Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Февраля 2013 в 22:48, курсовая работа
Установки первичной переработки нефти составляют основу всех НПЗ и их роль очень важна в получении высококачественных нефтепродуктов. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырье для вторичных процессов и для нефтехимических производств. От работы АВТ зависят выход и качество компонентов топлив и смазочных масел и технико-экономические показатели последующих процессов переработки нефтяного сырья. Проблемам повышения эффективности работы и интенсификации установок АВТ необходимо всегда уделять очень серьезное внимание.
Введение……………………………………………………………………………………….…3
Характеристика нефти по СТБ ГОСТ Р51858-2003 и выбор варианта ее
переработки………………………………………………………………..………………….5
Характеристика фракций нефти и их возможное применение………..………………….7
2.1 Характеристика газов…………………………………………….……………….…7
2.2 Характеристика бензиновых фракций…………………………….………………..8
2.3 Характеристика керосиновых фракций…………………………………………….8
Характеристика дизельных фракций…………………………………………….....9
2.5 Характеристика вакуумных дистиллятов………………………………….……….9
Характеристика остатков и их применение………………………………………10
Выбор и обоснование технологической схемы АВТ…………………………………….11
Блок ЭЛОУ…………………………………………………………..……………...11
Блок колонн……………………………………………………………………..…..12
Блок теплообменников…………………………………………………………..…16
Расчет состава и количества газа и бензина в емкости орошения
отбензинивающей колонны К-1 (ЭВМ)…………………………………….………………23
Расчет материального баланса ректификационных колонн и
установки …………………………………………………………………………………...28
5.1 Материальный баланс отбензинивающей колонны…………………….………..28
5.2 Материальный баланс основной атмосферной колонны………………….…..…28
5.3 Материальный баланс вакуумной колонны …………………………………...…29
5.4 Материальный баланс блока стабилизации…………………….….………...……29
5.5 Материальный баланс колонны четкой ректификации…….………………...…..30
5.6 Материальный баланс установки АВТ………………………….……………..….31
Расчет доли отгона сырья (ЭВМ) на входе в стабилизационную колонну.…..……..….32
Технологический расчет колонны…………………………………………………...……34
7.1 Технологическая схема колонны…………………………………….…………....34
7.2 Расчет материального баланса колонны…………….…….………………….…...35
7.3 Расчет температуры верха ………………………………………………….…..….35
7.4 Расчет температуры низа …………………………………………………...….….36
7.5 Расчет теплового баланса ректификационной колонны……….………….….…36
7.6 Расчет основных размеров колонны.……………………….……………………..38
Расчет теплообменника «Нефть-ВЦО К-5»…………….…..…………………………… 42
Расчет полезной тепловой нагрузки печи атмосферного блока..……….……………….45
Охрана окружающей среды на установке………………………………………………...48
Заключение …………………………………………………………………………………50
Список литературы
║ Meтaн │ 0.2288230 │ 0.0830299 │ 109.1806 │ 1746.8892 ║
║ Этaн │ 0.1603199 │ 0.1090746 │ 76.4950 │ 2294.8506 ║
║ Пpoпaн │ 0.2082176 │ 0.2030491 │ 99.3489 │ 4272.0039 ║
║ Бутaн │ 0.2226513 │ 0.2878161 │ 106.2358 │ 6055.4409 ║
║ 28-62 │ 0.1493186 │ 0.2555111 │ 71.2459 │ 5375.7671 ║
║ 62-85 │ 0.0241547 │ 0.0469733 │ 11.5252 │ 988.2843 ║
║ 85-105 │ 0.0046666 │ 0.0100280 │ 2.2266 │ 210.9825 ║
║ 105-140 │ 0.0018476 │ 0.0045177 │ 0.8816 │ 95.0497 ║
╟──────────┼───────────────┼──
║ CУMMA │ 1.0000 │ 1.0000 │ 477.1396 │ 21039.2695 ║
╚══════════╧═══════════════╧══
Иcxoднaя cмecь Taблицa
╔══════════╤═══════════════╤══
║кoмпoнeнты│ мoльн.дoли │ мacc.дoли │ Kмoль/чac │ Kг/чac ║
╟──────────┼───────────────┼──
║ Meтaн │ 0.0388825 │ 0.0086170 │ 123.6167 │ 1977.8678 ║
║ Этaн │ 0.0347700 │ 0.0144480 │ 110.5421 │ 3316.2625 ║
║ Пpoпaн │ 0.0685282 │ 0.0408150 │ 217.8675 │ 9368.3037 ║
║ Бутaн │ 0.1528040 │ 0.1206400 │ 485.8002 │ 27690.6094 ║
║ 28-62 │ 0.3896494 │ 0.4072270 │ 1238.7878 │ 93471.1875 ║
║ 62-85 │ 0.1639006 │ 0.1946690 │ 521.0788 │ 44682.5508 ║
║ 85-105 │ 0.0697116 │ 0.0914920 │ 221.6297 │ 21000.2402 ║
║ 105-140 │ 0.0817537 │ 0.1220920 │ 259.9144 │ 28023.8867 ║
╟──────────┼───────────────┼──
║ CУMMA │ 1.000 │ 1.000 │ 3179.2371 │ 229530.9063 ║
╚══════════╧═══════════════╧══
Moлeкуляpныe мaccы, дaвлeния нacыщeныx пapoв и
кoнcтaнт paвнoвecия кoмпoнeнтoв Taблицa
╔══════════╤═══════════════╤══
║кoмпoнeнты│ мoлeк. мacca │ Pi , KПa │ Ki ║
╟──────────┼───────────────┼──
║ Meтaн │ 16.0000 │ 1.063463E+04 │ 4.253854E+01 ║
║ Этaн │ 30.0000 │ 3.159241E+03 │ 1.263696E+01 ║
║ Пpoпaн │ 43.0000 │ 1.178707E+03 │ 4.714829E+00 ║
║ Бутaн │ 57.0000 │ 3.935635E+02 │ 1.574254E+00 ║
║ 28-62 │ 75.4538 │ 8.580576E+01 │ 3.432230E-01 ║
║ 62-85 │ 85.7501 │ 3.180437E+01 │ 1.272175E-01 ║
║ 85-105 │ 94.7538 │ 1.427042E+01 │ 5.708167E-02 ║
║ 105-140 │ 107.8197 │ 4.785503E+00 │ 1.914201E-02 ║
╚══════════╧═══════════════╧══
Расчет абсорбера
Иcxoдныe дaнныe:
Pacxoд нeфти или фpaкции G= 402109.09375 Kг/чac
Дaвлeниe пpи oднoкpaктнoм иcпapeнии P= 1000 KПa
Teмпepaтуpa oднoкpaтнoгo иcпapeния T= 40 ^C
Peзультaты pacчeтa:
Maccoвaя дoля oтгoнa пapoв e1= 0
Moльнaя дoля oтгoнa пapoв e= 0
Moлeкуляpнaя мacca жидкoй фaзы Ml= 86.05594635009766
Cocтaв жидкoй фaзы Taблицa
╔══════════╤═══════════════╤══
║кoмпoнeнты│ мoльн.дoли │ мacc.дoли │ Kмoль/чac │ Kг/чac ║
╟──────────┼───────────────┼──
║ Meтaн │ 0.0264541 │ 0.0049185 │ 123.6103 │ 1977.7643 ║
║ Этaн │ 0.0236561 │ 0.0082468 │ 110.5363 │ 3316.0891 ║
║ Пpoпaн │ 0.0466278 │ 0.0232988 │ 217.8751 │ 9368.6289 ║
║ Бутaн │ 0.1039659 │ 0.0688628 │ 485.7952 │ 27690.3281 ║
║ 28-62 │ 0.2651158 │ 0.2324532 │ 1238.7904 │ 93471.3828 ║
║ 62-85 │ 0.1115175 │ 0.1111211 │ 521.0811 │ 44682.7500 ║
║ 85-105 │ 0.1185647 │ 0.1305482 │ 554.0100 │ 52494.5313 ║
║ 105-140 │ 0.1390613 │ 0.1742303 │ 649.7836 │ 70059.4609 ║
║ 140-180 │ 0.1650369 │ 0.2463204 │ 771.1578 │ 99047.5078 ║
╟──────────┼───────────────┼──
║ CУMMA │ 1.0000 │ 1.0000 │ 4672.6396 │ 402108.4375 ║
╚══════════╧═══════════════╧══
Moлeкуляpныe мaccы, дaвлeния нacыщeныx пapoв и
кoнcтaнт paвнoвecия кoмпoнeнтoв Taблицa
╔══════════╤═══════════════╤══
║кoмпoнeнты│ мoлeк. мacca │ Pi , KПa │ Ki ║
╟──────────┼───────────────┼──
║ Meтaн │ 16.0000 │ 1.063463E+04 │ 1.063463E+01 ║
║ Этaн │ 30.0000 │ 3.159241E+03 │ 3.159241E+00 ║
║ Пpoпaн │ 43.0000 │ 1.178707E+03 │ 1.178707E+00 ║
║ Бутaн │ 57.0000 │ 3.935635E+02 │ 3.935635E-01 ║
║ 28-62 │ 75.4538 │ 8.580576E+01 │ 8.580576E-02 ║
║ 62-85 │ 85.7501 │ 3.180437E+01 │ 3.180437E-02 ║
║ 85-105 │ 94.7538 │ 1.427042E+01 │ 1.427042E-02 ║
║ 105-140 │ 107.8197 │ 4.785503E+00 │ 4.785503E-03 ║
║ 140-180 │ 128.4400 │ 9.505908E-01 │ 9.505908E-04 ║
╚══════════╧═══════════════╧══
5 Расчёт
материального баланса
Все расчёты проводятся на основании таблиц приведённых в разделе 1.
5.1 Материальный баланс отбензинивающей колонны К-1
В отбензинивающей колонну приходит обессоленная и обезвоженная нефть в количестве Gн=392160 кг/ч
фракцию газ + н.к.-140°С составляет газ, н.к.-85°С и 85-140°С (40% мас. от потенциала, 60% остаётся в бензине уходящим с нефтью), взяты из таблицы 1.2.
Xгаз+н.к.-140°С=3,6+11,743+0,
На основании этих данных составляем материальный баланс К-1 и сводим результаты в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 — Материальный баланс отбензинивающей колонны К-1
Название |
%мас. на нефть |
%мас. на сырьё | |
Кг/ч | |||
Приход | |||
Нефть обессоленная и обезвоженная |
100,00 |
100,00 |
392160 |
Расход | |||
Газ + н.к.-140*°С |
19,51 |
19,51 |
76510,42 |
Нефть отбензиненая |
80,49 |
80,49 |
315649,58 |
Итого: |
100,00 |
100,00 |
392160 |
5.2 Материальный баланс основной колонны К-2
При расчёте материального баланса К-2 принято, что в мазуте (> 360°C) остаётся 5% (на мазут) фр.240-360°C.
В связи с этим выход мазута на нефть определяется по уравнению:
т.е. выход мазута на нефть увеличивается на , что уменьшает выход фр. 240–360°C на нефть с 21,0785% мас. (табл. 1.2) до , то выход этой фракции на отбензиненную нефть будет:
На основании этих данных составляем материальный баланс К-2 и сводим результаты в таблицу 5.2.
Таблица 5.2 — Материальный баланс основной колонны К-2
Продукт |
Выход на нефть, % мас. |
выход на сырье, % мас. |
кг/ч |
Приход | |||
отбензиненная нефть |
80,49 |
100 |
315649,58 |
Расход | |||
фр. 85-140*°C |
6,25 |
7,77 |
24513,92 |
фр. 140-240°C |
18,86 |
23,43 |
73969,22 |
фр. 240-360°C |
19,27 |
23,94 |
75576,04 |
фр. >360°С |
36,11 |
44,86 |
141590,40 |
Итого: |
80,49 |
100 |
315649,58 |
5.3 Материальный баланс стабилизационной колонны К-4
В колонну К-4 поступает объединённая фракция газ + н.к.-140°С из ёмкости орошения К-1 и 85-140°С* из емкости орошения К-2 по таблице 5.1:
Gгаз+н.к.-140°С+85-140°С =101021,20кг/ч.
На основании этих данных составляем материальный баланс К-4 и сводим результаты в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 — Материальный баланс стабилизационной колонны К-4
Продукты |
% масс.на нефть |
% масс.на сырье колонны |
кг/ч |
Приход | |||
Газ + н.к.-140*°С |
19,51 |
75,73 |
76510,42 |
85-140*°С |
6,25 |
24,27 |
24513,92 |
Итого: |
25,76 |
100,00 |
101024,34 |
Расход | |||
Сухой газ |
0,45 |
1,75 |
1764,79 |
Рефлюкс |
3,15 |
12,23 |
12353,52 |
н.к.-140°С |
22,16 |
86,02 |
86903,03 |
Итого: |
25,76 |
100,00 |
101021,34 |
5.4 Материальный баланс вакуумной колонны К-5
При расчёте материального баланса К-5 принято, что в гудроне (> 540°C) остаётся 8 % мас. (на гудрон) фр. 500–540°C.
В связи с этим выход гудрона на нефть определяется по уравнению:
где Xп.г - потенциальное содержание гудрона (>540 °C) в нефти, % мас., (Xп.г=8,25%мас. см. табл. 1.2);
b – содержание фракция 500–540°C в гудроне, мас. доля;
Тогда выход гудрона на нефть будет: ,
т.е. выход гудрона на нефть увеличивается на , что уменьшает выход фр. 500–540°C на нефть с 5,679 до
Принимают, что в колонне К-5 образуется на мазут газов разложения, т.е. 147,648 кг/ч.
На основании этих данных составляем материальный баланс К-5 и сводим результаты в таблицу 5.4.
Таблица 5.4 — Материальный баланс вакуумной колонны К-5
Продукты |
% масс.на нефть |
% масс.на сырье колонны |
кг/ч |
Приход | |||
Мазут (>360°С) |
36,11 |
100 |
141590,40 |
Итого: |
36,11 |
100 |
141590,40 |
Расход | |||
Газы разложения |
0,040 |
0,1 |
141,590 |
Вакуумный газойль |
1,772 |
4,907 |
6948,160 |
VD-1 (фр.360-400°С) |
5,252 |
14,546 |
20596,240 |
VD-2 (фр.400-450°С) |
7,443 |
20,615 |
29188,470 |
VD-3 (фр.450-500°С) |
7,676 |
21,260 |
30102,200 |
VD-4 (фр.500-540°С) |
4,959 |
13,735 |
19447,210 |
Гудрон (>540°С) |
8,967 |
24,837 |
35166,520 |
Итого: |
36,11 |
100 |
141590,400 |
5.5 Материальный
баланс ректификационной
В колонну К-6 поступает фракция н.к.-140°С из К-4. Здесь происходит разделение стабильного бензина на фракции н.к.-70°С и 70-140°С.
На основании этих данных составляем материальный баланс К-6 и сводим результаты в таблицу 5.5.