Проект установки первичной переработки Дмитриевской нефти

Таблица 2.10

Так как значение А + С - 2П > 0, то для получения битума этот остаток пригоден. Остаток (фр. > 500°С) Дмитриевской нефти СIII направляем на установку получения битума.

Таблица 2.11

3. Обоснование выбора варианта и технологической схемы перегонки нефти. Характеристика качества конечных нефтепродуктов

Характеристика качества конечных продуктов перегонки нефти

Технологическая схема АВТ должна обеспечивать получение выбранного ассортимента продуктов из заданного сырья наиболее экономичным способом.

Бензиновые фракции:

Фракция 28-120оС не соответствует ГОСТ 2084-77 по октановому числу. Фракцию 28-120°С направляем на вторичную перегонку для разделения на две фракции: 28-62°С и 62-120°С. Выделенную фракцию 2862°С направляем на установку изомеризации для получения высокооктанового компонента моторных бензинов или сырья нефтехимического синтеза. Фракцию 62-120°С направляем на установку каталитического риформинга для получения высокооктановых компонентов моторных топлив.

Дизельные фракции:

Фракция 240-350оС не соответствует ГОСТ 4749-73 по содержанию серы. Дистиллят направляем на установку гидроочистки. После этого используем его как топливо марок ДЛ, ДА.

Обоснование выбора технологической схемы переработки

Вариант перегонки нефти выбирают на основе шифра нефти и качества основных нефтепродуктов, получение которых возможно из заданной нефти.

В атмосферном блоке технологическая схема выбирается по трем параметрам: содержание серы в нефти (<0,5%; 0,5-1%; >1%); содержание бензиновых фракций (28-200°С) в нефти (<15%; >15%); производительность установки (<1,5 млн. т/г; >1,5 млн. т/г).

Схему с основной ректификационной колонной и с отбензинивающей колонной применяют для нефтей, в которых содержание бензиновых фракций превышает 15%, производительность больше 1,5 млн. т в год (для Дмитриевской нефти СIII содержание бензиновых фракций 28%, производительность установки 2,5 млн. т в год).

Дмитриевская нефть СIII характеризуется высоким содержанием базовых масел (26,8 % на нефть) и высоким индексом вязкости (ИВ = 85), в связи с этим, целесообразно получать из этой нефти товарные масла.

Выбираем вариант переработки: топливно-масляный, в качестве технологической схемы: атмосферный блок - выбираем схему с предварительной отбензинивающей колонной и основной атмосферной колонной; вакуумный блок - двухколонная схема масляного профиля.

Установка состоит из следующих блоков:

.Атмосферная перегонка нефти с получением следующих продуктов: Фракция 28 - 120°С Фракция 120 - 180°С Фракция 180 - 240°С Фракция 240 - 350°С Фракция >350°С.

Ватмосферной колонне дизельная фракция разбивается на два боковых погона : фракцию 180 - 240 °С и фракцию 240 - 350 °С.

. Вакуумная перегонка мазута с получением следующих продуктов: масляная фракция (фракция 350 - 420°С)

масляная фракция (фракция 420 - 500°С) гудрон (фракция >500°С).

Ввакуумном блоке первая колонна служит для отделения фракций до 350 °C и получения широкой фракции 350 - 500 °C, которая после повторного нагрева разделяется на масляные дистилляты (легкий и тяжелый) во второй колонне.

Описание технологической схемы установки

Обессоленная и обезвоженная нефть 1 прокачивается насосом Н-1 через теплообменники Т-1 - Т-4, где нагревается за счет тепла готовых или циркулирующих нефтепродуктов и поступает на разделение в отбензинивающую колонну К-1. Назначение К-1 - извлечь из нефти остатки растворенного в ней газа и бензиновую фракцию с температурой конца кипения 120°C. Для повышения четкости выделения этой фракции из нефти при кратности орошения 1,5-2,0 в низ отбензинивающей колонны подводится

поток тепла «горячей струей», нагрев осуществляется в печи. Из сепаратора этой колонны отбирается жирный углеводородный газ IV с давлением, близким к давлению в отбензинивающей колонне. Газ IV из Е-1 обычно используют как топливо в печах этой же установки АВТ. Нестабильный бензин V (фр. 28 - 120°C) из этого же сепаратора насосом Н-2 частично возвращают в колонну К-1 как орошение, а остальную балансовую часть подают в колонну стабилизации.

Отбензиненная нефть VI из колонны К-1 прокачивается насосом Н-3 в трубчатую атмосферную печь П-1, где нагревается до 350°C, и поступает в атмосферную колонну К-2. Давление в колонне К-2 поддерживается близким к атмосферному (0,12 - 0,15 МПа). Назначение К-2 - разделение предварительно отбензиненной нефти на несколько светлых (топливных) фракций. Головным продуктом колонны К-2 является компонент бензина VII (фр. 120 - 180°C), пары которого, пройдя холодильники ХВ-2 и Х-2, поступают газоводоотделитель Е-2, где очищаются от воды III и газа IV. Из газоводоотделителя Е-2 дистиллят VII подается частично на орошение в колонну К-2, а остальное его количество выводится с установки. Тепло в К-2 подводится только потоком нагретого сырья из-за невозможности повысить температуру низа колонны без опасности термического разложения остатка. Поэтому для создания потока паров в отгонной части колонны под нижнюю тарелку подается перегретый до 380 - 400°C водяной пар в количестве 1,2-2 % (мас.) на сырье колонны. Для создания потока орошения во всех укрепляющихся секциях избыточное тепло отводят острым орошением наверху колонны (возвратом части бензина из сепаратора) и двумя промежуточными орошениями под тарелкой выводов дизельного топлива. Из отпарной колонны К-3 насосом Н-5 отбираемая дизельная фракция 180 - 240°C (VIII) прокачивается в теплообменник Т-1 и холодильник ХВ-5, где охлаждается. Пары из отпарной колонны К-3 поступают обратно в атмосферную колонну К-2.

Дизельная фракция 240 - 350°C отбирается с тарелки колонны К-2 и

подается в отпарную колонну К-4 для окончательного выделения из нее легких углеводородов. Из отпарной колонны К-4 насосом Н-6 отбираемая фракция 240 - 350°C (IX) прокачивается в теплообменник Т-2 и холодильники ХВ-4 и Х-6, где охлаждается и выводится с установки. Пары из отпарной колонны К-4 поступают обратно в атмосферную колонну К-2. Подачей водяного пара в низ стриппингов осуществляют отпарку легкокипящих фракций и регулируют точку начала кипения и температуру вспышки этих дистиллятов. Изменение температуры конца кипения дизельного топлива производится за счет изменения количества флегмы, перетекающей из колонны в стриппинг (чем больше это количество, тем выше температура конца кипения).

Мазут XI (>350°C), уходящий снизу колонны К-2, насосом Н-8 прокачивается в печь П-2 и затем поступает в питательную секцию вакуумной колонны К-5, где происходит отделение испарившейся части мазута от жидкости. В зоне ввода сырья давление в этой колонне составляет обычно 10-15 кПа (0,01-0,015 МПа), а наверху ее - 5-7 кПа (0,005-0,007 МПа). Такое давление поддерживается за счет откачки из системы «печь - колонна - коммуникации» атмосферного воздуха (подсасываемого через неплотности фланцевых соединений) и легких углеводородов (С1 - С7), образующихся за счет небольшой деструкции мазута при его нагреве в печи. Для откачки этой смеси несконденсированных газов используют пароэжекторный насос Э-1 (2- или 3-ступенчатый с конденсацией паров между ступенями). В качестве эжектирующего агента применяют перегретый водяной пар (Р = 1,0-1,5 МПа). Поток несконденсированного газа XII направляется обычно в топку печи для сжигания, чтобы не загрязнять атмосферу углеводородами и сероводородом.

Сверху колонны для отвода тепла на конденсационных тарелках создается циркуляционное орошение ВЦО (циркуляция фракции XIII - фр. <350°C). ВЦО со второй тарелки забирается насосом Н-9, охлаждается на 5070°C в теплообменнике Т-5 и подается в верхнюю первую

ректификационную тарелку. Задача ВЦО - полная конденсация углеводородного парового потока. Однако достичь полной конденсации не удается, потому что при температуре входа в колонну около 60-80°C температура паров наверху колонны обычно не ниже 70°C, а при этой температуре и давлении 5 кПа в смеси с водяным паром не конденсируется до 1-2% на мазут легких углеводородных фракций (из-за низкого парциального давления - около 1-3 кПа), и они выводятся из конденсационно-вакуумсоздающей системы. Часть циркулирующей наверху флегмы ВЦО выводится из колонны как материальный поток масляной фракции XIII, выкипающей до 350°C. Между выводами боковых погонов XIII и XIV обычно расположено 8-10 тарелок. Снизу колонны отбирается остаток - гудрон XVIII (>500°C), который прокачивается насосом Н-11 в теплообменник Т-4 и затем в холодильники ХВ-3 и Х-5, где охлаждается и выводится с установки. Отгонная часть колонны имеет сужение, что способствует уменьшению времени пребывания остатка в колонне во избежание его разложения под влиянием высокой температуры. Снизу отгонной части колонны вводится перегретый водяной пар в количестве 0,8- 1,5 % (масс.) на сырье колонны.

В колонне К-6, как головной продукт, отбирается фракция XV (фр. <350°C), которая прокачивается через теплообменник Т-7 и насосом Н-12 подается частично на орошение в колонну К-6, а остальное ее количество выводится из колонны К-6. Боковым погоном является фракция XVI (фр. 350-420°C). Поток XVI (фр. 350-420°C) охлаждается в теплообменнике Т-8 и подается насосом Н-13 частично на орошение в колонну К-6, остальное его количество охлаждается в холодильнике ХВ-7 и выводится с установки. Снизу колонны отбирается фракция XVII (фр. 420 - 500°C), которая прокачивается насосом Н-14 через теплообменник Т-9, холодильник ХВ-8, где охлаждается и выводится с установки.

4. Технологические расчеты процесса и основных аппаратов

Таблица 1. Расчетный материальный баланс установки АВТ производительностью 2,5 млн.т/год

При работе установки 8000 ч в год.

Расчет атмосферной колонны

Выбор числа и типа тарелок Используем клапанные тарелки, гидравлическое сопротивление

которых колеблется в зависимости от типа клапанной тарелки и её состояния в пределах 4 - 7 мм рт. ст. Принимаем перепад давления на одну тарелку (ΔРт) равным 0,6 кПа. В отгонной части колонны принимаем четыре тарелки: n1 = 4. В укрепляющей части колонны - от зоны питания до тарелки вывода фракции 240 - 350°С принимаем 10 тарелок: n2 = 10. От тарелки вывода фракции 240-350°С до тарелки вывода фракции 180-240°С принимаем 12 тарелок: n3=12. В верхней части колонны - от тарелки вывода фракции 180240°С до верха - 10 тарелок: n4 = 10. Принимаем в стриппингах по 4 тарелки.

Итого в колонне принято 36 тарелок, из которых в укрепляющей части 32 шт., а в отгонной - 4 шт.

Расчет давления по высоте колонны Расчет давления по высоте колонны ведем сверху вниз, учитывая

перепад давления на тарелках.

Давление в емкости орошения (Рс) принимаем равным 140 кПа. Потери давления от верха колонны до емкости орошения (ΔР) принимаем равными 30 кПа. Общее давление вверху колонны (Рв) определяем по формуле:

Рв = Рс + ΔР = 140 + 30 = 170 кПа