Файл: Маслоблок нефтеперерабатывающий очистка установка.rtf

Материальный баланс маслоблока НПЗ в целом, составленный на основе данных таблиц 6.1 – 6.15, представлен в таблице 6.16.
Таблица 6.16 – Материальный баланс маслоблока НПЗ

Статьи	% масс. на нефть	% масс. на мазут	Количество, кг/ч
ПРИХОД:
мазут (выше 360ºС)	60,526	100,000	175000
кислород (воздуха)	1,681	2,778	4845,6
природный газ	2,233	3,688	6262,03
водяной пар	3,138	5,185	8804,33
масло-разбавитель	0,252	0,416	781,3
аммиак	0,045	0,075	140,6
гидроксид кальция	0,096	0,159	296,8
Итого:	67,971	112,301	196130,66
РАСХОД:
БАЗОВЫЕ МАСЛА:	21,990	36,333	63254,7
базовое масло №1	4,726	7,809	13664,9
базовое масло №2	2,670	4,412	7393,8
базовое масло №3	4,720	7,799	13647,6
базовое масло №4	6,206	10,253	17943,3
базовое масло №5	3,668	6,060	10605,1
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ:	23,405	38,672	67624,9
парафин марки Т2	0,984	1,627	2846,9
битум	20,846	34,442	60274,6
присадка С-150	0,756	1,250	2343,8
серная кислота	0,819	1,353	2159,6
ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ:	20,889	34,862	61306,31
углеводородные газы, в т.ч.	0,992	1,637	2852,2
газы (гидродоочистка №1)	0,024	0,039	69,4
газы (гидродоочистка №2)	0,016	0,027	45,3
газы (гидроочистка парафина)	0,005	0,008	23,1
газы (гидрокрекинг)	0,464	0,766	1340,1
газы (MSDW)	0,248	0,409	715,9
метан	0,235	0,388	658,4
оксиды углерода, в т.ч.	4,248	7,019	12024,01
монооксид углерода	2,101	3,472	5894,86
диоксид углерода	2,147	3,547	6129,15
топливные фракции, в т.ч.	13,833	22,856	39992,5
лёгкий вакуумный газойль	3,026	5,000	8750
бензин (гидрокрекинг)	4,249	7,020	12284,7
газойль (гидрокрекинг)	5,536	9,147	16007,4
бензин (MSDW)	0,541	0,895	1566,1
дизельное топливо (MSDW)	0,387	0,639	1118,6
отгон (гидродоочистка №1)	0,048	0,079	138,7
отгон (гидродоочистка №2)	0,036	0,059	98,1
отгон (гидроочистка парафина)	0,010	0,017	28,9
вода	0,159	0,263	648,6
нейтральное масло	1,153	1,904	3570,3
кислый гудрон	0,212	0,350	656,2
сульфонат аммония	0,504	0,833	1562,5
ПОТЕРИ	1,475	2,434	3944,75
Итого:	67,971	112,301	196130,66

Таким образом, мощность маслоблока НПЗ по базовым маслам составляет 63254,7 кг/ч, или 506037,6 т/год.

7. РАСЧЁТ ЭКСТРАКЦИОННОЙ КОЛОННЫ

Экстракция сырья растворителем в заводских условиях протекает по принципу противотока либо в колоннах, либо в аппаратах ступенчатой экстракции [12].

В промышленной практике селективной очистки масляных фракций фурфуролом и N-метилпирролидоном применяют роторно-дисковые контакторы (РДК), которые имеют ряд преимуществ перед экстракционными колоннами (см. п.5).

7.1 Материальный баланс РДК

Фракция 420 – 500ºС западно-сургутской нефти в количестве 24763,7 кг/ч, являющаяся сырьём установки селективной очистки масляных фракций N-метилпирролидоном, подвергается деаэрации в вакууме в присутствии водяного пара, а затем поступает в нижнюю часть РДК. В верхнюю часть контактора подаётся сухой N-метилпирролидон; кратность растворителя к сырью составляет 2:1 [10, 29]. Сверху РДК выводится рафинатный раствор, содержащий 15% масс. N-метилпирролидона [14], а снизу выводится экстрактный раствор.

Материальный баланс РДК, рассчитанный на основании вышеуказанных данных, представлен в таблице 7.1.
Таблица 7.1 – Материальный баланс РДК

Статьи	% масс. на нефть	% масс. на сырьё	Количество, кг/ч	Состав растворов, % масс.
ПРИХОД:
фракция 420 – 500ºС	8,565	100	24763,7	–
N-метилпирролидон	17,130	200	49527,4	–
Итого:	25,695	300	74291,1	–
РАСХОД:
рафинатный раствор, в т. ч.	5,607	65,467	16212,1	100,00
рафинат	4,766	55,649	13780,7	85,00
N-метилпирролидон	0,841	9,818	2431,4	15,00
экстрактный раствор, в т. ч.	20,088	234,533	58079,0	100,00
экстракт	3,799	44,351	10982,9	18,91
N-метилпирролидон	16,289	190,182	47096,1	81,09
Итого:	25,695	300	74291,1	–

7.2 Тепловой баланс РДК

Процесс экстракции протекает при атмосферном давлении, равном 101,325 кПа. Согласно литературным данным [29; 30], принимаем следующий температурный режим РДК:

температура верха: 70ºС;
температура низа: 55ºС;
температура ввода сырья: 48ºС;
температура подачи растворителя: 74ºС (на 4-8ºС выше, чем температура уходящего рафинатного раствора [21]).

Таким образом, температурный градиент экстракции в данном случае составляет 70 – 55 = 15ºС. Температура в верхней части РДК регулируется температурой подачи сухого растворителя, а температура в нижней части частично регулируется температурой ввода сырья. Кроме того, для создания необходимого температурного градиента в контакторе, а также для повышения чёткости разделения и увеличения выхода рафината в нижнюю часть РДК подаётся некоторое количество охлаждённого экстрактного раствора (рециркулята), имеющего температуру 35ºС.

Пренебрегая потерями тепла в окружающую среду, можно записать в общем виде уравнение теплового баланса:

,

где Qввода – общее количество тепла, вводимое в РДК с сырьём, с растворителем и с рециркулятом при 35ºС;

Qвывода – общее количество тепла, которое выводится из РДК с рафинатным и экстрактным растворами, а также с рециркулятом (55ºС).

Плотности и энтальпии N-метилпирролидона, а также рафинатного и экстрактного растворов в парообразном и жидком состоянии при различных температурах и давлениях, необходимые для последующих расчётов, определяются при помощи справочной системы программы РRO/II 5.61 with PROVISION фирмы SIMSCI.

ПРИХОД ТЕПЛА:

1) Тепло, вводимое с сырьем, находится по формуле [31]:

,
где GС – количество сырья, кг/ч;

– энтальпия сырья в жидком состоянии при 48ºС, кДж/кг.

Энтальпия жидкости рассчитывается по формуле:

,
где а = 84,98 кДж/кг при 48ºС (см. приложение 14 [31]).

Плотность фракции 420 – 500°С западно-сургутской нефти при 20°С составляет 921 кг/м³. Относительную плотность этой фракции при 15°С можно определить по формуле: