Файл: Маслоблок нефтеперерабатывающий очистка установка.rtf

Используемый растворитель оказывает влияние на эффективность процесса селективной очистки масляного сырья: на выход и качество получаемых продуктов. Выбор растворителя и его характеристики рассмотрены в п.4.

5.2.2 Влияние температуры

При очистке нефтяного сырья избирательными растворителями необходимо поддерживать такую температуру экстракции, при которой состоит из двух фаз – рафинатного раствора, содержащего очищенный продукт (рафинат) и сравнительно небольшую часть растворителя, и экстрактного раствора, состоящего в основном из растворителя и растворённых в нём нежелательных компонентов (экстракта). Это условие выполнимо при температурах очистки ниже КТР данного сырья в данном растворителе; таким образом, верхним температурным пределом очистки является КТР сырья в данном растворителе. Для масляных дистиллятов одной и той же нефти было установлено следующее: чем больше в данном дистилляте ароматических углеводородов, тем ниже его КТР; чем выше пределы выкипания дистиллята из одной и той же нефти, тем выше его КТР; рафинат имеет более высокую КТР, чем исходный дистиллят, и чем глубже очищен последний, тем больше разница между КТР рафината и сырья [12].

Низкокипящие дистилляты, особенно вторичного происхождения (например, фракции газойля каталитического крекинга), могут иметь такую низкую КТР в данном растворителе, что смесь необходимо охлаждать для образования двухфазной системы или понижать растворяющую способность растворителя добавлением к нему антирастворителя, чтобы повысить КТР смеси. Очистку нефтяного сырья необходимо проводить при оптимальной температуре (или интервале температур), когда достигаются лучшие показатели по избирательности и растворяющей способности растворителя, т.е. достаточно высокий выход рафината заданных качеств. Эта температура различна для разных растворителей и очищаемого сырья и до настоящего времени определяется в каждом конкретном случае экспериментально [12].

На рисунках 3 - 4 показано изменение выхода и индекса вязкости рафината в зависимости от температуры его очистки при кратности растворителя к сырью, равной 3:1. По ходу кривых видно, что с повышением температуры очистки выход рафината неуклонно понижается, его индекс вязкости вначале повышается, а затем также падает. Максимум индекса вязкости определяет оптимальная температура очистки, выше которой наряду со значительным возрастанием растворяющей способности растворителя резко снижается его избирательность в отношении нежелательных компонентов очищаемого сырья, что приводит к ухудшению качества очищенного продукта.

Рисунок 3 - Зависимость индекса вязкости от температуры

Рисунок 4- Зависимость выхода масла от температуры

5.2.3 Влияние кратности растворителя к сырью

Выход и качество рафината зависят также от кратности растворителя к сырью. Для одного и того же вида сырья и при неизменной температуре очистки с увеличением кратности растворителя к сырью снижается выход рафината и повышается его качество, что видно из данных таблицы 5.1 [12].

Таблица 5.1 - Зависимость выхода и качества рафината от кратности растворителя к сырью.

Наименование	Выход рафината, % масс.	Индекс вязкости	Коксуемость, % масс.
1	2	3	4
Масляный дистиллят	100	65	2.9
Рафинат при различном расходе растворителя, % об.
Фурфурол (при 93С) 300 600 1200	75.2 62.6 47.1	84.7 88.6 93.2	1.1 0.9 0.7
Фенола (при 65С) 300 600 1200	66.3 50.0 34.0	87.5 92.7 97.5	1.0 0.8 0.6

Расход растворителя на очистку обусловлен его свойствами

, требованиями к качеству рафината, фракционным и химическим составом сырья и способом экстракции. На очистку одного и того же сырья для получения равного выхода рафината расход растворителя тем больше, чем меньше его растворяющая способность. Для получения рафината более высоких качеств очистку необходимо проводить при более высоком расходе растворителя (рисунок 5) [12].

При выборе кратности растворителя необходимо учитывать также, что чрезмерный его расход может привести не только к уменьшению выхода рафината и в некоторых случаях – ухудшению его качества, но и к снижению производительности установки по сырью.

Рисунок 5 - Зависимость качества рафината очистки вязкого дистиллята западно-сургутской нефти от кратности растворителя к сырью

5.2.4 Влияние качества сырья

Результаты селективной очистки в значительной степени зависят от соблюдения заданных температурных пределов выкипания сырья и возможного сужения этих пределов при вакуумной перегонке. При очистке избирательными растворителями широких нефтяных фракций вследствие близких значений растворимости желательных низкокипящих компонентов и более высококипящих нежелательных создаётся опасность удаления из сырья наряду с последними ценных компонентов очищаемой фракции. Поэтому для селективной очистки предпочтительно сырьё более узкого фракционного состава. В таблицах 5.2 - 5.3 приведены данные, показывающие зависимость показателей качества рафината от используемого сырья (узкого или широкого фракционного состава) [12].
Таблица 5.2 – Характеристика рафината, полученного при использовании сырья широкого фракционного состава (фракция 360-500).

Наименование показателя	Величина
1	2
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, С, не менее	180
Цвет в единицах ЦНТ, не более	2.5
Коэффициент рефракции при 50С, не более	1.4700-1.4740
Содержание фенола, % масс., не более	Отсутствие
Выход рафината, % масс.	60

Таблица 5.3 – Характеристика рафината, полученного при использовании сырья узкого фракционного состава (фракция 430-510С).

Наименование показателя	Величина
1	2
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, С, не менее	230
Цвет в единицах ЦНТ, не более	4.5
Коэффициент рефракции при 50С, не более	1.4770
Содержание фенола, % масс., не более	Отсутствие
Выход рафината, % масс.	57

Дистилляты одной и той же нефти с повышенными температурными пределами выкипания необходимо очищать при более высоких температуре и кратности растворителя к сырью. Выход и качество рафината зависят и от химического состава сырья [2]. Так, при очистке сырья из высокоароматизированных смолистых нефтей, масляные фракции которых содержат небольшое количество малоциклических углеводородов с длинными боковыми цепями, выход рафината высокого качества невелик.

6. РАСЧЁТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА УСТАНОВКИ И МАСЛОБЛОКА В ЦЕЛОМ

6.1 Материальный баланс установки ВТ

Потенциальное содержание базовых масел представлено в табл.2.2. В выбранной нами поточной схеме маслоблока предусматриваются гидрогенизационных процессы, следовательно, необходимо рассчитать то количество сырья (мазута), которое необходимо для удовлетворения задания – проектировать маслоблок мощностью 0,5 млн.т/год базовых масел. Предварительно рассчитываем материальный баланс по выходу в процентном соотношении, ориентируясь на процессы, и зная выход базовых масел, делаем вывод, что требуется мазут в количестве:

где 0,5 – мощность проектируемого маслоблока,

0,2199 – выход базовых масел на нефть,

0,575 – выход на нефть мазута.

Итак, согласно проектируемой поточной схеме маслоблока мазут (выше 360ºС) западно-сургутской нефти в количестве 1,4 млн. т/год направляется на перегонку на установку ВТ. Приняв годовой резерв рабочего времени маслоблока с учётом ремонтов равным 8000 ч, определим количество перерабатываемого мазута в килограммах в час:

кг/ч

На установку ВТ поступает мазут в количестве 175000 кг/ч, состоящий из остатка атмосферной перегонки нефти (выше 360ºС) и 5% масс. лёгкого вакуумного газойля (фракции 310 – 360ºС) в расчёте на мазут. Наличие некоторого количества фракции 310 – 360ºС в мазуте связано с недостаточной эффективностью работы атмосферной колонны (отсутствие подогрева снизу, недостаточное количество тарелок) [25].

При помощи кривой ИТК западно-сургутской нефти, представленной на рисунке 1, можно определить, что содержание остатка выше 360ºС в нефти равно 57,5% масс. Следовательно, количество нефти, поступающей на переработку, составляет: