кoмпoнeнтoв                Taблицa 6.5

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╗

║кoмпoнeнты│ мoлeк. мacca  │   Pi , KПa   │       Ki       ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────║

║ 85-105   │    94.7538    │ 5.149074E+03 │ 2.783283E+01   ║

║ 105-140  │   107.8197    │ 3.809419E+03 │ 2.059146E+01   ║

║ 140-180  │   128.4400    │ 2.439295E+03 │ 1.318538E+01   ║

║ 180-210  │   150.6037    │ 1.548896E+03 │ 8.372410E+00   ║

║ 210-310  │   199.2400    │ 5.991254E+02 │ 3.238516E+00   ║

║ 310-360  │   267.4337    │ 1.645072E+02 │ 8.892281E-01   ║

║ 360-400  │   314.5600    │ 6.724645E+01 │ 3.634943E-01   ║

║ 400-450  │   366.3438    │ 2.474065E+01 │ 1.337333E-01   ║

║ 450-500  │   429.3438    │ 7.050426E+00 │ 3.811041E-02   ║

║ Ocтaтoк  │  1486.5394    │ 1.046147E+00 │ 5.654847E-03   ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╝

       

 

Полученная  массовая доля отгона равна  0,5241, т.е. выполняется условие е ≥ ∑ х_i .

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ КОЛОННЫ

 

7.1 Общая характеристика работы  колонны

 Для колонны  К-2 принимаем клапанные тарелки,  т.к. они имеют высокий к.п.д.  в широком диапазоне скоростей.  Количество тарелок следующее: 6 – в отгонной части, по 10 –  от места ввода сырья до  места отбора первого бокового  погона и между боковыми погонами, 12 – от места вывода верхнего  бокового погона до верхней  тарелки. Расстояние между тарелками  принимаем равное 0,5 м. Общее число  тарелок – 38. Гидравлическое сопротивление  одной тарелки 500 Па. Расход водяного  пара: в основной колонне - 2% на  сырьё, в стриппинги – по 1% на дистиллят.

Сопротивление конденсационной аппаратуры принимаем  равным 45кПа.

Давление  в различных сечениях колонны  с учётом сопротивления конденсационной  аппаратуры и гидравлического сопротивления  тарелок:

Р_фр = Р - n · а,

где Р – давление в точке ввода сырья, кПа;

n – число тарелок, находящихся выше точки ввода;

а – перепад давления на одной тарелке,

           - верх колонны : 169кПа

           - вывод фр.180-270°С : 169 + 12·0,5 = 175кПа

           - вывод фр.270-360°С : 175 + 10·0,5 = 180кПа

           - ввод сырья : 180 + 10·0,5 = 185кПа