- •Виробничі процеси та обладнання об’єктів автоматизації конспект лекцій доцента кафедри нгтт і т Гаєвої Любов Іванівни
- •1.1 Зміст і задачі дисципліни
- •1.2 Класифікація технологічних процесів
- •1.3 Хімічний і фракційний склади нафти
- •1.3.1 Парафінові вуглеводні
- •1.3.2 Нафтенові вуглеводні
- •1.3.3 Ароматичні вуглеводні
- •1.3.4 Фракційний склад нафти
- •2 Основні поняття масообмінних процесів
- •2.1 Загальні ознаки масообмінних процесів
- •2.2 Способи визначення складу фаз
- •2.3 Основне рівняння масопередачі
- •3.1 Призначення і суть процесу абсорбції
- •3.2 Використання абсорбції в нафтогазовій промисло-вості
- •3.3 Робота системи абсорбер-десорбер неперервної дії
- •3.4 Параметри контролю і регулюванню при абсорбції та десорбції
- •3.4.1 Температура в абсорбері
- •3.4.2. Тиск в абсорбері
- •3.4.3 Питома витрата абсорбенту
- •3.4.4 Рівень рідини в низу абсорбера і десорбера
- •3.4.5 Температура в десорбері
- •3.4.6 Тиск в десорбері
- •3.4.7 Рушійна сила абсорбції
- •3.4.8 Площа контакту і час контакту абсорбенту і газової суміші
- •3.5 Вимоги до абсорбентів
- •3.6 Типи абсорберів
- •4 Процес адсорбції
- •4.1 Призначення і суть процесу
- •4.2 Використання адсорбції в нафтогазовій промисло-вості
- •4.3 Робота системи адсорбер-десорбер періодичної дії
- •4.4 Робота системи адсорбер-десорбер неперервної дії
- •4.5 Параметри контролю і регулювання при адсорбції і десорбції
- •4.5.1 Температура в адсорбері
- •4.5.2 Тиск в адсорбері
- •4.5.3 Питома витрата адсорбенту
- •4.5.4 Температура в десорбері
- •4.5.5 Тиск в адсорбері
- •4.5.6 Природа газової суміші і властивості адсорбенту
- •5 Процес ректифікації
- •5.1 Призначення і суть процесу
- •5.2 Використання процесу в нафтогазовій промисло-вості
- •5.3 Будова і робота простої ректифікаційної колони
- •5.4 Будова і робота складної ректифікаційної колони
- •5.5 Параметри контролю і регулювання при ректифікації
- •5.5.1 Температура верха колони
- •5.5.2 Температура низу колони
- •5.5.3 Тиск в колоні
- •5.5.4 Температура і витрата сировини
- •5.5.5 Рівень залишку в колоні
- •5.5.6 Температура на тарілках виводу бокових фракцій
- •5.6 Матеріальний баланс ректифікаційної колони
- •5.7 Крива рівноваги фаз: її побудова та рівняння
- •5.8 Ізобарні температурні криві
- •5.9 Графічний метод визначення кількості тарілок в колоні
- •5.10 Визначення температурного режиму простої ректифікаційної колони
- •5.11 Визначення геометричних розмірів колони: діаметра і висоти
- •6 Процес екстракції
- •6.1 Призначення і суть процесу
- •6.2 Використання в нафтогазовій промисловості
- •6.3 Методи екстракції
- •6.3.1 Однократна екстракція
- •6.3.2 Багатократна екстракція
- •6.3.3 Протитічна екстракція
- •6.4 Будова і робота екстракційної колони
- •6.5 Параметри контролю і регулювання при екстракції
- •6.5.1 Температура
- •6.5.2 Співвідношення розчинник: сировина
- •6.5.3 Якість розчинника
- •6.5.4 Рівень границі розділу фаз
- •6.6 Визначення складу фаз за допомогою трикутної діаграми
- •7 Теплові процеси
- •7.1 Теплообмінні апарати
- •7.1.1 Кожухотрубні теплообмінники з нерухомим трубними решітками
- •7.1.2 Теплообмінні апарати з температурними компенсаторами
- •7.1.3 Теплообмінні апарати з плаваючою головкою (з рухомою трубною решіткою)
- •7.1.4 Теплообмінні апарати з u-подібними трубками
- •7.1.5 Теплообмінники типу «труба в трубі»
- •7.1.6 Випарники з паровим простором
- •7.1.7 Апарати повітряного охолодження
- •7.2 Класифікація і маркування апо
- •7.3 Маркування та розрахунок кожухотрубчастих теплообмінників
- •7.3.1 Маркування кожухотрубчастих теплообмінників
- •7.3.2 Розрахунок кожухотрубчастих теплообмінників
- •7.4 Трубчасті печі
- •7.5 Умовні позначення типових трубчастих печей
- •8 Товарні нафтопродукти
- •8.1 Технологічна класифікація нафт
- •8.2 Основні напрями переробки нафти
- •8.3 Класифікація і характеристика товарних нафтопродуктів
- •8.4 Палива
- •8.4.1 Карбюраторні палива
- •8.4.2 Реактивні палива
- •8.4.3 Дизельні палива
- •8.4.4 Газотурбінні палива
- •8.4.5 Котельні палива
- •8.5 Нафтові оливи
- •8.5.1 Моторні оливи
- •8.5.2 Трансмісійні оливи
- •8.5.3 Індустріальні оливи
- •8.5.4 Турбінні і компресорні оливи
- •8.5.5 Спеціальні оливи
- •8.6 Пластичні мастила
- •8.7 Парафіни, церезини, вазеліни
- •8.8 Нафтові розчинники та ароматичні вуглеводні
- •8.9 Нафтові бітуми
- •8.10 Нафтовий кокс
- •8.11 Технічний вуглець
- •8.12 Присадки до палив та олив
- •9.2 Методи руйнування нафтових емульсій
- •9.3 Будова і робота електродегідраторів
- •9.3.2 Горизонтальні електродегідратори
- •9.4 Схема електрознесолювальної установки та її опис
- •9.5 Параметри контролю і регулювання на установці
- •9.5.1 Температура і тиск в електродегідраторі
- •10.2 Первинна переробка нафти
- •10.2.1 Призначення первинної переробки і класифікація установок авт
- •10.2.2 Сировина і одержувані продукти
- •10.2.3 Принципова технологічна схема авт з трьохкратним випаровуванням і їх опис
- •10.3 Термічні процеси переробки нафти (коксування)
- •10.3.1 Призначення, і суть процесу
- •10.3.2 Механізми реакцій
- •10.3.3 Сировина і одержувані продукти
- •10.3.4 Технологічна схема установки сповільненого коксування і її опис
- •10.3.5 Параметри контролю і регулювання на установці
- •10.3.5.1 Якість сировини
- •10.3.5.2 Температура входу сировини в реактор
- •10.3.5.3 Тиск в реакторі
- •10.3.5.4 Час перебування сировини в реакторі
- •10.3.5.5 Коефіцієнт рециркуляції
- •10.4 Каталітичні процеси
- •10.4.1 Каталітичний реформінг
- •10.4.1.1 Призначення, суть і хімізм процесу
- •10.4.1.2 Сировина і одержувані продукти
- •10.4.1.3 Каталізатори
- •10.4.1.4 Принципова технологічна схема установки каталітичного риформінгу і її опис
- •10.4.2 Параметри контролю і регулювання на установці
- •10.4.2.1 Якість сировини
- •10.4.2.2 Температура на вході в реактори
- •10.4.2.3 Об’ємна швидкість подачі сировини
- •10.4.2.4 Тиск в реакторах
- •10.4.2.5 Кратність циркуляції водневмісного газу
- •10.5.2 Сировина і одержувані продукти
- •10.5.3 Каталізатор
- •10.5.4 Принципова технологічна схема установки каталітичного крекінгу з ліфт- реактором і її опис
- •10.5.5 Параметри, що впливають на процес
- •10.5.5.1 Якість сировини
- •10.5.5.2 Температура в реакторі
- •10.5.5.3 Час контакту сировини і каталізатора
- •10.5.5.4 Кратність циркуляції каталізатора
- •10.5.5.5 Тиск в реакторі
- •11 Процеси очищення продуктів
- •11.1 Процес гідроочищення
- •11.1.1 Призначення установки, суть і хімізм процесу
- •11.1.2 Сировина і одержувані продукти
- •11.1.3 Умови проведення процесу
- •11.1.4 Каталізатори
- •11.1.5 Принципова технологічна схема гідроочищення дизельного палива в паровій фазі і її опис
- •11.1.6 Параметри контролю і регулювання на установці
- •11.1.6.1 Якість сировини
- •11.1.6.2 Температура в реакторі
- •11.1.6.3 Тиск в реакторі
- •11.1.6.4 Об’ємна швидкість подачі сировини і кратність циркуляції водневмісного газу
- •11.2 Процес карбамідної депарафінізації
- •11.2.1 Призначення і суть процесу
- •11.2.2 Сировина і одержувані продукти
- •11.2.3 Параметри, що впливають на процес
- •11.2.3.1 Якість сировини
- •11.2.3.2 Склад і концентрація карбаміду
- •11.2.3.3 Співвідношення карбамід-сировина
- •11.2.3.4 Температура
- •11.2.3.5 Склад і кількість активатора та розчинника
- •11.2.3.6 Час контакту сировини з карбамідом
- •11.3 Опис технологічної схеми установки карбамідної депарафінізації дизельного палива
8 Товарні нафтопродукти
8.1 Технологічна класифікація нафт
Нафти різних родовищ відрізняються одна від іншої за хімічним, фракційним складом і фізико-хімічним складом. У зв’язку з тим, що саме властивості нафти визначають напрям і умови її переробки, впливають на якість одержуваних нафтопродуктів, доцільно об’єднати нафти різного походження за певними ознаками, тобто розробити таку класифікацію. Нафти, яка відображала б їх хімічну природу і визначала можливі напрямки їх переробки. Існують різні класифікації нафт за геохімічними походженням, з фізико-хімічними властивостями, за фракційним і хімічним складом, що визначає напрями їх переробки і можливості одержання тих або інших нафтопродуктів. Найбільш розповсюдженою є технологічна класифікація нафт.
В основу технологічної класифікації покладені ознаки, які мають значення для транспорту, переробки або одержання заданого асортименту продуктів. Класифікацію нафт за технологічними ознаками дозволяє, з врахування фізико-хімічних властивостей нафти і її фракцій, визначити варіант технологічної схеми переробки конкретної нафти.
Технологічна класифікація розповсюджується на нафти, які використовуються ля виробництва моторних палив і олив. За даною класифікацією враховується вміст сірки в нафті і нафтопродуктах, потенціальний вміст фракцій, які википають до 350 °С, потенціальний вміст і якість базових олив, вміст твердих парафінів в нафті і можливість одержання реактивних, дизельних зимових або літніх палив і дистилятних базових олив депарафінізацією або без неї (таблиця 8.1)
За вмістом сірки нафти діляться на три класи. Якщо одне або усі дистилятні палива, які одержують із малосірчастої нафти, містять сірку менше 0,1 – 0,2 % мас., то ця нафта повинна бути віднесена до нафт першого класу. Нафти, які містять 0,51 – 2,0 % мас. сірки відносяться до другого класу. Але і в цьому випадку враховується вміст сірки у продуктах: якщо у всіх дистилятних паливах із даної нафти кількість сірки не перевищує норм, встановлених для палив із малосірчаної нафти, то ця нафта повинна бути віднесена до складу 1, тобто до малосірчаної. У випадку, якщо при такій же кількості сірки в нафті (0,51 – 2,0 % мас.) одне або усі палива містять сірки більше, ніж вказано в нормах для сірчаної нафти, то ця нафта повинна бути віднесена до третього класу, тобто високосірчаної нафти. По аналогії визначаються і високосірчані нафти, які містять більше 2,0 % мас. сірки.
Залежно від вмісту парафіну в нафті і можливості одержання з них палива для реактивних двигунів, зимових або літніх дизельних палив і дистилятних базових олив без депарафінізації або з її використанням, нафти поділяються на три види: П1, П2, П3 (табл. 8.1).
П1 – малопарафінові нафти, які містять не більше 1,5 % мас. парафіну (з температурою плавлення 50°С), і при умові, що з нафт без депарафінізації можуть бути одержані палива для реактивних двигунів з температурою початку криста-лізації не вище -60 °С, зимові дизельні палива (240- 350 °С) з температурою застигання не вище -45 °С і дистилятні базові оливи певного рівня кінематичної в’язкості при 50 °С з температурою застигання для олив з в’язкістю від 8 до 14 мм2/с - -30°С, з в’язкістю від 14 до 23 мм2/с - -15 °С, з в’язкістю від 23 до 52 мм2/с – -10 °С.
П2 – парафінові нафти, які містять від 1,51 до 6,0 % мас. парафіну і при умові, що з нафти без депарафінізації можуть бути одержані палива для реактивних двигунів з температурою початку кристалізації не вище -60 °С і дизельне літнє паливо (фракція 240-350 °С) з температурою застигання не вище -10 °С, а дистилятні базові оливи – з депарафінізацією.
П3 – високопарафінові нафти, які містять більше 6,0 % мас. парафіну і при умові, що з нафти не може бути одержано без депарафінізації дизельне паливо.
Якщо з нафти, попередньо віднесеної до виду П1, не може бути одержаний хоча би один із вказаних нафтопродуктів без депарафінізації, то ця нафта повинна бути віднесена до нафт виду П2. У тому випадку, коли з нафти, попередньо віднесеної до виду П2, може бути одержане дизельне паливо без депарафінізації, то ця нафта повинна бути віднесена до нафт виду П1.
Залежно від виходу фракцій, які википають до темпера-тури 350 °С, нафти поділяються на три типи: Т1 (≥ 55 %), Т2 (45,0 – 54,9 %) і Т3 (< 45 %), а залежно від сумарного вмісту дистилятних і залишкових базових олив – на чотири групи: М1 (> 25 %), М2 (15 – 24,9 %), М3 (15 – 24,9 на нафту і 30 – 45 % на мазут), М4 (< 15 %). За величиною індексу в’язкості базових олив класифікацією передбачено підгрупи нафт: І1 (> 95 %), І2 (90 – 95 %), І3 (85 – 89,9 %), І4 (< 85 %)
Поєднання позначень класу, типу, групи, підгрупи і виду складає шифр технологічної характеристики нафт. Шифр нафти є як би технологічним паспортом, який визначає напрям її переробки (на палива або оливи, для одержання парафінів і т.д.). Набір технологічних процесів (необхідність включення гідрогенізацій них процесів або установок депарафінізації) і якість кінцевих продуктів.
