Физико-химическая характеристика Ромашкинской нефти и составление материального баланса установки АВТ производительностью 7,5 млн.тонн в

 

 

Таблица 9 - Характеристика мазутов и остатков.

 

Мазут и остаток	Выход (на нефть), %		ВУ50	ВУ80	ВУ100	Температура, °С		Содержание серы, %
						Застывания	Вспышки
Мазут
40	56,4	0,9520	-	7,9	4,80	19	185	2,50
100	52,0	0,9660	-	15,0	6,70	23	219	2,65
200	47,8	0,9720	-	-	8,50	28	234	2,70
Остаток
>200	76,0	0,9100	4,00	2,20	1,70	-13	116	2,10
>250	57,7	0,9310	-	4,00	2,50	3	152	2,30
>300	69,0	0,9472	-	6,48	4,00	12	180	2,48
>350	51,0	0,9680	-	18,61	7,00	25	228	2,68
>400	43,2	0,9840	-	-	10,75	33	250	2,78
>450	35,0	0,9950	-	-	-	Выше 40	295	2,80
>500	29,0	1,0004	-	-	-	-	-	-

 

Таблица 10 - Групповой углеводородный состав дистиллятной части нефти.

 

Темпе-ратура отбора, °С	Выход (на нефть),%	Парафино -нафтеновые углеводороды		Ароматические углеводороды							Промежуточная фракция и смолянистые  в-ва
				I группа		II и III группа		IV Группа		Суммарно, %
			%		%		%		%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
200-250	8,3	1,4300-1,4763	80	1,4889-1,5248	15	1,5366	5	-	-	20	-
250-300	8,7	1,4431-1,4550	75	1,4931-1,4932	8	1,5420-1,5782	16	-	-	24	1

 

 

Продолжение таблицы 10

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
300-350	8,0	1,4510-1,4785	70	1,4985-1,5189	11	1,5549-1,5872	18	-	-	29	1
350-400	7,8	1,4490-1,4780	60	1,5026	14	1,5322-1,5720	19	1,5976-1,6024	2	35	5
400-450	8,2	1,4568-1,4763	51	1,5040-1,5248	19	1,5365-1,5892	19	1,5912	5	43	6
450-500	6,0	1,4715-1,4776	46	1,5100-1,5228	16	1,5382-1,5860	23	1,6054	9	48	6

 

2. Материальный баланс установки АВТ

 

Таблица 11 - Материальный баланс установки АВТ

 

№	Наименование	Выход, %		т/год а1	т/сут а2	кг/час	кг/сек
		на установку	на нефть
Поступило
1	Обессоленная и обезвоженная нефть	100	100	7500000	22058,8	919117,7	255,3
Всего				7500000	22058,8	919117,7	255,3
Получено
4	фр. н. к. 85°	6,8		510000	1500	62500	17,3
5	фр. 85-180°	14,2		1065000	3132,4	130516,7	36,3
6	фр. 180-240°	9,6		720000	2117,6	88233,3	24,5
7	фр. н. к. 240-350°	18,4		1380000	4058,8	169116,7	47
8	Мазут	51		3825000	11250	468750	130,2
	Всего	100		7500000	22058,8	919117,7	255,3

 

 

 Таблица 12 - Материальный баланс установки вакуумной перегонки мазута

 

Наименование	Выход
	Выход ,%		т/год	т/сутки	кг/час
	На уста-новку	На нефть
Взято: Мазут	100,0	51	3825000	11250	468750
Итого:	100,0	51	3825000	11250	468750
Получено: Пары сверху колонны:
а) пары разложения	0,1	0,051	3825	11,25	468,75
б) бензиновые пары	0,1	0,051	3825	11,25	468,75
в) нефтяные пары	0,1	0,051	3825	11,25	468,75
Фракция до 3500С	2,7	1,4	103275	303,75	12656,25
фр. 350-420°	19,6	10	750000	2206	91916,7
Фр. 420-480°	18,8	9,6	720000	2117,6	88233,3
Фр 480-500°	4,7	2,4	180000	529,4	22058,3
Тяжелая флегма	5,0	2,5	191250	562,5	23437,5
Гудрон фр. > 5200С	48,9	24,9	1869000	5497	229041,7
Итого:	100,0	51	3825000	11250	468750

 

4. Технологический расчет основного аппарата

3.1 Температурный режим колонны.

Разделение смеси из любого числа компонентов возможно при помощи одного ректификационного аппарата с  желаемой четкостью разделения жидкостей, различающихся по температурам кипения, за счет противоточного многократного контактирования паров и жидкости.

Температуры потоков при ректификации сложных смесей определяют при помощи линии однократного испарения (ОИ): температуры жидких потоков по нулевому отгону, температуры паровых потоков – по 100 %-ному отгону на линии ОИ [8].

По методу Обрядчикова и Смидович линию ОИ для нефти и нефтепродуктов при атмосферном давлении строят следующим образом.  Определяют тангенс угла наклона линии ИТК по формуле

   [7]

где  t70 – температура отгона 70%-ной фракции по ИТК °С,

t10 – температура отгона 10%-ной фракции по ИТК °С,

 

1. Для фракции 350-420С

t10 = 348°C  t70 = 412°С

Температура 50%-ного отгона равна 100°С. По графику Обрядчикова и Смидович, используя полученные данные, получаем две точки: одна из них соответствует 26% отгона по ИТК и вторая - 63% отгона по ИТК. Откладываем эти две точки и соединяем их прямой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t,oC

450

 

440

 

430

ИТК

420

 

410

 

400  ОИ    

 

390

 

380

 

370

 

360 

 

350

 

340

 

330

10     20     30     40     50     60     70     80     90     100  выход, % масс

Рисунок 1-.Кривые ОИ  и ИТК для фракции 350-420°С

 

t10 = 400°C  t70 = 469°С

 

 

Температура 50%-ного отгона равна 430°. По графику Обрядчикова и Смидович (рис. 13) [8]  две точки: одна из них соответствует 34% отгона по ИТК и вторая - 57% отгона по ИТК. Откладываем эти две точки и соединяем их прямой.

 

 

 

 

 

t,oC       фр 180-240 оС

 

510        

 

500       ИТК

 

490        

 

480

 

470

ОИ

460

 

450 

 

440

 

430

 

420            

 

410

 

400

10     20     30     40     50     60     70     80     90     100  выход, % масс

Рисунок 2 -  Кривые ИТК и ОИ фракции 420-500°С

 

          3.2 Расчет вакуумной колонны

Расчетные условия по абсолютному давлению:

1. Вакуумной колонне принимаем следующее:

50 мм.рт.ст. – на верху 0,00665 Па

82 мм.рт.ст. – в зоне кипения 0,0109 МПа

94 мм.рт.ст. – в низу 0,012236 МПа

Температуры:

4000С подача сырья в колонну

900С на верху колонны

5300С внизу колонны

Относительные плотности

Мазут (фр.>3500С)

Фракция ниже 3500С (фр.<3500С)

I масляный погон (фр. 350 – 4200С)

II масляный погон (фр. 420 – 4800С)

III масляный погон (фр. 480 – 5000С)

Фракция выкипающая > 5000С, гудрон,

В низ вакуумной колонны подается водяной пар – 0,8% масс на мазут

3750 кг/ч.

        Диаметр. Диаметр колоны определяют в зависимости от максимального расхода паров и их допустимой скорости в свободном сечении колонны предварительно вычисляют объем паров (V, м3/ч) проходящих в 1 ч через сечение колонны в нескольких ее местах, так как нагрузка колонны по парой по высоте различия [9,10].

Для определения объема паров, проходящих через поперечное сечение аппарата в единицу времени используются формула (9) .

где  Т – температура системы, К.

Р – давление в системе, мПа.

Gi – расход компонента, кг/г.

Мi – малекулярная масса компонента.

Расчетные данные к формуле принимают из литературных данных (приведенной записки установки вакуумной перегонки мазута).

Молекулярная масса:

Мазут фракция 3500С – 44г

Фракция выкипающая до 3500С – 259

I масляный погон, фракция 350 – 4200С – 388

II масляный погон, фракция 420 – 4800С – 556

III масляный погон, фракция 480 – 5000С – 570

Гудрон, фракция выкипающая выше 5000С – 870

Температура секции:

I секция 3980С

II секция (398+342)/2 = 3710С

III секция 1510С

По рисунку находим объем паров для II секции вакуумной колонны:

Скорость паров в вакуумных колоннах принимается в пределах 2,5 – 3,5 м/с. Исходя из этого скорость пара принимаем 2,5 м/с   U=2,5 м/с

Определяем диаметр II секции вакуумной колонны по формуле:

 

принимаем большой ближайший диаметр по ГОСТу 7,0 м.

III – секция

Молекулярную массу бензиновых паров определяем по формуле Б.М.Воинова [9].

где: t – средняя молекулярная температура кипения фракции 0С.

Определяем среднюю температуру кипения фракции 62 – 1800С.

.

тогда

Молекулярную массу газов разложения принимаем в пределах 36-68 М2=48. Вычисляем объем паров III секции (рис  ) вакуумной колонны по формуле

Определяем диаметр верхней части вакуумной колонны по формуле

 

           Рисунок 3 – Схема  к расчету вакуумной колонны К-1.

 

Принимаем диаметр согласно по ГОСТу    D = 5,5 м

Диаметр корпуса в отгонной части вакуумной колонны принимается в 1,5÷2 раза меньше, чем в концентрационном.

Исходя из этого в данном технологическом расчете, диаметр отгонной части вакуумной колонны принимаем 5,5 м это объясняется с точки зрения, упрощения монтажных работ, уменьшения трудности при изготовлении колонны.