Курсовая работа (т): Установка АВТ мощностью 5 млн.тонн Медынской нефти в год
Установка АВТ мощностью 5 млн.тонн Медынской нефти в год
Введение
Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность Республики Беларусь - это находящийся в центре Европы мощный и современный комплекс производства нефтепродуктов европейского качества, идеально расположенный для поставки углеводородов и продуктов нефтехимии потребителям Центральной и Северо-Западной Европы. Потребители и участники нефтяного и нефтехимического рынка проявляют большой интерес в отношении закупок и экспорта продуктов белорусской нефтепереработки и нефтехимии, возможностей поставки сырой нефти на белорусские заводы, переработки на давальческой основе, транспортных и коммерческих вопросов, связанных с экспортом белорусских продуктов, а также возможности развития торговых маршрутов через территорию Республики Беларусь.
В условиях рецессионного спада глобальной экономики повышение эффективности переработки и экспорта нефтепродуктов, являющейся одним из значимых направлений экономики Республики Беларусь, приобретает особую актуальность. В сложившейся обстановке главным критерием определения эффективности транспортировки углеводородов, а также целесообразности поиска альтернативных источников нефти и ее транспортировки является экономическая эффективность и минимизация финансовых рисков. Повышению такой эффективности способствует информационный обмен в мировой нефтегазовой отрасли [1].
На данном этапе нефтепереработки трубчатые установки входят в состав всех нефтеперерабатывающих заводов и служат поставщиками как товарных нефтепродуктов, так и сырья для вторичных процессов. Нефть подготавливается к переработке, подвергаясь очистке от нежелательных примесей, и разгоняется на узкие фракции, пригодные к дальнейшему использованию на установках вторичной переработки.
Вакуумные трубчатые установки обычно сооружают в едином комплексе с атмосферной ступенью перегонки нефти. Комбинирование процессов атмосферной и вакуумной перегонки на одной установке имеет следующие преимущества: сокращение коммуникационных линий, меньшее число промежуточных емкостей, компактность, удобство обслуживания, возможность более полного использования тепла дистиллятов и остатков, сокращение расхода металла и эксплуатационных затрат, большая производительность труда.
Установка ЭЛОУ-АВТ является комбинированной установкой. Блок ЭЛОУ обеспечивает обезвоживание и обессоливание нефти, а блок АВТ - атмосферную и вакуумную перегонку. Ассортимент фракций, получаемых на АВТ определяется в первую очередь свойствами нефти и ее отдельных фракций.
В курсовом проекте произведен выбор и обоснование схемы установки
ЭЛОУ-АВТ производительностью 5 млн. т/год, предназначенной для переработки
Медынской нефти.
1. Характеристика нефти по СТБ ГОСТ Р 51858-2003 и выбор варианта ее
переработки
Выбор технологической схемы первичной и последующей переработки нефти в
большой степени зависит от её качества. Данные о Медынской нефти взяты в
справочной литературе [1]. Показатели качества нефти представлены в таблицах
1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 - Показатели качества Медынской нефти
|
Показатели |
Единицы измерения |
Значение показателя |
|
Плотность нефти при 20°С |
кг/м3 |
847,8 |
|
Содержание в нефти: хлористых солей |
мг/дм3 |
57 |
|
воды |
% масс. |
0,46 |
|
серы |
% масс. |
1,07 |
|
парафина |
% масс. |
5,8 |
|
фракции до 360°С |
% масс. |
59,4 |
|
фракции 360-570°С |
% масс. |
26,4 |
|
Плотность гудрона (остатка) при 20 °С (фр.>570°С) |
кг/м3 |
918,5 |
|
Вязкость нефти: при t=20°C |
мм2/с |
11,27 |
|
при t=50°C |
мм2/с |
5,24 |
|
Выход суммы базовых масел с ИВ³90 и температурой застывания £-14°С |
% масс. |
17,02 |
Таблица 1.2 - Потенциальное содержание фракций в Медынской нефти
|
Номер компонента |
Компоненты, фракции |
Массовая доля компонента в смеси, xi |
|
1 |
H2 |
0 |
|
2 |
CH4 |
0,0007207 |
|
3 |
C2H6 |
0,0010137 |
|
4 |
C2H4 |
0,00000 |
|
5 |
H2S |
0,00000 |
|
6 |
SC3 |
0,0022889 |
|
7 |
SC4 |
0,0091767 |
|
8 |
28-62°С |
0,0228 |
|
9 |
62-85°С |
0,0290 |
|
10 |
85-105°С |
0,0313 |
|
11 |
105-140°С |
0,0547 |
|
12 |
140-180°С |
0,0760 |
|
13 |
180-210°С |
0,0633 |
|
14 |
210-310°С |
0,2112 |
|
15 |
310-360°С |
0,1055 |
|
16 |
360-400°С |
0,0458 |
|
17 |
400-450°С |
0,0633 |
|
18 |
450-500°С |
0,0622 |
|
19 |
500-570°С |
0,0927 |
|
20 |
>570°С |
0,1290 |
|
|
Итого: |
1,000 |
Показатели качества Медынской нефти, приведенные в таблице 1.1, позволяют сказать, что содержание базовых масел с ИВ³90 и температурой застывания £-15°С в нефти составляет 17,02 %.
Такое количество масел с ИВ>90 и температурой застывания ниже минус
15°С обеспечивает их производство равное 951255 т/год
(
где 340 - число рабочих дней в году) при мощности АВТ 5 млн. т/год (где 0,1702 - выход базовых масел на нефть, масс. доли).
Нефть следует перерабатывать по топливно-масляному варианту.
По
СТБ ГОСТ Р 51858 - 2003 нефть имеет класс 2 ( содержание серы от 0,61 до 1,80),
тип 1 ( плотность при 200С 830,1 - 850,0 кг/м3), группу 1 (массовая доля воды
не более 0,5%, концентрация хлористых солей не более 100 мг/дм3), вид 1
(массовая доля сероводорода не более 20 ррт, метил- и этилмеркаптанов не более
40 ррт. Таким образом, эту нефть обозначают «2. 1. 1. 1. СТБ ГОСТ Р
51858-2003».
Рис. 1. Кривая ИТК разгонки Медынской нефти
2. Характеристика фракций нефти и вариантов их применения
Характеристики всех фракций нефти составлена по данным справочника [1] и
приводятся в виде таблиц.
.1 Характеристика газов
Медынская нефть в основном содержит тяжелые газы, т.е. пропан и бутан
(табл. 2.1), Однако содержание этана в нем составляет более 5 %, поэтому газы
направляют для переработки в газофракционирующую установку или применяют в
качестве сырья процесса пиролиза.
Таблица 2.1 - Состав и выход газов на нефть
|
Компоненты |
Выход на нефть, % масс. |
|
Метан |
1,32∙0,0546=0,07207 |
|
Этан |
1,32∙0,0768=0,10137 |
|
Пропан |
1,32∙0,1734=0,22889 |
|
Бутан |
1,32∙0,4823=0,63664 |
|
Изобутан |
1,32∙0,2129=0,28103 |
|
Итого: |
1,32 |
.2 Характеристика бензиновых фракций и их применение
В таблице 2.2 представлены характеристики всех бензиновых фракций,
которые получают на современных установках АВТ.
Таблица 2.2 - Характеристика бензиновых фракций Медынской нефти
|
Пределы кипения фракции, °С |
Выход на нефть, % масс. |
Октановое число без ТЭС |
Содержание, % масс. |
|||
|
|
|
|
серы |
ароматических углеводородов |
нафтеновых углеводородов |
парафиновых углеводородов |
|
н.к.-70 |
2,84 |
68 |
- |
2 |
40 |
58 |
|
70-140 |
10,94 |
58 |
0,03 |
9 |
41 |
50 |
|
140-180 |
7,60 |
47 |
0,10 |
18 |
34 |
48 |
Фракция н.к. - 70°С является сырьем для процесса изомеризации. В ходе данного процесса из неё получают изомеризат, использующийся как экологически чистая высокооктановая добавка к автомобильным бензинам.
Фракция 70-140°С является сырьем процесса каталитического риформинга с
целью получения ароматики. Смесь фракций 70-140°С и 140-180°С перерабатывается
для производства высокооктанового компонента автомобильных бензинов.
.3 Характеристика дизельных фракций и их применение
В таблице 2.3 представлена характеристика дизельных фракций, которые
можно вырабатывать на установке АВТ из любой нефти и, в частности, из
Медынской. Однако получение на АВТ той или иной дизельной фракции должно быть
обоснованным.
Таблица 2.3 - Характеристика дизельных фракций Медынской нефти
|
Пределы кипения, °С |
Выход на нефть, % масс. |
Цетановое число |
Вязкость при 20°С, мм2/с (сСт) |
Температура |
Содержание серы общей, % масс. |
|
|
|
|
|
|
застывания, °С |
помутнения, °С |
|
|
180-360 |
38,0 |
54 |
5,34 |
минус 16 |
минус 10 |
0,30 |
Из Медынской нефти получаем дизельную фракции 180-360°С. Фракция 180 - 360 °С отвечает требованиям стандарта на летнее дизельное топливо. Для всех продуктов требуется гидроочистка для понижения содержания серы [1].
дистиллят
нефть паровой отбензинивающий
2.4 Характеристика вакуумных (масляных) дистиллятов Медынской нефти и их
применение
Таблица 2.4 - Характеристика вакуумных дистиллятов Медынской нефти
|
Пределы кипения, °С |
Выход на нефть, % масс. |
Плотность при 20°С, кг/м3 |
Вязкость, мм2/с, при |
Выход базовых масел с ИВ³90 на дистиллят, % масс. |
|
|
|
|
|
50°С |
100°С |
|
|
360-430 |
9,03 |
849,3 |
13,05 |
3,97 |
57,68 |
|
430-500 |
8,10 |
874,6 |
38,61 |
7,74 |
52,47 |
|
500-570 |
9,27 |
901,2 |
101,84 |
15,82 |
44,39 |
Данные табл. 2.4 показывают целесообразность получения узких масляных
фракций из Медынской нефти, т.к. возможно получение базовых масел с ИВ≥90,
выход которых составляет > 55 % на дистиллят для фракций 360 - 430 оС, 430 -
500 оС, 500 - 570 оС. Вакуумный дистиллят 570 - 600 оС можно использовать как
сырье для установок каталитического крекинга или гидрокрекинга.
.5 Характеристика остатков и их применение
На установке АВТ получают остатки: остаток атмосферной перегонки мазут
(tнк~360°С) и остаток вакуумной перегонки - гудрон обычный (tнк~570°С).
Таблица 2.5 - Характеристика остатков Медынской нефти
|
Показатель |
Остатки, tнк °С |
||
|
|
выше 360 |
выше 570 |
|
|
Выход на нефть, % масс. |
39,3 |
12,9 |
|
|
Вязкость условная, °ВУ: при 80°С |
7,24 |
- |
|
|
при 100°С |
4,96 |
132,95 |
|
|
Плотность при 20°С, кг/м3 |
942,2 |
996,7 |
|
|
Коксуемость, % масс. |
7,05 |
15,73 |
|
|
Содержание, % масс.:серы |
1,90 |
3,08 |
|
|
парафинов |
7,4 |
2,2 |
|
Мазут поступает на вакуумный блок для производства масляных дистиллятов.
Из мазута Медынской нефти могут быть получены высококачественные базовые масла (ИВ ≥ 90) при высоком выходе на остаток.
Гудрон применяется в качестве компонентов котельных топлив и сырья для
установок висбрекинга и коксования. Кроме того, гудрон используется в качестве
сырья для процесса деасфальтизации. Определим пригодность Медынской нефти для
получения из нее битума по содержанию в ней смол и асфальтенов, что выражается
соотношением БашНИИ ПП [4]:
,
где А,С и П - содержание в нефти соответственно асфальтенов, смол и парафина, %масс.
подставляя данные из [1, табл. 1] получаем:
Нефть не считается благоприятной для получения из нее битумов хорошего качества.
Остатки выше 570 оС Медынской нефти из-за повышенной вязкости (ВУ >
16) могут быть применены в качестве компонентов котельных топлив только после
их переработки на установке висбрекинга.
3. Выбор и обоснование технологической схемы установки
первичной переработки нефти (АВТ)
.1 Блок ЭЛОУ
В блоке ЭЛОУ для получения обессоленной нефти с содержанием хлористых солей £1 мг/л при степени обессоливания в каждой ступени 95% устанавливается две ступени обессоливания [13]. Это позволяет довести содержание хлористых солей после первой ступени до 2,85 мг/л, т.к.
- 57 × 0,95 = 2,85 мг/л и после второй ступени до ~0,14 мг/л, т.к.
,85 - 2,85 × 0,95 » 0,14 мг/л.
где 57 - содержание хлористых солей в сырой нефти, мг/л (см. таблицу 1.1).
Концентрация хлористых солей в воде, находящейся в сырой нефти:
