Установка первичной переработки нефти (АВТ) мощностью 3,2 млн.т/год Еланской нефти

 

Таким образом, Еланская нефть обозначается следующим образом: Шифр нефти по СТБ ГОСТ Р 51858-2003 - 1.3.1.1., т.е. ее показатели:

- массовая доля серы 0,93% (класс 2);

- плотность при 20 °С 819,2 (тип 0);

- концентрация хлористых солей 47мг/дм³, массовая доля воды 0,36 % (группа 1);

- массовая доля сероводорода 14 ppm, массовая доля метил- и этилмеркаптанов 19 ppm (вид 1).

 

 

«2.1.1.1 СТБ ГОСТ Р51858-2003»

 

На основании данных, приведенных в таблицах 1 и 2, можно сделать вывод, что Еланскую нефть можно перерабатывать на установке АВТ с получением узких масляных фракций (масляный вариант переработки нефти с применением физических методов очистки масляных фракций). Это экономически выгодно, если выход базовых масел на мазут составляет не менее 20 % масс. Для Еланской нефти выход базовых масел на мазут составляет:

% масс.

где, (100-62.1) – выход мазута на нефть, % масс.

Производительность установки  с учетом необходимости остановки ее на ремонт (фонд рабочего времени составит 340 дней в году и 24 часа в сутки) будет равна:  т/ч.

Получаемые базовые  масла имеют индекс вязкости >90 и температуру застывания  ниже минус 15⁰С. Данный вариант переработки нефти позволит получать базовые масла в количестве  т/год, что экономически выгодно для производства базовых масел.

Таким образом, целесообразен топливно-масляный вариант переработки Еланской нефти.

По данным литературы [6] строим ИТК Еланской нефти, которая представлена а Приложении В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Характеристика  получаемых фракций нефти и  их возможное применение

 

 

 

По данным справочника [6] представим характеристики получаемых фракций в виде таблиц как показано в [7].

 

 

2.1 Характеристика газов

 

Суммарное содержание метана и этана в газах: 12,5%.

Смесь тяжелых газов получается в жидком состоянии в емкости  орошения стабилизационной колонны  в виде рефлюкса, который можно  применять в качестве сырья для  процесса пиролиза.

Переработка газов осуществляется по следующим направлениям:

1) Разделение газа на метан  – этановую фракцию и пропан  – бутановую фракцию. При этом  метан – этановую фракцию направлять  на установку водородной конверсии,  а пропан – бутановую фракцию  применять в качестве бытового товарного топлива.

2) Направление газа на установки  ГФУ или АГФУ для разделения  на метан – этановую фракцию  и индивидуальных углеводородов:  пропан, бутан и изобутан.

 

Промышленностью вырабатывается [5]:

СПБТЗ— смесь пропана и бутана техническая зимняя с содержанием С₃ не менее 75 %;

СПБТЛ— смесь пропана и бутана техническая летняя с содержанием  С₄ не более 60 %;

БТ— бутан технический с содержанием  С₄ не менее 60 %.

 

 

Таблица 2.1 — Состав и  выход газов на нефть

Компоненты	Выход на газ, % мас.	Выход на нефть, % мас.
Метан	4,67	3,6*0,0467=0,16812
Этан	7,83	3.6*0,0783=0,28188
Пропан	22,12	3,6*0,2212=0,79632
Бутан	49,74	3,6*0,4974=1,79064
Изобутан	15,64	3,6*0,1564=0,56304
Итого:	100,0	3,6

 

 

 

 

 

2.2 Характеристика бензиновых  фракций и их применение

В таблице 2.2 представлена характеристика бензиновой фракции широкого состава.

После получения этой фракции её можно направить на установку  вторичной перегонки бензина  для отделения лёгких парафиновых  углеводородов, которые затем направить  на установку гидроизомерзации. На установке гидроизомерзации  из них получают изомеризат, использующийся как экологически чистая высокооктановая  добавка к автомобильным бензинам. Оставшуюся часть фракции либо разделяют на узкие фракции для дальнейшего получения ароматических углеводородов на установке каталитического риформинга, либо целиком  подвергают риформингу для получения высокооктановых компонентов бензина [3].

 

 

Таблица 2.2 — Характеристика бензиновых фракций Еланской нефти

Пределы кипения фракции,°С	Выход на нефть, % мас.	Октановое число без  ТЭС	Содержание, % мас.
			серы	ароматических углеводородов	нафтеновых углеводородов
н.к.-70	9,27	68	0,01	3	24
70-140	12,89	51	0,05	13	23
140-180	8,4	42	0,15	22	17
н.к.-180	29,9	47,0	0,08	12	22

 

2.3 Характеристика лёгкого керосинового дистиллята

 

Характеристика лёгкого керосинового дистиллята приведена в таблице 5.

Таблица 2.3 - Характеристика легкого керосинового дистиллята

(фракция 140-240°С) Еланской нефти

Выход на нефть, % мас.	Плотность, кг/м3	Вязкость при 20°С, мм2/с (сСт)	Теплота сгорания, кДж/кг	Содержание, % мас.			Темпера-
				серы	меркаптанов	ароматических углеводородов	тура начала кристаллизации, °С
18,862	777,4	1,25	43330	0,2	0,044.	15	-60

 

Керосиновый дистиллят 140-240°С Еланской нефти отвечает требованиям стандарта на реактивное топливо марки РТ по всем показателям [2]. Её получение снижает производство бензиновой фракции на %, что значительно затрудняет производство бензинов и вызывает перепроизводство реактивного топлива. Следовательно, реактивное топливо следует получать периодически либо постоянно в зависимости от сезона года и расходов на оборону республики. 

 

2.4 Характеристика дизельных фракций и их применение

В таблице 2.4 представлена характеристика широкой дизельной фракции. Из таблицы видно, что фракция имеет нежелательно высокое цетановое число, что обуславливается высоким содержанием парафиновых углеводородов, кроме того она не соответствует стандартам для дизельных топлив по температуре застывания и содержанию серы. Поэтому фракция должна подвергнутся депарафинизации для понижения температуры застывания, после чего направляться на гидроочистку для понижения содержания серы и использоваться в качестве дизельного топлива. Также её можно отправить на установку «Парекс» для получения жидких парафинов [3].  

Таблица 2.4 — Характеристика дизельных фракций Еланской нефти

Пределы кипения, °С	Выход на нефть, % мас.	Цета-новое число	Вязкость при 20°С, мм2/с	Температура		Содержание, % мас.
				Помутнения,°С	Застывания, °С	Серы	Парафинов
240-360	21,08	62	5,28	-4	-7	0,59	25

 

 

2.5 Характеристика вакуумных дистиллятов и их применение

В таблице 2.5 представлена характеристика вакуумных дистиллятов. На основании  этой таблицы делаем вывод о целесообразности получения из Еланской нефти четырёх вакуумных дистиллятов, которые могут служить сырьём для производства базовых масел, имеющих повышенный индекс вязкости (ИВ>90) и высокий выход на дистиллят. Избыток этих дистиллятов можно отправить на  установки каталитического крекинга и (или) гидрокрекинга.

Таблица 2.5 — Характеристика вакуумных дистиллятов Еланской нефти

Пределы кипения °С	Выход на нефть, % мас.	Плотность при20°С, кг/м3	Вязкость, мм2/с,                 при		Содержание серы, %мас.	Выход базовых масел с ИВ³90 на дистиллят, %мас.
			50°С	100°С
360-420	8,15	835	9,36	3,05	1,96	65,33
420-480	9,43	853,6	33,24	7,41	2,35	63,1
480-540	8,47	880,5	97,5	14,89	2,6	56,54

 

2.6 Характеристика остатков и их применение

 

В таблице 2.6 представлена характеристика остатков атмосферной и вакуумной перегонки. Мазут поступает на вакуумный блок установки для производства вакуумных дистиллятов. Гудрон – остаток вакуумной перегонки мазута – подвергается дальнейшей переработке с целью получения остаточных масел, битума, а также котельного топлива путем снижения вязкости на установках висбрекинга.

 

Таблица 2.6 — Характеристика остатков Еланской  нефти

Показатель	Остатки, tнк°С
	>360	>540
Выход на нефть, %мас.	34,3	8,25
Вязкость условная, °ВУ: при 50°С при 80°С	— 2,88	— 52,14
Плотность при 20°С, кг/м3	923,7	969,7
Коксуемость,  %мас.	3,67	11,2
Содержание, %мас. серы парафинов базовых масел с ИВ³90	1,8 11,1 -	2,96 4,6 -

 

Пригодность нефти для получения  из нее битума определяется содержанием  смол и асфальтенов, что выражается следующим выражением БашНИИ НП:

А+С-2,5П>0, где

А, С и П-содержание в нефти  соответственно асфальтенов, смол и  парафинов, %(масс.) 

0,85+4,81-2,5*4,6=-5,84<0

Из этого уравнения делаем вывод, что битум из этой нефти получать нельзя из-за высокого содержания парафинов  в остатке.

 

 

3 Выбор и обоснование технологической схемы установки первичной переработки нефти (АВТ)

 

В основу технологической схемы нашей установки АВТ мощностью 3,2 млн. т/г Еланской нефти принята принципиальная технологическая схема аналогичной установки [6], т.е. схема с предварительной отбензинивающей колонной и основной ректификационной колонной. Предварительная отбензинивающая колонна необходима для того, чтобы разгрузить по парам основную ректификационную колонну, т.к. содержание бензиновых фракций в перерабатываемой нефти 29,9 % (см. таблицу 2.2). Данная схема является наиболее гибкой и работоспособной при значительном изменении содержания бензиновых фракций и растворённых газов. Корозионно-агресивные вещества будут удаляться через верх первой колонны, тем самым защищая основную колонну от коррозии. Благодаря предварительному удалению бензиновых фракций в змеевиках печи и теплообменниках не создаётся высокого давления, что в свою очередь позволяет установить более дешёвое оборудование без усиления его прочности. Недостаток этой схемы заключается в том, что нефть в печи следует нагревать до более высокой температуры, чем при однократном испарении. Кроме того, установка должна быть оборудована дополнительной аппаратурой — колонной, насосами печными и для подачи орошения, конденсаторами-холодильниками и т. д. [2].

В целях рационализации и обеспечения  производства  выбранного ассортимента продуктов из заданной нефти в  эту схему вносим следующие дополнения.

 

 

Блок ЭЛОУ

 

Блок ЭЛОУ предназначен для подготовки нефти к переработке ее на атмосферном блоке установки. Подготовка нефти заключается в удалении из нее воды, солей и механических примесей путем воздействия электрического поля высокого напряжения (до 33 тыс. вольт) с применением деэмульгатора [8].

Недостаточно хорошо подготовленная нефть вызывает:

— коррозию внутренней поверхности аппаратуры, насосов, трубопроводов;

— засоление змеевиков печи, теплообменников, трубопроводов, насосов механическими  примесями, накипью и солями с  уменьшением коэффициента теплопередачи, снижением производительности и сокращением межремонтного пробега установки;

—повышением зольности остатков перегонки (мазута, гудрона) из-за накопления в  них солей и механических примесей;