Проект нефтеперерабатывающего завода. 2
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА
«Химическая технология переработки нефти
и газа»
КУРСОВОЙ
ПРОЕКТ
ПРОЕКТ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА
Содержание
| Введение | 2 |
| 1. Характеристика нефти и её фракций | 3 |
| 2. Классификация нефти по ОСТ 38.1197-80 и выбор варианта переработки нефти | 5 |
| 3.
Обоснование ассортимента |
10 |
| 4.
Краткая характеристика |
16 |
| 4. 1. ЭЛОУ АВТ | 16 |
| 4.
2. Установка низкотемпературной
изомеризации лёгкой |
17 |
| 4.
3. Установка каталитического |
18 |
| 4.
4. Установка гидроочистки |
19 |
| 4.
5. Установка каталитического |
20 |
| 4. 6. Установка производства битумов | 21 |
| 4. 7. Установка парэкса | 22 |
| 4. 8. Установка замедленного коксования | 22 |
| 4. 9. Газофракционирующая установка (ГФУ) | 23 |
| 4.
10. Алкилирование изобутана |
24 |
| 4. 11. Установка производства серы | 25 |
| 4.
12. Установка производства |
25 |
| 4. 13. Установка Гидрокрекинга | 25 |
| 5.
Материальные балансы |
27 |
| 6. Материальный баланс НПЗ | 37 |
| Заключение | 40 |
| Библиографический список | 41 |
Введение
Процесс
переработки нефти - это многоступенчатый
процесс физической и химической обработки
сырой нефти, результатом которого
является получение целого спектра нефтепродуктов.
Существует три основных направления
переработки нефти: топливное, топливно-масляное
и нефтехимическое. При топливном направлении нефть
перерабатывается на моторные и котельные
топлива. При топливно-масляной переработке
наряду с моторными топливами получают
различные сорта смазочных масел, поэтому
для их производства выгодней использовать нефть
с высоким содержанием масляных фракций.
Нефтехимическая или комплексная переработка нефти предусматривает, наряду с топливами и маслами, производство сырья для нефтехимии: ароматические углеводороды, парафины, сырье для пиролиза и др., а также выпуск продукции нефтехимического синтеза.
Выбор конкретного направления переработки нефти и ассортимента выпускаемых нефтепродуктов определяется качеством сырой нефти.
Нефтепереработка - непрерывное производство, период работы производств между капитальными ремонтами на современных заводах составляет до 3-х лет. Функциональной единицей НПЗ является технологическая установка - производственный объект с набором оборудования, позволяющего осуществить полный цикл того или иного технологического процесса.
Важным показателем НПЗ является глубина переработки нефти (ГПН). Глубина переработки нефти — показатель, характеризующий эффективность использования сырья. Основная часть технологических установок введена в 50 —70-х годах прошлого века, свыше 80 % оборудования физически и морально устарело. Современные мощности по переработке нефти вводились в строй в бывших республиках СССР, в результате в Российской Федерации остались устаревшие технологии. Это привело к тому, что средняя глубина переработки нефти на российских нефтеперерабатывающих заводах составляет примерно 70 %.
Российская
нефтеперерабатывающая промышленность
обладает огромным производственным потенциалом.
Суммарная мощность нефтеперерабатывающих
заводов превышает 260 млн т. Отрасль имеет
квалифицированную рабочую силу и запасы
сырья. Однако объем переработки нефти
составляет менее 65 % от уровня конца 80-х
— начала 90-х годов прошлого столетия.
По масштабам фактической нефтепереработки
Россия переместилась со второго места
после США на четвертое, пропустив вперед
Японию и Китай. По уровню потребления
нефтепродуктов наша страна находится
на четырнадцатом месте.
1.
Классификация нефти
и её фракций
1.ХАРАКТЕРИСТИКА СЕВЕРО-ВАРЬЕГАНСКОЙ (Бx) НЕФТИ
Таблица 1.1
Общая
физико-химическая характеристика
нефти
| ρ²º | М | ν ,мм²/с | ν ,мм²/с | Тем-ра, ºС | ДНП
кПа |
Содержание, % мас. | Парафины | Кислотность,мг КОН на 100 см нефти | Зольность, % мас. | Коксуемость, % мас. | Выход фракций, % мас. | |||||||||||
| вспышки в закрытом тигле | Застыва-ния | при 38ºС | при 50ºС | серы | азота | смол сернокислых | смол силикагелевых | асфальтенов | нафтеновых кислот | фенолов | содержание, % мас. | температура плавления,ºС | До 200 ºС | До 350 ºС | ||||||||
| без обработки | с обработкой | |||||||||||||||||||||
| 0,850888 | 212 | 10,18 | 4,62 | <-35 | -8 | -24 | 199 | 213 | 0,63 | 0,10 | 16,0 | 10,0 | 1,10 | - | - | 2,80 | 54 | 0,06 | 0,010 | 2,88 | 26,5 | 53,9 |
Таблица 1.2
Состав газов, растворенных в нефти
| Выход
на нефть
% мас. |
Содержание индивидуальных углеводородов, % мас. | |||
| С2Н6 | С3Н8 | Изо-С4Н10 | H-С4Н10 | |
| 1,24 | 1,5 | 22,8 | 13,1 | 62,6 |
Таблица 1.3
Характеристика фракций, выкипающих до 200ºС
| Тем-ра
отбора, ºС |
Выход на нефть % мас. | ρ²º |
Фракционный состав, ºС | Содержание серы,% мас. | Октановое число (ММ) | Кислотность
Мг КОН на 100 см фракции |
ДНП
При 38ºС кПа | |||
| н.к. | 10% | 50% | 90% | |||||||
| 28-85 | 5,9 | 0,6900 | 30 | 42 | 62 | 75 | 0 | 70,4 | - | 432 |
| 28-100 | 8,1 | 0,7050 | 34 | 48 | 70 | 87 | => | 67,4 | - | - |
| 28-110 | 9,6 | 0,7150 | 37 | 50 | 76 | 98 | => | 65,4 | - | - |
| 28-120 | 11,3 | 0,7200 | 41 | 55 | 82 | 107 | => | 64,3 | - | 323 |
| 28-130 | 13,0 | 0,7259 | 42 | 59 | 89 | 119 | => | 61,5 | - | - |
| 28-140 | 14,7 | 0,7300 | 44 | 64 | 97 | 131 | => | 58,6 | - | - |
| 28-150 | 16,4 | 0,7344 | 45 | 68 | 104 | 142 | Следы | 56,0 | - | 220 |
| 28-160 | 18,3 | 0,7388 | 46 | 69 | 109 | 151 | - | 54,9 | - | - |
| 28-170 | 20,0 | 0,7431 | 47 | 71 | 114 | 159 | - | 53,8 | - | - |
| 28-180 | 21,7 | 0,7464 | 48 | 72 | 119 | 167 | - | 52,7 | - | - |
| 28-190 | 23,5 | 0,7510 | 49 | 74 | 124 | 176 | - | 51,7 | - | - |
| 28-200 | 25,3 | 0,7552 | 50 | 76 | 129 | 185 | Следы | 50,2 | - | 126 |
Таблица 1.4
Характеристика фракций, служащих сырьем для каталитического риформинга
| Температура отбора, ºС | Выход на нефть, % мас. | ρ²º |
Содержание серы, % мас. | Содержание углеводородов, % мас. | ||||
| ароматических | нафтеновых | парафиновых | ||||||
| всего | нормального строения | изостроения | ||||||
| 62-85 | 3,2 | 0,7110 | 0 | 3 | 21 | 76 | 42 | 34 |
| 62-105 | 6,2 | 0,7225 | => | 4 | 22 | 74 | 39 | 35 |
| 62-140 | 12,0 | 0,7369 | => | 6 | 23 | 71 | 31 | 40 |
| 85-105 | 3,0 | 0,7305 | => | 4 | 23 | 73 | 35 | 38 |
| 85-120 | 5,4 | 0,7364 | => | 5 | 23 | 72 | 31 | 41 |
| 85--180 | 15,8 | 0,7602 | 0,01 | 14 | 20 | 66 | 27 | 39 |
| 105-120 | 2,4 | 0,7433 | Следы | 8 | 22 | 70 | 29 | 41 |
| 105-140 | 5,8 | 0,7512 | => | 11 | 21 | 68 | 28 | 40 |
| 120-140 | 3,4 | 0,7571 | => | 13 | 20 | 67 | 27 | 40 |
| 140-180 | 7,0 | 0,7812 | 0,02 | 19 | 21 | 60 | 23 | 37 |
Характеристика легких керосиновых дистиллятов
| Тем-ра отбора, ºС | Выход на нефть, % мас. | ρ²º | Фракционный состав, | Тем-ра, ºС | Теплота сгор. кДж/кг | Высота некопт. Пламени,мм | содер. аромат. УВ,% | Содержание серы, | йод число, г йода на 100 г фр | факт. смолы,мг на 100 см дист. | Кисл. смолы, мг на 100см фр. | ||||||||
| Н.К. | 10% | 50% | 90% | 98% | ν ,мм²/с | ν ,мм²/с | начала крист-ии | вспышки в тигле | общей |
меркаптан | |||||||||
| 120-230 | 19,3 | 0,7920 | 140 | 150 | 177 | 212 | 222 | 1,32 | 5,32 | -62 | - | 43221 | 25 | - | 0,01 | 0 | - | - | - |
Таблица
1.6
| Температура отбора, | Выход на нефть, % мас. | ρ²º | М |
ν ,мм²/с | ν ,мм²/с | Темп-ра застывания, | Содер.сернокис. смол,% мас | Содержание серы,% мас. | Коксуемость, % мас. | Содержание арафин. УВ, % мас | Содер. смолист. %мас. |
| 350-480 | 242 | 0,9067 | 360 | 27,30 | 5,70 | 22 | 6 | 0,81 | 0,016 | 61 | 1,0 |
Таблица 1.7
Характеристика дизельных топлив и их компонентов
| Температура
отбора, ºС |
Выход на нефть,% мас. | Цетановое число | Дизельный индекс | Фракционный состав, | ρ²º | ν ,мм²/с | ν ,мм²/с | Температура, ºС | Кисл, мг КОН на 100 см топлива | Содержание серы, %мас. | Анилиновая точка, ºС | |||||
| 10% | 50% | 90% | 96% | застывания | помутнения | вспышки | ||||||||||
| 150-350 | 36,3 | 50 | 57 | 187 | 270 | 318 | 325 | 0,8380 | 3,51 | 1,93 | -32 | -23 | 69 | - | 0,14 | 67,0 |
| 180-350 | 31,0 | 51 | 56 | 218 | 274 | 320 | 326 | 0,8448 | 4,48 | 2,31 | -26 | -21 | 79 | - | 0,19 | 69,0 |
| 200-350 | 27,4 | 53 | 54 | 279 | 276 | 322 | 327 | 0,8485 | 5,16 | 2,60 | -22 | -20 | - | - | 0,23 | 69,4 |
| 240-320 | 14,7 | 54 | - | 270 | 280 | 292 | 298 | 0,8500 | 5,55 | 2,72 | -21 | -19 | - | - | 0,24 | - |
| 230-350 | 22,1 | - | 54 | 283 | 279 | 323 | 328 | 0,8536 | 6,64 | 3,19 | -20 | -18 | - | - | 0,27 | 72,2 |
| 240-350 | 20,3 | 54 | 55 | 290 | 288 | 325 | 329 | 0,8554 | 7,23 | 3,36 | -15 | -14 | 111 | - | 0,29 | - |
Таблица 1.8
Потенциальное содержание базовых дистиллятных и остаточных масел
| Тем-ра отбора, | Выход дист. фрак. на нефть% мас. | Характеристика базовых масел | Выход базовых масел,% мас. | |||||||
| ρ²º | ν ,мм²/с | ν ,мм²/с | ν/ ν ,мм²/с | ИВ | ВВК | темп. заст., | ||||
| на дист. фрак. | на нефть | |||||||||
| 350-450 | 18,6 | 0,8885 | 20,25 | 5,00 | - | 85 | - | -22 | 75,2 | 14,0 |
| 450-480 | 5,6 | 0,8920 | 52,10 | 9,30 | - | 85 | - | -20 | 51,7 | 2,9 |
| Ост.выше 480 | 21,9 | 0,9178 | 433,0 | 40,10 | 10,82 | 85 | 0,8295 | -18 | 41,1 | 9,0 |
Таблица 1.9
Разгонка (ИТК) Тевлинской нефти нефти в аппарате АРН-2
| № | Темп.выкип. фрак. | Выход на нефть,%мас. | ρ²º | М |
nd | ν ,мм²/с | ν ,мм²/с | ν ,мм²/с | Температура, | Содер.
серы, %мас. | ||
| отдельн. | суммар. | заст. | вспышк | |||||||||
| 1 | Газ | 1,24 | 1,24 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 2 | 28-58 | 2,35 | 3,59 | 0,6530 | - | 1,3665 | - | - | - | - | - | - |
| 3 | 58-80 | 2,76 | 6,35 | 0,7041 | 88 | 1,3945 | - | - | - | - | - | - |
| 4 | 80-98 | 2,66 | 9,01 | 0,7259 | 96 | 1,4075 | - | - | - | - | - | - |
| 5 | 98-117 | 2,85 | 11,86 | 0,7390 | 106 | 1,4154 | - | - | - | - | - | - |
| 6 | 117-133 | 2,77 | 14,63 | 0,7552 | 116 | 1,4220 | - | - | - | - | - | - |
| 7 | 133-149 | 2,81 | 17,44 | 0,7655 | 125 | 1,4230 | 0,93 | - | ||||
| 8 | 149-165 | 2,77 | 20,21 | 0,7785 | 133 | 1,4365 | 1,10 | - | - | - | - | - |
| 9 | 165-181 | 2,88 | 23,09 | 0,7900 | 144 | 1,4428 | 1,27 | 0,72 | - | - | - | - |
| 10 | 181-202 | 3,73 | 26,82 | 0,8035 | 155 | 1,4470 | 1,56 | 0,98 | - | Ниже -60 | - | - |
| 11 | 202-217 | 2,88 | 29,70 | 0,8155 | 166 | 1,4560 | 2,07 | 1,28 | - | -52 | - | 0,05 |
| 12 | 217-234 | 2,88 | 32,58 | 0,8250 | 176 | 1,4618 | 2,52 | 1,50 | - | -44 | - | - |
| 13 | 234-250 | 2,96 | 35,54 | 0,8335 | 188 | 1,4662 | 3,11 | 1,75 | 0,85 | -37 | - | 0,11 |
| 14 | 250-266 | 3,00 | 38,54 | 0,8422 | 200 | 1,4710 | 3,88 | 2,11 | 1,02 | -29 | - | - |
| 15 | 266-283 | 3,00 | 41,54 | 0,8480 | 215 | 1,4750 | 5,10 | 2,58 | 1,24 | -22 | - | 0,23 |
| 16 | 283-299 | 2,93 | 44,47 | 0,8542 | 230 | 1,4785 | 6,85 | 3,21 | 1,44 | -16 | - | - |
| 17 | 299-316 | 3,19 | 47,66 | 0,8605 | 244 | 1,4821 | 12,39 | 3,93 | 1,68 | -11 | - | - |
| 18 | 316-333 | 3,15 | 50,81 | 0,8677 | 260 | 1,4860 | 16,83 | 4,76 | 2,00 | -5 | - | 0,41 |
| 19 | 333-349 | 3,05 | 53,86 | 0,8748 | 275 | 1,4895 | 24,11 | 6,08 | 2,31 | 1 | - | - |
| 20 | 349-367 | 3,22 | 57,08 | 0,8822 | 290 | 1,4935 | 37,20 | 8,20 | 2,71 | 6 | - | 0,54 |
| 21 | 367-384 | 3,22 | 60,30 | 0,8904 | 307 | 1,4974 | - | 10,96 | 3,30 | 12 | - | - |
| 22 | 384-400 | 3,22 | 63,52 | 0,8983 | 326 | 1,5010 | - | 15,93 | 4,12 | 16 | - | 0,72 |
| 23 | 400-418 | 3,27 | 66,79 | 0,8981 | 349 | 1,5048 | - | 22,64 | 5,32 | 20 | - | - |
2.Классификация нефти по ОСТ 38.1137-80 и выбор варианта переработки нефти
По физико-химическим свойствам нефть можно заклассифицировать. Основными характеристиками нефти являются химическая и технологическая.
За основу химической
Тевлинская нефть
| Содержание серы, % масс | Выход фракций до 350 С, % масс | потенциальное содержание баз.масел | индекс
вязкости |
Содержание парафинов в нефти, % масс | ||||
| нефть | бензин | реак.
топливо |
дизельное
топливо |
на нефть | на мазут | |||
| 0,63 | - | - | - | 53,9 | 25,9 | 56,2 | 85 | 2,8 |
При выборе варианта и схемы переработки существенную помощь может оказать технологическая классификация нефти по ОСТ 38.1197-80. По этой классификации принято пять классификационных признаков деления нефтей:
- содержание серы в нефти и в светлых нефтепродуктах (класс нефти);
- содержание фракций, выкипающих до 350°С (тип нефти);
- потенциальное
содержание базовых масел (
- индекс
вязкости базовых масел (
- содержание твердых парафинов (вид нефти).
По содержанию серы нефти подразделяются на 3 класса: 1 -малосернистые (не более 0,5 % мас), 2 - сернистые (0,51-2,0 % мас.) и 3 -высокосернистые (более 2 % мас).
По технологической классификации, нефть можно отнести:
по содержанию серы в нефти ко II классу – сернистые, в бензине к I классу - малосернистые, в ДТ ко II классу – сернистые, по содержанию фракций перегоняющихся до 350 С – к типу Т3, по потенциальному содержанию базовых масел на нефть – к группе М4, на мазут выше 350 С – М1, М2, по индексу вязкости базовых масел – к подгруппе И2, по содержанию парафинов в нефти – к виду П2.
Технологическая схема проектируемого НПЗ определяется потребностью в товарных нефтепродуктах в данном регионе, качеством перерабатываемой нефти и уровнем развития технологических процессов нефтепереработки.
При этом решающее значение имеет потребность в товарных нефтепродуктах в районе, где предполагается строительство проектируемого НПЗ.
Качество перерабатываемой нефти в настоящее
время не имеет такого решающего значения,
как ранее, так как современные технологические
процессы позволяют получать высококачественные
основные товарные нефтепродукты из любой
нефти. Однако для производства таких
продуктов, как битумы, нефтяной товарный
кокс, отдельные сорта смазочных масел
требуются специальные виды сырья. Так,
при современном уровне технологии весьма
сложно получить битумы из высокопарафинистых
нефтей, малосернистый электродный кокс
из высокосернистых нефтей.
Существует четыре основных варианта переработки нефти:
- топливный с неглубокой переработкой нефти;
- топливный с глубокой переработкой нефти;
- топливно-масляный;
- топливно-нефтехимический.
При
выборе и схемы переработки