Проектирование процесса вторичнойперегонки нефти

     При перегонке с дефлегмацией образующиеся пары конденсируют, и часть конденсата в виде флегмы подают навстречу потока пара. В результате однократного контактирования  парового и жидкого потоков уходящие из системы пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, тем самым несколько повышается четкость разделения смесей.

     Перегонка с ректификацией – наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах – ректификационных колоннах – путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно (в насадочных колоннах ) или ступенчато (в тарельчатых ректификационных колоннах ).При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования (тарелке или слое насадки) между ними происходит тепло – и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами: пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость – высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны с уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пар, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса (температурный режим, давление, соотношение потоков, флегмовое число и др.), модно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей. 
 

     2.1.5 Описание работы  основного оборудования 

     Одним из наиболее распространенных методов  разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух и большего числа  компонентов, является перегонка (дистилляция  и ректификация).

     В широком смысле перегонка представляет собой процесс, включающий частичное испарение разделяемой смеси и последующую конденсацию образующихся паров, осуществляемые однократно и многократно. В результате конденсации получают жидкость, состав которой отличается от состава исходной смеси.

     Существует  два принципиально отличных вида перегонки:

     1) простая перегонка (дистилляция)  и 

     2) ректификация.

     Простая перегонка представляет собой процесс  однократного частичного испарения  жидкой смеси и конденсации образующихся паров. Применима только для разделения смесей, летучести компонентов которой существенно различны, т.е. относительная летучесть компонентов значительна. Обычно ее используют лишь для предварительного грубого разделения жидких смесей, а также для очистки сложных смесей от нежелательных примесей, смол и т.д.

     Значительно более полное разделение жидких смесей на компоненты достигается путем  ректификации.

     Ректификация  – массообменный процесс, который  осуществляется в большинстве случаев  в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки), т.е. путем многократного контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга.

     При взаимодействии фаз между ними происходит массо- и теплообмен

     обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта из жидкости испаряется преимущественно низкокипящий компонент (НК), которым обогащаются пары, а из паров конденсируется преимущественно высококипящий компонент (ВК), переходящий в жидкость. Такой двусторонний обмен компонентами, повторяемый многократно, позволяет получить в конечном счете пары, представляющие собой почти чистый НК. Эти пары после конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят (ректификат) и флегму – жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с поднимающимися парами. Пары получают путем частичного испарения снизу колонны остатка, являющегося почти чистым ВК.

     Процессы  ректификации осуществляются периодически или непрерывно при различных  давлениях: при атмосферном давлении, под вакуумом (для разделения смесей высококипящих веществ), а также под давлением больше атмосферного (для разделения смесей, являющихся газообразными при нормальных температурах).

     Ректификация  известна с начала 19 века как один из важнейших технологических процессов главным спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификации все шире применяют в различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение.

     Принципиальная  схема ректификационной установки представлена (в Приложении Г)

     Исходную  смксь из промежуточной емкости  центробежным насосом  подают в теплообменник , где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение смеси в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси ХF.

     Стекая  вниз по колонне, жидкость взаимодействует  с паром, образующимся при кипении  кубовой жидкости в кипятильнике . Для полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью состава Хр, получаемой в дефлегматоре путем конденсации пара.Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения дистиллята, который охлаждается в теплообменнике и направляется в промежуточную емкость .

     Из кубовой части колонны насосом выводится кубовая жидкость, которая охлаждается в теплообменнике  и направляется в емкость . Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят и кубовый остаток. 
 

     2.2.1 Расчет материального  баланса 

     2.2.1.1 Материальный баланс блока атмосферно-вакуумной  перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ

     Исходные  данные:

     Мощность  установки 3 000 000 тонн в год.

     Количество  рабочих дней рассчитываем по формуле [4]: 

               Т_ЭФ = Т_Г – Т_КАП – Т_ТЕК = 365 – 15 – 10 ≈ 340 суток ≈ 8160 часов. 

     Рассчитаем часовую производительность [4]:

                                                                 (2.2.1.1) 

     Таблица 3-  Материальный баланс отбензинивающей  колонны К-1

 
 

     Таблица 4-  Материальный баланс атмосферной  колонны К-2

 

     Таблица 5-  Материальный баланс сепаратора отбензинивающей колонны С-1

 

     Таблица 6-  Материальный баланс стабилизационной колонны прямогонных бензинов К-4

 

           Таблица 7 - Материальный баланс  сепаратора стабилизационной колонны  С-2

 

          Таблица 8-  Материальный баланс  колонны вакуумной перегонки  мазута   К-5

         

          Таблица 9- Сводный материальный  баланс блока атмосферно-вакуумной  перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ