Реконструкция блока ат установки Элоу-авт-5 с целью повышения качества светлых дистиллятов

 

   2 Расчетная часть

 

   2.1 Расчет материального баланса установки после реконструкции

 

   Исходные данные:

-сырье - обессоленная и обезвоженная нефть - Ишимбайское месторождение;

  - производительность суточная, G =4285,7 т/сут;

  - ассортимент: углеводородный газ, легкая бензиновая фракция 35-100 0С; лигроин фракция 100-185; ЛДТ фракция 185-240 0С; ТДТ фракция 240-350 0С; ЛВГ фракция 350-420 0С; ТВГ фракция 420-500 0С; гудрон >500 0С.

Суточная производительность

                               (5)

 т/сут

Часовая производительность

                            (6)

где 1000 - килограмм в 1 т;

24- часов в 1 сутках.

 кг/ч

Секундная производительность

                             (7)

где 3600 - секунд в 1 часе.

 кг/с

 

 

    Фракционный состав Ишимбайской нефти представлен в таблице 6 Таблица 6 – Потенциальное содержание фракций

Т,0С	До 850С	100	1  120	140	150	180	200	240	260	280
Выход,%	5	7	11	13	15	20	24	27	33	38

 

3000С	320	350	380	400	420	450	470	480	490
43%	46	52	58	62	65	71	74	76	78

 

 

     По фракционному составу строим ИТК нефти (рисунок 3).  С учетом фракционного состава нефти составляем материальный баланс   установки и сводим его в таблицу 7

Статьи	Выход,
	%(масс)	т/сут	кг/ч	кг/с
1	2	3	4	5
Приход: обессоленная и обезвоженная нефть	100	4285,7	178570,8	49,6
Итого:	100	4285,7	178570,8	49,6

Таблица 7 - Материальный баланс установки

 

 

Продолжение таблицы 7

 

1	2	3	4	5
Расход:  у/в газ   Бенз. фр. нк-100 оС Лигроин фр 100-185 оС   Легкая дизельная   фр 185-240 оС  Тяжелая дизельная  Фр. 240-350 оС Легкий вакуумный газойль фр. 350-420 оС Тяжелый вакуумный газойль фр. 420-500 оС Гудрон    >500 оС	1 6 14   6   25   13   15 20	42,86 257,14 599,99   257,14   1071,43   557,14   642,86 857,14	1785,71 10714,25 24999,91   10714,25   44642,7   23214,20   26785,62 35714,16	0,49 2,98 6,94   2,98   12,4   6,45   7,44 9,92
Итого:	100	4285,7	178570,8	49,6

 

   2.2 Расчет ректификационной колонны К2

   2.2.1 Расчет  материального  баланса  колонны К2

 

   Исходные данные:

   -сырье – полуотбензиненная нефть

   -суточная производительность Gсут =4285,7 т/сут

   -давление в зоне ввода сырья  π=0,25 МПа

   -общее число тарелок N =23

   -число тарелок в концентрационной части Nд =18

   -число тарелок в отгонной части NL -тип тарелок – клапанные        

 

 

 

 

По ИТК полуотбензиненной нефти выше 100 оС (рисунок 6) составляем материальный баланс колонны К2

 

Таблица 8 – Материальный баланс колонны К2

 

Статьи	%на нефть	%на полуот. нефть	т/сут	кг/ч	кг/с
Приход: Полуот. нефть	93	100	3985,7	166070,84	46,13
Итого	93	100	3985,7	166070,84	46,13
Расход Фр100-240 Фр240-350 Мазут	20 25 48	21,50 26,88 51,61	857,14 1071,42 2057,14	35714,16 44642,70 85713,98	9,92 12,41 23,8
Итого	93	100	3985,7	166070,84	46,13

 

 

   2.2.2 Расчет температурного режима основной атмосферной колонны К2

  2.2.2.1 Расчет температуры верха К2

 

Расчет ведем графическим методом Смидовича - Обрядчикова  из условия конца однократного испарения фракции 100-240 0С.

На основании ИТК нефти строим ИТК фракции 100-240 0С (рисунок 4).

Выход на нефть фракция 100-240 0С - 20 %

Выход на нефть фракция 100-120 0С - 4 %

                                   20 - 100 %

4 – Х1%

% при 120 0С

Выход на нефть фракция 100-150 0С- 8%

20 - 100%

8 - Х

%

% при 150 0С

По полученным данным строим ИТК фракции 100-240 0С (рисунок 4).

По ИТК фракции 100-240 0С находим:

t10=109 0С, t50=164 0С, t70=194 0С.

 

Рассчитываем тангенс угла наклона кривой ИТК

                            tg                      (1)

tg

По графику Смидовича-Обрядчикова находим:

22% по ИТК соответствует температуре начала однократного испарения 122 0С;

67% по ИТК соответствует температуре конца однократного испарения 190 0С.

По полученным данным строим линию однократного испарения (ОИ), пересчитываем по сетке Максвелла температуру конца ОИ фракции 100-240 0С

на давление в зоне ввода сырья 0,25 МПа.

                      

                            (2)

 

Температура КОИ при давлении верха колонны равна 240 0С, с учетом подачи водяного пара температуру верха принимаем на 20 0С ниже, t(верха) = 220 0С

 

2.2.2.2 Расчет температуры вывода бокового погона фракции 240-350 0С

 

По ИТК нефти (рисунок 3) находим выход на нефть фракции 240-350 0С.

Выход на нефть фракции 240-350 0С- 25 %

Выход на нефть фракции 240-280 0С- 11 %

25- 100 %

11 - Х1 %

% при 280 0С

Выход на нефть фракции 240-320 0С - 19 %

% при 320 0С

Строим ИТК фракции 240-350 0С (рисунок 5), по которому находим:

t10=2490С, t50=2870С, t70=311 0С.

tg

По графику Обрядчикова и Смидовича находим температуру начала и температуру конца однократного испарения:

       33% по ИТК соответствует температуре начала однократного испарения (НОИ) 270 0С;

59% по ИТК соответствует температуре конца однократного испарения (КОИ) 2970С.

Строим линию ОИ фракции 240-350 0С (рисунок 6).

Рассчитываем давление в зоне вывода фракции 240-350 0С в зависимости от давления в зоне ввода сырья.

                                          (3)

где - давление вывода фракции 240-350 0С;

    - давление в зоне ввода сырья

     N1 - количество тарелок выше вывода фракции 180-260 0С;

     5- гидравлическое  сопротивление каждой тарелки, мм.рт.ст.

= МПа

Температура НОИ фракции 240-350 0С, пересчитанная на давление в зоне  вывода фракции составляет 287 0С.

С учетом подачи водяного пара принимаем температуру вывода фракции 240-350 0С равной 267 0С.

 

 

2.2.2.3 Расчет температуры ввода сырья

 

Зададимся долей отгона (е), равной отбору светлых нефтепродуктов по материальному балансу.

е = 1,15·0,48 = 0,55

 

Строим ИТК полуотбензиненной нефти фр.выше 100 (рисунок 6).

Выход фракции выше 100 0С на нефть- 93 %

Выход фракции 100-200 0С на нефть- 17 %

93% - 100 %

17 % - Х1 %

% при 200 0С

Выход фракции 100-300 0С на нефть – 36 %

% при 300 0С

Строим ИТК полуотбензиненной нефти, по которому находим:

  t10=155 0С, t50 =360 0С, t70=450 0С.

tg

     6% по ИТК соответствует температуре начала однократного испарения (НОИ) 135 0С.

82% по ИТК соответствует температуре конца однократного испарения (КОИ) 515 0С.

Давление в зоне ввода сырья 0,25 МПа

Для определения температуры ввода сырья задаемся массовой долей отгона е=0,55 (величиной, близкой к отбору светлых, равному 0,48 и по прямой ОИ при давлении 0,25 МПа) находим температуру:

t=360 0С.

 

2.2.2.4 Расчет температуры низа

 

На основании практических данных, с учетом водяного пара принимаем температуру низа колонны на 20 0С ниже температуры ввода сырья -

340 0С.

 

2.2.3 Тепловой баланс основной атмосферной колонны К2

 

Используя ИТК нефти находим плотности сырья и получаемых продуктов:

- сырье - 0,87;

- фракция 100-240 0С - 0,785;

- фракция 240-350 0С - 0,85;

- фракция выше 350 0С - 0,9.

Составим тепловой баланс на основании закона сохранения энергии

                                            (4)

        

                            (5)             

 

2.2.3.1 Приход тепла с сырьем

 

t=360+273=633 К;

.

            

                   (6)

где G - количество сырья, кг/c;

    i - энтальпия паров при температуре ввода сырья -

1121 кДж/кг;

     i - энтальпия жидкости при температуре ввода сырья -

913,78 кДж/кг.

кВт

 

2.2.3.2 Приход тепла с водяным паром