Обоснование, разработка и моделирование новых элементов технологий селективной очистки масляных фракций
ВВЕДЕНИЕ
На производство товарных масел особое влияние оказывают качество сырья и отбор базовых основ масел. В технологической цепи получения базовых масел одним из основных процессов технологии является очистка масляных фракций и деасфальтизатов избирательными растворителями для удаления из них смолистых и полициклических ароматических и нафтеноароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, а также серосодержащих и металлоорганических соединений с целью повышения индекса вязкости и снижения коксуемости масел.
В этом процессе формируются такие важнейшие эксплуатационные характеристики масел, как вязкостно-температурные свойства и стабильность против окисления. В качестве растворителей в промышленности основном используются N-метилпирролидон (N-МП), фенол и фурфурол.
Рассмотрев структуру производства масел, можно отметить тенденцию увеличения переработки высокосернистых нефтей, что связано с переработкой нефтей различных классов. Однако, при получении высококачестве
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….…..……….6
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………………………...……..…...8
1.1 КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ………………..………...…8
1.2 ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ………………………………..……...……….......11
1.3. СТРУКТУРНО-ГРУППОВОЙ СОСТАВ МАСЕЛ……………………………………….....12
1.4 СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ……………….……………….....16
1.5 ПРОЦЕСС СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ НА УСТАНОВКЕ № 25 «ЛУКОЙЛ-ВОЛГОГРАДНЕФТЕПЕРЕРАБОТКА»…………………...………………..............20
2ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА……………………....31
2.1 ВЫБОР РАСТВОРИТЕЛЯ……………………………………...…………………….….…...32
2.2 ХАРАКТЕРИСТИКА И СВОЙСТВА ФЕНОЛА………………………………………...….33
2.3 ВЛИЯНИЕ КРАТНОСТИ НА ПРОЦЕСС СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ…………………………………………………………………………...........…….…35
2.4 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРОЦЕСС СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ…………………………………………………………………………………………36
2.5 ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ КОНТАКТА ФЕНОЛА И СЫРЬЯ НА ПРОЦЕСС СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ………………………..…………………....38
2.6 ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА СЫРЬЯ НА ПРОЦЕСС СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ…………………………………………………………………………...………….…39
2.7 ВЛИЯНИЕ АНТИРАСТВОРИТЕЛЯ НА ПРОЦЕСС…………………………….……..…..40
2.8 ВЛИЯНИЕ РЕЦИРКУЛЯЦИИ………………………………………………….………...…41
3 ЗАДАНИЕ НА ПРОЕТИРОВАНИЕ ОСНОВНОЙ ПОДСИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА…………….………………………………………….….43
3.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ И РЕАГЕНТОВ…………….………………44
3.2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ С ПРИБОРАМИ КИП И А……………….………………...………………………………………………………...…...…...45
4 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ КОНТАКТНЫХ УСТРОЙСТВ ЭКСТРАКЦИОННЫХ КОЛОНН МАСЛОБЛОКА……………………………………………………….……………….56
4.1 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАССООБМЕНА ФАЗ В ЭКСТРАКТОРЕ НА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА………………………….………..61
5 СОЗДАНИЯ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ПОТОКОВ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ…………………………………………......67
6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ………………………………………………………………………….………...…....70
7. ТРЕБОВАНИЯ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЕ ТРУДА…………90
7.1. ТВЕРДЫЕ И ЖИДКИЕ ОТХОДЫ…………………………………………………………90
7.2. СТОЧНЫЕ ВОДЫ…………………………………………………………………………...91
7.3. ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ……………………………………………………………..…92
7.4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ И КОЛЛЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ ………………………………………………………………….………...….....…....…......96
ВЫВОДЫ……………………………...……………………………………………..…...…….....97
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………………….....99
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Капустин В.М., Тонконогов Б.П., Фукс И.Т. Технология переработки нефти. Часть 3. Производство нефтяных смазочных материалов. – М.: Химия, 2014 г. - 328 с.
2. Технология смазки [Электронный ресурс]/Kendall [сайт]: URL: http://greentime.ru (дата обращения: 13.12. 2016 г.).
3. Ахметов С.А., Кауфман А.А., Ишмияров М.Х. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых // Недра, 2009 г. - 684 с.
4. Гольдберг Д.О., Крейн С.Э. Смазочные масла из нефтей восточных месторождений. – М.: Химия, 1972. – 232 с.
5. Казакова Л.П., Крейн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. – М.: Химия, 1978. – 320 с.
6. Кузеев Р.И., Ахметов С.А., Сериков Т.П., Баязитов М.И. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа // Недра, 2006 г. 7. Kortum G. Die Theorie der Destillation and Extraktion von Flusigkeiten. // - Springer-Verlag. - 1952.
8. Rudnick L.R. Synthetics, mineral oils, and bio-based lubricants: chemistry and technology // CRC Press, 2005. – 952 p. 9. Speight J.G. The desulfurization of heavy oils and residua // CRC Press, 1999. – 480 p.
10. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика. – Л., 1980. – 328 с.
11.Гурвич В.Л., Сосновский Н.П. Избирательные растворители в перера-ботке нефти. – М. – Л.: Гостоптехиздат, 1953. – 320 с. 12. Справочник нефтепереработчика: Справочник //Под ред. Ластовкина Г.А., Радченко Е.Д. и Рудина М.Г. – Л.: Химия, 1986. – 648 с.
13. Зайцева С.А., Ямаева М.Ш. Производство нефтяного битума за рубежом. // Химия и технология топлив и масел. – 1987.– № 6. – С. 40-44.
14. Поконова Ю.В., Спейт Дж.Г. Использование нефтяных остатков. СПб.: ИК”Синтез”, 1992. – 292 с.
15. Гидродесульфуризация и гидрирование компонентов масляных фракций на Ni(Co)Mo(W)/Al2O3 катализаторах: диссертация ... кандидата химических наук: 02.00.13 / Сафронова Т. Н.- Самара, 2014.- 165 с.
16. Профессиональные компетенции операторов 4, 5, 6 разрядов у
Омасливание фенола возможно в следующих случаях:
- наличие в сырье легких фракций;
- крекинг экстракта в печах П-2, П-4 перед испарительной колонной К-5;
- превышение температуры верха колонны К-5;
- переполнение колонны К-5;
- пропуск теплообменника Т-8.
Омасливание фенольной воды возможно при превышении температуры в колонне К-4 и при переполнении колонны К-4.
2.3 Влияние кратности на процесс селективной очистки масел фенолом
Выход и качество рафината зависят также от кратности растворителя к сырью. Для одного и того же вида сырья и при неизменной температуре очистки с увеличением кратности растворителя к сырью снижается выход рафината и повышается его качество, что видно из нижеследующих данных, приведенных в табл.9.
Таблица 9. - Влияние кратности растворителя к сырью на выход и качество рафината [27].
Выход рафината, % (масс.) Коксуемость, % (масс.) Индекс вязкости
Масляный дистилят 100 65 2,9
Рафинат при различном расходе растворителя