Разработка поточной схемы производства базовых масел индивидуальной нефти. Расчет технологической установки очистки дистиллятных масел

 

 

 

 Материальный баланс  по процессу обезмасливания гача  и петролатума

Продукт	Гач		Петролатум
	% масс.	Тыс. тонн	% масс.	Тыс. тонн
Взято: Сырье Растворитель Итого:	100 600 700	2146,46 12878,76 15025,22	100 900 1000	300,98 2708,82 3009,80
Получено: Раствор парафина: -парафин-сырец -растворитель Раствор фильтрата от обезмасливания - фильтрат - растворитель Итого:	56 150     44 450 700	1202,01 3219,69     944,44 9659,07 15025,22	35 270     65 630 1000	105,34 812,65     195,64 1896,17 3009,80

 

5.  Сводный материальный баланс переработки нефти и мазута по заводу.

Сводный материальный баланс полученных при переработке продуктов  представлен в таблице 10.

Сводный материальный баланс

Продукт	% масс.	Количество, тыс. тонн
Взято: мазут	100	18500
Получено: - асфальт - депарафинированное масло  (дистиллятное) - депарафинированное масло  (остаточное) - парафин-сырец - фильтрат процесса обезмасливания - экстракты процесса селективной  очистки - потери	33,5 21,55 3,97 7,07 6,16 26,75 1	6197,50 3986,29 734,88 1307,35 1140,08 4948,90 185

 

 

 

 

     2.1 Описание  процесса Селективной очистки  дистиллятных масел                 фурфуролом.

 

 Фурфурол представляет  собой герероциклический альдегид  фуранового ряда. Безцветная, сильно  преломляющая свет жидкость с  приятным запахом ржаного хлеба. 

Из сырья, поступающего на очистку фурфуролом, необходимо удалить  воздух.

Основные физико-химические свойства фурфурола представлены в  таблице ниже.

Показатель	Значение
Молекулярная масса	96,03
Плотность при 20⁰С, кг/кб.м.	1159,4
Показатель преломления	1,5261
Температура, ⁰С - кипения - плавления - вспышки	161,7 -38,7 56,0
Вязкость при 38⁰С, мм.кв/с	0,907
Теплота испарения при 161,7 ⁰С/кДж/м	456,43
Теплоемкость при 20⁰С кДж/(кг*К)	1,59

 

Фурфурол применяют для  очистки масляных дистиллятов и  предварительно деасфальтированных остатков вакуумной перегонки нефтей с  небольшой и средней смолистлстью.

При очистке фурфуролом на НПЗ применяют роторно-дисковые контакторы.

Сырье и фурфурол вводятся в контактор тангенциально к  направлению вращения вала ротора.

Размеры РДК:

- высота 13-13,4м

- диаметр – 2,4-3м

- диаметр отверстий статора  – 1,6м

- диаметр отверстий ротора  – 1,2м

- Число секций – 20

- Высота секций – 0,29м

- Частота вращения ротора  – 18-25 мин‾ⁱ

Условия очистки представлены в таблице.

 

Условия очистки фурфуролом.

Показатель	Значение
Кратность фурфурола к сырью	4:1
Температура в экстрактной колонне,⁰С - вверху - в середине - внизу	130 110 90
Характеристика рафината
Выход, %масс на сырье	76
Плотность при 20⁰С, кг/кб.м	895,9
Вязкость при 100⁰С, мм.кв/с	16,7
Коксуемость, % (масс)	0,17
Характеристика экстракта
Выход, % (масс)на сырье	24
Плотность при 20⁰С, кг/м.кб.	966,1
Вязкость при 100⁰С, мм/с Коксуемость, %(масс)	35,8 3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  2.2 Описание технологической схемы. Назначение основных приборов контроля и автоматизации

 

Принципиальная  технологическая схема селективной  очистки нефтяных фракций фурфуролом.

Установка состоит из следующих  секций:

• Деаэрации сырья;
• Экстракции сырья фурфуролом;
• Регенерации сырья из рафинатного раствора;
• Регенерации растворителя из экстрактного раствора;
• Регенерации фурфурола из смесей его с водой.

На  НПЗ действуют как  однотопочные, так и укрупненные  комбинированные установки . Мощность однотопочных установок по сырью 1000-1500 тонн в сутки. Укрупненных – до 3000 тонн в сутки.

Укрупненная комбинированная  установка более экономична по себестоимости  продукции, повышенной производительности и др.

1. Деаэрация сырья и экстракция его фурфуролом.

Сырье насосом прокачивается  через теплообменник где нагревается  горячим жидким фурфуролом из емкости  до 130-140⁰С и поступает в деаэратор. Деаэратор работает в вакууме (остаточное давление 9,97 кПа); воздух отдувают водяным паром.

Водяной пар и воздух сверху деаэратора поступают в барометрический  конденсатор.; пары конденсируются  и конденсат стекает в барометрический  колодец, а воздух и газы отсасываются вакуум-насосом. Температура в деаэраторе составляет 130⁰С.

Освобожденное от воздуха  сырье из деаэратора направляется насосом  через теплообменник в нижнюю зону роторно-дискового контактора (РДК).

В верхнюю часть экстрактора  из емкости через теплообменник  подается фурфурол. Часть его поступает  в РДК из буферной емкости после  теплообменников. Температура вверху и внизу РДК поддерживается за счет потоков сырья и фурфурола, а также изменением температуры  и расхода экстрактного раствора, циркулирующего по схеме: нижняя зона РДК - - холодильник - - приемник - - насос  - - РДК.

Для увеличения выхода рафината предусмотрена подача до 50 % на сырье  экстракта (рециркулята) в линию  перед холодильником из отпарной колонны низкого давления.

2. Регенерация растворителя из рафинатного раствора.

Проводится в две ступени  в колоннах и в вакууме. (остаточное давление – 39,9 кПа): вакуум создается  вакуумным насосом, отсасывающим газы и воздух из приемников.

Выходящий сверху экстрактора  рафинатный раствор собирается в  емкости, откуда направляется через  теплообменник и змеевики трубчатой  печи в колонну.(Здесь регенерируется основная часть растворителя). Пары безводного фурфурола поступают  сверху колонны в конденсатор-холодильник; конденсат собирается в вакуумном  приемнике, откуда жидкий фурфурол расходуется  на экстракцию сырья, а также на орошение колонн.

Рафинатный раствор из нижней части колонны регенерации  растворителя перетекает по гидравлику в следующую колонну, где из него удаляется оставшаяся часть фурфурола  острым перегретым водяным паром. Снизу  колонны рафинат через теплообменник  и концевой холодильник насосом  откачивается в резервуарный парк. Пары фурфурола и воды поступают  из колонны в конденсатор-холодильник, откуда конденсат стекает в вакуумный  приемник.

3. Регенерация растворителя из экстрактного раствора.

Осуществляется в 4 ступени. Экстрактный раствор из приемника  насосом прокачивается через  теплообменник вместе с экстрактным  раствором из 2 блока экстракции, где нагревается парами выходящими из колонны, и далее проходит в  теплообменник, обогреваемый парами из колонны. После теплообменника экстрактный  раствор нагревается в печи до 200⁰С и направляется в колонну, работающую под давлением около 0,2 мПа. В этой колонне удаляется до 30% фурфурола и вся влага, содержащаяся в экстрактном растворе. Пары фурфурола и воды, выходящие из колонны конденсируются в теплообменнике и образующийся конденсат поступает в колонну для отделения воды от фурфурола.

Экстрактный раствор, забираемый снизу колонны направляется через  двухтопочную печь, где нагревается  до 230⁰С, в колонну, работающую под избыточным давлением  0,25 мПа. В этой колонне отпаривается ок. 60% фурфурола от исходного от исходного его содержания в экстрактном растворе. Пары безводного фурфурола при выходе из колонны конденсируются в теплообменнике , конденсат собирается в нижней части колонны обезвоживания, являющейся одновременно буферной емкостью безводного фурфурола.  Безводный фурфурол через сырьевой теплообменник подкачивается в линию подачи фурфурола в экстрактор. Из колонны экстрактный раствор передавливается в вакуумную колонну (остаточное давление 39,9 кПа).

Сверху колонны выходят  пары сухого фурфурола, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике, конденсат  поступает в вакуумный приемник.

Экстрактный раствор с 2-% фурфурола на исходный раствор перетекает из колонны в отпарную колонну , где  в вакууме и при помощи острого  водяного пара, подаваемого вниз колонны, фурфурол окончательно отпаривается из экстрактного раствора. Экстракты направляются в резервуар (через концевой холодильник).

Пары фурфурола и воды, уходящие из колонны, конденсируются в  конденсаторе-холодильнике, после чего конденсат поступает в вакуумный  приемник.

4. Регенерация фурфурола из водного раствора.

Обводненный фурфурол из приемника  откачивается в отстойник куда поступает  также конденсат паров азеотропной  смеси из колонны. В отстойники при  температуре 35-40⁰С конденсат расслаивается: образуется 2 слоя. Нижний – представляет собой фурфурол с 6-7% воды, вместе с нижним слоем первой секции приемника он подается на верхнюю тарелку колонны. Верхний слой водный, содержащий 6-7% фурфурола перетекает в приемник, который состоит из 3-х секций. В 1-й секции – отстаивается обводненный фурфурол.; во 2-й – содержащая фурфурол вода – от легкого масла, перетекающего в 3-ю секцию. Содержащая фурфурол вода из 2й секции приемника вводится в колонну для отпаривания фурфурола из воды. Вниз этой колонны подается перегретый водяной пар.

Пары  воды и фурфурола, выходящие сверху колонны, конденсируются и охлаждаются до 40⁰С в конденсаторе-холодильнике, конденсат поступает в отстойник.

Накапливающийся в 3-й секции приемника масляный слой содержащий фурфурол. Его регенирируют в РДК.  Для этого масляный слой из приемника  насосом подается в нижнюю часть  РДК, а наверх РДК подается вода, выходящая снизу колонны с  температурой ок. 100⁰С.  Вода вымывает фурфурол из масла, оно собирается наверху РДК, откуда подкачивается к экстракту, выводимому с установки. Вода с извлеченным фурфуролом из нижней части контактора возвращается в отстойник.

 

 

 

 

 

2.3 Материальные  и тепловые балансы основного  аппарата – Роторно-дискового  контактора.

При составлении теплового  баланса РДК руководствуются, в  частности, следующим: температуру  выходящего из аппарата рафинатного  раствора регулируют в основном путем  изменения температуры подаваемого  в колонну растворителя, которая  обычно на 4-8⁰С выше температуры уходящего рафинатного раствора; температуру низа РДК регулируют путем изменения температуры сырья; применяют также циркуляцию экстрактного раствора через водяной холодильник.

Количество циркулируемого экстрактного раствора определяется из теплового баланса и в материальном балансе не учитывается.

Количество циркулирующего экстрактного раствора определяют по формуле:

g = Q/(t2-t1)*c

где g- количество циркулирующего раствора, кг/ч;

Q – подлежащее отводу количество тепла (определяется из теплового баланса РДК как разность между приходом и расходом тепла), кДж/ч;