Разработка поточной схемы переработки товарной смеси западно-сибирских нефтей.
ВВЕДЕНИЕ
Нефтяные битумы являются крупнотоннажными продуктами и находят широкое применение в различных сферах. Их основная доля приходится на дорожные битумы. При этом проблема повышения качества дорог продолжает оставаться остроактуальной. Срок службы дорожных покрытий зависит от соблюдения параметров всей технологической цепи производства и применения, начиная от состава сырья и заканчивая способом укладки дорожного полотна. Поэтому перед нефтепереработчиками стоит задача повышения качества дорожных битумов на принципиально новой технологической основе. Несмотря на соответствие уровня показателей свойств дорожных битумов требованиям ГОСТ 22245-90, дорожные покрытия на их основе не всегда и не полностью удовлетворяют климатическим условиям эксплуатации в РФ. Поэтому повышение качества дорожных битумов является актуальной проблемой для большинства их производителей и потребителей.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................12
РАЗДЕЛ 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ....................................................................14
1.1 Тенденции повышения глубины переработки нефти......................................18
1.2 Современные технологии производства дорожных битумов..................
1.3. Компонентный состав битумов ........................
1.4 Способы получения битума ...............................
1.5 Сырьё для процесса производства битумов ...............................................20
1.6 Природа сырья ............................................................................................... 21
РАЗДЕЛ 2 РАЗРАБОТКА ПОТОЧНОЙ СХЕМЫ НПЗ ПЕРЕРАБОТКИ СМЕСИ
ЗАПАДНО-СИБИРСКИХ НЕФТЕЙ .....................................................................23
2.1 Характеристика нефти .......................................................................................32
2.2 Характеристика нефтепродуктов.......................................................................35
2.2.1 Характеристика автомобильных бензинов....................................................35
2.2.2 Характеристика дизельных топлив ................................................................36
2.3 Обоснование выбора поточной схемы завода..................................................32
2.4 Описание отдельных процессов и их материальные балансы .......................42
2.4.1 Установка ЭЛОУ-АВТ.....................................................................................42
2.4.2 Каталитическая изомеризация .......................................................................45
2.4.3 Каталитический риформинг............................................................................46
2.4.4 Гидроочистка керосина ...................................................................................40
2.4.5 Гидроочистка дизельного топлива .................................................................42
2.4.6 Каталитический крекинг (с блоком гидроочистки)......................................43
2.4.7 Установка гидрокрекинга................................................................................52
2.4.8 Газофракционирующая установка .................................................................54
2.4.9 Установка алкилирования ...............................................................................50
2.4.10 Битумная установка .......................................................................................51
2.4.11 Установка получения водорода ....................................................................52
2.4.12 Установка производства серы.......................................................................53
2.5 Расчёт дополнительных показателей ................................................................54
2.5.1 Расчёт глубины переработки нефти ...............................................................54
2.5.2 Оценочный расчёт индекса Нельсона НПЗ и определение октанового числа бензина смешения............................................54
2.6 Сводный материальный баланс завода .............................................................63
РАЗДЕЛ 3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. РАСЧЕТ УСТАНОВКИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ...........65
3.1 Общие сведения об установке производства битума ...................................59
3.1.1 Характеристика исходного сырья, готовой продукции ...............................60
3.2 Описание технологического процесса и технологической схемы производственного объекта..
3.2.1 Теоретические основы технологического процесса, основные реакции, тепловые эффекты реакций....................................62
3.2.2 Основные параметры процесса.......................................................................64
3.2.2.1 Температура процесса окисления................................................................64
3.2.2.2 Расход воздуха...............................................................................................64
3.2.2.3 Уровень в окислительном аппарате ............................................................64
3.2.2.4 Содержание свободного кислорода в газах окисления.............................65
3.2.3 Описание технологического процесса и технологической схемы действующей битумной установки 65
3.2.3.1 Прием гудрона на установку........................................................................65
3.2.3.2 Описание работы линии окисления ............................................................66
3.2.3.3 Узел обезвреживания газов окисления. Печь дожига П-2 ........................74
3.2.3.4 Технологическая схема линии производства дорожных битумов ОАО
«Газпромнефть-МНПЗ»............................................................................................75
3.3 Технологический расчет.....................................................................................69
3.3.1 Расчет количества емкостей для хранения битумного сырья .....................69
3.3.2 Поверочный расчет колонны окисления К-4 ................................................69
3.3.2.1 Расчет материального баланса окислительной колонны К-4 ...................69
3.3.2.1.1 Определение производительности окислительной колонны К-4 ........70
3.3.2.1.2 Определение количества газообразных продуктов ................................70
3.3.2.1.3 Составление материального баланса окислительной колонны K-4 .....73
3.3.2.2 Расчет теплового баланса окислительной колонны К-4 ...........................74
3.3.2.2.1 Расчет прихода тепла ................................................................................74
3.3.2.2.2 Расчет расхода тепла..................................................................................75
3.3.2.2.3 Съем избыточного тепла ...........................................................................84
3.3.2.3 Расчет размеров окислительной колонны К-4 ...........................................84
3.3.3 Поверочный расчет воздушного холодильника битумного ........................80
3.3.4 Поверочный расчет сепаратора С-2 ...............................................................82
3.3.4.1 Приход тепла .................................................................................................83
3.3.4.2 Расход тепла...................................................................................................84
3.3.4.3 Расчет размеров сепаратора .........................................................................86
3.3.5 Расчет материального баланса окислительной колонны К-2 ......................95
3.3.5.1 Определение производительности окислительной колонны К-2 ............95
3.3.5.2 Определение количества газообразных продуктов ...................................95
3.3.5.3 Составление материального баланса окислительной колонны K-2 ........91
3.3.6 Расчет валовых выбросов вредных веществ в атмосферу из печи дожига газов окисления .......................92
3.3.7 Расчет сырьевых насосов для подачи битумного сырья в колонны окисления .....94
Выводы по технологической части .........................................................................95
РАЗДЕЛ 4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ.........................................103
4.1. Опасные и вредные производственные факторы..........................................104
4.1.1 Химические факторы ....................................................................................105
4.1.2 Физические факторы.......................................................................................99
4.1.2.1 Микроклимат рабочей зоны........................................................................99
4.1.2.2 Производственное освещение...................................................................100
4.1.2.3 Шум и вибрация .........................................................................................101
4.1.2.4 Электробезопасность .................................................................................102
4.1.2.5 Тяжесть и напряженность труда 103
4.2. Расчет искусственного освещения лаборатории по методу коэффициента использования светового потока 104
4.2.1 Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ 104
4.2.2 Расчет искусственного освещения по коэффициенту использования светового потока 105
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 124
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 126
Гуреев А.А., Чернышева Е.А., Коновалов А.А., Кожевникова Ю.В.
Производство нефтяных битумов. Учебное пособие, –М., Нефть и газ, 2007.
Гун Р. Б. Нефтяные битумы. М.: Химия, 1973. – 432 с.
Капустин В.М, Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Часть 2.
Физико-химические процессы. М.: Химия, 2015. – 400 с.
Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Часть 3.
Очиcтка и разделение нефтяных сырья, производство товарных нефтепродуктов. Москва издательство «Химия» 1978. – 423 с.
Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. — М.: Транспорт,
1973. — 264 с.
Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции.-М.: Химия. -1990.-256 с.
Грудникова Ю.И. Технологические и физико-химические аспекты процессов производства окисленных битумов. – М.: Диссертация. – Уфа, 2010.-
113с.
В.М. Капустин, О.Ф. Глаголева «Технология переработки. Часть 1.
Первичная переработка нефти» 2012 г.
ГОСТ 9965.
Технологическая индексация ОСТ 38.11.97 – 80.
ТУ 39 – 1623 – 93.
«Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент применения» Справочник под ред. В.М.Школьникова – М.: Издательский центр
«Техинформ», 1999. – 596 с.
Рудин М.Г., Драбкин Е.А. «Краткий справочник нефтепереработчика».
– Л.: Химия, 1980 – 328 с.
Розенталь Д.А. Нефтяные окисленные битумы. Уч. пос. ЛТИ им.
Ленсовета, Л. – 1973. - 46с.
Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. (Под редакцией Бондаренко Б.И.) М., Химия, 1983.
124
Технологический регламент установки производства битумов ОАО
«МНПЗ».
Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по техно-логии переработки нефти и газа. М. Издательство «Химия» 1973. – 272 с.
Р.З. Сафиева. Химия нефти и газа. Нефтяные дисперсные системы: состав и свойства (часть 1): Учебное пособие. — М.: РГУ нефти и газа им. И.М.
Губкина, 2004. — 112 с.
Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Л.: Х
низа колонны К-2 330-350 нагрева мазута в печи П-2 390-395 низа колонны К-3 350-360 - давление, МПа избыточное верха колонны К-1 0,4-0,5 избыточное верха колонны К-2 0,23-0,26 остаточное верха колонны К-3 0,005-0,008 Таблица 2.6 - Материальный баланс АВТ % мас. % мас. Процесс и выход на выход на G, тыс.т/г G, т/сут G, кг/ч
продукты сырьё нефть установки Первичная перегонка (АВТ) Поступило: Нефть 100,00 100,00 6000,00 17647,06 735294,1
обессоленная Получено: Газ до C5 1,48 1,48 88,80 261,18 10882,4
44 включительно Фракция н.к. - 3,53 3,53 211,80 622,94 25955,9
62°С 62 С - 85°С 1,54 1,54 92,40 271,76 11323,5
85 С - 110°С 2,66 2,66 159,60 469,41 19558,8
110 С - 140°С 3,95 3,95 237,00 697,06 29044,1
140 С - 180°С 6,07 6,07 364,20 1071,18 44632,4
180 С - 240°С 8,30 8,30 498,00 1464,71 61029,4
240 С - 360°С 21,81 21,81 1308,60 3848,82 160367,6
360 С - 500°С 20,70 20,70 1242,00 3652,94 152205,9
Гудрон 29,56 29,56 1773,60 5216,47 217352,9