Введение

Современный рынок химических продуктов характеризуется устойчивым ростом спроса на мономеры. По прогнозам Минпромэнерго РФ потребность в этилене и пропилене в ближайшие 15-20 лет увеличится минимум в два раза. Основным источником мономеров в настоящее время является процесс пиролиза нафты, а, следовательно строительство новых.

Эффективность пиролизных установок во многом зависит от качества работы блока разделения и компримирования пирогаза, важной частью которого является колонна деметанизатор – самая низкотемпературная колонна блока разделения.

В данном курсовом проекте произведен расчет колонны-деметанизатора установки пиролиза нафты ЭП-300.

Цель работы – расчет основных параметров и режимов работы колонны-деметанизатора производительностью 150 т/ч для достижения содержания метана в кубовом продукте и ацетилена в дистилляте не более 0,01 мол. %.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Расчет материального и теплового баланса, числа контактных устройств, геометрических размеров и гидравлического сопротивления аппарата.

2. Подбор конструкционного материала для изготовления колонны и расчет прочности аппарата.

3. Подготовка графических материалов – чертеж общего вида аппарата, принципиальной технологической схемы, контактного устройства.

1 Аналитический обзор

1. Общие характеристики газов

На нефтяных месторождениях вместе с нефтью добывается и нефтяной газ, который представляет собой смесь различных углеводородов, водя­ных паров, азота, а иногда и кислых компонентов: углекислоты и сероводорода.

Транспортировать такой газ по трубопроводам на относительно большие расстояния и под давлением выше 0,7 МПа практически невозможно, так как водяные пары и тяжелые углеводороды при понижении температуры конденсируются, образуя жидкостные, ледяные и гидратные пробки.

Нефтяной газ необходимо подвергать переработке, состоящей из процессов компримирования, осушки, отбензинивания, очистки от кислых компонентов. Полученный в результате переработки осушенный и отбензиненный нефтяной газ можно транспортировать до потребителей по трубопроводам; под высоким давлением на расстояние в сотни и тысячи километров. Выделившуюся из газа жидкую продукцию - нестабильный газовый бензин - разделяют на фракции на заводе или на центральной газофракционирующей установке (ЦГФУ) нефтехимкомбината. Из нестабильного газового бензина (НГБ) выделяют сжиженные газы в виде пропан - бутановой смеси или технически чистые индивидуальные углеводороды и газовый бензин. На некоторых газоперерабатывающих заводах вырабатывают элементарную серу, этан и гелий [1].

Сжиженные газы широко применяют в качестве сырья для нефтехимической промышленности, используют как моторное топливо, а также как бытовое топливо для газификации населенных пунктов, предприятий, животноводческих ферм и т. д.

Основной потребитель нефтяных и природных газов в настоящее время - это нефтехимические производства [2].

Природный и нефтяной газ - это не только топливо и сырье для производства этана, пропана и других гомологов метана. При очистке и переработке газа получают большие количества дешевой серы, гелия и других неорганических продуктов, необходимых для развития ряда отраслей народного хозяйства.

Основными ресурсами для газопереработки в нашей стране являются нефтяные газы, газы газоконденсатных месторождений и конденсаты. Очередность вовлечения каждого вида сырья в переработку должна обосновываться технико-экономическими расчетами. Природные газы так называемых чисто газовых месторождений, характеризующиеся высоким содержанием метана, не перерабатываются.

В настоящее время переработка природного газа газоконденсатных месторождений на промыслах заключается в выделении газоконденсата для обеспечения транспортабельности газа на дальние расстояния. Однако в будущем должна быть весьма целесообразна глубокая переработка природного газа - крупного источника этана и сжиженных газов. При этом в первую очередь в глубокую переработку должен вовлекаться природный газ газоконденсатных месторождений как более богатый этаном и сжиженными газами.

Россия является одним из мировых лидеров по уровню добычи нефти и природного газа. Однако ценное углеводородное сырье используется неэффективно. Природный и попутный нефтяной газ применяются, в основном, в качестве топлива, а то и попросту сжигаются на факелах в связи с отсутствием потребителей на удаленных месторождениях.

Метан - главный компонент природного и попутного нефтяного газов. Поэтому интенсивно развиваются процессы, которые позволяют превращать метан в более ценные продукты. В настоящее время в промышленности метан используется не только для получения энергии, а также для получения синтез-газа, водорода, галогенопроизводных, синильной кислоты. Существующие технологии переработки метана в компоненты моторных топлив, основанные на его паровой конверсии в синтез - газ с последующим синтезом более тяжелых углеводородов (по Фишеру – Тропшу) экономически оправданы только для больших объемов производства.

Актуальность комплексного подхода к использованию ресурсов нефтяных и природных газов в перспективе возрастет, так как увеличение производства моторных топлив и нефтехимического сырья будет обеспечиваться в основном за счет увеличения мощностей вторичных процессов переработки нефти и ввода мощностей по переработке угля, для строительства которых требуются большие капитальные вложения. Поэтому в США, например, где имеются крупные запасы различных минерально-сырьевых ресурсов, нефтяной и природный газ длительное время был и остается одним из основных источников производства легкого углеводородного сырья и других сырьевых продуктов [3].