Выбор и обоснование технологической схемы установки

 е – массовая доля  отгона сырья на выходе из  печи, равная 0,1416;

– энтальпии жидкой и паровой фаз сырья при температурах на входе (t1) и выходе (t2) из печи, кДж/кг.

В данном случае t1 = 140ºС, t2 = 260ºС. Таким образом,

 кДж/кг

 кДж/кг

 кДж/кг

Таким образом, по формуле (8.1)

 МВт

Теплопроизводительность Q печи можно определить по формуле:

                                       ,                                               

где η – КПД печи.

КПД печи численно равен той части тепла, полученного при сжигании топлива, которое использовано в печи на нагрев нефтепродукта. Примем КПД печи равным 0,8 [27]. Итак,

 МВт

По приложению 2 [27] выбираем печь ЦС1 68/6, для которой величина Qпол составляет 2,7 МВт, а теплонапряжённость радиантных труб равна φ = 2,9·104 Вт/м².

 

10 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА УСТАНОВКЕ

 

В настоящее время проблемы экологической безопасности остро стоят в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Это связано с тем, что огромная энергонасыщенность предприятий, образование и выбросы вредных веществ при производстве различных продуктов создают опасность и напряжённость не только на производственных объектах, но и в жилых районах, вблизи которых расположены заводы, что и определяет особые требования к поддержанию безопасной экологической обстановки. Проведение природоохранных мероприятий, постоянный контроль выбросов и сбросов веществ – важнейшие направления работы нефтеперерабатывающего завода по защите окружающей среды.

Практика показывает, что необходим комплексный подход к решению экологических проблем всего цикла нефтеперерабатывающего производства, включающего хранение, переработку, организацию выпуска и применение продукции с улучшенными экологическими характеристиками. Это позволит снизить техногенную нагрузку на окружающую среду.

Наряду со многими факторами, приводящими к загрязнению окружающей среды, значительную опасность представляют разовые, экстремальные ситуации, к которым относятся аварии на технологических установках, резервуарных парках и газораздаточных станциях НПЗ [35].

В процессе эксплуатации установки селективной очистки вакуумного дистиллята N-метилпирролидоном имеют место три вида выбросов в окружающую среду [36]:

1. выбросы в атмосферу:
• организованные (из помещений насосных);
• неорганизованные (от оборудования установки);
• дымовые газы (от технологических печей).
2. технологические сточные воды;
3. твёрдые отходы.

Организованные выбросы из помещений насосных и неорганизованные выбросы от аппаратов установки содержат некоторое количество растворителя – N-метилпирролидона и предельные углеводороды С1-С10.

Дымовые газы технологических печей содержат диоксид серы, оксиды азота, оксиды углерода, сероводород, предельные углеводороды С1-С10. Количество и состав газообразных выбросов зависят от расхода топлива, от содержания в нем сернистых и азотистых соединений. Сокращение выбросов SО2 при сжигании топлива достигается переходом на низкосернистое топливо (например, природный газ), удалением соединений серы. Для снижения выбросов оксидов азота необходимо модифицировать процесс сжигания топлива, понижая максимальную температуру пламени и ограничивая избыток воздуха. Оснащение схемы печного отделения необходимыми приборами контроля и автоматики позволяет эффективно производить процесс сжигания топлива в печах.

Итак, для уменьшения выбросов в атмосферу на установке селективной очистки N-метилпирролидоном предусматривается следующее [37]:

• рациональная технологическая схема с высокой степенью автоматизации, позволяющая обеспечить стабильную работу оборудования, постоянство технологического режима, простоту обслуживания;
• процесс селективной очистки протекает в герметически закрытой аппаратуре. На установке предусмотрено использование насосов с одинарными и двойными торцевыми уплотнениями;
• система сброса углеводородов в закрытую факельную систему;
• расход топлива в печах регулируется автоматически, печи оснащены высокоэффективными горелками, благодаря чему снижается расход топлива и выбросы в атмосферу;
• для контроля полноты сгорания топлива печи оборудованы кислородомерами и анализатором углекислого газа;
• установка сигнализаторов довзрывных концентраций по углеводородам;
• оптимальная схема утилизации тепла отходящих потоков  установки, что значительно снижает мощность печей, а, следовательно, и расход топлива;
• наличие аварийно-предупредительной сигнализации о нарушении режима и блокировок.

К технологическим стокам относятся промышленно-ливневые сточные воды. Они включают в себя воду после охлаждения уплотнений насосов, смыв полов, ливневые воды с постаментов и территории установки, содержащие нефтепродукты и N-метилпирролидон. Содержание нефтепродукта не должно превышать 300 мг/л. N-метилпирролидон является нетоксичным и быстро биоразлагаемым веществом, ПДК которого в водоёмах составляет 0,5 мг/м3 [38]. Все технологические сточные воды сбрасываются в промышленно-ливневую канализацию и далее направляются на очистные сооружения для механической, физико-химической и биологической очистки.

Для исключения попадания дождевых и талых вод на площадку установки и разлитых нефтепродуктов за пределы установки территория самой установки должна быть ограждена бордюром [39].

Твёрдые отходы на установке селективной очистки представляют собой песок, пропитанный нефтепродуктами, полученный при уборке розливов нефтепродуктов, промасленную ветошь, изношенные одежду и обувь, изношенный прокладочный материал и т.д. Для этих отходов на установке оборудуется специальная бетонная емкость, из которой периодически отходы вывозятся на специальную свалку.

Качество уходящей с установки оборотной воды контролируется ежесуточно лабораторными анализами и обслуживающим персоналом установки на содержание нефтепродуктов и N-метилпирролидона. Для увеличения качества оборотной воды на установке нужно совершенствовать конструкцию градирен.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте разработан маслоблок мощностью 0,5 млн. т/год базовых масел. Указанная схема включает как традиционные (селективная очистка, депарафинизация, деасфальтизация), так и передовые (гидрокрекинг, каталитическая депарафинизация MSDW) процессы получения базовых масел. Схема предполагает производство конкурентоспособных и качественных масел достаточно широкого ассортимента, соответствующего требованиям современного рынка. Кроме того, предусмотрено получение продуктов специального назначения: битумов, твёрдых парафинов марки Т2, сульфонатной присадки С-150, серной кислоты.

В курсовом проекте также разработана схема установки селективной очистки вакуумного дистиллята 420 – 500ºС с использованием наиболее перспективного на данный момент избирательного растворителя – N-метилпирролидона. Проведены расчёты основного оборудования установки (роторно-дискового контактора, системы регенерации растворителя из раствора рафината) с использованием программы РRO/II 5.61 with PROVISION фирмы SIMSCI.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Бурлака В.Г. Рынок смазочных масел // Нефтепереработка и нефтехимия. – 1998. – №8. – С.8-17.
2. Покровская С.В., Катульский П.В., Абрамович Д.А. Методические указания «Присадки к маслам и механизм их действия» для студентов дневного и заочного обучения специальности Т.15.02. – Новополоцк: ПГУ, 2004. – 48 с.
3. Бунаков Б.М., Первушин А.Н., Задко И.И. К вопросу о качестве моторных масел для современной автомобильной техники // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2002. – №2. – С.39-44.
4. Иванов А.В., Лазарев Н.П., Яушев Р.Г. N-метилпирролидон вместо фенола при очистке масляного сырья // Химия и технология топлив и масел. – 2000. – №5. – С.44-45.
5. Зеленцов Ю.Н., Бочаров А.П., Левина Л.А. Гидрогенизационные процессы – путь создания уникальных масел различного назначения // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2003. – №8. – С.44-46.
6. Котов С.В. Получение основ и компонентов масел и присадок на основе низших олефинов // Химия и технология топлив и масел. – 2003. – №3. – С.43-46.
7. Гусейнова Г.А. Получение экологически чистых белых масел на основе газов нефтепереработки и нефтехимии // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2003. – №3. – С.31-34.
8. Нефти СССР. Справочник. Т.4. / Редкол.: Дриацкая З.В., Ходжаев Г.Х. – М.: Химия, 1974. – 788 с.
9. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учебное пособие для вузов. 2-е изд. – М.: Химия, 2001. – 568 с.
10. Покровская С.В., Кульпо М.М. Альбом принципиальных технологических схем процессов производства масел по курсу «Технология переработки нефти и газа, часть 3» для слушателей переподготовки по специальности Т.05.01.00 «Химическая технология топлива и углеродных материалов». – Новополоцк: ПГУ, 2004. – 90 с.
11. Реконструкция вакуумных блоков установок АВТ /К.Б.Рудяк, Г.Г.Мусиенко, Ю.Ю.Ратовский, Н.Н.Кочанов // Химия и технология топлив и масел. – 2000. – №5. – С.40-43.
12. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Ч. 3-я. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов. Под ред. Гуреева А.А.и Бондаренко Б.И. – 6-е изд., пер. и доп. – М.: Химия, 1978. – 424 с.
13. Казакова Л.П., Крейн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. – М.: Химия, 1978. – 320 с.
14. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для ВУЗов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
15. Покровская С.В. Методические указания к выполнению курсового проекта №3 «Маслоблок нефтеперерабатывающего завода» по курсу «Технология переработки нефти и газа» для студентов специальности Т.15.02. – Новополоцк: ПГУ, 2000. – 51 с.
16. Гидроочистка гача – сырья для производства изопарафиновых базовых масел, на катализаторах типа ГП-534 / Л.Л. Фрейман, Н.С. Хашагульгова, Л.Н. Алексеенко и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2004. – №4. – С.25-29.
17. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник. Под ред. В.М. Школьникова. – М., 1999. – 535 с.
18. Разработка способа нейтрализации кислого гудрона – отхода производства сульфонатных присадок /В.Л. Ивановский, Л.Г. Слепченко, Я.Д. Мипскер и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. – 1984. – № 4. – С.18-19.
19. Использование отходов нефтехимических производств в качестве сырья для получения ПАВ технического назначения /В.Г. Правдин, В.А. Кудрямов, Г.Н. Мухина, Хе Сек Пак // Нефтепереработка и нефтехимия. – 1985. – № 10. – С.17-20.
20. Катализаторная система для гидроочистки базовых масел / Л.А. Левина, Ю.Н. Зеленцов, А.И. Ёлшин и др. // Химия и технология топлив и масел. – 2003. – №4. – С.14-15.
21. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа./ Под ред. Бондаренко Б.И. – М.: Химия, 1983. – 128 с.
22. Каталитическая депарафинизация утяжелённых дизельных фракций /М.В. Китова, А.Н. Логинова, В.Г. Власов и др. // Химия и технология топлив и масел. – 2001. – №1. – С.16-18.
23. Каталитическая депарафинизация утяжелённых дизельных фракций /М.В. Китова, А.Н. Логинова, В.Г. Власов и др. // Химия и технология топлив и масел. – 2001. – №1. – С.16-18.
24. Справочник нефтехимика. В двух томах. Т.1 / Под ред. С.К. Огородникова. – Л.: Химия, 1978. – 497 с.
25. Корж А.Ф., Хорошко С.И. Методические указания к выполнению курсового проекта №1 по курсу «Технология переработки нефти и газа» для студентов специальности Т.15.02. – Новополоцк: ПГУ, 2000. – 33 с.
26. Хайрудинов И.Р. и др. // Глубокая переработка углеводородного сырья / Сб. науч. тр.: БашНИИНП. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1992. – Вып. 1. – С.66-71.
27. Технологические расчеты установок переработки нефти: Учебное пособие для вузов /Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. и др. – М.: Химия, 1987. – 352 с.
28. Письмен М.К. Производство водорода в нефтеперерабатывающей промышленности. – М.: Химия, 1976. – 216 с.
29. Ван Лицзюнь. Влияние фракционного состава масляных дистиллятов на показатели процессов производства нефтяных масел: Автореферат дис….канд. техн. наук: 05.17.07 / Уфимский гос. нефтяной технический ун-т. – Уфа, 2002. – 25 с.
30. Поверхностно-активные вещества при очистке масляных дистиллятов N-метилпирролидоном /Н.Н. Старкова, В.Г. Рябов, В.М. Шуверов и др. // Химия и технология топлив и масел. – 1997. – №3. – С.20-21.
31. Хорошко С.И., Хорошко А.Н. Сборник задач по химии и технологии нефти и газа: Учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений. –Мн.: Выш.шк., 1989. – 122 с.
32. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.
33. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Изд.2-е, пер. и доп. – Л.: Химия, 1974. – 344 с.
34. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.
35. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. – М: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2001. – 384с.
36. Промышленный технологический регламент установки селективной очистки масел фенолом №2.
37. Пусковой технологический регламент установки «Юникрекинг» комплекса «Гидрокрекинг». – Новополоцк, 2004. – 233 с.
38. www.lyondell.com
39. Корж А.Ф. Методические указания к выполнению курсового проекта №2 по курсу «Технология переработки нефти и газа» для студентов специальности Т.15.02. – Новополоцк, ПГУ, 2000. – 25 с.
40. Промышленный технологический регламент установки депарафинизации масел №2, типа 39/7М.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А – ПОТОЧНАЯ СХЕМА МАСЛОБЛОКА

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В – ЧЕРТЕЖ РОТОРНО-ДИСКОВОГО КОНТАКТОРА

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г – РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

 

СХЕМА К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДОЛИ ОТГОНА РАФИНАТНОГО РАСТВОРА (см. подпункт 6.1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 SIMULATION SCIENCES INC.               R                             

PROJECT                          PRO/II  VERSION 5.61                  

PROBLEM                                 OUTPUT                               

                                   FLASH DRUM SUMMARY                  07/11/06

                                No button found.

 ==============================================================================

 

FLASH ID                             F1

       NAME

 

       FEEDS                          S1

 

       PRODUCTS VAPOR                 S2

                LIQUID                S3

 

TEMPERATURE, C                  260.000

PRESSURE, KPA                    27.600

PRESSURE DROP, KPA                0.000

MOLE FRAC VAPOR                 0.41321

MOLE FRAC LIQUID                0.58679

DUTY, M*KJ/HR                   0.00000

FLASH TYPE                  ADIABATIC-P

 

 

 

 

 

 

 

 

STREAM ID                            S1           S2           S3

        NAME

        PHASE                      MIXED        VAPOR       LIQUID

 

FLUID RATES, KG/HR

    1  NMP                     2431.4000    2171.3813     260.0187

    2  420–500                13780.6997     124.2157   13656.4843

 

TOTAL RATE, KG/HR            16212.0997    2295.5970   13916.5030

 

TEMPERATURE, C                 260.0000     260.0000     260.0000

PRESSURE, KPA                   27.6000      27.6000      27.6000

ENTHALPY, M*KJ/HR                9.4831       1.9927       7.4905

MOLECULAR WEIGHT               302.1865     103.5634     442.0542

WEIGHT FRAC VAPOR                0.1416       1.0000       0.0000

WEIGHT FRAC LIQUID               0.8584       0.0000       1.0000

 

STREAM ID                            S1           S2           S3

        NAME

        PHASE                      MIXED        VAPOR       LIQUID

 

FLUID WEIGHT FRACTIONS

    1  NMP                        0.1500       0.9459       0.0187

    2  420–500                   0.8500       0.0541       0.9813

 

TOTAL RATE, KG/HR            16212.0997    2295.5970   13916.5030

 

TEMPERATURE, C                 260.0000     260.0000     260.0000

PRESSURE, KPA                   27.6000      27.6000      27.6000

ENTHALPY, M*KJ/HR                9.4831       1.9927       7.4905

MOLECULAR WEIGHT               302.1865     103.5634     442.0542

WEIGHT FRAC VAPOR                0.1416       1.0000       0.0000

WEIGHT FRAC LIQUID               0.8584       0.0000       1.0000

 

 

 

 

STREAM ID                            S1           S2           S3

        NAME

        PHASE                      MIXED        VAPOR       LIQUID

 

FLUID WEIGHT PERCENTS

    1  NMP                       15.0000      94.5897       1.8697

    2  420–500                   85.0000       5.4103      98.1303

 

TOTAL RATE, KG/HR            16212.0997    2295.5970   13916.5030

 

TEMPERATURE, C                 260.0000     260.0000     260.0000

PRESSURE, KPA                   27.6000      27.6000      27.6000

ENTHALPY, M*KJ/HR                9.4831       1.9927       7.4905

MOLECULAR WEIGHT               302.1865     103.5634     442.0542

WEIGHT FRAC VAPOR                0.1416       1.0000       0.0000

WEIGHT FRAC LIQUID               0.8584       0.0000       1.0000 
STREAM ID                            S1           S2           S3

        NAME

        PHASE                      MIXED        VAPOR       LIQUID

 

-----  TOTAL STREAM -----

RATE, KG-MOL/HR                  45.985       19.001       26.983

       K*KG/HR                    13.896        1.968       11.928

STD LIQ RATE, M3/HR              15.483        1.921       13.562

TEMPERATURE, C                  260.000      260.000      260.000

PRESSURE, KPA                    27.600       27.600       27.600

MOLECULAR WEIGHT                302.186      103.563      442.054

ENTHALPY, M*KJ/HR                 9.483        1.993        7.490

           KJ/KG                 682.435     1012.611      627.965

MOLE FRACTION LIQUID             0.5868       0.0000       1.0000

REDUCED TEMP (KAYS RULE)         0.6634       0.7486       0.6142

         PRES (KAYS RULE)         0.0103   5.8023E-03       0.0223

ACENTRIC FACTOR                  0.7998       0.4508       1.0456

WATSON K (UOPK)                  11.995        9.347       12.433

STD LIQ DENSITY, KG/M3          897.498     1024.563      879.504

         SPECIFIC GRAVITY         0.8984       1.0256       0.8804

         API GRAVITY              26.005        6.472       29.228

 

--------  VAPOR  ---------

RATE, KG-MOL/HR                  19.001       19.001          N/A

       K*KG/HR                     1.968        1.968          N/A

       K*M3/HR                     3.052        3.052          N/A

NORM VAP RATE(1), K*M3/HR         0.426        0.426          N/A

SPECIFIC GRAVITY (AIR=1.0)        3.576        3.576          N/A

MOLECULAR WEIGHT                103.563      103.563          N/A

ENTHALPY, KJ/KG                1012.611     1012.611          N/A

CP, KJ/KG-C                       2.077        2.077          N/A

DENSITY, KG/K*M3                644.809      644.809          N/A

Z (FROM DENSITY)                 1.0000       1.0000          N/A

TH COND, W/M-K                  0.03001      0.03001          N/A

VISCOSITY, PAS              1.12140E-05  1.12140E-05          N/A

 

  (1) NORMAL VAPOR VOLUME IS 22.414 M3/KG-MOLE (273.15 K AND 1 ATM)

 

 

--------  LIQUID  --------

RATE, KG-MOL/HR                  26.983          N/A       26.983

       K*KG/HR                    11.928          N/A       11.928

       M3/HR                      16.026          N/A       16.026

       GAL/MIN                    70.562          N/A       70.562