Расчет материальных балансов процессов по переработке нефти марки Ekofisk

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Российский государственный  университет нефти и газа имени  И.М. Губкина

 

 

 

Факультет Химической технологии и экологии

Кафедра Физической и коллоидной химии

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

Расчет материальных балансов процессов

по переработке нефти  марки Ekofisk

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:		Выполнил:
доц., Любименко В.А.		Голоскокова А.Ю.
(должность, фамилия, инициалы)		(студент, фамилия, инициалы)
		Группа ХТ-09-02
(Подпись, дата)		(Подпись, дата)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Нефтеперерабатывающая отрасль является важнейшим звеном нефтяного комплекса России, определяющим эффективность использования углеводородного сырья, обеспечивающим потребность страны в моторных топливах, смазочных маслах и других нефтепродуктах, без которых невозможно функционирование государственной инфраструктуры, и гарантирующим экономическую и стратегическую безопасность государства. Жизнедеятельность экономических регионов практически полностью зависит от нормального обеспечения их моторными топливами и другими нефтепродуктами.

Глубина переработки  нефти на предприятиях России составляет около 70%, тогда как в развитых странах Запада она достигает 80-95%, что объясняется низкой долей углубляющих процессов на отечественных заводах, не превышающей 13% от объема переработки нефти (против 55% - на заводах США). Вследствие этого, на российских заводах ограничена возможность выработки моторных топлив, в то время как производство топочного мазута составляет более 30% от объема перерабатываемой нефти. Качество нефтепродуктов далеко не в полной мере отвечает современным требованиям, особенно по экологическим характеристикам.

Таким образом, НПЗ России в первое десятилетие ХХI века должны решить две сложные, взаимосвязанные проблемы:

• существенно углубить переработку нефти за счет развития новых деструктивных процессов переработки вакуумных дистиллятов и нефтяных остатков;
• улучшить экологические и эксплуатационные характеристики моторных топлив за счет широкого освоения процессов, обеспечивающих производство высокооктановых «экологически чистых» компонентов автобензинов, а также облагораживания средних нефтяных дистиллятов, в том числе полученных деструктивными процессами переработки остатков с выработкой глубоко очищенного дизельного топлива.

Решение указанных  задач возможно лишь на базе коренной модернизации отечественных НПЗ (реконструкция действующих установок, строительство новых, современных установок по переработки нефти), что требует весьма значительных инвестиций. Основой реконструкции являются, прежде всего, надежные проверочные расчеты, позволяющие уточнить оптимальные параметры по производительности имеющихся аппаратов и оборудования. При этом следует учитывать, что нефтеперерабатывающие заводы имеют самый высокий уровень износа основных производственных фондов – 80% против 60-70% в других отраслях ТЭК.

Источником средств для модернизации нефтеперерабатывающих заводов может явиться экспорт нефтепродуктов (вместо существующего в настоящее время экспорта сырой нефти). Это окажется возможным лишь при широком развитии топлив, отвечающих современным требованиям, на отечественных НПЗ. Для обеспечения такого производства потребуется осуществление ряда мер, к числу которых должны относиться как экономические (стимулирование производства «экологически чистой» продукции, что сделает невыгодным выработку моторных топлив, не отвечающих современным требованиям), так и организационные[1].

В связи с  этим переходом на интенсивные методы технологии и строительством укрупненных  и комбинированных установок  все большую роль играет повышение  качества расчетов процессов и аппаратов  нефтепереработки, оптимизации действующих и проектируемых технологических схем.

Широкое применение электронно-вычислительных машин изменило методы расчетов процессов химической технологии, сделав математическое моделирование основой современных методов анализа и прогнозирования. ЭВМ стали выполнять роль средств расчета, моделирования и управления химическими предприятиями.

При помощи вычислительных машин на крупных химических и  нефтехимических предприятиях и  даже внутри отдельных отраслей собираются, анализируются и перерабатываются потоки информации о процессах и производствах. Информация передается в управляющие машины, которые автоматически корректируют возникшие отклонения от нормального хода процесса.

Вопрос о  сокращении сроков строительства заводов, быстрейшем создании новых производств и технологических схем и их освоении приобретает решающее значение. Применение методов и средств кибернетики позволяет сейчас реально ускорять промышленное внедрение результатов лабораторных исследований и обеспечивать оптимальные технологические режимы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Разработка поточной схемы завода по переработке нефти Ekofisk.

1.1 Характеристика нефти

 

Центральноевропейский нефтегазоносный бассейн расположен на терр. Bеликобритании (вост. прибрежная часть), Бельгии, Heдерландов, Дании, Германии, Польши, CCCP (зап. пограничные p-ны), Швеции (юж. окончание o. Готланд), на шельфах Cеверного (секторы Bеликобритании, Heдерландов, Дании, Германии и Hорвегии) и Балтийского (секторы Германии, Польши, CCCP и Швеции) морей (карта).

В данном курсовом проекте рассматривается нефть месторождения Экофиск центрального нефтегазоносного бассейна, расположенного в норвежском секторе Северного моря в 350 км к северо-востоку от пос. Teссайд. Открыто данное месторождение в 1969, разрабатывается c 1971, c 1977 начата добыча товарного попутного газа. Hач. промышленные запасы нефти 230 млн. т.

Согласно ГОСТ 9965 [3], нефти, поступающие на переработку, условно  обозначаются тремя цифрами, соответствующими классу (по массовой доли серы), типу (по плотности ) и группе (по степени подготовки: содержанию хлористых солей, воды, механических примесей и давлению насыщенных паров). Нефть Экофиск по этой классификации имеет обозначение 1.1.1. и определяется как сернистая.

По технологической  индексации [4], в основу которой положены признаки, имеющие значение для технологии переработки нефти или получения того или иного ассортимента продуктов,  нефти характеризуются содержанием серы, парафина и фракций до 350⁰С, а также потенциальным содержанием и качеством базовых масел. Так нефть обозначают по классу (содержание серы), типу (содержание фракций до 350⁰С), группе (потенциальная массовая доля базовых масел), подгруппе (индекс вязкости базовых масел) и виду (содержание парафина). Таким образом, Экофийская нефть имеет следующий шифр технологической характеристики: 1.1.2.2.2. 

По ТУ [5], предусмотренных  для смесей нефти поставляемых предприятиями  РФ для экспорта в зависимости  от степени подготовки устанавливаются I, II, III типы. По этим показателям нефть Ekofisk относится к первому типу.

В таблице 1.1. представлены физико-химические свойства нефти Ekofisk.

 

 

 

Таблица 1.1.

Физико-химические свойства нефти Ekofisk

Показатели	Нефть Ekofisk	Нормы первого типа
1. плотность при 200С, кг/м3 2. выход фракций, %об.                 до 2000                      до 3500 3. массовая доля серы, % 4. массовая доля парафина, %	885   24,8 51,2 1,30 3,74	не более 850   не менее 25 не менее 55 не более 0,6 не более 6

 

Физико-химическая характеристика нефти Ekofisk.

 

Плотность (r₄²⁰)                                                       0,8466

Молекулярная масса                                               237 г/моль

Вязкость:                                  n₂₀ =                         9,69 сСт.

                                                  n₅₀ =                          4,45 сСт.

Температура застывания (с обработкой)              Ниже -22 ⁰С

Давление насыщенных паров: при 38 ⁰С               385мм рт. ст.

                                                    при 50 ⁰С                   - мм рт. ст.

Содержание  (%масс.):             парафина               3,74

                                                    серы                       1,30

                                                    азота                      0,12

                                                    смол

                                                    сернокислотных   32

                                                    смол

                                                    силикагелевых      12,2

                                                    асфальтенов           2,62

Коксуемость                                                              3,80 %                                         

Выход фракций (% масс.)    до 200 ⁰С                     24,8

                                                до 350 ⁰С                     51,2

В таблице 1.2. приведен состав растворенных в нефти газов.

Таблица 1.2.

Состав  газов (до С₄), растворенных в нефти.

Газы	Выход на нефть, % масс.	Содержание индивидуальных углеводородов, вес. %
		С2Н6	С3Н8	изо-С4Н10	н-С4Н10	изо-С5Н12	н-С5Н12
До С4	1,0	4,5	31,3	17,7	45,5	-	-

 

Далее приведем свойства получаемых нефтепродуктов  и сравним  их с требованиями в ГОСТах.

Разгонка (ИТК) нефти Ekofisk в аппарате АРН-2 представлена на рисунке 1 и в таблице 1.3.

 

Рисунок 1. Разгонка (ИТК) нефти Ekofisk в аппарате АРН-2

 

Таблица 1.3

Разгонка (ИТК) нефти Ekofisk в аппарате АРН-2

Температура выкипания			Выход (на нефть), %
фракции при 760 мм рт.ст.,			отдельных		суммарный
0С			фракций
25-	60,00		2,29		2,29
60-	78,00		2,41		4,70
78-	94,00		2,60		7,30
94-	112,00		2,60		9,90
112-	128,00		2,72		12,62
128-	144,00		2,66		15,28
144-	163,00		2,66		17,94
163-	177,00		2,78		20,72
177-	194,00		2,97		23,69
194-	210,00		2,81		26,50
210-	225,00		2,84		29,34
225-	242,00		2,89		32,23
242-	258,00		2,91		35,14
258-	274,00		2,92		38,06
274-	293,00		2,96		41,01
293-	308,00		2,96		43,97
308-	325,00		2,96		46,93
325-	340,00		3,03		49,96
340-	368,00		3,09		53,05
368-	398,00		3,09		56,14
398-	420,00		3,09		59,23
420-	436,00		3,03		62,26
436-	452,00		3,09		65,35
452-	470,00		3,09		68,44
Остаток			30,55		99,00
Потери			1,00		100,00