- •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
8.4.4 Газотурбінні палива
Газотурбінні палива призначені для застосування у стаціонарних паротурбінних і парогазових енергетичних установках, а також газотурбінних установках водного транспорту.
До газотурбінних палив ставляться наступні вимоги: низька зольність (≤0,01%); обмежений вміст сірки та ванадію; температура застигання не вище 5 ºС; високі випаровуваність, займистість, горючість; добра прокачуваність; висока хімічна стабільність, низька здатність до утворення відкладів.
Як газотурбінне паливо використовують фракцію з межами википання 180-420 ºС як прямогінну, так і вторинного походженням (легкі газойлі коксування, каталітичного крекі-нгу). Випускають газотурбінні палива марок А і Б. Вони відрізняються вмістом сірки, води, ванадію, кальцію, натрію.
8.4.5 Котельні палива
Котельні палива застосовують у топках стаціонарних парових котлів, промислових печах. Важкі моторні палива використовують на корабельних установках. До показників якості котельних полив відносяться: в’язкість, вміст сірки, теплота згоряння, температура застигання, температура спалаху, вміст води, механічних домішок, золи.
В’язкість – це найважливіший показник котельних палив. Від в’язкості залежить проходження процесів наливу і зливу палива, умови перекачування та транспортування, ефектив-ність роботи форсунок. Умовна в’язкість паливних мазутів при 80 ºС не повинна перевищувати 8-16.
Сірка у мазутах знаходиться в основному у вигляді неактивних сполук, тому корозійна активність мазутів нижча ніж сірчаних сполук світлих нафтопродуктів. Паливні мазути залежно від вмісту сірки поділяються на три види: малосірчані- з вмістом сірки до 0,5 %мас; сірчані - від 0.5 до
2 % мас. сірки; високо сірчані – від 2.5 до 3.5 мас. сірки. Вміст сірки в котельних паливах значно впливає на екологічний стан довкілля.
Теплота згоряння – важлива характеристика котельних палив. Від неї залежить витрата палива. Для котельних палив вона знаходиться в межах 39900-41150кДж/кг.
Температура застигання характеризує умови зливу та прокачуваня палива особливо в умовах низьких температур довкілля. Для паливних мазутів марок 40 і 100 вона знаходиться в межах 25- 42 ºС.
Температура спалаху визначає вимоги до пожежної безпеки. Для котельних палив вона повинна бути ≥ 90-100 ºС у відкритому тиглі, а для флотських мазутів – не менше 75-80ºС у закритому тиглі.
Вода, механічні домішки і зола небажані у мазутах, так як спричиняють корозію апаратури та посилене її зношування. В той же час вода, рівномірна розподілена у котельному паливі, покращує його експлуатаційні властивості. Вміст води не повинен перевищувати 1,5 %мас. для паливних мазутів і
0,3 %мас. для флотських мазутів. Механічні домішки забивають фільтри, порушують їх роботу. Їх вміст не повиннен перевищувати 1,5-1,0 %. Зола вказує на наявність металів та солей. Вона відкладається на поверхні котлів, зменшуючи їх коефіцієнт корисної дії.
Асортимент палив для котельних установок визначається ГОСТ 10585-75, який передбачає випуск котельних палив чотирьох марок: флотських мазутів Ф-5, Ф-12, топкових мазутів марок 40 і 100. Укрїнські нафтопереробні заводи випускають паливні мазути, які відповідають ДСТУ 4058-2001 “Паливо нафтове. Мазут”. Цей стандарт поширюється на мазут, який отримують із продуктів первинної і вторинної переробки нафти, газоконденсатної сировини і призначений для транспортних і стаціонарних котельних установок. Розрізняють паливний мазут марок 40 і 100. Кожна марка мазуту може бути віднесена до малозольного або зольного. Крім того, мазути цих марок бувають низькосірчистими, малосірчистими, сірчистими та високосірчистими. До умовного позначення мазуту повинна входити повна назва марки. Наприклад, мазут паливний 100 зольний сірчистий парафінистий за ДСТУ 4053-2001 (табл. 8.5).
Таблиця 8.5- Характеристика паливних мазутів за ДСТУ 4058-2001
Назва показника |
Значення для марки |
|
40 |
100 |
|
Вязкість умовна, умовні градуси, не більше: - за температури 80 ºС |
8 |
16 |
Зольність,% мас., не більше, ніж для мазуту: - малозольного - зольного |
0.04 0.12 |
0.05 0.14 |
Масова частка механічних домішок,%, не більше, ніж |
0.5 |
1.0 |
Масова частка води, %, не більше, ніж |
1.0 |
1.0 |
Вміст водорозчинних кислот і лугів |
відсутні |
відсутні |
Масова частка сірки, %, не більше, ніж для мазуту: - низькосірчистого - малосірчистого - сірчистого - високосірчистого |
0.5 1.0 2.0 3.5 |
0.5 1.0 2.0 3.5 |
Температура спалаху, ºС, не нижче, ніж: - у відкритому тиглі |
90 |
110 |
Температура застигання, ºС, не вище, ніж для мазуту із: - парафінистої нафти - високопарафінистої нафти |
10 25 |
25 42 |
Теплота згоряння (нижча) в перерахунку на сухе паливо(не бракувальна), кДЖ/кг, не менше ніж для мазуту: - низькосірчистого, малосірчис-того і сірчистого - високосісчистого |
40740
39900 |
40530
39900 |
Густина за температури 20 ºС, кг/м3 |
Не нормується. Визначення обов’язкове |
Не нормується. Визначення обов’язкове |