- •Т.П. Макарова, э.И. Марданова, л.Ф. Корепанова Технология переработки нефти и газа
- •© Альметьевский государственный
- •Общие указания
- •I. Химический состав нефти
- •1. Элементный и фракционный состав нефти
- •2.1. Парафиновые углеводороды
- •2.3. Нафтеновые углеводороды
- •2.4. Ароматические углеводороды
- •2.5. Гибридные углеводороды
- •2.6. Гетероатомные соединения нефти
- •2.6.1. Серусодержащие соединения
- •2.6.2. Азотсодержащие соединения
- •Распределение азотистых соединений
- •2.6.3. Кислородсодержащие соединения
- •3. Классификация нефтей
- •3.1. Химическая классификация
- •3.2. Технологическая классификация
- •1. Классификация процессов переработки нефти, газовых конденсатов и газов
- •2. Основные этапы нефтепереработки
- •3. Подготовка нефти к переработке
- •Сырая нефть; II- деэмульгатор; III- сброс воды; IV- подача щелочной воды; V- обессоленная и обезвоженная нефть
- •3.1. Нефтяные эмульсии
- •4. Первичная переработка нефти
- •4.1. Атмосферная и вакуумная перегонка нефти
- •4.2. Вторичная перегонка бензинов
- •5. Вторичная переработка нефти
- •5.1. Термический крекинг
- •5.2. Коксование
- •5.3. Пиролиз
- •5.4. Каталитический крекинг
- •5.5. Риформинг
- •5.6. Гидрогенизация
- •6. Очистка нефтепродуктов
- •6.1. Очистка светлых нефтепродуктов
- •6.2. Очистка смазочных масел
- •7. Типы нефтеперерабатывающих заводов
- •8. Переработка газов
- •8.1. Исходное сырье и продукты переработки газов
- •8.2. Основные объекты газоперерабатывающих заводов
- •8.3. Отбензинивание газов
- •8.3.1. Компрессионный метод
- •8.3.2. Абсорбционный метод
- •8.3.3. Адсорбционный метод
- •8.3.4. Конденсационный метод
- •8.3.5. Газофракционирующие установки
- •9. Химическая переработка углеводородного сырья
- •9.1. Производство нефтехимического сырья
- •9.2. Производство поверхностно-активных веществ
- •9.3. Производство спиртов
- •9.4. Производство полимеров
- •9.5.2. Синтетические каучуки
- •9.5.3. Пластмассы
- •9.5.4. Синтетические волокна
- •III. Материальные и тепловые расчеты химико-технологических процессов
- •1. Составления материальных балансов
- •И материальные расчеты химико-технологических процессов
- •Материальный баланс на 1т окиси этилена
- •Материальный баланс печи крекинга (на 1000 м3 природного газа)
- •Происходит дальнейшее хлорирование
- •Материальный баланс хлоратора бензола (1т хлорбензола)
- •Образовалось в соответствии с заданным мольным соотношением
- •С воздухом………. 586
- •Материальный баланс реактора для окисления метанола (1ч работы)
- •2. Равновесие химико-технологических процессов
- •3. Составление энергетического (теплового) баланса и тепловые расчеты химико-технологических процессов
- •4. Массообменные процессы
- •Возьмем при 1900°c
- •Бензол ………… 49,063 Дихлорбензол ………… 53,05
- •Суммарный тепловой эффект при хлорировании 1т бензола
- •IV. Расчет ректификационных колонн
- •2. Температурный режим
- •Решение.Парциальное давление паров бензина равно
- •Продолжение таблицы
- •3. Высота
- •4. Материальный и тепловой балансы
- •Общее количество тепла, вводимого в колонну, составит
- •V. Расчет реакционных устройств термических процессов
- •1. Реакционные змеевики и камеры установок термического крекинга под давлением
- •1.1. Определение скорости реакции
- •1.2. Расчет реакционного змеевика печи термического крекинга
- •1.3. Расчет реакционной камеры
- •2. Реакционные аппараты установок коксования нефтяных остатков
- •2.1. Определение выхода продуктов коксования
- •2.2. Расчет реактора и коксонагревателя на установках коксования в подвижном слое гранулированного коксового теплоносителя
- •2.3. Расчет реактора на установках коксования в кипящем слое коксового теплоносителя
- •3.1. Расчет печи трубчатой установки пиролиза
- •Учитывая, что
- •Диаметр труб рассчитывают по формуле
- •3.2. Пиролиз на установках с подвижным слоем твердого теплоносителя
- •3.3. Установки с кипящим слоем твердого теплоносителя
- •Находят объем катализатора в реакторе
- •1. Процесс каталитического алкилирования парафиновых и ароматических углеводородов олефинами
- •Рассчитывают выход алкилата
- •Теплота сгорания нефтепродуктов
- •Среднее число атомов в молекуле сырья (т) определяется по формуле
- •Итого………..-43710
- •Вычисляют приближенно молекулярную массу групп углеводородов
- •Лабораторная работа № 1 Тема: «Определение содержания воды в нефти методом Дина и Старка»
- •1.1. Основные понятия
- •Требования к содержанию воды в нефти, поставляемых с промыслов
- •1.2. Описание методики определения содержания воды в нефти методом Дина и Старка
- •Лабораторная работа № 2 Тема: «Определение механических примесей в нефти
- •2.1. Основные понятия
- •2.2 Описание методики определения механических примесей в нефти
- •Лабораторная работа № 3 Тема: «Определение содержания солей в нефти»
- •3.1. Основные понятия
- •3.2 Описание методики определения содержания солей в нефти
- •Приложение 1
- •Подписано в печать 20.09.2007 г.
2.3. Расчет реактора на установках коксования в кипящем слое коксового теплоносителя
Пример5.9. Определить диаметр и высоту реактора (без учета отпарной секции) установки коксования гудрона в кипящем слое коксового теплоносителя, если известно: объемная скорость паров, проходящих через реактор = 2,85 м3/с; скорость движения паров над кипящим слоем и = 0,4 м/с; кратность циркуляции коксового теплоносителя n = 8,0; продолжительность пребывания коксовых частиц в реакторе = 7 мин; плотность кипящего слоя = 450 кг/м3; производительность установки по сырью GC = 25000 кг/ч; высота отстойной зоны принимается равной = 4,6 м.
Решение. Определяют сечение и диаметр реактора по формуле
где vП - объем паров, проходящих через реактор, м3/с; и - допустимая линейная скорость движения паров в реакторе, м/с.
Масса циркулирующего кокса по уравнению
где Gc - производительность установки по сырью, кг/ч.
составляет
Gц.к= 250008,0 = 200000 кг/ч
Массу кокса, находящегося в реакторе, подсчитывают по формуле , где - продолжительность пребывания кокса в реакторе, мин.
Объем и высоту кипящего слоя находят по уравнениям и , где - плотность кипящего слоя, кг/м3.
Высоту реактора определяют по уравнению , где - высота отстойной зоны - принимается равной высоте циклона 4,5-5,5 м, либо подсчитывается по длительности пребывания паров над кипящим слоем кокса, м.
H = 7,3 + 4,6 = 11,9 м
параметры |
Вариант | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
vП м3/с |
2,78 |
2,79 |
2,8 |
2,81 |
2,82 |
2,83 |
2,84 |
2,85 |
2,86 |
2,87 |
и м/с |
0,38 |
0,385 |
0,39 |
0,395 |
0,4 |
0,405 |
0,41 |
0,415 |
0,42 |
0,425 |
N |
7 |
7 |
7 |
8 |
8 |
8 |
8 |
9 |
9 |
9 |
мин |
9 |
9 |
6 |
6 |
6,5 |
6,5 |
7 |
7 |
7,5 |
8 |
к.с. кг/м3 |
425 |
430 |
435 |
440 |
445 |
450 |
455 |
460 |
465 |
470 |
Gс кг/ч103 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
hо.з. м |
4,5 |
4,6 |
4,7 |
4,8 |
4,9 |
5,0 |
5,1 |
5,2 |
5,3 |
5,4 |
Пример 5.10. Определить диаметр и высоту коксонагревателя установки коксования в кипящем слое теплоносителя, если известно: температура и давление в коксонагревателе t = 600°С и Р = 0,181 МПа; расход воздуха mв = 59 500 кг/ч; масса сжигаемого кокса mк = 4800 кг/ч; молекулярная масса дымовых газов М = 30 кг/кмоль; скорость движения дымовых газов над кипящим слоем кокса u = 0,5 м/с; масса циркулирующего кокса Gц.к= 600000 кг/ч; плотность кипящего слоя = 450 кг/м3.
Решение. Подсчитывают объем дымовых газов
Определяют сечение и диаметр коксонагревателя , где vП - объем паров, проходящих через реактор, м3/с; и - допустимая линейная скорость движения паров в реакторе, м/с.
Масса коксового теплоносителя, находящегося единовременно в коксонагревателе
Находят объем и высоту кипящего слоя
Принимают высоту отстойной зоны равной 4,6 м, тогда высота коксонагревателя составляет
Н = 4,6 + 4,6 = 9,2 м
параметры |
Вариант | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
t 0С |
600 |
600 |
605 |
605 |
610 |
610 |
615 |
615 |
620 |
620 |
Р МПа |
0,12 |
0,125 |
0,13 |
0,135 |
0,14 |
0,145 |
0,15 |
0,155 |
0,16 |
0,16 |
mв кг/ч103 |
55 |
55,5 |
56 |
56,5 |
57 |
57,5 |
58 |
58,5 |
59 |
59,5 |
mк кг/ч103 |
4600 |
4650 |
4700 |
4750 |
4800 |
4850 |
4900 |
4950 |
5000 |
5050 |
М кг/кмоль |
28 |
28 |
30 |
30 |
32 |
32 |
34 |
34 |
36 |
36 |
и м/с |
0,5 |
0,5 |
0,55 |
0,55 |
0,6 |
0,6 |
0,65 |
0,65 |
0,7 |
0,7 |
Gц.к. кг/ч105 |
4,5 |
4,5 |
5 |
5 |
5,5 |
5,5 |
6 |
6 |
6,5 |
6,5 |
к.с. кг/м3 |
430 |
435 |
440 |
445 |
450 |
455 |
460 |
465 |
470 |
475 |
3. ПЕЧИ И РЕАКТОРЫ УСТАНОВОК ПИРОЛИЗА
НЕФТЯНОГО И ГАЗОВОГО СЫРЬЯ
Процесс пиролиза широко применяют для получения этилена и пропилена как сырья для нефтехимической промышленности. Сырьем пиролиза могут служить все составные части нефти, начиная от углеводородных газов и кончая тяжелыми нефтяными остатками. В промышленности процесс пиролиза осуществляют в реакционных аппаратах — трубчатых печах, реакторах с подвижным слоем твердого теплоносителя, реакторах с кипящим слоем твердого теплоносителя.