Установка газофракционная

Введение.

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность является одной из ведущих отраслей тяжелой промышленности. В последние годы добыча нефти значительно сократилась.

Перед нефтеперерабатывающей промышленностью поставлена задача повысить эффективность использования нефти , обеспечить дальнейшее улучшение её переработки.

В настоящее время особая роль отведена увеличению глубины переработки нефтяного сырья с помощью различных термических и химических методов , с целью получения из нефти большего количества светлых нефтепродуктов. Широкое применение в нефтепереработки имеет газ. Газ применяется как хладагент , топливо.

Для разделений смеси газов на индивидуальные компоненты применяются следующие процессы : ректификация , компрессия , конденсация , адсорбция. На газофракционирующих установках (ГФУ) эти процессы комбинируются в различных сочетаниях.

Перспективой процесса является модернизация оборудования , улучшения качества продукций , снижение энергоёмкости.

1. Технологическая часть.

   1. Назначение , краткая характеристика проектируемого процесса и обоснование выбора схемы проектируемого процесса.

Установка ГФУ-1 предназначена для разделения газа и стабилизации бензина каталитического кернинга. Установка состоит из блока очистки газов , блока компрессии , блока абсорбции и ректификации.

Блок отчистки предназначен для отчистки жирного газа от сероводорода.

Блок компрессии предназначен для компремирования жирного газа.

Блок абсорбции и ректификации предназначен для извлечения необходимых компонентов из газа , поступающего в абсорбер с последующим разделением его по фракция на блоке ректификации.

Имеется возможность работы установки по полной и упрощенной (укороченной) схемам.

Для работы установки по полной схеме необходимо ввести в эксплуатацию ПВД (парк высокого давления) , для принятия пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции с установки ГФУ-1. В настоящие время парк (ПВД) списан.

При работе по упрощенной схеме на установки получаются следующие продукты : бензин , рефлюкс (углеводороды С5 и ниже) , сероводород и сухой газ.

Сырьём установки является жирный газ и нестабильный бензин каталитического кренинга.

1. 2. Характеристика сырья , готовой продукции и вспомогательных материалов.

Таблица 1 - Характеристика сырья , готовой продукции и вспомогательных материалов.

1. 3. Применение готовой продукции.

Стабильный бензин используется как базовый компонент автомобильного бензина марок А-76 , АИ-92.

Рефлюкс используется в качестве сырья для производства ЭП 300.

Сухой газ используется в качестве газообразного топлива в цехах объединения.

Сероводород используется для получения элементарной серы в цехе №18.

1. 4. Теоретические основы проектируемого процесса.

Абсорбция и ректификация.

Процесс абсорбция – это погашение компонентов газа жидкостью. Процесс абсорбции газов происходит в абсорбере в результате проникновения (диффузии) молекул газа в глубину слоя жидкости стабильного бензина. Удаление сухого газа в абсорбере облегчает последующее разделение газа путем ректификации.

Поглощающая газы жидкость называется абсорбентом. Абсорбент насыщается газом или его компонентами до предела. Этот предел , выраженый в килограммах поглощаемого вещества на килограмм поглотителя называется эффектом абсорбции . Суммарный процесс абсорбции зависит от следующих фактов :

1. Химическая природа вещества (абсорбента) . вещества близкие по химическому строению , обладают наилучшей взаимной растворимостью.

2. Линейная скорость абсорбируемого газа.

3. Температура и давление.

Поглощение газа жидкостью сопровождается выделением некоторого количества тепла. В связи с этим абсорбент в процессе насыщения самопроизвольно насыщается и нагревается.

С повышением температуры растворимость газа в жидкости уменьшается , с повышением давления увеличивается. Следовательно с понижением температуры и повышением давление растворимость газа в жидкости увеличивается.

4. кратность абсорбента (количество абсорбента по отношению к газу) .

Увеличение кратности абсорбента способствует снижению эффекта тепловыделения при поглощение газа жидкостью , так как данное количество тепла передается большей массе абсорбента. Однако увеличение кратности абсорбента вызывает увеличение расходов на эксплуатацию.

5. Поверхность соприкосновения.

Поверхность соприкосновения газа с жидкостью называют суммарной поверхностью раздела фаз между жидкостью и газом.

6. Ректификация.

Процесс ректификации (разделение углеводородной смеси на составляющие её компоненты путем многократного испарения легких и многократной конденсации тяжелых компонентов , находящихся в данной смеси) осуществляется в ректификационных колонах тарельчатого типа.

1. 5. Описание технологической схемы процесса.

Нормы технологического режима.

При работе установки по упрощенной схеме исключается из схемы колоны КЛ28 , КЛ32 , КЛ36 ; ребойлеры АТ31 , АТ35 , АТ39 ; емкости Е38 , Е45 ; холодильники ХК29 (1,2,3) , ХК33 , ХК37 (1,2,3) . Все эти аппараты отсекаются от действующей схемы задвижками с установленными заглушками.

Газовый конденсат и нестабильный бензин поступает из емкости Е17 (1) в насос Н104 (1,2) и далее на выкид насоса Н107 (1,2) . Жирный газ из емкости Е17 (1) направляется в нижнюю часть абсорбера КЛ21(1) , где абсорбируется бензином , подаваемым насосом Н105 (1,2) через холодильник ХК25 (1) в верхнюю часть абсорбера , через холодильник ХК19 в среднюю часть абсорбера на 11 , 15 , 19 тарелки.

Сухой газ сверха абсорбера Кл21(1) через каплеотбойник Е18 отводится на газовый узел.

Насыщенный абсорбент снизу абсорбера КЛ21 (1) поступает на насос Н107 (1,2)

И вместе с газовым конденсатом из Е17 (1) , подаваемым на выкид Н107 поступает через теплообменник АТ20(3) , АТ20 (4)в стабилизатор КЛ21(2)Из каплиотбоиника Е18 конденсат периодический по мере накопления откачивается вместе с насыщенным абсорбентом насосом Н107(1,2) в стабилизатор Кл21 (2) .

Не стабильный бензин откачивается из емкости Е26 насосом Н105 (1,2) и подается на орошение и в среднюю часть абсорбера Кл21(1) .

В стабилизаторе КЛ21 (2) происходит отделение фракций С5 и ниже , которые в виде паров сверху стабилизатора поступают в конденсаторы – холодильники ХК22(1,2) , ХК33(1,2) , а затем в рефлюкционую емкость Е30.

Нижней продукт стабилизатора КЛ21 (2) (стабильный бензин) из рейбоилера АТ24 проходит трубное пространство теплообменников АТ20 (4) , АТ20 (3) , холодильники ХК25 (2,3) ,ХК20 (1,2) поступает в отстойник Е42 , где происходит отчистка бензина от H2S щелочью.

После отстойников бензин отводится в ТСЦ. Рефлюкс стабилизации из емкости Е30перетекает в емкость Е34 (емкость Е30 находится в заполненном состоянии) , откуда насосами Н110(1,2) , Н108 (1,2) подается на орошение стабилизатора КЛ21 (2) , а избыток подается в отстойник Е46 и после отстойника отводится ТСЦ.

Газ с верху емкости Е34 подается на газовый узел.

Таблица 2 –нормы технологического режима.

1. 6. Аналитический контроль производства.

Таблица 3 - Аналитический контроль производства.

1. 7. Автоматизация технологического процесса.

Таблица 4 – Спецификация средств автоматизаций.

Производственный процесс газофракционирования автоматизирован. Управление процессом осуществляется со щита КИП. Все вторичные приборы вынесены на щит в операторную. Основные параметры : давление , температура , расход и уровни регулируются автоматический.

1. 8. Охрана труда.

Основная опасность промышленных объектов нефтепереработки представляет аварийная загазованность , пожары и взрывы. Многие из продуктов взрывопожароопасные или токсичные. Ежегодно в мире на нефтеперерабатывающих предприятиях происходит до 1,5 тысяч аварий , 4% которых уносят значительное количество человечиских жизней. Аварийность имеет тенденцию к росту. Совершенствование технологических процессов и оборудования является важным фактором повышения уровня безопасности производства.

Характеристика производственных помещений по взрывоопасности.

Операторная . категория пожарной опасности Д. Класс по ПУЭ – не взрывоопасна.

Насосная . Категория А. Класс по ПУЭ – В –1а.

Территория установки . Категория А . Класс по ПУЭ-В-1г.

Характеристика вредных веществ.

6. 1. Окись углерода (СО). Бесцветный , ядовитый , огневзрывоопасный газ , без вкуса , с очень слабым запахом. Горит синеватым пламенем. ПДК-20мг/м3. Пределы взрывоопасности 13-75% об. Основные симптомы : потеря сознания , отдышка , удушье.

   2. Сероводород – Н2S. Бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Общий характер действия на организм : сильный нервный яд , вызывающий смерть от остановки дыхания , на дыхательные пути действует раздражающе. ПДК – 10 мг/м3. Пределы взрывоопасности 4,3-45,5 % . Индивидуальные защитные средства – фильтрующий противогаз марки «В».

   3. Жирный газ. Агрегатное состояние при нормальных условиях – газообразное. Плотность паров по воздуху – 1,98.

   4. Бензины . Класс опасности 4. Общий характер деиствия на организм – как наркотик. Крекинг = бензин токсичнее бензинов прямой гонки. При концентраций любого бензина 35000-40000 мг/л опасны для жизни даже при вдыхании 5-10 минут. ПДК-100 мг/м3 . Придел взрываемости 0,87-8,75 % .При работе с бензином применяется противогаз марки «А».

Мероприятия при охране труда. Начальник цеха производит ежедневно проверку в подразделениях цеха , состояние охраны и условия труда организация рабочих мест , исправность оборудования , правильность ведения технологического процесса и операций.

Начальник установки производит ежедневно проверку рабочих мест оборудования , приборов , средств коллективной и индивидуальной безопасности , работоспособность сигнализаций и блокировок.

1. 9. Охрана окружающей среды.

Социальное значение.

В середине нашего столетия резко обострилась проблемы связанные с химическим загрязнением биосфера , нередко приводящие к острым токсично-экологическим ситуациям. Основными источниками загрязнения атмосферы являются резервуары и сами нефтепродукты. Укрепление установок существенно сокращает выбросы вредных веществ в атмосферу.

Отходы и выбросы.

1. Отработанный раствор щелочи. Образуется постоянно. Отработанный раствор щелочи перерабатывается на установки СЩС. Количество 300 т/год.

2. Отработанные масла. Отработанные масла отводятся на установку регенераций масел. Сточные воды с охлаждающих насосов направляются на биологическую отчистку УВК и ОСВ. Место сброса в промышленную канализацию после локальной отчистки.

Мероприятия по охране окружающие среды.

Мероприятия по сокращению выбросов при режиме 1 :

1. Усилить контроль за точным соблюдением технического режима согласно технологическому регламента.

2. Запретить работу оборудования на форсированном режиме.

3. Усилить контроль за работой технологического оборудования , запорной арматуры , приборов КИП и А.

4. Прекратить продувку , пропарку , чистку оборудования и ремонтные работы , связные с повышенным выделение вредных веществ атмосферу. Выбросы всего по цеху с мероприятиями 130,205 г/сек..

2 Расчетная часть.

2. 10. Расчет основного аппарата - колонна стабилизации.

Назначение : Колона стабилизации предназначена для стабилизации бензина и отделение фракции С5 и ниже.

Цель расчета : Определение основных размеров колонны , материальных потоков и затрат тепла.

Исходные данные :

Производительность по бензину 250 т.т/год , по газу 89 т.т/год число дней n=336.

Рисунок 1 – колона стабилизации.

4. 1. Материальный баланс установки ГФУ-1.

Таблица 5 – Материальный баланс установки ГФУ-1.

Таблица 6 – Материальный баланс колонны стабилизации.

4. 2. Расчет температурного режима колонны.

   3. Расчет температуры ввода сырья.

Таблица 7 – Расчет температура ввода сырья.

Продолжение таблицы 7.

Tвхода=160 оС , П=1200 Кпа , е=0,2

2. 2. Определяем температуру верха колонны.

Таблица 8 – Температура верха колонны.

2. 3. Определяем температуру низа колонны.

Таблица 9 – температура низа колонны.

3. Определяем флегмовое число. Rопт=3 (Рудин М.Г. с.248)

4. Определение теплового баланса колоны. Учитывая всё тепло входящее в колону и выходящее из неё.

(1)

4. 1. Тепло вводимое в колону сырьём нагретым до температуры.

кДж/ч (2)

где Gc – количество сырья

Jt – энтальпия сырья

(3)

(4)

где М0 – средняя молекулярная масса сырья

кДж/кг (5)

(6)

(7)

(8)

4. 2. Тепло вводимое в колону с горячей струе или с водяным паром . Обозначим Qвп , Qг.с..

(9)

Qг.с. рассчитывают по пункту 4.7. как итог расчета теплового баланса.

4. 3. Тепло выносимое из колоны с паром ректификата (дистиллята) при tв .

кДж/ч (10)

D=17083 – количество дистиллята по материальному балансу колонны.

=542,08 кДж/кг

кДж/ч

4. 4. Тепло выводимое из колоны с жидким остатком.

кДж/кг (11)

кДж/кг

кДж/кг

кДж/ч

4. 5. Тепло выдаваемое из колонны с острым орошением

кДж/ч (12)

где L – количество флегмы стекающее с тарелок с верхней части колоны , определяется по формуле

кг/ч (13)

где Rопт – флегмовое число

D – количество дистиллята

L=3*17083=51249 кг/ч

кДж/кг

=700С

кДж/кг

кДж/ч

4.6. кДж/ч (14)

кДж/ч

4. 7. Представляем полученные данные в равенство

получаем

(15)

где 1,02/1,03 – это коэффициент учитывающий потери тепла в окружающую среду , который составляет 2

© 2011-2014, Diplom-Ref.ru