Добыча газа по схеме труба в трубе

 

 

ЗМІСТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Сучасні вимоги, які пред'являються до асортименту  та рівню якості нафтопродуктів, зробили  вирішальний вплив на технічний  прогрес в області виробництва нафтопродуктів, на створення більш досконалих технологічних установок і виробничих комплексів. Подальше поглиблення переробки нафти вимагає посилення уваги, зокрема, до наступних процесів: каталітичного крекінгу, гідроочищення і гідрокрекінгу, коксування залишків та відбірної важкої дистилятної сировини за сучасною схемою. Для отримання нафтопродуктів підвищеної якості подальший розвиток одержують процеси каталітичного реформінгу прямогінних бензинових фракцій, ізомеризації, поділу гасових дистилятів з допомогою цеолітів, процеси виробництва пластичних мастил, присадок до палив і мастильних матеріалів [2]„

Нафта - це паливна  горюча масляниста рідина зі специфічним  запахом, розповсюджена в осадковій  оболонці Землі і яка є найважливішою  корисною копалиною. Найголовнішою властивістю нафти, яка принесла їй світову славу виняткових енергоносіїв, є її здатність виділяти при згорянні значну кількість тепла. Нафта і її похідні володіють найвищою серед усіх видів палив теплотою згоряння. Теплота згоряння нафти - 41 МДж/кг, бензину - 44.5 МДж/кг. Сира нафта звичайно не застосовується. Для одержання з нафти технічно цінних продуктів її піддають переробці.

На даному етапі  нафтопереробки трубчасті установки  входять до складу всіх нафтопереробних  заводів і служать постачальниками як товарних нафтопродуктів, так і сировини для вторинних процесів. Нафта готується до переробки, піддаючись очищення від небажаних домішок, і розганяється на вузькі фракції, придатні для подальшого використання на установках вторинної переробки.

Нині у світі  інтенсивно розвивається інфраструктура транспортних перевезень і послуг. Наслідком цього є стрімке  зростання споживання паливно- мастильних матеріалів.

Щодо України, то Лисичанський нафтопереробний завод  з 2007 р. освоїв випуск дизельного палива за євростандартом (ЕЫ 590), яке цілком призначене на експорт в Європу і інші країни, з показниками якості, які відповідають технічним вимогам до якості дизельних палив в Європі. Особливого значення під час виробництва низькосірчастого дизельного палива набуває процес гідроочищення сировини на сучасних каталізаторах [9]„  Нафтопродукти люди застосовують у всіх сферах життя, тому важливість нафти у повсякденному житті людини важко переоцінити [12].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Призначення  установки ABT, суть процесу теплопередачі

1. Призначення установки АВТ

Первинна переробка  нафти служить для розділення нафти на фракції, які використовуються для подальшої переробки або  в якості товарних нафтопродуктів. Первинна переробка нафти здійснюється на атмосферно- вакуумних трубчастих установках і атмосферних трубчастих установках. В атмосферно-вакуумних трубчастих установках нафта переробляється до гудрону, а в атмосферних трубчастих установках до мазуту.

Установки АВТ  за кількістю ступенів випаровування  діляться на три групи: двох, трьох і чотирьох кратного випаровування. В установках двократного випаровування перегонка до гудрону здійснюється в одній атмосферній і одній вакуумній колонах. В установках трьохкратного випаровування перегонка до гудрону здійснюється в одній атмосферній і двох вакуумних колонах, або двох атмосферних і одній вакуумній колоні. В чотирьохкратному випаровуванні перегонка здійснюється в двох атмосферних і двох вакуумних колонах. Для вилучення легких компонентів із дистилятів у випарні колони подається відкрита водяна пара. Потужність установок АВТ складає від 1 млн т/рік ... 9 млнт/рік [2].

 

2. Суть процесу теплопередачі

 

Теплопередача - фізичний процес передачі теплової енергії  від більш гарячого тіла більш  холодному або безпосередньо (при  контакті), або через роздільну (тіла або середовища) перегородку з будь-якого матеріалу. Коли фізичні тіла однієї системи знаходяться при різній температурі , то відбувається передача теплової енергії, або теплопередача від одного тіла до іншого до настання термодинамічної рівноваги. Самовільна передача тепла завжди відбувається від більш гарячого тіла більш холодному, що є наслідком другого закону термодинаміки [4],

Теплопровідність  — це явище передачі внутрішньої  енергії від однієї частини тіла до іншої або від одного тіла до іншого за їхнього безпосереднього контакту. Зауважимо, що за явища теплопровідності не відбувається перенесення речовини. Різні речовини мають різну теплопровідність. Так, метали краще проводять тепло, ніж дерево, тому ручки сковорідок виготовляють з дерева чи пластмас. Серед металів високу теплопровідність мають срібло і мідь.

Наступний вид  теплообміну — конвекція. Під  час конвекції енергія переноситься потоками газу чи рідини. У твердих  тілах цей спосіб теплообміну  неможливий. Конвекція зумовлює виникнення таких явищ природи, як вітер, теплі й холодні течії в океанах тощо.

Розрізняють природну конвекцію, приклади якої вже наводилися, і вимушену конвекцію, що відбувається, коли, наприклад, нерівномірно нагріту  рідину перемішують мішалкою. Конвекція, як і теплопровідність, широко використовується в побуті. Саме завдяки конвекції нагрівається рідина в посудині, яка стоїть на гарячій плиті, обігріваються приміщення.

Випромінення (променевий теплообмін), подібно до теплопровідності та конвекції, є видом теплообміну.

Випроміненням енергія може передаватися на великі відстані і не потребує наявності  речовини між тілами. Яскравий приклад - випромінення Сонця, яке досягає  Землі, проходячи відстань 149 000 000 км крізь майже безповітряний простір.

Енергію випромінюють усі тіла - і сильно, і слабо нагріті. Чим вища температура тіла, тим більше енергії воно випромінює.

Якщо колбу  в описаному досліді повернути  до лампочки білим боком, то стовпчик рідини у трубці також з часом  зміститься, але на меншу відстань. Це означає, що тіла з темною поверхнею поглинають і випромінюють енергію краще, ніж тіла зі світлою поверхнею, а тому швидше нагріваються і охолоджуються. Променевий теплообмін, як і інші види теплообміну, поширений у природі та використовується в побуті.

2 Характеристика сировини і одержуваних продуктів установки АВТ

Сировиною AT і АВТ є знесолена і зневоднена нафта з установок ЕЛЗУ з вмістом солей менше 5...20 мг/л і води менше 0,1 % мас. Продуктами установок є:

• вуглеводневий газ, який міститься в основному Сз-С4, використовується як паливо для нафтозаводських печей, як побутове та автомобільне паливо (зріджений газ) при наявності ГФУ направляється на цю установку і після розділення використовується як сировина для нафтохімії;
• бензинова фракція, яка википає в межах (п.к. - 180 °С) має низьке октанове число в межах о.ч. = 55...64 за моторним методом. Тому використовується як компонент низько октанових бензинів або направляється на установки гідро очистки, вторинної перегонки і піролізу. Після вторинної перегонки використовується як сировина в каталітичному риформінгу
• гасова фракція (140...315 °С) використовується як компонент реактивного палива, в якості освітлювального гасу або сировина установки гідроочищення;
• -фракція дизельного палива (180...350 °С) і використовується як компонент дизельного палива або як сировина установок гідро очистки і карбамідної депарафінізації;
• мазут - залишок атмосферної перегонки (більше 350 °С) використовується як компонент котельного палива або як сировина вакуумного блоку АВТ, гідрокрекінгу і термічного крекінгу;
• вакуумний газойль (350...500 °С) використовується як сировина каталітичного крекінгу і гідрокрекінгу, на нафтопереробних заводах з масляною схемою виробництва. Фракції які википають при температурі більше 350 °С діляться на вузькі фракції олив: 350...400 °С, 400...450 °С, 450...500 °С. їх направляють на установки селективної очистки депарафінізації і гідро очистки;
• залишок вакуумної перегонки - гудрон (більше 350 °С) використовується як сировина установок коксування, бітумної установки, для виробництва залишкових олив і як компонент котельного палива [2]Асортимент нафтопродуктів, одержуваних на установці АВТ обумовлений складом і властивостями нафти і її фракцій, а також потребами в тих чи інших нафтопродуктах.Майже усі нафти і її важкі відгони мають здатність обертати площину поляризації променів світла, причому для більшості з них характерне слабке праве обертання. Оптична активність зростає з підвищенням температури кипіння фракції. Штучні нафти, на відміну від природних, оптичної активності не виявляють. Оптичну активність природних нафт пояснюють наявністю в них продуктів розкладання холестерину і фітостерину, тобто характерних стеринів, що містяться в рослинах і тваринах. Це приводиться в якості одного з доказів органічного походження нафти. Безводні нафти і нафтопродукти є діелектриками, і деякі з них застосовуються як електроізоляційний матеріал (парафін) чи ізолююче середовище (трансформаторна олія) у трансформаторах, масляних реостатах і вимикачах. Діелектрична проникність нафт і нафтопродуктів у порівнянні з іншими діелектриками невелика і їх діелектрична постійна коливається в межах 1,86-2,5. Вивчення діелектричних властивостей олій різного групового складу показало, що найбільш стійкими електричними параметрами володіють олії, що не мають ароматичних вуглеводнів, асфальто-смолистих речовин і твердих парафінів. Нафта і нафтопродукти при терті (заповненні сховищ і перекачуванні з великою швидкістю по трубах, а також фільтрації) сильно електризуються і на їхні поверхні можуть накопичуватися заряди статичної електрики, у зв'язку з чим можуть відбуватися вибухи і пожежі. Найбільш небезпечні в цьому відношенні світлі нафтопродукти, що особливо сильно електризуються. Для запобігання вибухів і пожеж апаратуру, трубопроводи і резервуари заземлюють, а також застосовують спеціальні антистатичні присадки до нафтопродуктів З водою ані нафти, ані нафтопродукти практично не змішуються, а їхня взаємна розчинність дуже мала і не перевищує сотих часток відсотка. У нафтових Асортимент нафтопродуктів, одержуваних на установці АВТ обумовлений складом і властивостями нафти і її фракцій, а також потребами в тих чи інших нафтопродуктах. Майже усі нафти і її важкі відгони мають здатність обертати площину поляризації променів світла, причому для більшості з них характерне слабке праве обертання. Оптична активність зростає з підвищенням температури кипіння фракції. Штучні нафти, на відміну від природних, оптичної активності не виявляють. Оптичну активність природних нафт пояснюють наявністю в них продуктів розкладання холестерину і фітостерину, тобто характерних стеринів, що містяться в рослинах і тваринах. Це приводиться в якості одного з доказів органічного походження нафти  Безводні нафти і нафтопродукти є діелектриками, і деякі з них застосовуються як електроізоляційний матеріал (парафін) чи ізолююче середовище (трансформаторна олія) у трансформаторах, масляних реостатах і вимикачах. Діелектрична проникність нафт і нафтопродуктів у порівнянні з іншими діелектриками невелика і їх діелектрична постійна коливається в межах 1,86-2,5. Вивчення діелектричних властивостей олій різного групового складу показало, що найбільш стійкими електричними параметрами володіють олії, що не мають ароматичних вуглеводнів, асфальто-смолистих речовин і твердих парафінів. Нафта і нафтопродукти при терті (заповненні сховищ і перекачуванні з великою швидкістю по трубах, а також фільтрації) сильно електризуються і на їхні поверхні можуть накопичуватися заряди статичної електрики, у зв'язку з чим можуть відбуватися вибухи і пожежі. Найбільш небезпечні в цьому відношенні світлі нафтопродукти, що особливо сильно електризуються. Для запобігання вибухів і пожеж апаратуру, трубопроводи і резервуари заземлюють, а також застосовують спеціальні антистатичні присадки до нафтопродуктів. З водою ані нафти, ані нафтопродукти практично не змішуються, а їхня взаємна розчинність дуже мала і не перевищує сотих часток відсотка. У нафтових Нижче наведено матеріальний баланс АВТ

Таблиця 2.1-Атмосферно-вакуумна перегонка знесоленої нафти[8]

Поступило, %
Нафта	100
Вийшло, % на нафту
Фракція С-180 С	19,13
Фракція 180-220 С	7,37
Фракція 220-280 С	11,0
Фракція 280-350 С	10,5
Легкий вакуумний газойль	1,2
Широка оливна фракція	22
Гудрон	28,8
Таблиця 2.2 - Основні фізико хімічні показники сирової нафти
Найменування  показника		Значення показника
Густина, кг/м3		843,3 - 854,3
Температура спалаху, °С		5-17
Пружність парів, кПа		21,7-32,58
Температура застигання, °С		6-10
Температура початку  кипіння, °С		67-85
Вміст води, %		0,1-0,5
Вміст солей, мг/л		15-900
Вміст мех. домішок, мг/л		0,05

 

Найменування  показників	Значення показника
Густина, кг/м1	650-750
Фракційний  склад, °С: початок кипіння, °С кінець кипіння, °С	не нижче 35 не вище 185
Тиск насичених  парів, кПа	не більше 66,7
Вміст сірки, %	не більше 0,12
Вміст вільної  води, %	-
Вміст лугу	-
Вміст мех. домішок, мг/л	-
Таблиця 2.4 - Фізико-хімічні  властивості гасової фракції
Найменування  показників	Значення показника
Густина при  температурі 20 °С, кг/м	750-850
Фракційний  склад, °С: початок кипіння, °С кінець кипіння, °С	не нижче 150 не вище 280
Тиск насичених  парів, кПа	не більше 103,2
Вміст сірки, %	не більше 0,1
Вміст вільної  води, %	-
Вміст лугу	-

 

 

Таблиця 2.5 - Фізико-хімічні  властивості дизельної фракції

 

Найменування  показників	Значення показника
Густина при  температурі 20 °С, кг/м	не більше 860
Фракційний  склад, °С:
початок кипіння, °С	не нижче 180
кінець кипіння, °С	не вище 370
Тиск насичених  парів, кПа	не більше 150
Вміст сірки, %	не більше 0,06
Вміст вільної  води, %	-
Вміст лугу	-
Вміст мех. домішок, мг/л	-
Таблиця 2.6 - Фізико-хімічні властивості оливних фракцій
Найменування  показників	Значення
	показника
Густина при  температурі 20 °С, кг/м	не менше 850
Фракційний  склад, °С:
початок кипіння, °С	не менше 280
Кінематична в'язкість, м2 /с, при 100°С	не менше 8-10~6
Вміст сірки, %	не більше 0,1
Вміст вільної  води, %	-
Вміст лугу	-
Вміст мех. домішок, мг/л	-

 

Таблиця 2.7 - Фізико-хімічні властивості гудрону

Найменування  показників	Значення показника
Густина при температурі 20 °С, кг/м Густина при температурі 20 °С, кг/м	900-930
Кінематична в'язкість, м" /с, при 100°С	не менше 19-10"6
Коксівність, %	6,5 - 7,5
Вміст сірки, %	не більше 0,1
Вміст мех. домішок, мг/л	-

 

 

З Опис технологічної схеми установки АВТ

Підготовлена  нафта насосом Н - 1 прокачується через теплообмінники Т- 1...Т-6, де де підігрівається до температури t = 210...230 °С продуктами які одержують на установці. Підігріта нафта поступає в відбензинюючу колону К- 1, в колоні за рахунок контакту на тарілках парової та рідкої фаз одержують легкий бензин і відбензинену нафту. Пари легкого бензину разом з водяними парами і вуглеводневим газом виводяться зверху колони К-1 частково конденсуються і охолоджуються і холодильнику-конденсаторі ХК-1 та розділяються в сепараторі С-1. Вуглеводневий газ зверху сепаратора С-1 поступає в паливну мережу заводу або направляється на ГФУ. Легкий бензин виводиться збоку сепаратора і частково поступає на першу тарілку, як гостре зрошення, а решта направляється на стабілізацію. Температура верха колони складає t_B 135 °С, температура низу колони t_H = 210...240 °С, тиск 0,3...0,4МПа.