Мұнайды алғашқы өңдеу: технологиялық схема, материалдық тепе-теңдік және технологиялық есептеулер

Мазмұны Кіріспе………………………………………………………………………... 1 Әдеби шолу…………………………………………………………............... 2 Мұнайдың сипаттамасы ................................................................................. 3 Материалдық тепе-теңдіктер..……………………………………………... 4 Технологиялық есептеулер......................................………………………... 5 Технологиялық схеманың жазбасы.........………………………………… Қорытынды…………………………………………………………………. Пайдаланылған әдебиет тізімі………………………………………........... Кіріспе Мұнай өңдеу және мұнай өндірісінің негізгі міндеттерінің бірі Мұнай өңдеу өндірісіндегі технологиялық процестерде сапасы нашар мұнайдан Ең негізгі талаптардың бірі мұнайды рационалды пайдалану, яғни Мұнай өңдеу зауытында мұнайды алғашқы өңдеу қондырғылары үлкен Еңбек өнімділігін арттыру, тауар өнімдерінің құнын төмендету, энергетикалық Алғашқы айдау қондырғыларын жинақтау құрылысы үлкен экономикалық артықшылық Мұнайды алғашқы өңдеу процестерін ары қарай жетілдіру үшін Мұнай өңдеу өнеркәсібінің дамуы, басқа сала өнеркәсіптері сияқты 1 Әдеби шолу Мұнай өте күрделi парафиндер, нафтендер, ароматикалы және аралас Мұнайды алғашқы өңдеудегi негiзгi алғашқы немесе тура айдау Дистилляция. Дистилляция немесе айдау деп сұйықтықтардың өзара Үздiксiз жұмыс iстейтiн қондырғыларды өндiрiстiк процестердiн негiзiн мұнайды Фазаны бөлу процесiн көп рет жүргiзуде бiр қабат Бiртiндеп буландыруда қыздырудың нәтижесiнде түзiлген бу айдау аппараттынан Бiр рет буландыру процесiнiң бiртiндеп буландырудан артықшылықтары бар. Бiртiндеп буландыруда керiсiнше жеңiл фракцияларды алдымен бөлiп алады, Мұнай құрамында атмосфералық қысымда 400-5000С және одан да Сонымен мұнайды бiр рет буландырумен айдауда түзiлген бу Көп рет буландыру екi немесе одан да көп Ректификациялау. Бiр-бiрнде жақсы еритiн сұйықтарды бiр рет буландыруда Ректификациялау деп қайнау температурасы бiр-бiрiмен айырмашылығы бар сұйықтардың, Булар мен сұйықтардың жанасуы тiк цилиндр тәрiздi құралдарда-арнайы Колоннаның орта бөлiгiнде бу, сұйық немесе бу мен Iстеп тұрған ректификациялау колоннасында әрбiр табақшадан төрт ағым Табақшаға түсетiн бу мен сұйықтық тепе-теңдiк жағдайда болмайды, Ректификациялау колоннасының шикi затты беретiн орнына жоғары жағын Ректификациялау колоннасыны шикi затты беретiн орнына жоғары жағын Колоннада ректификациялау процесiн жүргiзу үшiн булар жоғарылаушы ағымын Ректификациялау колонналары жай (толық және толық емес) және Егер көп компоненттi қоспаны бiрнеше жеке компоненттерге немесе Егер өнiмдердiң тазалығына қойылытын талап аса жоғары болмаған Дайын өнiмдер айдаушы секциялардың төменгi жағынан алынады, ал Құбырлы қондырғылардың ректификациялау колонналарындағы қысымға байланысты, атмосфералы (АҚ), Екi рет буландыру қондырғыларында гудронға дейiн айдауды екi Үш рет буландыру қондырғыларында мұнайды айдауды үш колоннада Төрт рет буландыру қондырғысы, АВҚ-ны» бастапқы бөлiгiнде бензинсiздендiрушi Қазiргi кезде мұнайды алғашқы айдауды атмосфералық қысымда iстейтұғын Мөлдiр мұнай өнiмдерiнiң мөлшерiн, оның мұнайдың бастапқы құрамындағыдан Гудронға дейiн айдауды, егер зауытта мұнай майларын, коксты Көпшiлiк зауыттарда мұнайды атмосфералық және мазутты вакуумдық айдауды Алғашқы айдау өнiмдерi. Мұнайды атмосфералық қысымда алғашқы айдау Негiзiнен пропан мен бутаннан тұратын сұйытылған көмiрсутектi газ Бензин фракциясы. 30-1800С аралығында айдалады. Каталитикалық риформинг Керосин фракциясы. 120-3150С аралығында айдалады. Ауа реактивтi Дизель фракциясы. 180-3500С аралығында алады. Бұрын дизель фракциясын Мазут. Бұл мұнайды атмосфералық айдаудың қалдығы. Қазан отыны Мазутты вакуумда айдаудан алынатын өнiмдер ассортиментi, мұнайды өңдеу Май алу жүйесiнде мазутты өңдеуден 2-3 дистиллятты фракциялар Отын алу жүйесi бойынша, әдетте бiр фракцияны, 350-5000С Гудрон-мазутты вакуумда айдаудан қалған қалдық; термиялық крекинг, висбрекинг, Атмосфералық құбырлы қондырғылар, олардың технологиялық жүйесiне қарап, мұнайды 2 Мұнайдың сипаттамасы 1 кесте - Бастапқы шикізаттардың, материалдардың, № Материалдардың, шикізаттың, реа-генттердің, катали-заторлардың, жартылай фабри-каттардың, дайын-далатын 1 2 3 4 5 6 1 Шикізат- Мұнай шикізаты А7260-1-101/000-ТП.ПЗ 1Судың мөлшері, масс, % 2 Хлорлы тұздар мөлшері, мг/л 1,0 жоғары емес 1800 көп емес С-100 фракция-сын алу үшін шикізат 2 Бензин қалдық -//- 1 Фракция-лық құрамы соңғы қайнау Т, 0С Регла-менттелмейді С-300-2 секциясы-нан С-300-1 секциясы-на 3 Ауланып алынған мұнай өнімі -//- 1 Механи-калық 2 Су мөл-шері, % 0,07 көп емес 1,0 көп емес өндірістен басқа жер-лерде отын ретінде 4 Газды конденсат -//- 1 Хлорлы тұздар мөл-шері, 2 Су мөл-шері, % 10 көп емес 0,1 көп емес Тікелей айдалатын С-100 фр. алу 5 Тұзсыздандырыл-ған мұнай -//- 1. Хлорлы тұздар мөл-шері, -//- 2.Су мөлшері, % 0,2 кем емес 2. Дайындалатын өнімдер 1 Тұрақтандыру басы (АТ рефлюксі) -//- 1 С5 2 С6 құрамы, % 70-тен көп емес 27-тен көп емес С-400 шикізаты 2 Тікелей айдалатын 140-1800С фрак-циясы А7260-1-101/100-ТП.ПЗ 1. Фракция-лық айдауды бастау Т, 0С 2 соңғы қайнау Т, 0С 130 200 С-200 шикізаты С-300-2 шикізаты 3 62-1800С фракциясы (бензин фракциясы) -//- 1. 200С-тағы 2. айдауды бастау Т, 0С 3. соңғы қайнау Т, 0С 4. Ылғал мөлшері,% 0,742 65 40 200> 0,02> С-200 шикізаты Араласты-рылған бензин 4 62-1400С фракциясы(бензинді фракция) -//- Фр. құрамы айдауды бастау Т, 0С Соңғы қайнау Т, 0С 65 кем емес 130-150 кем емес С-200 шикізаты Араласты-рылған бензин 5 Тікелей айдалған керосин фракциясы 2.Фракциялық құрамы: айдауды бастау Т, 0С кем емес көп емес 10% темпе-ратурада айдалады, 0С көп емес 50% темпе-ратурада айдалады, 0С көп емес 90% темпе- 775 кем емес 135 155 175 225 300/1 секциясында РТ мар-кілі отын алу өндірі-сінде ратурада айдалады, 0С көп емес 98% темпе- ратурада айдалады, 0С көп емес 3.Жабық тигельде тұтану тем-пературасы, 0С кем емес 4. 200С тағы кинематика-лық тұтқыр-лығы, сСт 5.Кристалдана бастау Т,0С 6.Механика-лық қоспалар және судың мөлшері,% 260 270 28 1,25 -50 жоқ 6 Тікелей айдалған дизель отыны(180-3500С фракцисы) МЕСТ 305-82 Фракция лық құрамы: 50% темпера-турада айдалатын фр., 0С көп емес 96% темпера-турада айдалатын фр., 0С көп емес 45 280 360 Л-02-40(62) маркілі тауарлы дизель отыны 3. Лайлану температура-сы, 0С көп емес Қату температура-сы, 0С көп емес 5. Жабық тигельде анықталатын тұтану темпе-ратурасы, 0С көп -5 -10 62 40 Л-02-62 Л-02-40 7. Тікелей айдалған дизель отыны (180-3500С фракцисы) ТШ 38. 001355-86 Цетан-дық саны, аз емес Фракция-лық құрамы: 50% темпера-турада айдалады, 0С көп емес 3600С-қа дейін айдалады, % аз емес Лайлану температура-сы, 0С көп емес Қату температура-сы, 0С көп емес Жабық тигельде 45 290 90 +5 0 Дизельдер үшін жаздық тауарлы отын анықталатын тұтану темпера-турасы, 0С көп емес 6. 200С-тағы кинематика-лық тұтқыр-лығы, мм2/с 40 3,0-6,0 6. Қорғасын ның концен-трациясы, мг/кг аз емес 8. Қаныққан булар қысымы, мм. сын. бағ. 60,0 700 8 Мазут МЕСТ 10585-99 200С-тағы тығыз-дығы, г/см2 көп Жабық тигельде анықталатын тұтану темпе-ратурасы, 0С көп емес 110 90 65 Қазандық отын компоненті МВАҚ шикізаты, ЖТКМҚ шикізаты М-100 М-40 1,4- 800С-ғы шартты тұтқырлық ШТ көп емес Күкірт-тің құрамы, % Судың массалық үлесі, % көп емес 6.Қату температура-сы, 0С көп емес 16 регла-менттелмейді 1,0 25 42 кварталда-ры (орамдары) Маркасы М 40 Маркасы М 100 Реагенттер және көмекші материалдар 1 Додифлоу депрессорлық қосындысы Сыртқы көрінісі 200С-тағы тығыздығы, г/см3 шамасында Қату температура-сы, 0С 4. 400С-тағы тұтқырлығы мПа·с Ашық қоңыр түсті 0,91 -6 335 Тауарлы дизель отыны шамасында 5. Тұтану тем-пературасы,0С 61 2 Амин ерітіндісі Додикор 1830 1 Амин мөл-шері, % салм. 3-10 Блок АТ К-102 3 Коррозия инги-биторы Додиген-481 Сыртқы көрінісі 200С-тағы тығыздығы, г/см3 Динамикалық тұтқыр-лығы, мПа·с Ингиби-тордың құрамы, % Қоңыр түсті сұйық тық 0,935-0,945 70-120 0,5÷2 4 Содасілтілі ерітінді МЕСТ 2263-79 Сілті мен соданың Ерітіндегі сілті:сода қатынасы 1,5-2,0 4:1÷1:1 ЭЛТС блогы АҚ блогы 3 Материалдық тепе-теңдіктер 2 кесте – Правда мұнайын отындық Атауы Шығымы,% мас., қондырғы шикізатына Шығымы, % мас. мұнайға кг/сағ мың т/жыл 1 2 3 4 5 ЭСТҚ-АВҚ Түскені: 1) Шикі мұнай 100 100 490195,8 4000,0 Барлығы: 100 100 490195,8 4000,0 Алынғаны: 1) Тұрақтандарудың газы мен басқы фракциясы 2) б.қ-620 С фракциясы 3) 62-85 0 С фракциясы 4) 85-180 0 С фракциясы 5) 180-230 0 С фракциясы 6) 230-350 0 С фракциясы 7) мазут (≥350 фракция) 1,6 4,6 2,2 15,8 10,8 17,2 47,8 1,6 4,6 2,2 15,8 10,8 17,2 47,8 7841,6 22550,0 10783,3 77450,0 52941,7 84312,5 234316,7 64,0 184,0 88,0 632,0 432,0 688,8 1912,0 Барлығы: 100 100 490195,8 4000,0 4 Технологиялық есептеулер 5 кесте - К-2 ректификациялық колоннасының материалдық Өнімдердің атауы Шығым, % Өнімдердің шығымы т/жыл т/тәу т/сағ т/сек Бензинсіздендірілген мұнай 100 3664000 10780 449 125 Жиынтығы 100 3664000 10780 449 125 85-1800С фр. 17,4 632000 1858,8 77,5 21,5 180-2400С фр. 8,1 432000 1270,6 52,9 14,7 240-3500С фр. 24,4 688000 2023,5 84,3 23,4 >3500С фр. 48,3 1912000 5623,0 234,3 65,1 Жоғалым 1,8 99450 158,0 13,0 3,0 Барлығы 100 3664000 10780 449,0 125,0 Бастапқы мәліметтер: Ректификациялық колоннадағы қысым Шикізатты беру температурасы Т=3600С Колоннаның төменгі бөлігінің температурасы Т=3400С Қума бөлігіндегі табақшалар саны Концентрациялық бөліктегі табақшалар саны 43 Сулы бу беру: негізгі колоннадағы шикіатқа 1,5% К-3/1стриппингколоннадағы 85-1800С фракцияға 0,20% К-3/3стриппинг колоннадағы 240-3500С фракцияға 0,20% Колоннаның жоғарғы бөлігіндегі қысымды бір табақшаға 0,6 кПа К-2 колоннасындағы температура Бензин буларының парциалдық қысымы мұндағы: Бір қайтара буландырудың бастапқы температурасын есепке алып, Кокс Төмендегі теңдеуді пайдаланып сұйық мұнай өнімдерінің энтальпиясын анықтаймыз: немесе Мұнай өнімдерінің буларының энтальпиясы Колоннадан шығардағы және оған кірердегі жылудың арасындағы айырмашылық Осылайша бензин секциясындағы артық жылуды 134,0·106 кДж/сағ ағынмен 85-180 0С фракциясының бірқайтара буландыру (ОИ) қисығын қалай 140-180 0С фракциясының анықтаймыз Обрядчиков және Смидович кестелері бойынша берілген мәліметтерді қолданып, екі нүкте аламыз. Суреттегі П=169,4кПа Кокс графигі бойынша t=1560С температураны аламыз. Бүйір погондарды шығару температурасы бір қайтара буландыру Обрядчиков және Смидович кестелері бойынша / 1980С-тан басталатын температура арқылы парциалдық қысым аламыз. П=174,2кПа Кокс кестесі бойынша температураны аламыз. 230-350 0С бүйір погондарды шығару температурасы Обрядчиков және Смидович кестелері бойынша , 2580С-тан басталатын температура арқылы парциалдық қысым аламыз. П=186,2кПа Кокс кестесі бойынша температураны аламыз. 6 кесте - К-2 колоннасының дизель секциясының жылу Өнімдер Түскені Өнімдер Алынғаны t, 0С Gc, кг/ кдж/ сағ t, 0С Gc, кг/ сағ I, кдж/ кг Q, кдж/ сағ Шикізат Булы фаза 85-1800С 180-2400С 240-3500С 360 -//- -//- -//- 191000 57000 170000 1132,5 1230,0 1120,0 137·106 70·106 190·106 Сұйық фаза Мазут Су буы 340 -//- -//- 337000 121000 1015,3 936,88 342·106 113·106 Сұйық фаза Мазут Су буы -//- 400 337000 10470 1072,4 3268 361·106 34·106 Булы фаза 85-1800С 180-2400С 240-3500С 280 121000 57000 17000 910,4 880,7 2866 527,10·106 150·106 30·106 Барлығы - - - 792·106 Барлығы - - - 687· 106 Колоннадан шығардағы және оған кірердегі жылудың арасындағы айырмашылық Ағындық айналымға қажеттi энтальпия мөлшерi I1=786 кДж/кг 7 кесте - Керосин фракциясының секциясы Өнімдер Түскені Өнімдер Алынғаны t, 0С Gc, кг/ кдж/ сағ t, 0С Gc, кг/ сағ I, кдж/ кг Q, кдж/ сағ Булы фаза 85-1800С 180-2400С 240-3500С 280 -//- -//- -//- 191000 57000 170000 936,82 910,4 880,7 113·106 52·106 150·106 Сұйық фаза 240-3500С 280 -//- 170000 880,7 150·106 Төменгі бөлік буы Стрип пинг буы 280 400 10410 57 2866 3268 30·106 0,2·106 Булы фаза 85-1800С 180-2400С Су буы 280 121000 57000 10467 627,23 688,23 2866 84·106 39·106 30·106 Барлығы - - - 345,2·106 Барлығы - - - 303· 106 Колоннадан шығардағы және оған кірердегі жылудың арасындағы айырмашылық Ағындық айналымға қажеттi энтальпия мөлшерi I1=798 кДж/кг 8 кесте - Бензин фракциясының секциясы Өнімдер Түскені Өнімдер Алынғаны t, 0С Gc, кг/ кдж/ сағ t, 0С Gc, кг/ сағ I, кдж/ кг Q, кдж/ сағ 1 2 3 4 5 6 7 8 Булы фаза 85-1800С 180-2400С 178 -//- -//- 121000 57000 672,93 688,23 84·106 39·106 Сұйық фаза 240-3500С 178 -//- 57000 397,86 238·106 1 2 3 4 5 6 7 8 Төменгі бөлік буы Стрип пинг буы 178 400 10467 242 2866 3268 30·106 0,8·106 Булы фаза 85-1800С Су буы 156 -//- -//- 121000 10709 697,23 2866 84·106 2,9·106 Барлығы - - - 1598·106 Барлығы - - - 1369· 106 Колоннадан шығардағы және оған кірердегі жылудың арасындағы айырмашылық Ағындық айналымға қажеттi энтальпия мөлшерi I1=537 кДж/кг Колоннаның негізгі өлшемдері Диаметрі Колоннаның диаметрін колоннаның еркін қимасындағы булардың ең көп мұндағы T - жүйенің температурасы, К, Р – Егер булар мен газдардың қысымы 0,4 МПа жоғары Ең үлкен бу көлемі бойынша диаметрді есептеп шығарады. Мұнай өңдеуде табақшалы колонналардағы булардың шекті мүмкін жылдамдығын сызықтық (uш.с., м/с) масcалық (кг/м2 · с) мұндағы К – табақшалар ара қашықтығына және ректификаттау Атмосфералық колонналардағы булардың жылдамдығын 0,46 – 0,84 м/с, Биіктік Колоннаның биіктігі ректификациялық табақшаның санына және түріне, сондай-ақ Қалпақты табақшалылар үшін H = a nпр Қондырмалылар үшін H = hэ nТ мұндағы а – табақшалар ара қашықтығы, м; hпр Колоннаның іс жүзіндегі биіктігі бұдан көп, өйткені жоғарғы Колоннаның төменгі жағының биіктігі сораптың қалыпты жұмыс істеуі Жоғарғы табақша мен колоннаның жоғарғы түбі арасындағы бос Табақшалар саны Ректификаттау колоннасының концентрациялық бөлігінде 23 ректификациялық және Жоғарғы түптен бірінші ректификациялық табақшаға дейін диаметрдің ½, (a = 0,6 м) байланысты анықтайды. h2 = (n – 1) · a h4 = (n – 1) · a h3 биіктігін 3 табақша ара қашықтығына байланысын алады h3 = a · 3 = 0,6 · h5 биіктігін 2 м деп қабылдайды. колоннаның көлденең қимасының ауданы бұдан h7 биіктігін іс жүзіндегі мәліметтер бойынша 4 Жылуалмастырғышты есептеу [ 11] 449000 кг/сағ ( ) мөлшердегі мұнай Ағындардың энтальпиясын анықтамалық бойынша анықтаймыз. Кесте бойынша (қосымша 20, Жылуалмастырғыш сызбасы 2600С дизель отыны 1530С мұнай Орташа температуралар айырмасы = 16,7 *103 Вт Жылу алмасу бетін төмендегі теңдікпен анықтаймыз: К-жылу беру коэффицентін 138 Вт/м2 К деп қабылдаймыз: 6 Технологиялық схема суреттемесі Процестің химизмі және технологиялық процестің жазбасы Процестің физика-химиялық әдістердің көмегімен жүргізіледі: тұзсыздандыру, сусыздандыру, физикалық әдістер: ректификация, жылуалмасу. Барлық процестер Шикі мұнайды тұзсыздандыру Мұнайды атмосфералық айдау Бензинді тұрақтандыру Электртұзсыздандыру Қондырғыға келіп түсетін мұнайдың құрамында су 1% масс. Мұнайдың құрамындағы тұздардың, хлоидтердің судағы ерітінділері қажетсіз қоспа Мұнайдың құрамындағы тұздардың судағы ерітінділері өздерін әрқилы жүргізеді. Хлорлы сутек түзетін хлорлы натрий төменгі температурада да Хлоридтердің гидролизі төмендегі теңдеуге сәйкес жүреді: MgCl2+H2O Mg(OH)Cl+HCl Mg(OH)Cl+H2O Mg(OH)2+HCl Конденсациялық-тоңазытқыштық аппарат хлорид сутектік коррозияға аса қаттырақ Тұздан арылу үшін барлық мұнайды тұзсыздандырады. Осы мақсатпен Сусыздандырылған және тұзсыздандырылған мұнай атмосфералық айдауға түседі. Атмосфералық айдау Мұнай қайнау температурасы мен молекулалық салмақтары бойынша әртүрлі, Мұнайды фракцияларға бөлу қайнау аралықтары бойынша жүргізіледі. Бірінші Атмосфералық колоннада жоғарғы және төменгі өнімнен (бензин және Бүйірден шығатын қума жеңіл фракцияларды булайтын буландыру колоннасына Осылайша атмосфералық колоннадан келесі бүйірден берілетін қумалар алынады: Мұнайды айдау кезінде термиялық ыдырау нәтижесінде күкіртті қосылыстар Күкіртсутек судың қатысуымен және жоғары температурада аппараттың металымен Fe+H2S FeS+H2 FeS+2HCl Тұрақтандыру Бензин фракциясы К-1 және К-2 жоғарыдағы колоннадан тұрақтандыруға Қондырғыда екі рет буландыру принципі іске асырылған. Бұл Колоннаның астынан температурасын төмендету және мазуттан мөлдір өнімдерді 16 колоннаның жоғарғы жағынан соңғы қайнау температурасы 1800С 16 колоннадан екі бүйірлі өнім – керосин (180-2300С) 16 колоннаның жұмысын жақсарту және ондағы артық жылуды Б.қ. - 1800С бензин фракциясы 13 сыйымдылықтан 24 Қорытынды Әдеби шолуда алғашқы айдау процесінің шикізаты, Шикізат, реагент және дайын өнімнің сипаттамасы келтірілген, оның Ағындық схеманы таңдау негізделіп, схемаға енгізілген процестердің Технологиялық есептеулер негізінде аппараттардың негізгі өлшемдері анықталған. Ректификаттау Атмосфералық айдау қондырғысының технологиялық схемасы құрастырылып, оның суреттемесі Пайдаланылған әдебиет тізімі Омаралиев Т.О. Каталитический крекинг керосино-газойлевых фракций нефтей Западного Омаралиев Т.О. Мұнай мен газ өңдеу химиясы және Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. -М.: Багиров И.Т.Современные установки первичной переработки нефти.-М.:Химия, 19747-324 с. Справочник нефтепереработчика:Справочник/Под ред. Г.А.Ластовкина., Е.Д.Радченко и М.Г.Рудина.-Л.: Химия, Эрих В.Н., Расина А.Г. Химия и Постоянные технологические регламенты по комбинированной установке ЛК-6У Танатаров М.А., Ахметшина М.И. Технологические расчеты Кузнецов А.А., Кагерманов С.М.- Расчет процессов и Фарамазов С.А. Оборудование НПЗ и его Сарданашвили А. Г., Львова А.И. Примеры и 1