Министерство образования и науки Республики Татарстан

Альметьевский государственный нефтяной институт

Т.П. Макарова, э.И. Марданова, л.Ф. Корепанова Технология переработки нефти и газа

Учебное пособие

по дисциплине «Технология переработки нефти и газа»

для студентов, обучающихся по специальности 080502.65 «Экономика

и управление на предприятиях нефтяной и газовой промышленности»,

заочной формы обучения

Альметьевск 2007

УДК 54

М 15

Макарова Т.П., Марданова Э.И., Корепанова Л.Ф.

М 15 Технология переработки нефти и газа: Учебное пособие по дисциплине «Технология переработки нефти и газа» для студентов, обучающихся по специальности 080502.65 «Экономика и управление на предприятиях нефтяной и газовой промышленности», заочной формы обучения. – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2007. – 164 с.

Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов и подготовки их к выполнению контрольной работы, лабораторных работ экзамена по дисциплине «Технология переработки нефти и газа».

В пособии приведены теоретический материал, подлежащий изучению; примеры решения задач; задачи для самостоятельного решения (задания контрольной работы); лабораторные работы, список рекомендованной литературы (основной и дополнительной).

Необходимый справочный материал для расчетов приведен в соответствующих приложениях, ссылки на которые дается в методических указаниях по их выполнению.

Печатается по решению учебно-методического совета АГНИ.

Рецензенты:

Доцент, к.х.н. кафедры ТСМ и К КГАСУ Фахрутдинова В.Х.

Профессор, д.т.н., зав. кафедрой химической технологии переработки нефти и газа КГТУ им. Кирова Хамидуллин Р.Ф.

© Альметьевский государственный

нефтяной институт, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Общие указания……………………………………………………………………………........5

I. Химический состав нефти……………………………………………………………………8

1. Элементный и фракционный состав нефти……………………………………………..8

2. Химический состав и распределение групповых углеводородных компонентов по фракциям нефти…………………………………………………………………..............9

   0. 2.1. Парафиновые углеводороды…………………………………………………………..9

   1. 2.2. Непредельные углеводороды (алкены, диалкены)………………………………….10

   2. 2.3. Нафтеновые углеводороды…………………………………………………………...11

   3. 2.4. Ароматические углеводороды……………………………………………………….12

   4. 2.5. Гибридные углеводороды……………………………………………………….........14

   5. 2.6. Гетероатомные соединения нефти…………………………………………………...14

      0. 2.6.1. Серусодержащие соединения………………………………………………………15

      1. 2.6.2. Азотосодержащие соединения……………………………………………………..18

      2. 2.6.3. Кислородосодержащие соединения……………………………………………….19

   6. 2.7. Смолисто-асфальтеновые вещества в нефтях и нефтяных остатках……………...20

3. Классификация нефтей…………………………………………………………………23

   0. 3.1. Химическая классификация………………………………………………………….23

   1. 3.2. Технологическая классификация…………………………………………………….24

II. Основные направления переработки нефтей и газоконденсатов……………………….25

1. Классификация процессов переработки нефти, газовых конденсатов

и газов………………………………………………………………………………….27

2. Основные этапы нефтепереработки………………………………………………….28

3. Подготовка нефти к переработке……………………………………………………..30

   0. 3.1. Нефтяные эмульсии…………………………………………………………………..30

4. Первичная переработка нефти………………………………………………………..33

   0. 4.1. Атмосферная и вакуумная перегонка нефти………………………………………..33

   1. 4.2. Вторичная перегонка бензинов………………………………………………………34

5. Вторичная переработка нефти………………………………………………………..35

   0. 5.1. Термический крекинг…………………………………………………………………35

   1. 5.2. Коксование…………………………………………………………………………….35

   2. 5.3. Пиролиз………………………………………………………………………………..36

   3. 5.4. Каталитический крекинг……………………………………………………………..38

   4. 5.5. Риформинг…………………………………………………………………………….38

   5. 5.6. Гидрогенизация……………………………………………………………………….40

6. Очистка нефтепродуктов……………………………………………………………...40

   0. 6.1. Очистка светлых нефтепродуктов…………………………………………………...40

   1. 6.2. Очистка смазочных масел……………………………………………………………42

7. Типы нефтеперерабатывающих заводов……………………………………………..42

8. Переработка газов……………………………………………………………………...43

   0. 8.1. Исходное сырье и продукты переработки газов……………………………………43

   1. 8.2. Основные объекты газоперерабатывающих заводов……………………………….44

   2. 8.3. Отбензинивание газов………………………………………………………………...45

      0. 8.3.1. Компрессионный метод…………………………………………………………….45

      1. 8.3.2. Абсорбционный метод……………………………………………………………...45

      2. 8.3.3. Адсорбционный метод……………………………………………………………...47

      3. 8.3.4. Конденсационный метод…………………………………………………………...48

   3. 8.3.5. Газофракционирующие установки………………………………………………...50

9. Химическая переработка углеводородного сырья…………………………………..51

   0. 9.1. Производство нефтехимического сырья…………………………………………….51

   1. 9.2. Производство поверхностно-активных веществ……………………………………52

   2. 9.3. Производство спиртов………………………………………………………………..52

   3. 9.4. Производство полимеров……………………………………………………………..52

   4. 9.5. Основные продукты нефтехимии……………………………………………………53

      0. 9.5.1. Поверхностно-активные вещества (ПАВ)………………………………………...53

      1. 9.5.2. Синтетические каучуки…………………………………………………………….54

      2. 9.5.3. Пластмассы………………………………………………………………………….54

      3. 9.5.4. Синтетические волокна…………………………………………………………….55

III. Материальные и тепловые расчеты химико-технологических процессов…………….56

1. Составления материальных балансов и материальные расчеты

химико-технологических процессов………………………………………………….56

2. Равновесие химико-технологических процессов…………………………………...69

3. Составление энергетического (теплового) баланса и тепловые расчеты

химико-технологических процессов………………………………………………….73

4. Массообменные процессы……………………………………………………………76

IV. Расчет ректификационных колонн……………………………………………………….95

1. Методы построения линии однократного испарения (ОИ)…………………………96

2. Температурный режим……………………………………………………………….101

3. Высота…………………………………………………………………………………110

4. Материальный и тепловой балансы…………………………………………………112

V. Расчет реакционных устройств термических процессов………………………………119

1. Реакционные змеевики и камеры установок термического крекинга

под давлением………………………………………………………………………...119

0. 1.1. Определение скорости реакции…………………………………………………….119

1. 1.2. Расчет реакционного змеевика печи термического крекинга…………………….121

2. 1.3. Расчет реакционной камеры………………………………………………………...123

1. Реакционные аппараты установок коксования нефтяных остатков……………….125

   0. 2.1. Определение выхода продуктов коксования………………………………………125

   1. 2.2. Расчет реактора и коксонагревателя на установках коксования в подвижном

слое гранулированного коксового теплоносителя……………………..…………..128

0. 2.3. Расчет реактора на установках коксования в кипящем слое

   0. коксового теплоносителя………………………………………………………….....130

1. Печи и реакторы установок пиролиза нефтяного и газового сырья……………….132

   0. 3.1. Расчет печи трубчатой установки пиролиза……………………………………….132

   1. 3.2. Пиролиз на установках с подвижным слоем твердого теплоносителя…………..138

   2. 3.3. Установки с кипящим слоем твердого теплоносителя……………………………138

IV. Реакторы установок полимеризации в алкилировании

газообразных углеводородов………………..…………………………………………..139

1. Процесс каталитического алкилирования парафиновых и ароматических

углеводородов олефинами…………………………………………………………….143

VII. Тепловые эффекты процессов деструктивной переработки нефти и газа…………..146

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 Тема: «Определение содержания воды в

нефти методом Дина и Старка»…………………………………………………………….153

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 Тема: «Определение механических примесей

в нефти……………………………………………………………………………………….155

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 Тема: «Определение содержания солей в нефти»…..157

Приложение…………………………………………………………………………………..159

Литература……………………………………………………………………………………161