Файл: Проект установки атмосферной перегонки нефти мощностью 5,6 млн т в год.docx
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 790
Скачиваний: 43
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
:
Для мазут
:
Атмосферная колонна К-2 (рис.3.1) является сложной колонной, состоящей из трѐх простых колонн. Избыточное тепло в колонне снимается сверху колонны с помощью острого испаряющегося орошения и по высоте колонны двумя промежуточными циркуляционными орошениями.
Количество циркуляционных орошений рекомендуется принимать равным количеству боковых фракций.
На основании литературных данных примем следующее число тарелок в концентрационной части колонны: в секциях бензина, керосина и дизтоплива - по 8 тарелок. На каждое циркуляционное орошение примем по 2 тарелки. В отгонной части колонны и в стриппинг-секциях примем по 6 тарелок. Таким образом, при наличии двух циркуляционных орошений в колонне общее число тарелок в атмосферной колонне будет 34.
Давление
Примем давление вверху колонны (над верхней, 34-ой тарелкой) 140 кПа. Это немного выше атмосферного и необходимо для преодоления гидравлических сопротивлений при прохождении паров дистиллята через конденсатор-холодильник.
Рисунок 2.3 - Принципиальная схема атмосферной колонны
Примем к установке в колонне клапанные тарелки. По справочным данным гидравлическое сопротивление одной клапанной тарелки составляет ∆Ртар = 0,6 кПа. Рассчитаем абсолютное давление под каждой тарелкой по высоте колонны, начиная сверху (табл.2.6).
Таблица 2.6 – Физические характеристики по высоте колонны
Плотность и молекулярный вес
Плотность жидкости в отдельных сечениях колонны принимается из расчета равномерного перепада еѐ по тарелкам. Поэтому, зная плотность в конечных точках данного сечения колонны, рассчитываем еѐ по отдельным тарелкам.
Так, относительная плотность бензина D2 составляет 0,7695. Это соответствует плотности жидкости на верхней, 34-о й тарелке. Плотность керосина 0, 8124 – это плотность жидкости, стекающей с нижней 1-ой тарелки стриппинга К-3/2.
Бензиновую секцию колонны (8 тарелок) и керосиновый стриппинг К3/2 (6 тарелок) можно представить как простую колонну из 14 тарелок, дистиллят которой бензин D2, а остаток – керосин. Зная плотности на верхней и нижней тарелках этой простой колонны, рассчитаем плотности по оставшимся тарелкам. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал:
∆???? =
Плотность на 33-ей тарелке 0,7695+0,003338=0,7728
Плотность на 32-ой тарелке 0,7728+0,003338=0,7762
И так далее. После 27-ой тарелки колонны переходим на 6-ю тарелку керосинового стриппинга. Плотности на тарелках керосинового стриппинга приводятся в табл.2.7.
Следующее сечение – между 27-ой тарелкой основной колонны и первой тарелкой стриппинга К-3/1, с которой стекает дизтопливо с плотностью 0.8533. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в данном сечении составляет:
Плотность на 26-ой тарелке 0,7929+0,003775=0,7967.
Плотность на 25-ой тарелке 0,7967+0,003775=0,8005
После 17-ой тарелки переходим на 6-ю тарелку дизельного стриппинга.
Таблица 2.7 - Физические характеристики в стриппинг-секциях
С 1-ой тарелки основной колонны стекает мазут с плотностью 0,9277. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в сечении между 17- ой и 1-ой тарелками составляет:
Плотность на 16-ой тарелке 0, 8307+0,0060625=0,8368.
Плотность на 15-ой тарелке 0, 8307+0,0060625=0,8428 .
И так далее.
Аналогично плотности рассчитывается по тарелкам молекулярный вес.
∆М =
Молекулярный вес на 33-ей тарелке 129 + 3 = 132
Молекулярный вес на 32-ой тарелке 132 + 3 = 135
И так далее. После 27-ой тарелки колонны переходим на 6-ю тарелку керосинового стриппинга. Молекулярный вес на тарелках керосинового стриппинга приводятся в табл.2.6.
Следующее сечение – между 27-ой тарелкой основной колонны и первой тарелкой стриппинга К-3/1, с которой стекает дизтопливо с молекулярным весом 206. Перепад МВ на один межтарельчатый интервал в данном сечении составляет:
Молекулярный вес на 26-ой тарелке 150 + 5,625 = 156.
Молекулярный вес на 25-ой тарелке 156 + 5,625=161
После 17-ой тарелки переходим на 6-ю тарелку дизельного стриппинга.
С 1-ой тарелки основной колонны стекает мазут с молекулярным весом 447. Перепад молекулярного веса на один межтарельчатый интервал в сечении между 17- ой и 1-ой тарелками составляет:
Молекулярный вес на 16-ой тарелке 206+
=221.
Молекулярный вес на 15-ой тарелке 221+ =236
И так далее.
Температура
Температуры верха колонны и вывода боковых фракций определяются графическим методом. Сначала строятся кривые ИТК фракций бензина, керосина и дизтоплива.
Рассмотрим пример для фракции бензина 120-180 0С. Для построения составляется таблица 2.8.
В табл.2.8 выход узких фракций на бензин рассчитывается по пропорции, принимая потенциальное содержание 12,7716 % масс. за 100%. Например, для узкой фракции 120-133 0С:
= масс
Суммарный выход для узкой фракции 133-148 0С:
22.1 + 25.45 = 47.55 % масс
Таблица 2.8 – Выход узких фракций бензина 120-1800С
Для 148-163 0С:
47,55 + 24,82 = 72,37 % масс
Далее по точкам 1200 – 0 % ; 1330 – 22,1 %; 1480 – 47,55 %; 1630 – 72,37 %, 1780 – 96,56 % и 1800 – 100 % строится кривая ИТК бензина (рисунок 2.4).
По такой же методике строятся кривые ИТК для керосина и дизтоплива.
Затем на основе кривых ИТК строятся прямые однократного испарения (ОИ) при атмосферном давлении по методу Обрядчикова и Смидович. Для этого сначала определяются температуры отгона фракций по кривым ИТК и тангенс угла наклона ИТК (табл.2.9).
Таблица 2.9 – Выход узких фракций керосина 180-2400С
Таблица 2.10 – Выход узких фракций дизтоплива 240-3500С
Для мазут
: -
Описание атмосферной колонны
Атмосферная колонна К-2 (рис.3.1) является сложной колонной, состоящей из трѐх простых колонн. Избыточное тепло в колонне снимается сверху колонны с помощью острого испаряющегося орошения и по высоте колонны двумя промежуточными циркуляционными орошениями.
Количество циркуляционных орошений рекомендуется принимать равным количеству боковых фракций.
На основании литературных данных примем следующее число тарелок в концентрационной части колонны: в секциях бензина, керосина и дизтоплива - по 8 тарелок. На каждое циркуляционное орошение примем по 2 тарелки. В отгонной части колонны и в стриппинг-секциях примем по 6 тарелок. Таким образом, при наличии двух циркуляционных орошений в колонне общее число тарелок в атмосферной колонне будет 34.
-
Физические характеристики по высоте колонны
Давление
Примем давление вверху колонны (над верхней, 34-ой тарелкой) 140 кПа. Это немного выше атмосферного и необходимо для преодоления гидравлических сопротивлений при прохождении паров дистиллята через конденсатор-холодильник.
Рисунок 2.3 - Принципиальная схема атмосферной колонны
Примем к установке в колонне клапанные тарелки. По справочным данным гидравлическое сопротивление одной клапанной тарелки составляет ∆Ртар = 0,6 кПа. Рассчитаем абсолютное давление под каждой тарелкой по высоте колонны, начиная сверху (табл.2.6).
Таблица 2.6 – Физические характеристики по высоте колонны
| Секция | Номер тарелки | Давление под тарелкой, кПа | Плотность жидкости на тарелке,  | Молекулярный вес жидкости на тарелке | Температура на тарелке, 0С |
| Секция бензина | 34 | 140,6 | 0,7695 | 129 | 158 |
| 33 | 141,2 | 0,7728 | 132 | 164,29 | |
| 32 | 141,8 | 0,7762 | 135 | 170,57 | |
| 31 | 142,4 | 0,7795 | 138 | 176,86 | |
| 30 | 143 | 0,7829 | 141 | 183,14 | |
| 29 | 143,6 | 0,7862 | 144 | 189,43 | |
| 28 | 144,2 | 0,7895 | 147 | 195,71 | |
| 27 | 144,8 | 0,7929 | 150 | 202 | |
| 2-ое ЦО | 26 | 145,4 | 0.7967 | 156 | 209,2 |
| 25 | 146 | 0.8005 | 161 | 216,4 | |
| Секция керосина | 24 | 146,6 | 0.8042 | 167 | 223,6 |
| 23 | 147,2 | 0.8080 | 173 | 230,8 | |
| 22 | 147,8 | 0.8118 | 178 | 238 | |
| 21 | 148,4 | 0.8156 | 184 | 245,2 | |
| 20 | 149 | 0.8193 | 189 | 252,4 | |
| 19 | 149,6 | 0.8231 | 195 | 259,6 | |
| 18 | 150,2 | 0.8269 | 201 | 266,8 | |
| 17 | 150,8 | 0.8307 | 206 | 274 | |
| 1-ое ЦО | 16 | 151,4 | 0.8368 | 221 | 281,36 |
| 15 | 152 | 0.8428 | 236 | 288,73 | |
| Секция дизтоплива | 14 | 152,6 | 0.8489 | 251 | 296,09 |
| 13 | 153,2 | 0.8550 | 266 | 303,45 | |
| 12 | 153,8 | 0.8610 | 281 | 310,82 | |
| 11 | 154,4 | 0.8671 | 296 | 318,18 | |
| 10 | 155 | 0.8731 | 311 | 325,55 | |
| 9 | 155,6 | 0.8792 | 327 | 332,91 | |
| 8 | 156,2 | 0.8853 | 342 | 340,27 | |
| 7 | 156,8 | 0.8913 | 357 | 347,64 | |
| Отгонная часть | 6 | 157,4 | 0.8974 | 372 | 355 |
| 5 | 158 | 0.9035 | 387 | 350 | |
| 4 | 158,6 | 0.9095 | 402 | 345 | |
| 3 | 159,2 | 0.9156 | 417 | 340 | |
| 2 | 159,8 | 0.9216 | 432 | 335 | |
| 1 | 160,4 | 0.9277 | 447 | 330 |
Плотность и молекулярный вес
Плотность жидкости в отдельных сечениях колонны принимается из расчета равномерного перепада еѐ по тарелкам. Поэтому, зная плотность в конечных точках данного сечения колонны, рассчитываем еѐ по отдельным тарелкам.
Так, относительная плотность бензина D2 составляет 0,7695. Это соответствует плотности жидкости на верхней, 34-о й тарелке. Плотность керосина 0, 8124 – это плотность жидкости, стекающей с нижней 1-ой тарелки стриппинга К-3/2.
Бензиновую секцию колонны (8 тарелок) и керосиновый стриппинг К3/2 (6 тарелок) можно представить как простую колонну из 14 тарелок, дистиллят которой бензин D2, а остаток – керосин. Зная плотности на верхней и нижней тарелках этой простой колонны, рассчитаем плотности по оставшимся тарелкам. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал:
∆???? =
Плотность на 33-ей тарелке 0,7695+0,003338=0,7728
Плотность на 32-ой тарелке 0,7728+0,003338=0,7762
И так далее. После 27-ой тарелки колонны переходим на 6-ю тарелку керосинового стриппинга. Плотности на тарелках керосинового стриппинга приводятся в табл.2.7.
Следующее сечение – между 27-ой тарелкой основной колонны и первой тарелкой стриппинга К-3/1, с которой стекает дизтопливо с плотностью 0.8533. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в данном сечении составляет:
Плотность на 26-ой тарелке 0,7929+0,003775=0,7967.
Плотность на 25-ой тарелке 0,7967+0,003775=0,8005
После 17-ой тарелки переходим на 6-ю тарелку дизельного стриппинга.
Таблица 2.7 - Физические характеристики в стриппинг-секциях
| Стриппинг | Номер тарелки | Плотность жидкости на тарелке, | Молекулярный вес жидкости на тарелке | Температура на тарелке, |
| Стриппинг керосина К-3/2 | 6 | 0,7959 | 153 | 198,67 |
| 5 | 0,7992 | 156 | 195,33 | |
| 4 | 0,8025 | 159 | 192 | |
| 3 | 0,8058 | 162 | 188,67 | |
| 2 | 0,8091 | 165 | 185,33 | |
| 1 | 0,8124 | 168 | 182 | |
| Стриппинг дизтоплива К-3/1 | 6 | 0,8344 | 212 | 271,5 |
| 5 | 0,8382 | 218 | 269 | |
| 4 | 0,8420 | 223 | 266,5 | |
| 3 | 0,8458 | 229 | 264 | |
| 2 | 0,8495 | 234 | 261,5 | |
| 1 | 0,8533 | 240 | 259 |
С 1-ой тарелки основной колонны стекает мазут с плотностью 0,9277. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в сечении между 17- ой и 1-ой тарелками составляет:
Плотность на 16-ой тарелке 0, 8307+0,0060625=0,8368.
Плотность на 15-ой тарелке 0, 8307+0,0060625=0,8428 .
И так далее.
Аналогично плотности рассчитывается по тарелкам молекулярный вес.
∆М =
Молекулярный вес на 33-ей тарелке 129 + 3 = 132
Молекулярный вес на 32-ой тарелке 132 + 3 = 135
И так далее. После 27-ой тарелки колонны переходим на 6-ю тарелку керосинового стриппинга. Молекулярный вес на тарелках керосинового стриппинга приводятся в табл.2.6.
Следующее сечение – между 27-ой тарелкой основной колонны и первой тарелкой стриппинга К-3/1, с которой стекает дизтопливо с молекулярным весом 206. Перепад МВ на один межтарельчатый интервал в данном сечении составляет:
Молекулярный вес на 26-ой тарелке 150 + 5,625 = 156.
Молекулярный вес на 25-ой тарелке 156 + 5,625=161
После 17-ой тарелки переходим на 6-ю тарелку дизельного стриппинга.
С 1-ой тарелки основной колонны стекает мазут с молекулярным весом 447. Перепад молекулярного веса на один межтарельчатый интервал в сечении между 17- ой и 1-ой тарелками составляет:
Молекулярный вес на 16-ой тарелке 206+
=221. Молекулярный вес на 15-ой тарелке 221+
=236 И так далее.
Температура
Температуры верха колонны и вывода боковых фракций определяются графическим методом. Сначала строятся кривые ИТК фракций бензина, керосина и дизтоплива.
Рассмотрим пример для фракции бензина 120-180 0С. Для построения составляется таблица 2.8.
В табл.2.8 выход узких фракций на бензин рассчитывается по пропорции, принимая потенциальное содержание 12,7716 % масс. за 100%. Например, для узкой фракции 120-133 0С:
= массСуммарный выход для узкой фракции 133-148 0С:
22.1 + 25.45 = 47.55 % масс
Таблица 2.8 – Выход узких фракций бензина 120-1800С
| Пределы кипения узких фракций, 0С | Выход узких фракций на нефть, % масс. | Выход узких фракций на бензин, % масс. | Суммарный выход узких фракций, % масс. |
| 120-133 | 2,8229 | 22,1 | 22.1 |
| 133-148 | 3,25 | 25.45 | 47.55 |
| 148-163 | 3,17 | 24.82 | 72.37 |
| 163-178 | 3,09 | 24.19 | 96.56 |
| 178-180 | 0,4387 | 3.44 | 100 |
| Сумма | 12,7716 | 100 | - |
Для 148-163 0С:
47,55 + 24,82 = 72,37 % масс
Далее по точкам 1200 – 0 % ; 1330 – 22,1 %; 1480 – 47,55 %; 1630 – 72,37 %, 1780 – 96,56 % и 1800 – 100 % строится кривая ИТК бензина (рисунок 2.4).
По такой же методике строятся кривые ИТК для керосина и дизтоплива.
Затем на основе кривых ИТК строятся прямые однократного испарения (ОИ) при атмосферном давлении по методу Обрядчикова и Смидович. Для этого сначала определяются температуры отгона фракций по кривым ИТК и тангенс угла наклона ИТК (табл.2.9).
Таблица 2.9 – Выход узких фракций керосина 180-2400С
| Пределы кипения узких фракций, 0С | Выход узких фракций на нефть, % масс. | Выход узких фракций на бензин, % масс. | Суммарный выход узких фракций, % масс. |
| 180-193 | 2.8513 | 23.13 | 23.13 |
| 193-204 | 2.26 | 18.33 | 41.46 |
| 204-221 | 3.25 | 26.36 | 67.82 |
| 221-238 | 3.58 | 29.04 | 96.86 |
| 238-240 | 0.3871 | 3.14 | 100 |
| Сумма | 12.3284 | 100 | - |
Таблица 2.10 – Выход узких фракций дизтоплива 240-3500С
| Пределы кипения узких фракций, 0С | Выход узких фракций на нефть, % масс. | Выход узких фракций на бензин, % масс. | Суммарный выход узких фракций, % масс. |
| 240-255 | 2.9029 | 14.13 | 14.13 |
| 255-271 | 3.21 | 15.62 | 29.75 |
| 271-286 | 3.08 | 14.99 | 44.74 |
| 286-304 | 3.12 | 15.19 | 59.93 |
| 304-320 | 3.12 | 15.19 | 75.12 |
| 320-340 | 3.42 | 16.65 | 91.77 |
| 340-350 | 1.69 | 8.23 | 100 |
| Сумма | 20.5429 | 100 | - |