Характеристика нефти и ее фракций.
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение……………………………………………………….……………… | ||
| 1. | Характеристика нефти и фракций из нее …………………….…………….. | |
| 2. | Обоснование ассортимента получаемых фракций…………….…………… | |
| 3. | Выбор и обоснование схемы ЭЛОУ-АВТ …………………….……………. | |
| 4. | Принципиальная технологическая схема установки и ее краткое описание …………………………………………………………………………….. | |
| 5. | Основное оборудование установки и условия его эксплуатации ………… | |
| 6. | Технологический расчет установки ………..……………………………….. | |
| 7. | Список литературных источников………………………………………..…. |
ВВЕДЕНИЕ
Нефть является полезным ископаемым, добываемым из недр земли, и представляет собой горючую маслянистую жидкость, цвет которой колеблется от красно - коричневого до почти черного. Нефть является сложной смесью углеводородов с примесью кислород-, сера-, азот- и иных гетероорганических веществ.
Из нефти производится широкий спектр разнообразных нефтепродуктов: топлив, масел и различных химических веществ. Их получению предшествует первичная переработка нефти, реализующаяся на установках ЭЛОУ-АВТ. На этих установках нефть подготавливается к переработке, подвергаясь очистке от нежелательных примесей, и разгоняется на узкие фракции, пригодные к дальнейшей переработке на установках вторичной переработки нефти. Ассортимент фракций, получаемых на АВТ определяется в первую очередь свойствами нефти и ее отдельных фракций, а также содержанием этих фракций.
Возрастающая мощность строящихся и проектируемых НПЗ требует комплектования их минимальным числом технологических установок, что снижает капиталовложения, сокращает сроки строительства заводов. Решение этой задачи достигается повышением производительности технологических установок и комбинированием процессов на одной установке.
Экономически выгодно комбинирование АВТили АТ с ЭЛОУ. В результате комбинирования достигается экономия топлива, электроэнергии, пара и капитальных затрат.
Установка ЭЛОУ-АТ предназначена для переработки сернистой нефти, включая вторичную перегонку широкой бензиновой фракции. При увеличении мощности такой установки снижаются удельные капиталовложения и расход металла, производительность труда увеличивается.
Установка ЭЛОУ-АВТ осуществляет процессы обезвоживания и обессоливания нефти, ее атмосферно-вакуумную перегонку и вторичную перегонку бензина. Данная установка позволяет осуществить более глубокую переработку нефти, чемна ЭЛОУ-АТ, получить большее число нефтепродуктов.
Комбинированные установки подобного типа позволяют сократить число технологических установок, тем самым, уменьшив занимаемую площадь, сократить длину трубопроводов и количество обслуживающей их аппаратуры.
В курсовом проекте произведен выбор и обоснование схемы установки ЭЛОУ-АВТ производительностью 10 млн. тгод, предназначенной для переработки Марковской нефти (Осинского горизонта).
ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ И ЕЕ ФРАКЦИЙ.
В таблицах 1.1 - 1.10 приведены данные о физико-химических характеристиках Марковской нефти (Осинского горизонта, скважина №8), служащие исходным материалом для проектирования установки первичной переработки этой нефти.
Таблица 1.1
Физико-химические характеристики нефти
  | М | n20, мм2/с | n50, мм2/с | Температура застывания, оС | Температура вспышки в закрытом тигле, оС | Давление насыщенных паров, мм рт. ст. | ||
| с обработкой | без обработки | при 38оС | при 50оС | |||||
| 0,8065 | 4,09 | 2,44 | -42 | -36 | Ниже -30 |
Продолжение табл. 1.1
| Парафины | Содержание, % мас. | Кислотное число, мг КОН на 1г нефти | Зольность, %мас. | Коксуемость, %мас. | Выход фракций, % мас. | ||||||||
| содержание, % мас. | температура плавления, оС | серы | азота | смол сернокислотных | смол силикагелевых | асфальтенов | нафтеновых кислот | фенолов | до 200оС | до 350оС | |||
| 1,12 | 0,89 | 0,02 | 9,0 | 4,46 | следы | - | - | 0,10 | - | 0,35 | 30,9 | 60,9 |
Таблица 1.2
Состав газов, растворенных в нефти
| Выход на нефть, %мас. | Содержание индивидуальных углеводородов, % масс. | |||
| С2Н6 | С3Н8 | изо-С4Н10 | Н-С4Н10 | |
| 3,42 | 5,3 | 32,3 | 16,6 | 45,8 |
Таблица 1.3
Характеристика фракций, выкипающих до 200оС
| Температура отбора, оС | Выход на нефть, % мас. | | Фракционный состав, оС | Содержание серы, % мас. | Октановое число (ММ) | Кислотность, мг КОН на 100 мл фракции | Давление насыщенных паров при 38 оС, мм.рт.ст | |||
| н.к | 10% | 50% | 90% | |||||||
| 28-85 | 7,9 | 0,6440 | 0,67 | 62,0 | следы | |||||
| 28-100 | 10,3 | 0,6540 | 0,68 | 59,0 | - | - | ||||
| 28-110 | 12,3 | 0,6636 | 0,69 | 56,0 | - | - | ||||
| 28-120 | 14,0 | 0,6730 | 0,69 | 54,0 | 0,40 | |||||
| 28-130 | 16,4 | 0,6850 | 0,68 | 52,0 | - | - | ||||
| 28-140 | 18,6 | 0,6970 | 0,67 | 49,8 | - | - | ||||
| 28-150 | 20,6 | 0,7089 | 0,69 | 47,4 | 0,98 | |||||
| 28-160 | 22,9 | 0,7145 | 0,73 | 45,6 | - | - | ||||
| 28-170 | 25,0 | 0,7201 | 0,74 | 43.8 | - | - | ||||
| 28-180 | 27,0 | 0,7257 | 0,75 | 42,0 | - | - | ||||
| 28-190 | 29,4 | 0,7313 | 0,75 | 41,2 | - | - | ||||
| 28-200 | 30,9 | 0,7370 | 0,76 | 38,5 | 1,6 |
Таблица 1.4
Групповой углеводородный состав фракций, выкипающих до 200оС
| Темпе-ратура отбора, оС | Выход на нефть, % мас. | |  | Содержание углеводородов, % мас. | ||||
| ароматических | нафтеновых | Парафиновых | ||||||
| всего | нормального строения | изомерного строения | ||||||
| 28-60 | 5,0 | 0,6284 | 1,3621 | - | - | |||
| 60-95 | 4,6 | 0,6898 | 1,3915 | |||||
| 95-122 | 4,9 | 0,7197 | 1,4079 | |||||
| 122-150 | 6,1 | 0,7460 | 1,4203 | |||||
| 150-200 | 10,3 | 0,7756 | 1,4334 | |||||
| 28-200 | 30,9 | 0,7370 | 1,4105 |
Таблица 1.5
Характеристика фракций, служащих сырьем для каталитического риформинга
| Температура отбора, оС | Выход на нефть, % мас. | | Содержание серы, %масс. | Содержание углеводородов, % мас. | ||||
| ароматических | нафтеновых | парафиновых | ||||||
| всего | нормального строения | изостроения | ||||||
| 62-85 | 2,6 | 0,6840 | 0,67 | 6,5 | 25,5 | - | - | |
| 62-105 | 6,0 | 0,6960 | 0,71 | - | - | |||
| 85-105 | 3,4 | 0,7050 | 0,72 | 23,5 | 67,5 | - | - | |
| 85-120 | 6,1 | 0,7130 | 0,73 | - | - | |||
| 85-180 | 19,1 | 0,7450 | 0,70 | - | - | |||
| 105-120 | 2,7 | 0,7230 | 0,72 | 11,5 | - | - | ||
| 105-140 | 7,3 | 0,7350 | 0,72 | 13,5 | 19,5 | - | - | |
| 120-140 | 4,6 | 0,7430 | 0,70 | - | - | |||
| 140-180 | 8,4 | 0,7620 | 0,87 | - | - |
Таблица 1.6
Характеристика легких керосиновых дистиллятов
| Температура отбора, оС | Выход на нефть, % мас. | | Фракционный состав, оС | n20, мм2/с | n-40, мм2/с | Температура, оС | |||||
| н.к. | 10 % | 50 % | 90 % | 98 % | начала кристаллизации | вспышки в закрытом тигле | |||||
| 120-230 | 23,1 | 0,7752 | 1,32 | - | -60 |
Продолжение табл. 1.6
| Теплота сгорания (низшая), кДж/кг | Высота некоптящего пламени, мм | Содержание ароматических углеводородов, % мас. | Содержание серы, %масс. | Кислотность, мг КОН на 100 мл дистиллята | Йодное число, г йода на 100 г дистиллята | Фактические смолы, мг на 100г дистиллята | |
| общей | меркапта-новой | ||||||
| 0,90 | 0,47 | 1,70 | 1,30 | - |
Таблица 1.7
Характеристика дизельных топлив и их компонентов
| Темпе-ратура отбора, оС | Выход на нефть, % мас. | Цета-новое число | Дизельный индекс | Фракционный состав, оС | | n20, мм2/с | n50, мм2/с | |||
| 10% | 50% | 90% | 96% | |||||||
| 150-350 | 40,3 | 63,5 | 0,8143 | 3,29 | 1,85 | |||||
| 180-350 | 33,9 | 58,5 | 61,0 | 0,8212 | 4,5 | 2,3 | ||||
| 200-350 | 30,0 | 61,4 | 0,8250 | 5,24 | 2,68 | |||||
| 230-320 | 18,0 | 64,8 | 0,8255 | 5,32 | 2,78 | |||||
| 230-350 | 23,8 | 63,5 | 0,8305 | 7,00 | 3,17 |
Продолжение табл. 1.7.
| Темпе-ратура отбора, оС | Температура, оС | Содержание серы, % мас. | Кислотность, мг КОН на 100 мл топлива | Анилиновая точка, оС | |||
| застывания | помутнения | вспышки | общей | меркапта-новой | |||
| 150-350 | -37 | -35 | 0,78 | 0,47 | 5,8 | 67,8 | |
| 180-350 | -33 | -29 | 0,80 | - | - | 68,0 | |
| 200-350 | -28 | -22 | 0,81 | 0,44 | 7,8 | 69,7 | |
| 230-320 | -26 | -21 | 0,80 | 0,44 | 9,8 | 74,4 | |
| 230-350 | -22 | -19 | 0,82 | 0,45 | 11,70 | 75,1 |
Характеристика сырья для каталитического крекинга в справочной информации не приводится.
Таблица 1.8.
Характеристика остатков
| Температура отбора, оС | Выход на нефть, %мас. |  | ВУ50 | ВУ80 | ВУ100 | Температура, оС | Содержание серы, % мас. | Коксуемость, %мас. | |
| застывания | вспышки | ||||||||
| выше 300оС | 45,4 | 0,8840 | 3,35 | 1,70 | 1,40 | -26 | 0,97 | 0,94 | |
| выше 350оС | 35,7 | 0,8955 | 7,25 | 2,10 | 1,65 | -23 | 1,02 | 1,21 | |
| выше 400оС | 28,0 | 0,9043 | 14,00 | 3,08 | 2,00 | -21 | 1,06 | 1,52 | |
| выше 450оС | 19,0 | 0,9135 | 47,00 | 6,15 | 3,10 | -16 | 1,27 | 3,16 |
Таблица 1.9
Потенциальное содержание базовых дистиллятных и остаточных масел
| Температура отбора, оС | Выход дистиллятной фракции или остатка на нефть, %мас. | Характеристика базовых масел | |||
| | n50, мм2/с | n100, мм2/с | n50/n100 | ||
| 350-400 | 7,7 | 0,8670 | 12,25 | 2,57 | 3,4 |
| 400-450 | 9,0 | 0,8713 | 30,50 | 6,57 | 4,6 |
| 450-475 | 6,3 | 0,8710 | 46,05 | 8,7 | 5,3 |
| Остаток выше 475 | 12,7 | 0,9062 | - | 42,21 | - |
Продолжение табл. 1.9
| Температура отбора, оС | Характеристика базовых масел | ||||
| ИВ | ВВК | Температура застывания, оС | Выход базовых масел, %мас. | ||
| на дистиллятную фракцию или остаток | на нефть | ||||
| 350-400 | - | -25 | 89,5 | 6,9 | |
| 400-450 | - | -19 | 74,0 | 6,6 | |
| 450-475 | - | -18 | 72,0 | 4,5 | |
| Остаток выше 475 | 0,82 | -14 | 77,5 | 9,8 |
Таблица 1.10
Разгонка (ИТК) Марковской нефти в аппарате АРН-2
и характеристика полученных фракций
| Температура выкипания фракций при 760 мм рт. ст., 0С | Выход на нефть, % мас. | r420 | M | |||
| отдельных фракций | суммарный | |||||
| 1. | до 28 (газ до С4) | 3,42 | 3,42 | - | - | |
| 2. | 28-42 | 2,57 | 5,99 | 0,6200 | - | |
| 3. | 42-63 | 2,79 | 8,78 | 0,6450 | - | |
| 4. | 63-88 | 2,92 | 11,70 | 0,6725 | - | |
| 5. | 88-103 | 2,97 | 14,67 | 0,7006 | ||
| 6. | 103-121 | 2,97 | 17,64 | 0,7230 | - | |
| 7. | 121-134 | 2,97 | 20,61 | 0,7400 | - | |
| 8. | 134-146 | 3,05 | 23,66 | 0,7530 | - | |
| 9. | 146-163 | 3,32 | 26,98 | 0,7615 | ||
| 10. | 163-177 | 3,23 | 30,21 | 0,7728 | - | |
| 11. | 177-192 | 3,18 | 33,39 | 0,7822 | - | |
| 12. | 192-205 | 3,13 | 36,52 | 0,7927 | - | |
| 13. | 205-228 | 3,53 | 40,05 | 0,8015 | ||
| 14. | 228-243 | 3,27 | 43,32 | 0,8121 | - |
Продолжение табл. 1.10
| Температура выкипания фракций при 760 мм рт. ст., 0С | Выход на нефть, % мас. | r420 | M | ||
| отдельных фракций | суммарный | ||||
| 15. | 243-255 | 3,31 | 46,63 | 0,8168 | - |
| 16. | 255-275 | 3,31 | 49,94 | 0,8232 | - |
| 17. | 275-290 | 3,32 | 53,26 | 0,8290 | - |
| 18. | 290-305 | 3,32 | 56,58 | 0,8341 | |
| 19. | 305-321 | 3,32 | 59,90 | 0,8430 | - |
| 20. | 321-342 | 3,31 | 63,21 | 0,8500 | - |
| 21. | 342-363 | 3,50 | 66,71 | 0,8600 | - |
| 22. | 363-385 | 3,45 | 70,16 | 0,8678 | - |
| 23. | 385-405 | 3,40 | 73,56 | 0,8760 | - |
| 24. | 405-429 | 3,40 | 76,96 | 0,8825 | - |
| 25. | 429-449 | 3,53 | 80,49 | 0,8910 | |
| 26. | 449-465 | 3,50 | 83,99 | 0,8981 | - |
| 27. | 465-475 | 3,31 | 87,30 | 0,9026 | |
| 28. | Остаток | 12,70 | 100,00 | 0,9190 | - |
На основании данных о составе и свойствах нефти представленных в табл. 1.1 – 1.11 дадим классификацию нефти по ОСТ 38.1197-80 [3]. Марковская нефть содержит 0,89% серы (табл. 1.1), по содержанию серы в нефтепродуктах она относится ко II классу сернистых нефтей. Выход фракций, выкипающих до 350оС составляет 60,9%, таким образом нефть является высокопотенциальной, она относится к первому типу. Марковская нефть содержит 27,8% базовых масел на нефть и 35,7% на мазут и следовательно относится ко второй группе, а по качеству масел (индекс вязкости фракций 85-87) - к третьей подгруппе нефтей. Нефть содержит 1,12% парафина, то есть является низкопарафинистой (первый вид). Таким образом, Марковской нефти можно дать следующий шифр: II T1 М2 И3 П1.
По ГОСТ Р 51858-2002 [2] Марковская нефть имеет следующую характеристику: по содержанию серы в нефти она относится ко 2 классу сернистых нефтей; по плотности, выходу фракций и содержанию парафина нефть относится к 0 типу особо легких нефтей. Датьклассификацию нефти по группе и виду не представляется возможным, в связи с отсутствием необходимых для этого данных в справочной литературе.