Файл: 1. Описание поточной схемы нефтеперерабатывающего завода Материальные балансы установок и нпз в целом.docx
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 136
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Глубину переработки нефти рассчитываем по формуле:
Г =
,(% масс.)Где ТМ — количество топочного мазута, тыс. т/год; Т - топливо на собственные нужды тыс. т/год; П - безвозвратные потери, тыс. т/год; Н - фактически переработанное сырье, тыс.т/год.
3. Расчет теплообменного оборудования
4. Технологический расчет колонны К-2 блока АТ установки АВТ-3
4.1 Описание технологической схемы блока АТ
Обессоленная и обезвоженная нефть, поступающая с блока ЭЛОУ, насосом Н-1 прокачивается через ряд теплообменников Т-1/5, где нагревается за счет тепла отводимых с установки потоков дизельной фракции и мазута, и подается в питательную секцию колонны предварительного испарения К-1. С верха отбензинивающей колонны К-1 выходят пары бензина и воды вместе с растворенными в нефти газами и сероводородом, охлаждаются в аппарате воздушного охлаждения АВО-1, холодильнике X-1 и поступают в рефлюксную емкость Е-1. Газ из газоводоотделителя направляется на установку АГФУ, а бензин нк-85 °С частично подается в колонну К-1 в качестве холодного орошения, остальное его количество подается в секцию вторичной перегонки.
Отбензиненная нефть с низа колонны К-1 насосом Н-3 прокачивается по змеевику печи П-1 в основную ректификационную колонну К-2. Головным продуктом К-2 является бензиновая фракция 85-150 °С пары которой, проходят аппарат воздушного охлаждения АВО-2, холодильник Х-2 и поступают в рефлюксную емкость Е-2, а оттуда частично на орошение в колонну К-2, остальная часть — на секцию вторичной перегонки бензина. Боковым погоном основной ректификационной колонны является дизельная фракция зимняя 150-250 °С и дизельная фракция летняя 250-350 °С, которые выводятся через отпарные колонны (стриппинг-секции) К-3/1 и К-3/2 .
С низа ректификационной колонны К-2 отбирается остаток атмосферной перегонки, выкипающий выше 350 °С (мазут), который насосом Н-6, отдав тепло сырьевому потоку в теплообменнике Т-4, выводится с блока АТ на вакуумную перегонку.
Рисунок 2 – Технологическая схема атмосферного блока установки АВТ-3
4.2 Технологический расчет атмосферной колонны К-2
Описание колонны К-2
Атмосферная колонна К-2 предназначена для получения отдельных фракций, которые могут быть товарными продуктами или сырьём для других технологических установок завода. Верхним продуктом колонны К-2 является бензиновая фракция 85-150 °С, фракция 150-250 °С (ДТЗ) и фракция 250-350 °С (ДТЛ) выводятся соответственно с 25 и 15 тарелки колонны К-2 в стриппинг-секции. Снизу колонны выводится жидкий остаток - мазут (фракция выше 350 °С).
На основании заводских данных примем число тарелок равным 43.
Полуотбензиненная нефть подаётся на 6-ую тарелку, т.е. в отгонной части 6 тарелок.
Тарелки в колонне клапанные, прямоточные. [15]
Избыточное тепло в колонне снимается сверху острым орошением и по высоте колонны циркуляционным орошением.
Острое орошение представляет собой часть головного погона колонны, сконденсированного и охлажденного в соответствующих холодильниках и подаваемого на верхнюю тарелку колонны. Циркуляционное орошение отбирается с 15-ой тарелки К- 2 и возвращается в колонну К-2 на 17-ю. Для создания восходящего парового потока вниз колонны (как и в стриппинг-секции) подаётся перегретый водяной пар
, который после прохождения по высоте колонны выводится вместе с головным погоном.
Материальный баланс установки представлен в таблице 25, колонны К-2 в таблице 26. Согласно заданию, проведено увеличение количества перерабатываемой на установке нефти на 13% масс, от первоначальной загрузки.
Таблица 25 - Материальный баланс установки АВТ-3
Таблица 26 – Материальный баланс колонны К-2
| Статьи баланса | Выход % (масс), X(0) | Количество | |||
| т/год | т/сут | кг/час | кг/сек | ||
| Поступило | | | | | |
| Сырье-нефть | 94,13% | 3191007 | 9276,18 | 386507,63 | 107,36 |
| Итого | 94,13% | 3191007 | 9276,18 | 386507,63 | 107,36 |
| Получено | | | | | |
| фр. 85-150 | 14,10% | 477990 | 1389,51 | 57896,08 | 16,08 |
| фр. 150-250 | 3,34% | 113226 | 329,15 | 13714,39 | 3,81 |
| фр. 250-350 | 27,00% | 915300 | 2660,76 | 110864,83 | 30,80 |
| Мазут | 49,69% | 1684491 | 4896,78 | 204032,34 | 56,68 |
| Потери | 0,00% | 0 | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
| Итого | 94,13% | 3191007 | 9276,18 | 386507,63 | 107,36 |
4.3 Характеристика продуктов атмосферной перегонки нефти
Продуктами колонны К-2 являются бензиновая фракция 85-150 °С, керосиновая фракция 150-250 °С, компонент дизельного топлива 250-350 °С и остаток атмосферной перегонки - мазут.
Молекулярные массы фракций определяем по формуле Воинова:
где tcp - средняя молекулярная температура кипения фракции.
Рассчитаем молекулярные массы фракций:
4.4 Режим температур и давлений
В колонну К-2 подается отбензиненная нефть, орошение и водяной пар.
Из колонны выводится:
- головной погон — бензиновая фракция (85- 150 °С),
- 2 боковых погона: керосиновая фракция (150-250 °С) и дизельная фракция (250-350 °С), орошение, водяной пар и остаток — мазут.
Пары головного погона и водяной пар выводятся через шлемовую трубу колонны, жидкие погоны из боковой части колонны, остаток — с низа колонны.
Температура отбензиненной нефти, поступающей в колонну К-2, определяется по точке кривой ОИ отбензиненной нефти, которая соответствует суммарному отбору светлых нефтепродуктов (допускается, что светлые нефтепродукты полностью испаряются в месте ввода сырья в колонну).
Колонна К-2 в отличие от колонны К-1 работает с водяным паром.
Количество водяного пара, вводимого в колонну К-2, (G1) 1,0-1,5 % в пересчете на полуотбензиненную нефть, а подаваемого в отпарные колонны (G2,3) — 2-6 % в пересчете на боковые погоны. Приняв соответственно 1,5; 2,0 и 2,5 % водяного пара на поток, получим:
Температура паров, выходящих с верха колонны К-2, устанавливается по концу кривой ОИ головного погона при давлении, соответствующем парциальному давлению его паров в смеси с водяным паром.
На верху колонны, где имеется двухкомпонентная смесь паров бензина и воды, на основании закона Дальтона:
Молекулярная масса бензина 85-150 °С, равна 109.
Тогда
Так как в колонне применяется верхнее острое орошение, выводимое в виде паров вместе с парами балансового бензина и водяным паром через шлемовую трубу колонны
, то при определении температуры верха колонны необходимо учитывать это орошение, изменяющее молярную концентрацию и парциальное давление паров бензина.
Для нормальной работы атмосферной колонны достаточно 1-2- кратного орошения.
В соответствии с этой рекомендацией зададимся кратностью орошения 1,5.
Тогда количество верхнего острого орошения составит:
Молярная концентрация паров бензина:
Общее давление наверху колонны К-2 принимается равным атмосферному давлению или несколько превышающему его.
Примем π = 0,15 МПа =1 140 мм рт. ст. Тогда парциальное давление паров бензина составит:
Температуру конца ОИ бензина находим по кривой ОИ, построенной при давлении 0,1095 МПа. Температура верха колонны К-2 составила 130 °С.
Температура низа атмосферной колонны должна быть на 20-30 °С ниже температуры в питательной секции. Принимаем tн2 = 350 — 20 = 330 °С.
Температура верхнего острого орошения составляет 30-35 °С, примем top =30°С.
Температуру перегретого водяного пара, подаваемого в колонну, примем равной:
Этот пар обычно получают путем перегрева, отработанного (мятого) пара с давлением 0,2 - 0,3 МПа в змеевике, расположенном в сырьевой или в специальной печи.
Температура бокового погона устанавливается по началу соответствующей кривой ОИ, так как выводимый из колонны жидкий боковой погон находится на тарелке при температуре закипания. В сечении вывода боковых погонов находятся и более легкокипящие компоненты, снижающие парциальное давление паров, а потому истинные температуры вывода боковых погонов обычно на 10-20 °С ниже температур начальных точек их кривых ОИ, построенных при атмосферном давлении.
Определим температуру вывода зимней дизельной фракции (150-250 °С):
